Kromatografi Gas

Kromatografi Gas

    Michael Twest, seorang ahli botani dari Rusia, pada tahun 1906 lah yang pertama kali memperkenalkan kromatografi. Kromatografi merupakan metode pemisahan yang didasarkan atas distribusi diferensial komponen sampel diantara dua fasa. Dimana kromatografi selalu melibatkan dua fase, yaitu fasa diam (stationary phase) dan fasa gerak (mobile phase). Fasa diam dapat berupa padatan atau cairan yang terikat pada permukaan padatan (kertas atau suatu adsorben), sedangkan fasa gerak dapat berupa cairan yang disebut eluen (pelarut), dan gas pembawa yang bersifat inert. Gerakan fasa gerak ini mengakibatkan terjadinya migrasi diferensial komponen dalam sampel.

Pengertian Kromatografi Gas

       Kromatografi gas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen- komponennya dengan mengguakan gas sebagai fasa bergerak yang melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang diam. Fasa diam dapat berupa zat padat yang dikenal dengan kromatografi gas padat [Gas Solution Chromatography (GSC)] dan gas cair sebagai kromatografi gas cair [Gas Liquid Chromatography (GLC)].

       Untuk GLC fasa diamnya berupa suatu cairan bertitik didih tiggi dan proses serapannya lebih banyak berupa partisi. Sedangkan untuk GSC fasa diamnya berupa padatan dan adsorpsi memainkan peranan utama.

Prinsip Kromatografi Gas

       Kromatografi Gas mempunyai prinsip yang sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya seperti HPLC, TLC), tetapi memiliki beberapa perbedaan:

1. Proses memisahkan senyawa dalam campuran dilakukan antara fasa cair diam dan fasa gas bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang dalah tahap yang solid dan bergerak adalah fasa cair.

2. Melalui kolom yang lolos tahap gas terletak di sebuah oven dimana temperatur gas dapat dikontrol sedangkan kromatografi kolom biasanya tidak memiliki kontrol seperti suhu.

3. konsentrasi yang majemuk dalam fasa gas adalah hanya salah satu fungsi dari tekanan uap dari gas.

       Pada Prinsipnya, pemisahan Kromatografi Gas adalah disebabkan oleh perbedaan dalam kemampuan distribusi analit diantara fasa gerak dan fasa diam di dalam kolom pada kecepatan dan waktu yang berbeda.

Cara Kerja Kromatografi Gas

                                           Gmbr1. Komponen Alat Kromatografi Gas

Pada dasarnya peralatan kromatografi gas terdiri dari:

1.      Tabung gas pembawa (sebagai fasa gerak)

2.      Alat pengaturan tekanan

3.      Alat pengukur kecepatan aliran gas

4.      Kolom kromatografi

5.      Injektor (tempat injeksi sampel)

6.      Termostat oven

7.      Meter gelembung sabun

8.      Detektor

9.      Penerus sinyal

10.  Read out – kromatogram

1.      Fase pada Kromatografi Gas

a.       Fasa Gerak Kromatografi Gas

         Fasa gerak dalam kromatografi gas biasanya disebut juga gas pembawa karena tujuan utamanya adalah membawa solute ke dalam kolom, karenanya gas pembawa tidak mempengaruhi selektifitas.

Syarat-syarat gas pembawa adalah :

·      Tidak reaktif

·      Murni atau kering

·      Dapat disimpan dalam tangki bertekanan tinggi (merah untuk hydrogen, abu-abu untuk nitrogen)

b.      Fasa Diam Kromatografi Gas

-Padatan (kromatografi gas-padat) sejumlah kecil padatan inert misalnya karbon teraktivasi, alumina teraktivasi, silika gel atau saringan molekular diisikan ke dalam tabung logam gulung yang panjang (2-10 m) dan tipis.

- cairan (kromatografi gas-cair)Kromatografi gas-cair, biasanya digunakan cairan bertitik didih tinggi dan proses serapannya lebih banyak berupa partisi. Misalnya ester seperti ftalil dodesilsulfat yang diadsorbsi di permukaan alumina teraktivasi, silika gel atau penyaring molecular.

2.      Ruang Suntik Sampel pada KG

       Fungsi dari ruang suntik ini adalah untuk mengantarkan sampel ke dalam aliran gas pembawa. Penyuntikan sampel dapat dilakukan secara manual atau secara otomatis (yang dapat menyesuaikan jumlah sampel). Pelarut sampel yang umum digunakan yaitu hidrokarbon bertitik didih rendah, etil eter, alcohol dan keton. Pelarut yang dipilih harus memiliki sifat yang berbeda secara nyata dengan sampel yang dianalisis. Sampel yang akan dikromatografi dimasukkan ke dalam ruang suntik melalui gerbang suntik berupa lubang yang ditutupi dengan septum atau pemisah karet. Ruang suntik harus dipanaskan tersendiri yaitu 10-15 0C lebih tinggi daripada suhu kolom maksimum.

3.      Kolom pada KG

        Kolom merupakan merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Kolom dapat berbentuk lurus, bengkok(misal berbentuk V atau W), dan kumparan/spiral. Ada 2 jenis kolom dalam GC, yaitu:

-    Kolom kemas terdiri atas fase cair yang tersebar pada permukaan penyangga yang lembam (inert). Jenis kolom ini terbuat dari gelas atau logam yang tahan karat atau dari tembaga dan aluminium. Panjang kolom yaitu 1-5 m dengan diameter 1-4 mm. ukuran partikael fase diam berkisar 60-80 mesh (250-170 µm). untk KGC dipakai lapsan tipis pada padatan pendukung dengan ketebalan 1-10 µm, dan maksimum fasa diam cair terdapat pada padatan pendukung adalah 10%.

-   Kolom kapiler, jenis kolom ini berbeda dengan kolom kemas. Rongga pada bagian dalam kolom yang menyerupai pipa (tube). Oleh karena itu kolom kapiler disebut juga “Open Tubular Columns”. Fasa diam melekat mengelilingi dinding dalam kolom.

4.      Detektor pada KG

         Detektor merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak (gas pembawa) yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi merupakan sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen didalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor untuk analisa kuantitatif  maupun kualitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fasa diam dan fasa gerak. Detektor digunakan untuk memonitor gas pembawa yang keluar dari kolom dan merespon perubahan komposisi solut yang terelusi.

Syarat-syarat yang harus dimiliki oleh sebuah detektor, antara lain:

·      Dapat merespon dengan cepat kehadiran solut

·      Memiliki rentangan respon linier yang luas

·      Memiliki kepekaan tinggi

·      Stabil pada pengoperasian

5.      Komputer pada KG

     Kromatografi gas modern menggunakan komputer yang dilengkapi dengan perangkat lunak (software) untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa fungsi, yaitu:

a. Memfasilitasi setting parameter-parameter instrument seperti: aliran fase gas; suhu oven dan pemrogaman suhu; serta pemyuntikan samel secara otomatis.

b.  Menampilkan kromatogrm dan informasi-informasi lain dengan menggunakan gafik berwarna.

c.  Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistic.

d.  Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu.

    Gas pembawa (biasanya digunakan Helium, Argon atau Nitrogen) dengan tekanan tertentu dialirkan secara konstan melalui kolom yang berisi fase diam. Selanjutnya sampel di injeksikan kedalam injektor (Injection Port) yang suhunyan dapat diatur. Komponen- komponen dalam sampel akan segera menjadi uap dan akan dibawa oleh aliran gas pembawa menuju kolom. Komponen- komponen akan teradopsi oleh fasa diam pada kolom kemudian akan merambat dengan kecepatan berbeda sesuai dengan nilai Kd masing- masing komponen sehingga terjadi pemisahan.

     Komponen yang terpisah menuju detektor dan akan terbakar menghasilkan sinyal listrik yang besarnya proporsional dengan komponen tersebut. Sinyal lau diperkuat oleh amplifier dan selanjutnya oleh pencatat (recorder) dituliskan sebagai kromatogram berupa puncak. Puncak konsentrasi yang diperoleh menggambarkan arus detektor terhadap waktu.