KROMATOGRAFI GAS

Definisi kromatografi adalah suatu prosedur pemisahan zat terlarut oleh suatu proses migrasi, diperensial dinamis dalam sistem yang terdiri dari dua fase atau lebih salah satunya bergerak secara berkesinambungan dalam arah tertentu dan didalamnya zat-zat itu menunjukkan perbedaan mobilitas disebabkan adanya perbedaan dalam absorbsi, partisi, kelarutan, tekanan uap, ukuran molekul atau kerapatan muatan ion. 

Kromatografi gas:

a.       kromatografi gas cair (PARTISI), teknik kolom dan nama alat GLC

b.       kromatografi gas padat (ADSORPSI), teknik kolom dan nama alat GSC

prinsip pemisahan: perbedaan kemampuan distribusi analit diantara fase gerak dan fase diam di dalam kolom pada kecepatan dan waktu yang berbeda.

Komponen alat kromatografi gas

Alat GLC atau GC terdiri atas 7 bagian yang pokok seperti pada gambar, yaitu:

1.        Silinder tempat gas pembawa/pengangkut

2.        Pengatur aliran dan pengatur tekanan

3.        Tempat injeksi cuplikan

4.        Kolom

5.        Detector

6.        Pencatat/ recorder

7.        pemerkuat arus (amplifier)

Terminal untuk 3, 4 dan 5

Bagian-bagian dari kromatografi gas :

1.        Gas pengangkut/pemasok gas

Gas pengangkut (carrier gas) ditempatkan dalam silinder bertekanan tinggi. Biasanya tekanan dari silinder sebesar 150 atm. Tetapi tekanan ini sangat besar untuk digunakan secara langsung.

persyaratan­ :

a.            Harus inert, tidak bereaksi dengan cuplikan, cuplikan-pe­larut, dan material dalam kolom.

Ex: He, Ar( sangat baik, tdk mudah terbakar tp mahal); H₂ (mudah terbakar); CO₂

b.         Murni dan mudah diperoleh, serta murah.

c.         Sesuai/cocok untuk detector, tipe kolom.

d.        Harus mengurangi difusi gas.

e.      tabung gas pembawa dilengkapi pengatur tekanan, pengukur kecepatan aliran gas, sistem penapis air dn pengotor lain (tekanan 10-50 psi utk v= 25-150 mL/menit kolom paket

2.     Pengatur aliran dan pengatur tekanan (DRAGER)

-  baik pada 2,5 atm, dan mengalirkan massa aliran dengan tetap

- Tekanan lebih pada tempat masuk dari kolom diperlukan un­tuk mengalirkan cuplikan masuk ke dalam kolom. Ini disebabkan, kenyataan lubang akhir dari kolom biasanya mempunyai tekanan atmosfir biasa. Juga oleh kenyataan bahwa suhu kolom adalah tetap, yang diatur oleh thermostat, maka aliran gas tetap yang masuk kolom akan tetap juga.

Demikian juga komponen-komponen akan dielusikan pada waktu yang tetap yang disebut waktu penahanan (the retention time), t­­_R. Karena kecepatan gas tetap, maka komponen juga mempunyai volume karakteristik terhadap gas pengangkut = volume penahanan (the retention volume), v_r. Kecepatan gas akan mempengaruhi effisiensi kolom. 

Harga-harga yang umum untuk kecepatan gas untuk kolom yang memiliki diameter luar.

1/4" O.D : kecepatan gas 75 ml/min

1/8" O.D : kecepatan gas 25 ml/min.

3.        Tempat injeksi (The injection port)

Dalam pemisahan dengan GLC cuplikan harus dalam ben­tuk fase uap. Gas dan uap dapat dimasukkan secara langsung. Tetapi kebanyakan senyawa organik berbentuk cairan dan padatan. Hingga dengan demikian senyawa yang berbentuk cairan dan padatan pertama-tama harus diuapkan. Ini mem­butuhkan pemanasan sebelum masuk dalam kolom. Panas itu terdapat pada tempat injeksi seperti pada gambar 9. bagan injektor.

Tempat injeksi dari alat GLC selalu dipanaskan. Dalam kebanyakan alat, suhu dari tempat injeksi dapat diatur. suhu tempat injeksi sekitar 50°C lebih tinggi dari titik didih campuran dari cuplikan yang mempunyai titik didih yang paling tinggi. Bila kita tidak mengetahui titik didih komponen dari cuplikan maka kita harus mencoba-coba. Namun demikian suhu tempat injeksi tidak boleh terlalu tinggi, sebab kemungkinan akan terjadi perubahan karena panas atau penguraian dari senyawa yang akan dianalisa 

-          Cuplikan dimasukkan ke dalam kolom dengan jarum injeksi yang sering disebut "a gas tight syringe".

-          tidak boleh menginjeksikan cuplikan terlalu banyak, karena GC sangat sensitif. Biasanya jumlah cuplikan yang diinjeksikan pada waktu kita mengadakan analisa 0,5 -50 ml  gas dan 0,2 - 20 ml untuk cairan seperti pada gambar di bawah.

4.        Kolom

-          Kolom merupakan jantung dari kromatografi gas

-          Bentuk : lurus, bengkok, misal berbentuk V atau W, dan kumparan/spiral

-          Kolom selalu merupakan bentuk tabung. Tabung ini dapat terbuat dari :

a)              Tembaga (murah dan mudah diperoleh)

b)              Plastik (teflon), dipakai pada suhu yang tidak terlalu tinggi.

c)               Baja (stainless steel), (mahal)

d)              Alumunium

e)               Gelas

-          Panjang 1-3 m. Diameter 0,3-5 mm

-          Kebanyakan kolom yang digunakan berupa stainles steel dengan diameter luar (OD) dari I/S atau 1/4 inch (0,3 atau 0,6 cm

-          Isi kolom: Pada GSC (ad­sorbent), GLC "solid sup­port" (padatan pendukung) yang diikat oleh fase diam. `

KOLOM KAPILER	KOLOM PACKING
D kecil, p 25-60m, dinding dalam dilapisi bahan aktif (WCOT), diisi dg paralel micropores, terbuat dr: leburan silika dg polymide lapisan luar, fleksibel; kumparan kecil	P 1,5-10 m; d 2-4 mm; selang dr stainless steel/ kaca; isi kemasan halus terpisah inert, padat pndkg, dilapisi fasa diam

5.        Detektor

FUNGSI: pendeteksi komponen-komponen yang telah dipisahkan dari kolom secara terus-menerus, cepat, akurat, dan dapat melakukan pada suhu yang lebih tinggi

-        Detektor harus dapat dipercaya dan mudah digunakan

-        Fungsi umumnya:  sifat-sifat molekul dari senyawa organik à arus listrik à rekorder à kromatogram

-        Detektor yang umum digunakan:

a.          Detektor hantaran panas (Thermal Conductivity Detector_ TCD)

b.         Detektor ionisasi nyala (Flame Ionization Detector_ FID)

c.          Detektor penangkap elektron (Electron Capture Detector _ECD)

d.         Detektor fotometrik nyala (Falame Photomertic Detector _FPD)

e.          Detektor nyala alkali

f.          Detektor spektroskopi massa

       Detektor yang peka terhadap senyawa organik yang mengandung fosfor adalah FID, ECD, dan FPD

       Detektor penangkap elektron (Electron Capture Detector – ECDà modifikasi FID bagian tabung ionisasi).

       Dasar: absorbsi e- oleh senyawa yang mempunyai afinitas terhadap e- bebas (senyawa-senyawa elektronegatif). Dalam detektor gas terionisasi oleh partikel yang dihasilkan dari ³H atau ⁶³Ni. Detektor ini mengukur kehilangan sinyal ketika analit terelusi dari kolom kromatografi. Detektor ini peka terhadap senyawa halogen, karbonil terkoyugasi, nitril, nitro, dan organo logam, namun tidak peka terhadap hidrokarbon, ketone, dan alkohol.

Detector ideal:

1.       Merespon dg cepat keberadaaan solut (selektivitas)

2.       Rentangan respon linear luas

3.       Sensitivitas tinggi

4.       Stabil pada pengoperasian

5.       Noise dan konsentrasi minimum yang dapat terdeteksi

FID	TCD
Dasar: cuplikan + gas pembawa dibakar à ionisasi à elektrode perubahan tegangan à pencatat à kromatogram + sensitif (1000X TCD) -sample rusak, tdk dapat mdeteksi air	Syarat: Tdetector > Tkolom Prinsip: komponen dbawa gasà kna filamen à tahanan filamenàpencatatà kromatogram + tdk merusak sample +semua macam senyawa dapat dideteksi -kurang sensitif

PRNSIP DASAR FID, TCD, ECD

FID; E kalor dlm nyala H2 mjdkan molekul terionisasi à gas efluen dr kolom + H2 dibakar pd jet logam dlm udara berlebih (potensial diberikan) à ion dbentuk dalam nyalaà ruang gas jd konduktif à arus meningkatà tegangan menghasilkan isyarat utk diterima perekam

TCD: gas pembawa menelusuri detektorà efluen mngalir dr sisi lainà

6.        Oven kolom