Laporan Praktikum Pemeliharaan dan Pengoperasian Alat : AAS (Atomic Absopstion Spectrofotometer)

Atomic Absorbtion Spectrofotometer (AAS)

Gambar 1. Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS)Atomic Absorbtion Spectrofotometer (AAS) adalah alat yang keperluan analisis

kuantitatif suatu unsure yaitu unsure logam dengan menggunakan teknik atomisasi (pengatomisasian) yang berdasarkan pada penyerapan absorpsi radiasi oleh atom bebas. AAS pada laboratorium menggunakan Merek Techcomp AA6000.

Prinsip kerja AAS ialah ketika atom diberi energy yaitu energy termal (2300 0C) atau nyala, electron terluar dari atom tersebut akan tereksitasi (terjadi perpindahan energy rendah menuju energy tinggi) dan selanjutnya teremisi (perpindahan dari energy tinggi menuju rendah). Pada saat electron tereksitasi secara bersamaan, sumber cahaya dipancarkan dari lampu katoda. Elektron yang tereksitasi tersebut akan mengabsorpsi energy yang berasal dari sumber cahaya (lampu katoda). Besarnya energy yang diabsorpsi sebanding dengan jumlah atom tersebut.

Keuntungan dalam menggunakan AAS ialah alat tersebut memiliki selektifitas dan sensitifitas yang baik, akurasi yang cukup tinggi, cepat, murah, mudah, hasil analisa dapat dipertanggung jawabkan, serta lebih bagus hasilnya dibandingkan dengan spectrophotometer biasa. Sedangkan kelemahannya yaitu pengaruh kimia dimana AAS tidak mampu menguraikan zat  menjadi atom, misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca, pengaruh ionisasi yaitu bila atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga menimbulkan emisi pada panjang gelombang yang sama, serta pengaruh matriks misalnya pelarut.Bagian-Bagian1.      Sumber Radiasi atau Sumber Cahaya ( Lampu Katoda)

Gambar 2. Lampu Katoda pada  AAS

Lampu katoda berfungsi untuk memancarkan cahaya pada panjang gelombang yang spesifik untuk jenis unsure tertentu. Satu lampu katoda hanya dapat mengukur satu unsure saja, contohnya lampu katoda Cu hanya dapat mengukur unsure Cu, dan sebagainya. Perbedaan dari setiap lampu katoda yang spesifik hanya untuk satu unsure ialah terletak pada kandungan logam yang ada pada lampu katoda, misalnya untuk lampu katoda Mn berwarna hitam dan untuk lampu katoda Cu berwarna merah. Namun terdapat pula lampu katoda lampu katoda multi logam yang dapat digunakan untuk  pengukuran beberapa logam sekaligus, hanya saja harganya yang lebih mahal.

Lampu katoda menggunakan gas argon 1/50 atm yang cukup rendah tekanannya, namun juga bisa menggunakan neon. Kemudian skema kerja lampu katoda ialah bekerj pada sumber arus 220 volt,lalu menuju elektroda yang menngunakan arus 600 volt, sehingga membuat gas argon yang bermuatan positif membombardir katoda, antar muatan positif pada katoda akan saling tolak menolak, elektron akan tereksitasi, lalu teremisi, dan memancarkan cahaya. Cahaya yang dipancarkan sesuai dengan warna logamnya.

Lampu katoda pada AAS terbagi menjadi tiga yaitu single element, multi element, dan ICP. Single element yaitu satu lampu katoda hanya untuk satu unsure. Multi element merupakan pengembangan dari single element, dapat terdiri dari dua kandungan logan dan model lampu yang berbeda. ICP adalh lampu katoda yang dapat mengukur 30 unsur sekaligus dan besarnya seukuran meja besar.

Umur lampu katoda dapat ditentukan oleh beberapa hal. Umur lampu pendek apabila logam yang terdapat pada katoda hilang, intensitas pemakaian yang berlebih sehingga akan ada percikan logam di kacanya atau terkikis maka akan membuat hasil pengukuran menjadi tidak akurat. Selain itu umur katoda juga bisa pendek apabila kaca pada lapu katoda pecah maka tekanan udara lebih rendah di dalam daripada di luar karena udara masuk ke dalam lampu katoda dan akan menimbulkan proses oksidasi yang mengakibatkan gas argon hilang.

Cara pemeliharaan lapu katoda ialah biala setelah selesai digunakan, maka lampu dilepas dari soket pada main unit AAS dan lampu diletakkan pada tempat busanya di dalam kotaknya, serta du penyimpanannya ditutu kembali. Sebaiknya setelah penggunaan, lamanya waktu pemakaian dicatat.2.      Optic

Optic atau lensa pada lampu katoda berfungsi untuk meneruskan cahaya menuju system pengatomisasian dan untuk memfokuskan cahaya.3.      Sistem Pengatomisasian

Gambar 3. Sistem pengatomisasian pada AASTerdapat tiga selang pada system pengatomisasian yaitu selang berwarna orange untuk

jalur masuknya gas astilen dari tabung gas, selang berwarna putih untuk jalur masuknya udara

atau gas dari compressor, tempat pembuangan dan pipa aspirator yaitu pipa untuk mengambil atau menghisap sample masuk kedalam komponen AAS. Sample yang digunakan berwujud liquid atau cairan. Glass beat berfungsi untuk mengubah liquid menjadi spray (butiran lebih kecil) diberi pemantik dan akan timbul nyala api. Pelarut akan menguap karena terjadi proses pembakaran dengan suhu 2300 0C. Zat yang tersisa hanyalah garam logamnya, kemudian berubah menjadi atom (proses atomisasi). Sumber dari system pengatomisasian ada tiga yaitu nyala (api), tanpa nyala (kawat karbon yang dipanaskan oleh aliran listrik) dan uap.

Copper juga merupakan komponen dari system pengatomisasian. Copper bergungsi untuk membedakan radiasi sumber cahaya dan radiasi luar, serta mengkoreksi cahaya polikromatis dengan monokromatis. Selanjutnya komponen dari system pengatomisasian ialah monokromator dan detector. Monokromator berfungsi megubah cahaya polikromatis menjadi monokromatis dan memastikan bahwa cahaya benar-banar monokromatis. Detector berfungsi untuk mengubah sinyal sinar menjadi listrik. Detector yang digunakan adalah fotomultiplier (terdapat fotosel) yang akan diintegrasikan ke computer. Fotosel berfungsi untuk meperkuat cahaya yang ditransmisikan.4.      Tabung Gas

Gambar 4. Tabung gas asetilenTabung gas pada AAS yang digunakan merupkan tabung gas yang berisi asetilen. Gas

asetilen pada AAS memiliki kisaran suhu kira-kira 20000K dan ada juga tabung gas yang berisi gas N2O yag lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu kira-kira 30000K. Regulator pada tabung gas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer terletak pada bagian kanan regulatoryang berfungsi mengatur tekanan yang berda di dalam tabung.

Pengujian untuk pendeteksian bocor atau tidaknya tabung gas tersebut, yaitu dengan mendekatkan telinga ke dekat regulator gas dan diberi sedikit air. Apabila terdengar suara atau udara maka menandakan bahwa tabug tersebut bocor dan ada gas yang keluar. Hal lainnya yang dapat dilakukan yaitu dengan memberikan sedikit air sabu pada bagian atas regulator dan dilihat apakah ada gelembung udara yang terbentuk atau tidak. Bila ada, maka tabung gas tersebut bocor.

Sebaiknya pengecekan kebocoran jangan menggunakan minyak karena minyak dapat menyebabka saluran gas tersumbat. Gas di dalam tabung dapat keluar disebabkan di bagian dasar tabung pda bagian dalam berisi aseton yang dapat membuat gas akan mudah keluar, selain gas juga memilki tekanan.5.      Ducting

Gambar 5. Ducting pada AASDucting merupakan bagian cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran

pada AAS, yang langsung dihubungkan pada cerobong asap bagian luar atap bangunan, agar asap yang dihasilkan oleh AAS, tidak berbahaya bagi ligkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran AAS, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, agar polusi yang dihasilkan tidak berbahaya.

Cara pemeliharaan ducting yaitu dengan menutu bagian ducting secara horizontal, agar bagian atas dapat tertutup rapat, sehingga tidak aka nada serangga atau binatang lain yang dapat masuk ke dalam ducting. Karena bila ada serangga atau binatang lainnya yang masuk ke dalam ducting, maka dapatmenyebabkan ducting tersumbat.

Penggunaan ducting yaitu menekan bagian kecil pada ducting ke arah miring, karena bila lurus secara horizontal, menandakan ducting tertutup. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakaran yang terjadi pada AAS dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dalam ducting.6.      Kompressor

Gambar 6. Kompressor pada AASKompressor merupakan alat yang terpisah dengan main unit karena alat tersebut

berfungsi menyuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS, pada waktu pembakaran atom. Kompressor memiliki tiga tombol pengatur tekanan dimana pada bagian kotak hitam merupakan tobol on-off. Spedometer pada bagian tengah merupakan besar kecilnya udara yag akan dikeluarkan, atau berfungsi sebagai pengatur tekanan. Tombol pada bagian kanan merupakan tombol pengaturan untuk mengatur banyak atau sedikitnya udara yang akan disemprotkan ke burner.

Bagian pada belakang kompresor digunakan sebagai tempat penyimpanan udara setelah selesai penggunaan AAS. Alat tersebut berfungsi untuk menyaring udara dari luar. Posisi ke kanan adalah posisi terbuka dan posisi ke kiri merupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan akan memercik kencang dan dapat mengakibatkan lantai sekitar menjadi basah. Oleh karena itu sebaiknya pada saat menekan ke kanan bagian tersebut, sebaiknya ditampung dengan lap agar lantai tidak basah dan uap air akan terserap pada lap.7.      Burner

Burner merupakan bagian terpenting dalam bagian main unit karena burner berfungsi sebagai tempat pencampuran gas asetilen dan aquabides agar tercampur merata dan dapat terbakar pada pemantik api secara baik dan merata. Lubang yang berada pada burner, merupakan lubag pemantik api. Lubang tersebut adalah awal dari proses pengatomisasian nyala api.

Perawatan burner yaitu setelah pengukuran dilakukan, selang aspirator dimasukkan ke dalam botol yng berisi aquabides selama kurang lebih 15 menit. Hal tersebut merupakan proses pencucian pada aspirator dan burner setelah pemakaian selesai. Selang aspirator digunakan untuk menghisap atau menyedot larutan sample dan standar yang akan diuji. Selang aspirator berada pada bagian selang yang berwarna orange di bagian kanan burner. Sedangkan selang bagian kiri merupakan selang untuk mengalirkan gas asetilen. Logam yang akan diuji merupakan logam yang berupa larutan dan harus dilarutkan terlebih dahulu dengan menggunakan larutan asam nitrat pekat. Logam yang berada di dalam larutan akan mengalami eksitasi dari energy rendah ke tinggi. Nilai eksitasi dari setiap logam memiliki nilai yang berbeda. Warna api yang dihasilkan berbeda bergantung pada tingkat konsentrasi logam yang diukur. Bila warna api merah, maka menandakan bahwa terlalu banyak gas. Dan warna api paling biru, merupakan warna api yang paling banyak dan paling panas.8.      Buangan pada AAS

Buangan pada AAS disimpan didalam dirigen dan diletakkan terpisah pada AAS. Buangan dihubungkan dengan selang buangan yang dibuat melingkar sedemikian rupa agar sisa buangan sebelumnya tidak naik lagi ke atas. Karena bila hal tersebut terjadi dapat mematikan proses pengatomisasian nyala api pada saat pengukuran sample sehingga kurva yang dihasilkan akan terlihat buruk.

Tempat wadah buangan (derigen) ditempatkan pada papan yang juga dilengkapi dengan lampu indicator. Bila lampu indicator tidak menyala, menandakan bahwa lat AAS atau api pada proses pengatomisasian menyala, dan sedang berlangsungnya proses pengatomisasian nyala api. Selain itu, papan tersebut juga berfungsi agar tempat atau wadah buangan tidak tersenggol kaki. Bila buangan sudah penuh, isi dalam wadah jagan dibuat kosong tetapi disisakan sedikit agar tidak kering.Cara Pengoperasian1.      Gas dibuka terlebih dahulu, lalu compressor, ducting, main unit, dan computer secara berurutan.2.      Program SAS (Spectrum Analyses Specialist) dibuka kemudian muncul perintah “apakah ingin mengganti lampu katoda, jika ingin mengganti klik Yes dan jika tidak No”3.      Pilihan Yes dipilih untuk masuk ke menu individual command, dimasukkan nomor lampu katoda yang dipasang ke dalam kotak dialog, lalu klik setup, kemudian soket lampu katoda akan berputar menuju posisi paling atas supaya lampu katoda yang baru dapt diganti tau ditambahkan dengan mudah.4.      No dipilih jika tidak ingin mengganti lampu katoda yang baru.

5.      Pada program SAS 3.023, menu select element and orking mode dipilih. Lalu unsure yang akan dianalisis dipilih dengan mengklik langsung pada symbol unsure yang diinginkan.6.      Jika telah selesai, klik OK, kemudian tampilan condition settings muncul. Parameter yang dianalisis diatur dengan mensetting fuel flow :1,2 ; measurement; concentration; number of sample: 2 ; unit concentration : ppm ; number of standard : 3 ; standard list : 1 ppm, 3 ppm, 9 ppm.7.      Diklik ok and setup, ditunggu hingga selesai warming up.8.      Icon bergambar burner atau pembakar diklik, setelah pembakar dan lampu menyala, maka alat siap digunakan untk mengukur logam.9.      Pada menu measurement pilih measurement sample.10.  Blanko dimasukkan, didiamkan hingga garis lurus terbentuk, kemudian dipindahkan ke standar 1 ppm hingga data keluar.11.  Blanko dimasukkan untuk meluruskan kurva, diukur dengan tahapan yang sama untuk standar 3 ppm dan 9 ppm.12.  Jika data kurang baik aka nada perintah untuk pengukuran ulang, dilakukan pengukuran blanko hingga kurva yang dihasilkan lurus dan turun.13.  Diasukkan ke sample 1 hingga kurva naik dan belok, setelah itu baru dilakukan pengukuran.14.  Blanko dimasukkan kembali dan dilakukan pengukuran sample ke 2.15.  Setelah pengukuran selesai, data dapat diperoleh dengan mengklik icon print atau pada baris menu dengan mengklik file lalu print.16.  Apabila pengukuran telah selesai, air deionisasi diaspirasi untuk membilas burner selama 10 menit, lalu api dan lampu burner dimatikan, program pada computer dimatikan, lalu main unit AAS, kemudian compressor, ducting dan terakhir adalah gas.

Cara Pemeliharaan1.      Sumber arus yang digunakan dalam pemakaian AAS ialah 220 volt sehingga arus listrik yang disediakan harus 220 volt dan jangan sampai kurang dari 220 volt.2.      Meja yang digunakan untuk meletakkan AAS harus datar, kuat dan permanen.3.      Sumber cahaya harus polikromatis yang nantinya akan diubah menjadi monokromatis.4.      Lampu katoda ijaga jagan sampai pecah.5.      Intensitas pemakaian alat jangan melebihi aturan yang telah ditentukan.6.      Setelah alat digunakan, cuci dengan airdeionisasi selama 10 menit.7.      Setelah digunakan, burner dibersihkan dan dikeringkan dengan lap bersih untuk menghilangkan karbonnya.8.      Alat harus disimpan dalam ruangan yang kelembaban dan suhunya terjaga seperti pada ruanga berAC.9.      Stabilizer digunakan untuk menstabilkan apabila terjadi fluktuasi.

AAS(atomic absorption spectrophotometry()

PENDAHULUANTeknik analisa dari spektrofotometer serapan atom (atomic

absorptionspectrophotometry, AAS) pertama kali diperkenalkan oleh Welsh (Australia) pada tahun 1955. Merupakan metoda yang popular untuk analisa logam karena di samping relatif sederhana ia juga selektif dan sangat sensitif. Merupakan metoda yang popular untuk analisa

logam karena di samping relatif sederhana ia juga selektif dan sangat sensitif. Sebagian besar atom akan berada pada ground state, dan sebagian kecil (tergantung suhu) yang tereksitasi akan memancarkan cahaya dengan panjang gelombang yang khas untuk atom tersebut ketika kembali keground state. Beberapa metode yang sejenis seperti spektrometri emisi nyala (flame emission spectrometry, FES) telah dikenal lebih dahulu, sedangkan spektrometri fluoresensi atom (atomic fluorescence spectrometry, AFS) adalah teknik yang baru dan masih dalam pengembangan . Prinsip analisis dengan AAS adalah interaksi antara energi radiasi dengan atom unsur yang dianalisis. AAS banyak digunakan untuk analisis unsur. Atom suatu unsur akan menyerap energi dan terjadi eksitasi atom ke tingkat energi yang lebih tinggi. Keadaan ini tidak stabil dan akan kembali ke tingkat dasar dengan melepaskan sebagian atau seluruh tenaga eksitasinya dalam bentuk radiasi. Frekuansi radiasi yang dipancarkan karakteristik untuk setiap unsur dan intensitasnya sebanding dengan jumlah atom yang tereksitasi yang kemudian mengalami deeksitasi. Teknik ini dikenal dengan SEA (spektrofotometer emisi atom). Untuk AAS keadaan berlawanan dengan cara emisi yaitu, populasi atom pada tingkat dasar dikenakan seberkas radiasi, maka akan terjadi penyerapan energi radiasi oleh atom-atom yang berada pada tingkat dasar tersebut. Penyerapan ini menyebabkan terjadinya pengurangan  intensitas radiasi yang diberikan. Pengurangan intensitasnya sebanding dengan jumlah atom yang berada pada tingkat dasar tersebut.

Larutan sampel diaspirasikan ke suatu nyala dan unsur-unsur di dalam sampel diubah menjadi uap atom sehingga nyala mengandung atom unsur-unsur yang dianalisis. Beberapa diantara atom akan tereksitasi secara termal oleh nyala, tetapi kebanyakan atom tetap tinggal sebagai atom netral dalam keadaan dasar (ground state). Atom-atom ground state ini kemudian menyerap radiasi yang diberikan oleh sumber radiasi yang terbuat dari unsur-unsur yang bersangkutan. Panjang gelombang yang dihasilkan oleh sumber radiasi adalah sama dengan panjang gelombang yang diabsorpsi oleh atom dalam nyala. Absorpsi ini mengikuti hukum Lambert-Beer. yakni absorbansi berbanding lurus dengan panjang nyala yang dilalui sinar dan konsentrasi uap atom dalam nyala. Kedua variabel ini sulit untuk ditentukan tetapi panjang nyala dapat dibuat konstan sehingga absorbansi hanya berbanding langsung dengan konsentrasi analit dalam larutan sampe.

PENGERTIAN ATOMIC ABSORPTION SPECTOPHOTOMETER (AAS)Spektrofotometri serapan atom atau Atomic Absorption Spectophotometer atau AAS adalah

salah satu metode analisis yang dapat digunakan untuk penentuan konsentrasi semua logam dan semilogam dengan kepekaan yang tinggi. Pelatihan ini akan memberikan pemahaman yang mendalam tentang metodologi spektrofotometri serapan atom, disertai dengan aplikasinya untuk menganalisa kandungan logam berat antara lain : Pb, Cd, Cu, Cr, Fe, Zn, Mn, Ni dan lain-lain, baik berupa sampel Padat, Cair, Gas Makanan dan Tanaman

Radiasi dari sumber cahaya (hollow cathode lamp) dengan energi yang sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom-atom dari unsur yang diperiksa untuk melakukan transisi elektronik, dipancarkan melalui nyala. Pada nyala tersebut, atom-atom dari zat yang diperiksa akan meresap radiasi tadi sesuai dengan konsentrasi zat tersebut yaitu sesuai dengan populasi atom-atom pada level energi terendah (ground state). AAS tidak tergantung dari suhu, sedangkan pada FES di mana jumlah atom yang tereksitasi yang menentukan intensitas emisi berubah-ubah secara eksponensial sesuai dengan temperatur. Di samping itu juga terdapat perbedaan pada bentuk (design) dari pembakar (burner) dan pada AAS radiasi lampu ditahan-diteruskan berganti-ganti menggunakan “chopper” untuk membedakannya dengan radiasi yang dipancarkan oleh nyala api.

Atom-penyerapan (AAS) menggunakan spektroskopi penyerapan cahaya untuk mengukur konsentrasi gas-fase atom.. Karena biasanya sampel cairan atau makanan padat, maka atom atau ion analisa harus menguap dalam api atau grafit furnace. Atom menyerap cahaya ultraviolet atau terlihat dan membuat transisi elektronik yang lebih tinggi tingkat energi. Analisa konsentrasi yang ditentukan dari jumlah penyerapan.. Menerapkan hukum Beer-Lambert yang berbunyi :“Schematic of an atomic-absorption experiment Skematis dari atom-percobaan penyerapan”. Hukum ini langsung dalam spektroskopi AAS sulit karena variasi dalam atomisasi efisiensi dari matriks sampel, dan nonuniformity konsentrasi dan panjang jalan analisa atom (dalam tungku grafit AAS). Konsentrasi pengukuran biasanya ditentukan dari kurva kerja setelah kalibrasi instrumen dengan standar yang diketahui konsentrasi.

Gambar api spektrometer serapan atom:

BAGIAN ALAT- ALAT PADA AAS1.      Lampu Katoda (Hollow Chatode Lamp)

Lampu katoda merupakan sumber cahaya pada AAS. Lampu katoda memiliki atau umur pemakaian selama 1000 jam. Lampu katoda pada setiap unsur yang akan diuji berbeda-beda tergantung unsur yang akan diuji, seperti lampu katoda Cu, hanya bisa digunakan untuk pengukuran unsur Cu. Lampu katoda terbagi menjadi dua macam, yaitu :Lampu Katoda Monologam : Digunakan untuk mengukur 1 unsur.Lampu Katoda Multilogam : Digunakan untuk pengukuran beberapa logam sekaligus.       Soket pada bagian lampu katoda yang hitam, yang lebih menonjol digunakan untuk memudahkan pemasangan lampu katoda pada saat lampu dimasukkan ke dalam soket pada AAS. Bagian yang hitam ini merupakan bagian yang paling menonjol dari ke-empat besi lainnya. Lampu katoda berfungsi sebagai sumber cahaya untuk memberikan energi sehingga unsur logam yang akan diuji, akan mudah tereksitasi. Selotip ditambahkan, agar tidak ada ruang kosong untuk keluar masuknya gas dari luar dan keluarnya gas dari dalam, karena bila ada gas yang keluar dari dalam dapat menyebabkan keracunan pada lingkungan sekitar.

Sumber cahaya biasanya merupakan lampu katoda cekung dari elemen yang sedang diukur. Laser juga digunakan dalam instrumen penelitian. Karena laser yang cukup intens untuk membangkitkan atom ke tingkat energi yang lebih tinggi, mereka mengijinkan AAS dan fluoresensi atom pengukuran dalam satu instrumen. Kerugian dari sempit-band ini sumber cahaya adalah bahwa hanya satu elemen yang dapat diukur pada suatu waktu.

Lampu hollow katode (HC Lamp)

2. Tabung GasTabung gas pada AAS yang digunakan merupakan tabung gas yang berisi gas asetilen. Gas

asetilen pada AAS memiliki kisaran suhu ± 20000K, dan ada juga tabung gas yang berisi gas N2O yang lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu ± 30000K. regulator pada tabung gas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan, dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer pada bagian kanan regulator. Merupakan pengatur tekanan yang berada di dalam tabung.

3. DuctingDucting merupakan bagian cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran pada

AAS, yang langsung dihubungkan pada cerobong asap bagian luar pada atap bangunan, agar asap yang dihasilkan oleh AAS, tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada AAS, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, agar polusi yang dihasilkan tidak berbahaya. Penggunaan ducting yaitu, menekan bagian kecil pada ducting kearah miring, karena bila lurus secara horizontal, menandakan ducting tertutup. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakaran yang terjadi pada AAS, dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dengan ducting.

4. KompresorKompresor merupakan alat yang terpisah dengan main unit, karena alat ini berfungsi untuk

mensuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh AAS, pada waktu pembakaran atom. Kompresor memiliki 3 tombol pengatur tekanan, dimana pada bagian yang kotak hitam merupakan tombol ON-OFF, spedo pada bagian tengah merupakan besar kecilnya udara yang akan dikeluarkan, atau berfungsi sebagai pengatur tekanan, sedangkan tombol yang kanan merupakan tombol pengaturan untuk mengatur banyak/sedikitnya udara yang akan disemprotkan ke burner. Bagian pada belakang kompresor digunakan sebagai tempat penyimpanan udara setelah usai penggunaan AAS. Alat ini berfungsi untuk menyaring udara dari luar, agar bersih.posisi ke kanan, merupakan posisi terbuka, dan posisi ke kiri merupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan, akan memercik kencang dan dapat mengakibatkan lantai sekitar menjadi basah, oleh karena itu sebaiknya pada saat menekan ke kanan bagian ini, sebaiknya ditampung dengan lap, agar lantai tidak menjadi basah., dan uap air akan terserap ke lap.

5. BurnerBurner merupakan bagian paling terpenting di dalam main unit, karena burner berfungsi

sebagai tempat pancampuran gas asetilen, dan aquabides, agar tercampur merata, dan dapat terbakar pada pemantik api secara baik dan merata. Lobang yang berada pada burner, merupakan lobang pemantik api, dimana pada lobang inilah awal dari proses pengatomisasian nyala api. Perawatan burner yaitu setelah selesai pengukuran dilakukan, selang aspirator dimasukkan ke dalam botol yang berisi aquabides selama ±15 menit, hal ini merupakan proses pencucian pada aspirator dan burner setelah selesai pemakaian. Selang aspirator digunakan untuk menghisap atau menyedot larutan sampel dan standar yang akan diuji. Selang aspirator berada pada bagian selang yang berwarna oranye di bagian kanan burner. Sedangkan selang yang kiri, merupakan selang untuk mengalirkan gas asetilen. Logam yang akan diuji merupakan logam yang berupa larutan dan harus dilarutkan terlebih dahulu dengan menggunakan larutan asam nitrat pekat. Logam yang berada di dalam larutan, akan mengalami eksitasi dari energi rendah ke energi tinggi. Nilai eksitasi dari setiap logam memiliki nilai yang berbeda-beda. Warna api yang dihasilkan berbeda-beda bergantung pada tingkat konsentrasi logam yang diukur. Bila warna api merah, maka menandakan bahwa terlalu banyaknya gas. Dan warna api paling biru, merupakan warna api yang paling baik, dan paling panas, dengan konsentrasi.

6. Buangan Pada AASBuangan pada AAS disimpan di dalam drigen dan diletakkan terpisah pada AAS. Buangan

dihubungkan dengan selang buangan yang dibuat melingkar sedemikian rupa, agar sisa buangan sebelumnya tidak naik lagi ke atas, karena bila hal ini terjadi dapat mematikan proses pengatomisasian nyala api pada saat pengukuran sampel, sehingga kurva yang dihasilkan akan terlihat buruk.Tempat wadah buangan (drigen) ditempatkan pada papan yang juga dilengkapi dengan lampu indicator. Bila lampu indicator menyala, menandakan bahwa alat AAS atau api pada proses pengatomisasian menyala, dan sedang berlangsungnya proses pengatomisasian nyala api. Selain itu, papan tersebut juga berfungsi agar tempat atau wadah buangan tidak tersenggol kaki. Bila buangan sudah penuh, isi di dalam wadah jangan dibuat kosong, tetapi disisakan sedikit, agar tidak kering.

7. Unit AtomisasiA. Atominasi nyala

Tujuan Atomisasi nyala : untuk mendapatkan atom-atom netral. Atomisasi dapat dilakukan dengan nyala api (paling banyak digunakan) atau tanpa nyala. Pemilihan pasangan fuel-oksidan sangat tergantung dari temperatur nyala yang diperlukan untuk proses atomisasi, meskipun faktor-faktor yang mereduksi pembentukan oksida logam juga penting. Juga diusahakan agar latar belakang emisi dari nyala tidak mengganggu analisa.Fungsi dari atomisasi nyala yaitu:

a. Mengubah zat yang diperiksa dari larutan atau bentuk padat menjadi bentuk gas penguapan.b.  Mengubah molekul dalam bentuk uap menjadi atom atomisasi.

c. Pada FES untuk mengeksitasi uap atom/molekul sehingga menghasilkan radiasi emisi.

d. Komponen-komponen dari gas-gas pembentuk nyala membatasi daerah analisa pada panjang gelombang di luar daerah resapan atmosfer, yaitu pada panjang gelombang di atas 210 nm.

Perbandingan dari bahan bakar dan oksidan juga menentukan suhu dan komposisi nyala gas yang terjadi. Bila jumlah oksidan lebih banyak dari bahan bakan maka nyala yang terjadi disebut oxidising flame dan bila sebaliknya disebutreducing flame. Nyala jenis mana yang dipakai tergantung dari sifat unsur yang diperiksa. Misalnya unsur-unsur yang cenderung utnuk membentuk oksida yang stabil (Al,Si, Ti, dan Lantanida) diperlukan nyala dengan suhu tinggi dengan lingkungan yang dapat mereduksi, misalnya nyala asetilendinitrogen monoksida.

B. Sistem Atomisasi Dengan Elektrothermal (Tungku)Sistem nyala api ini lebih dikenal dengan nama GFAAS. GFAAS dapat mengatasi kelemahan dari sistem nyala seperti, sensitivitas, jumlah sampel dan penyiapan sampel. Ada tiga tahap atomisasi dengan tungku yaitu:a.    Tahap pengeringan atau penguapan larutanb.    Tahap pengabuan atau penghilangan senyawa-senyawa organik danc.    Tahap atomisasi

Unsur-unsur yang dapat dianalsis dengan menggunakan GFAAS adalah sama dengan unsur-unsur yang dapat dianalisis dengan sistem nyala. Beberapa unsur yang sama sekali tidak dapat dianalisis dengan GFAAS adalah tungsten, Hf, Nd, Ho, La, Lu, Os, Br, Re, Sc, Ta, U, W, Y dan Zr, hal ini disebabkan karena unsur tersebut dapat bereaksi dengan graphit.

Petunjuk praktis penggunaan GFAAS:1.    Jangan menggunakan media klorida, lebih baik gunakan nitrat.

2.    Sulfat dan fosfat bagus untuk pelarut sampel, biasanya setelah sampel ditempatkan dalam tungku.3.   Gunakan cara adisi sehingga bila sampel ada interferensi dapat terjadi pada sampel dan standard.Gambar tungku grafit-atom-spektrometer serapan:

8. Monokromator

Monokromator celah dan kisi difraksi.Kesulitan : monokromator tidak dapat menghalangi radiasi nyala menuju detector. Radiasi nyala dan radiasi yang diteruskan akan bergabung menuju detector.

9. DetektorFungsi : mengubah intensitas radiasi yang datang menjadi arus listrik.Umum digunakan : tabung penggandaan foto ( PMT = Photo Multiplier Tube Detector).

Jenis-jenis gangguan pada analisa AAS

1. Gangguan SpektraGangguan spektra terjadi bila panjang gelombang (atomic line) dari unur yang diperiksa

berimpit dengan panjang gelombang dari atom atau molekul lain yang terdapat dalam larutan yang diperiksa.2. Gangguan FisikaSifat-sifat fisika dari larutan yang diperiksa akan menentukan intensitas dari resapan atau emisi

dari larutan zat yang diperiksa. Kekentalan mempengaruhi laju penyemprotan ke dalam nyala dan ketegangan muka, bobot jenis, kekentalan serta kecepatan gas menentukan besar butir tetesan. Oleh karena itu sifat-sifat fisika dari zat yang diperiksa dan larutan pembanding harus sama. Efek ini dapat diperbaiki dengan menggunakan pelarut organik di mana sensitivitas dapat dinaikkan sampai 3 atau 5 kali bila dibandingkan dengan pelarut air. Ini disebabkan karena pelarut organik mempercepat penyemprotan (kekentalannya rendah), cepat menguap, mengurangi penurunan suhu nyala, menaikkan kondisi, mereduksi nyala.3. Gangguan Kimiaa.Bentuk uap

Gangguan kimia biasanya memperkecil populasi atom pada level energi terendah. Telah disebutkan bahwa dalam nyala, atom dalam bentuk uap dapat berkurang karena terbentuknya senyawa seperti oksida atau klorida, atau karena terbentuknya ion.b. Bentuk padat Gangguan ini karena terbentuknya senyawa yang sukar menguap atau sukar terdisosiasi dalam

nyala. Hal ini terjadi pada nyala ketika pelarut menguap meninggalkan partikel-partikel padat.

Cara Kerja AAS

Kromatografi cair berperforma tinggi (high performance liquid chromatography, HPLC) merupakan salah satu teknik kromatografi untuk zat cair yang biasanya disertai dengan tekanan tinggi. Seperti teknik kromatografi pada umumnya, HPLC berupaya untuk memisahkan molekul berdasarkan perbedaan afinitasnya terhadap zat padat tertentu. Cairan yang akan dipisahkan merupakan fase cair dan zat padatnya merupakan fase diam (stasioner). Teknik ini sangat berguna untuk memisahkan beberapa senyawa sekaligus karena setiap senyawa mempunyai afinitas selektif antara fase diam

tertentu dan fase gerak tertentu. Dengan bantuan detektor serta integrator kita akan mendapatkan kromatogram. Kromatorgram memuat waktu tambat serta tinggi puncak suatu senyawa.

Jumat, 17 Desember 2010

A. Prinsip Dasar HPLCPrinsip kerja HPLC adalah sebagai berikut : dengan bantuan pompa fasa gerak cair dialirkan melalui kolom ke detector. Cuplikan dimasukkan ke dalam aliran fasa gerak dengan cara penyuntikan. Di dalam kolom terjadi pemisahan komponen-komponen campuran. Karena perbedaan kekuatan interaksi antara solute-solut terhadap fasa diam. Solut-solut yang kurang kuat interaksinya dengan fasa diam akan keluar dari kolom lebih dulu. Sebaliknya, solut-solut yang kuat berinteraksi dengan fasa diam maka solute-solut tersebut akan keluar kolom dideteksi oleh detector kemudian direkam dalam bentuk kromatogram kromatografi gas. Seperti pada kromatografi gas, jumlah peak menyatakan konsentrasi komponen dalam campuran. Computer dapat digunakan untuk mengontrol kerja sistem HPLC dan mengumpulkan serta mengolah data hasil pengukuran HPLC.

B. Instrumentasi Kromatografi Cairan Kinerja TinggiInstrumentasi Kromatografi Cairan Kinerja Tinggi, yaitu:1. Fasa Gerak Fasa gerak dalam HPLC adalah berupa zat cair dan disebut juga eluen atau pelariut. Berbeda dengan kromatografi gas, HPLC mempunyai lebih banyak pilihan fasa gerak, dibandingkan dengan fasa gerak untuk kromatografi gas. Dalam kromatografi gas, fasa gerak hanya sebagai pembawa solute melewati kolom menuju detector. Sebaliknya dalam HPLC, fasa gerak selain berfungsi membawa komponen-komponen campuran menuju detector, fasa gerak dapat berinteraksi dengan solute-solut. Oleh karena itu, fasa gerak dalam HPLC merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan proses pemisahan. Persyaratan fasa gerak HPLC Zat cair yang akan digunakan sebagai fasa gerak HPLC harus memenuhi beberapa persyaratan berikut:1. zat cair harus bertindak sebagai pelarut yang baik untuk cuplikan yang akan di analisis.2. zat cair harus murni sekali untuk menghindarkan masuknya kotoran yang dapat menganggu interpretasi kromatogram.3. zat cair harus jernih sekali untuk menghindarkan penyumbatan pada kolom.4. zat cair harus mudah diperoleh, murah, tidak mudah terbakar, dan tidak beracun.5. zat cair tidak kental. 6. sesuai dengan detektor.

Jenis fasa gerakFasa gerak untuk kromatografi partisi, adsorpsi, dan penukar ion bersifat interaktif dalam arti fasa gerak berinteraksi dengan komponen-komponen cuplikan. Akibatnya, waktu retensi sangat dipengaruhi oleh jenis pelarut. Sebaliknya fasa gerak untuk kromatografi eksklusi bersifat non interaktif. Oleh karena itu, waktu retensi dengan kromatografi ini tidak bergantung pada komposisi fasa gerak.

2. PompaPompa dalam HPLC dapat dianalogikan dengan jantung pada manusia yang berfungsi untuk mengalirkan fasa gerak cair melalui kolom yang berisi serbuk halus. Pompa yang dapat digunakan dalam HPLC harus memenuhi persyaratan :1. Menghasilkan tekanan sampai 600 psi (pons/in2)2. Keluaran bebas pulsa3. Kecepatan alir berkisar antara 0,1-10 mL/menit4. Bahan tahan korosi Dikenal tiga jenis pompa yang masing-masing memiliki kenutungan dan kekurangannya yaitu pompa reciprocating, displacement dan pneumatic. 

Pompa reciprocatingJenis pompa ini sekarang banyak dipakai. Pompa ini terdiri dari ruangan kecil tempat pelarut yang dipompa dengan cara gerakan piston mundur-maju yang dijalankan oleh motor. Piston berupa batang gelas dan berkontak langsung dengan pelarut.

Pompa displacementPompa ini menyerupai syringe (alat suntik) terdiri dari tabung yang dilengkapi pendorong yang digerakan oleh motor. Pompa ini juga menghasilkan aliran yang cenderung tidak bergantung tekanan baik kolom dan viskositas pelarut. Selain itu, keluaran pompa ini bebas pulsa. Akan tetapi pompa ini keterbatasan kapasitas pelarut (~250 mL) dan tidak mudah untuk melakukan pergantian pelarut.

Pompa pneumaticDalam pompa ini pelarut di dorong oleh gas bertekanan tinggi. Pompa jenis ini murah dan bebas pulsa. Akan tetapi mempunyai keterbatasan kapasitas dan tekanan yang dihasilkan (<2000 psi) serta kecepatan alir bergantung pada viskositas pelarut dan tekanan balik kolom.

3. Unit Sistem Penyuntikan atau Penginjeksian SampelKadang kala, faktor ketidaktepatan pengukuran HPLC terletak pada keterulangan pemasukan cuplikan ke dalam peking kolom. Masalahnya, kebanyakan memasukan cuplikan ke dalam kolom dapat menyebabkan band broadening. Oleh karena itu, cuplikan yang dimasukkan harus sekecil mungkin, beberapa puluh mikroliter. Selain itu, perlu diusahakan tekanan tidak menurun ketika memasukkan cuplikan ke dalam aliran fasa gerak. Berikut beberapa teknik pemasukan cuplikan ke dalam sistem HPLC :1. Injeksi SyringeAlat yang paling dulu dan paling mudah untuk memasukkan cuplikan adalah syringe. Syringe disuntikkan melalui septum (seal karet) dan untuk ini dirancang syringe yang tahan tekanan sampai 1500 psi. akan tetapi keterulangan injeksi syringe ini sedikit lebih baik dari 2-3 % dan sering lebih jelek. 

2. Injeksi ‘stop-flow’Injeksi stop-floe adalah jenis injeksi syringe kedua tapi di sini aliran pelarut dihentikan sementara, sambungan pada ujung kolom dibuka dan cuplikan disuntikan langsung ke dalam ujung kolom. Setelah menyambungkan kembali kolom maka pelarut dialirkan kembali.3. Kran CuplikanJenis pemasukan cuplikan ini disebut juga loop dan paling banyak digunakan. Untuk memasukkan cuplikan ke dalam aliran fasa gerak perlu dua langkah: (a) sejumlah volume cuplikan disuntikkan ke dalam loop dalam posisi ‘load’, cuplikan masih berada dalam loop, (b) kran diputar untuk mengubah posisi ‘load’ menjadi posisi ‘injeksi’ dan fasa gerak membawa cuplikan ke dalam kolom. Loop dapat diganti-ganti dan tersedia berbagai ukuran volume dari 5 hingga 500μL. Dengan sistem pemasukan cuplikan ini memungkinkan memasukkan cuplikan pada tekanan 7000 psi dengan ketelitian tinggi. Juga loop mikro tersedia dengan volume 0,5 hingga 5 μL.4. KolomKolom HPLC biasanya terbuat dari stainless steel walaupun ada juga yang terbuat dari gelas berdinding tebal. Kolom utama berisi fas diam, tempat terjadinya pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya.

5. DetectorBerbagai detector untuk HPLC telah tersedia, walaupun demikian detector harus memenuhi persyaratan berikut: (1) cukup sensitive; (2)stabilitas dan keterulangan tinggi;(3) respon linear terhadap solute; (4) waktu respon pendek sehinggatidak bergantung kecepatan alir ;(5)realibilitas tinggi dan mudah digunakan; (6) tidak merusak cuplikan. Detector HPLC dikelompokan ke dalam tiga jenis, yaitu: detector umum memberi respon terhadap fasa gerak yang dimodulasi dengan adanaya solute. Sebaliknya, detector sepesifik memberi respon terhadap beberapa sifat solute yang tidak dimiliki oleh fasa gerak. Terakhir, detectoe yang bersifat umum terhadap solute setelah fasa gerak dihilangkan dengan penguapan. Detector berdasarkan absorpsi UV merupakan detector HPLC yang paling banyak di pake. Detector elektrokimia paling banyak dipakai terutama dalam HPLC penukar ion.

C. Cara Kerja HPLC

Mula-mula solven diambil melalui pompa. Solven ini dikemudian masuk ke dalam katup injeksi berbutar, yang dipasang tepat pada sampel loop. Dengan pertolongan mikrosiring, sampel dimasukan ke dalam sampel loop yang kemudian bersama-sama dengan solven masuk ke dalam kolom. Hasil pemisahan dideteksi oleh detector, yang penampakannya ditunjukan oleh perekam (pencatat = recorder). Tekanan solven di atur dengan pengatur dan pengukur tekanan. Pompa pemasuk solven pada tekanan konstan hingga tekanan kurang lebih 4500 psi dengan laju alir rendah, yakni beberapa milliliter per menit. Rekorder menghasilkan kromatogram zat-zat yang dipisahkan dari suatu sampel. Tahap pemekatan dengan ekstraksi solven dan penguapan untuk memperkecil volum sering kali diperlukan sebelum pengerjaan sampel dengan HPLC. Hal ini terutama sering dilakukan untuk analisis senyawa-senyawa hidrokarbon aromatic polisiklik (PAH) atau residu pestisida dalam makanan.

Sebagai alternative lain, sampel air dapat di absorpsi oleh suatu adsorben padat (C8 atau C18 yang terikat pada silica gel), diikuti dengan desorpsi dalam suatu solven yang kemudian

langsung dimasukan kedalam kolom. Suatu solven dengan polaritas rendah, misalnya CH3 berair yang secara bertingkat mengalami perubahan menjadi CH3OH murni, menjamin pemisahan yang baik pada C-18 yang terikat pada silica gel.

D. Kelebihan HPLCDibandingkan dengan kromatografi gas, kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT atau HPLC = High Performance Liquid Chromatography) mempunyai beberapa kelebihan. Beberapa kelebihan KCKT diantaranya ialah1. dapat dilaksanakan pada suhu kamar.2. cepat dan mudah melaksanakannya.3. peka, detektor HPLC dapat divariasi dan unik.4. pelarut pengembang bisa dipakai berulang kali demikian juga dengan kolomnya.5. ideal untuk molekul besar dan ion.6. mudah memperoleh cuplikan.7. daya pisahnya baik.8. dapat dihindari terjadinya dekomposisi/kerusakan bahan yang di analisis.9. HPLC juga dapat menganalisis senyawa yang tidak mudah menguap dan termolabil.

E. Aplikasi HPLC Dalam KehidupanHPLC juga cocok digunakan untuk memisahkan minyak atsiri. Minyak atsiri terdiri atas campuran yang sangat rumit dan oleh karena itu HPLC berguna untuk memisahkan campuran rumit menjadi golongan-golongan senyawa atau memisahkan golongan senyawa menjadi komponen-komponennya. HPLC digunakan untuk memisahkan golongan minyak, misalnya terpenoid tinggi, segala senyawa jenis fenol, alkaloid, lipid dan gula. HPLC baik digunakan untuk senyawa yang dapat dideteksi di daerah spekrum UV atau spectrum sinar tampak.Kolom yang tersedia mempunyai banyak sekali pelat teori (lebih dari 100.000 untuk kolom 100 cm), dan kromatografi dilakukan dalam kondisi mendekati kondisi ideal demikian rupa sehingga dapat diperoleh dalam beberapa menit dan ditafsirkan secara kuantitatif dengan ketepatan yang lumayan. Cuplikan dapat dipisahkan secara preparative.IV. KESIMPULAN• Prinsip dasar HPLC adalah pemisahan analit berdasarkan kepolarannya, dengan fase diam berupa kolom dan larutan tertentu sebagai fase geraknya• Instrumentasi HPLC yaitu:1. Fasa Gerak 2. Pompa3. Unit Sistem Penyuntikan atau Penginjeksian Sampel4. Kolom5. Detector• Dibandingkan dengan kromatografi gas, kromatografi cair kinerja tinggi (KCKT atau HPLC = High Performance Liquid Chromatography) mempunyai beberapa kelebihan.• HPLC digunakan untuk memisahkan golongan minyak, misalnya terpenoid tinggi, segala senyawa jenis fenol, alkaloid, lipid dan gula.

Perbandingan Analisis menggunakan Spektrofotometer dan Atomic Absorbtion Spectrofotometer (AAS). (2)

1.

Menggunakan Spektrofotometer

Spektrofotometer bekerja berdasarkan penyerapan sinar yang dihasilkan oleh sampel

yang bewarna pada panjang gelombang tertentu. Spektrofotometer dapat

mengidentifikasi logam yang ada dalam sampel bila sampel itu bewarna, namum

sulit diidentifikasi pada sampel yang tidak menghasilkan perubahan warna atau

kadar logam dalam sampel sangat kecil sekali.

1.

Menggunakan AAS

Cara kerja AAS adalah suatu teknik analisis unsur yang didasarkan pada absorbsi

sinar oleh atom bebas. Atom menyerap sinar pada panjang gelombang tertentu yang

mempunyai energi untuk mengubah tingkat elektron suatu atom. Dengan absorbsi

berarti atom memperoleh lebih banyak energi, suatu atom pada keadaan dasar

dinaikkan tingkat energinya ke tingkat eksitasi. Walaupun sampel yang mengandung

logam yang akan dianalisis tidak menghasilkan warna atau kadarnya sangat kecil

sekalipun, masih dapat terbaca oleh AAS. Jadi tingkat ketelitian AAS lebih tinggi

dibandingkan spektrofotometer.

Tabel : Perbandingan Antara Spektrofotometer Dengan AASNo. Parameter AAS Spektrofotometer

1. Pereaksi / Reagent yang digunakan

Lebih sedikit, pereaksi digunakan hanya pada

preparasi awal saja, yaitu K2Cr2O7 dan asam kuat

konsentrasi rendah

Lebih banyak, karena masing-masing parameter

menggunakan peraksi yang berbeda

2. Mekanisme Analisis Lebih cepat dan mudah dalam pengerjaan

Jauh lebih lama dan rumit dalam pengerjaan

3. Harga / cost Analisis

Lebih murah karena sedikitnya pereaksi yang

digunakan walaupun banyak parameter yang akan

dianalisis

Lebih mahal karena banyaknya pereaksi yang digunakan untuk semua

paramater

4. Preparasi awal

Lebih mudah dan hanya melakukan sekali preparasi

untuk semua parameter analisis

Lebih rumit dan preparasi untuk masing-masing parameter berbeda

5. Mekanisme alat / Tidak mengatur panjang Masing-masing parameter

panjang gelombang

gelombang, hanya mengganti lampu katoda sesuai dengan parameter

analisa

harus dilakukan pengesetan panjang gelombang terlebih

dahulu

6. Volume sampelLebih sedikit karena sekali

preparasi hanya berjumlah + 50 mL

Lebih banyak karena masing-masing parameter volume

sampelnya ber

Instrumen kimia Gas Chromatography (GC)04:38 | Diposkan oleh bambang

Merupakan suatu instrumen yang digunakan untuk menganalisis senyawa-senyawa organik yang dapat diuapkan dalam GC diamana titik uapnya antara 200o C- 350o C. Biasanya senyawa-senyawa yang memiliki massa molekul relatif kecil. Detektor yang digunakan dsesuaikan dengan senyawa yang dianalisis.

                GC biasanya memakai detektor flame ionization detector (FID) atau thermal conductivity detector (TCD). Sedangkan GC-MS detektornya menggunakan mass spectrometer (spektrometer massa).

  Detektor pada GC :

           Thermal Conductivity Detector (TCD)

Prinsip dasar adalah perubahan konduktivitas panas dari gas yang mengalir lewat detektor ini karena adanya solute didalamnya. Memiliki respon yang baik terhadap zat organic maupun anorganik pada umumnya, dan senyawa-senyawa yang memiliki gugus halogen, N, dan S, sifatnya sederhana, non destruktif terhadap sample.

           Flame Ionization Detektor (FID)

Detektor ini tidak sensitive terhadap gas yang tidak terbakar seperti H2O, CO2, SO2, dan NO2. Detektor ini berguna sebagai detektor umum untuk zat-zat

organic,senyawa hidrokarbon, termasuk yang terkontaminasi dengan uap air, oksida nitrogen, dan belerang. Kelemahan destruktif terhadap sample.

           Thermionic Detector (TD)

Detektor ini sensitive terhadap senyawa organik yang mengandung fosfor dan nitrogen. Respon terhadap atom phosphor kiri-kira 10 kali lebih besar daripada respon terhadap atom nitrogen dan 104 sampai 106 lebih besar daripada responya terhadap atom karbon. Dibandingkan dengan FID, maka TD detector 500 kalli lebih sensitive daripada FID untuk senyawa yang mengandung fosfor dan 50 kali untuk senyawa yang mengandung nitrogen. Sifat ini menyebabkan TD cocok untuk analisis pestisida yang mengandung phosphor.

           Electron Capture Detector (ECD)

Detektor ini sangat sensitive terhadap molekul yang mengandung gugus fungsional elektronegatif, seperti halogen, peroksida, quinon, dan nitro group. Tidak sensitive terhadap amine, alcohol, hidrokarbon. ECD sangat cocok untuk analisis insektisida terklorinasi

           Detektor Fotometri Nyala

Detektor ini sensitive terhadap senyawa organik yang mengandung sulfur dimana panjang gelombang yang digunakan adalah 393 nm. Jika panjang gelombang yang digunakan adalah 526 nm maka detektor ini sensitiv terhadap senyawa fosfor.

           Detektor Fotoionisasi.

Detektor ini sensitive terhadap senyawa organik yang dapat terionisasi dengan UV.

           Detektor Mass Spectroscopy (MS)

MS digunakan sebagai detector untuk senyawa secara umum yang bisa dianalisa oleh GC. Digunakan untuk mengetahui BM senyawa yang dianalisis sehingga dapat diketahui struktur molekulnya.

           Nitrogen Phosphor Detector (NPD)

Detektor ini sensitive terhadap senyawayang mengandung unsure nitrogen dan fosfor..

GC-MS 

Perkembangan teknologi instrumen menghasilkan alat yang merupakan gabungan dari dua sistem dan prinsip dasar yang berbeda satu sama lain tetapi dapat saling melengkapi, yaitu gabungan antara kromatografi gas dan spektrometer massa (GC-MS). Kedua alat dihubungkan dengan satu interfase. Kromatografi gas disini berfungsi sebagai alat pemisah berbagai komponen campuran dalam sampel,

sedangkan spektrometer massa berfungsi untuk mendeteksi masing-masing molekul komponen yang telah dipisahkan pada sistem kromatografi gas. Dari kromatografi GC-MS akan diperoleh informasi struktur senyawa yang terdeteksi.

            Dalam kromatografi gas, pemisahan terjadi ketika sampel diinjeksikan ke dalam fase gerak. Fase gerak yang biasa digunakan adalah gas inert seperti helium. Fase gerak membawa sampel melalui fase diam yang ditempatkan dalam kolom. Sampel dalam fase gerak berinteraksi dengan fase diam dengan kecepatan yang berbeda-beda. Saat terjadi interaksi yang tercepat akan keluar dari kolom lebih dulu, sementara yang lambat akan keluar paling akhir. Komponen-komponen yang telah terpisah kemudian menuju detektor. Detektor akan memberikan sinyal yang kemudian ditampilkan dalam komputer sebagai kromatogram. Pada kromatogram, sumbu x menunjukkan waktu retensi (retention time yaitu waktu saat sampel diinjeksikan sampai elusi berakhir), Sedangkan sumbu y menunjukkan intensitas sinyal.

            Dalam detektor selain memberikan sinyal sebagai kromatogram, komponen-komponen yang terpisah akan ditembak elektron sehingga terpecah menjadi fragmen-fragmen dengan perbandingan massa dan muatan tertentu (m/z). Fragmen-fragmen dengan m/z ditampilkan komputer sebagai spektra massa, dimana sumbu x menunjukkan perbandingan m/z sedangkan sumbu y menunjukkan intensitas. Dari spektra tersebut dapat diketahui struktur senyawa dengan membandingkannya dengan spektra massa standar dari literatur yang tersedia dalam komputer. Pendekatan pustaka terhadap spektra massa dapat digunakan untuk identifikasi bila indeks kemiripan atau Similarity Indeks (SI) berada pada rentangan ≥80% (Howe and Williams, 1981).

            Analisis GC-MS merupakan metode yang cepat dan akurat untuk memisahkan campuran dalam jumlah yang kecil, dan menghasilkan data yang berguna mengenai struktur serta identitas senyawa organik.

BAB   II

PEMBAHASAN

A.    Definisi dan Sejarah Kromatografi

Kromatografi adalah suatu istilah umum yang digunakan untuk bermacam-macam teknik pemisahan yang

didasarkan atas partisi sampel diantara suatu fasa gerak yang bisa berupa gas ( kromatografi gas )

ataupun cair ( kromatografi cair ) dan fasa diam yang juga bisa berupa cairan ataupun suatu padatan. Hal

ini dikarenakan adanya perbedaan polaritas dari fasa diam dan gerak.

Penemu Kromatografi adalah Tswett yang pada tahun 1903, mencoba memisahkan pigmen-pigmen dari

daun dengan menggunakan suatu kolom yang berisi kapur (CaSO4). lstilah kromatografi diciptakan oleh

Tswett untuk melukiskan daerah-daerah yang berwarna yang bergerak kebawah kolom. Pada waktu yang

hampir bersamaan, D.T. Day juga menggunakan kromatografi untuk memisahkan fraksi-fraksi petroleum,

namun Tswett lah yang pertama diakui sebagai penemu dan yang menjelaskan tentang proses

kromatografi.

Perkembangan tentang kromatografi agak lambat untuk beberapa tahun sampai digunakan suatu teknik

dalam bentuk kromatografi padatan cair (LSC). Kemudian pada akhir tahun 1930 an dan permulaan

tahun 1940 an, kromatografi mulai berkembang. Dasar kromatografi lapisan tipis (TLC) diletakkan pada

tahun 1938 oleh Izmailov dan Schreiber, dan kemudian diperhalus oleh Stahl pada tahun 1958. Hasil

karya yang baik sekali dari Martin dan Synge pada tahun 1941 (untuk ini mereka memenangkan Nobel)

tidak hanya mengubah dengan cepat kroinatografi cair tetapi seperangkat umum langkah untuk

pengembangan kromatografi gas dan kromatografi kertas. Pada tahun 1952 Martin dan James

mempublikasikan makalah pertama mengenai kromatografi gas. Diantara tahun 1952 dan akhir tahun

1960 an kromatografi gas dikembangkan menjadi suatu teknik analisis yang canggih.

Kromatografi merupakan medan yang bergerak cepat karena sangat pentingnya dalam praktek dalam

banyak bidang penelitian. Usaha-usaha berlanjut sepanjang banyak jalur, beberapa diantaranya adalah :

detektor yang lebih baik, bahan kemasan kolom yang baru, hubungan dengan instrument lain (seperti

spektrometer massa) yang dapat membantu untuk mengidentifikasi komponen-komponen yang

dipisahkan.

Kromatografi berkembang menjadi teknik pemisahan untuk zat kimiawi dengan sifat yang sangat mirip,

dan dapat digunakan untuk identifikasi kualitatif dan penetapan kuantitatif untuk zat-zat yang sudah

dipisahkan.

GC menggunakan gas sebagai gas pembawa/fase geraknya.  Ada 2 jenis kromatografi gas, yaitu :

1. Kromatografi gas–cair (KGC) yang fase diamnya berupa cairan yang diikatkan pada suatu pendukung sehingga solut akan terlarut dalam fase diam.

2. Kromatografi gas-padat (KGP), yang fase diamnya berupa padatan dan kadang-kadang berupa polimerik.

1. B.     Teori kromatografi gas

Kromatografi gas termasuk dalam salah satu alat analisa (analisa kualitatif dan analisa kuantitatif),

kromatografi gas dijajarkan sebagai cara analisa yang dapat digunakan untuk menganalisa senyawa-

senyawa organic. Kita telah mengetahui bahwa ada dua jenis kromatografi gas, yatiu kromatografi gas

padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC). Dalam kedua hal ini sebagai fasa bergerak adalah gas

(hingga keduanya disebut kromatografi gas), tetapi fasa diamnya berbeda. Meskipun kedua cara tersebut

mempunyai banya persamaan. Perbedaan antara kedunya hanya tentang cara kerja.

Pada kromatografi gas padat (KGP) terdapat adsorbsi dan pada kromatografi gas cair (KGC) terdapat

partisi (larutan). Kromatografi ga padat (KGP) digunakan sebelum tahun 1800 untuk memurnikan gas.

Metode ini awalnya kurang berkembang. Penemuan jenis-jenis padatan baru sebagi hasil riset

memperluas penggunaan metode ini. Kelemahan metode ini mirip dengan kromatografi cair padat.

Sedangkan kromatografi gas cair sering disebut oleh para pakar kimia organic sebagai kromatografi fasa

uap. Pertama kali dikenalkan oleh James dan Martin pada tahun 1952. metode ini paling banyak

digunakan karena efisien, serba guna, cepat dan peka. Cuplikan dengan ukuran beberapa microgram

sampel dengan ukuran 10 gram masih dapat dideteksi. Sayangnya komponen cuplikan harus mempunyai

tekanan beberapa torr pada suhu kolom.

C. PRINSIP KERJA

Kromatografi gas mempunyai prinsip yang sama dengan kromatografi lainnya, tapi memiliki beberapa

perbedaan misalnya proses pemisahan campuran dilakukan antara stasionary fase cair dan gas fase

gerak dan pada oven temperur gas dapat dikontrol sedangkan pada kromatografi kolom hanya pada

tahap fase cair dan temperatur tidak dimiliki. Secara rinci prinsip kromatografi adalah udara dilewatkan

melalui nyala hydrogen (hydrogen flame) selanjutnya uap organik tersebut akan terionisasi dan 

menginduksi terjadinya aliran listrik pada detektor, kuantitas aliran listrik sebanding dengan ion.

Untuk memahami prinsip kerja dari kromatografi gas khususnya kromatigrafi gas cair (KGC), yang lazim

ditemui adlah pada helium, hydrogen, dan juga nitrogen dapat digambarkan dengan menggunakan

gambar dari kamar-kamar khayal yang masing-masing berisi suatu porsi cairan atsiri, yang berfungsi

sebagai fase stasionernya. Pada kamar pertama dimasukan suatu sampel fasa gerak, suatu gas seperti

nitrogen, yang mengandung uap suatu senyawa organic, katakan benzene, jika cairan itu cocok maka

sejumlah benzena akan melarut kedalamnya, dan sejumlah lain akan tetap tinggal dalam runag

diatasnya. Hal ini dinyatakan dalam Hukum Henry dalam bentuknya yang biasa menyatakan bahwa

tekanan parsial yang dilakukan oleh sutau zat terlarut dalam larutan encer akan berbanding lurus dengan

fraksi molnya. Jadi untuk disrribusi dalam keadaan setimbang (dari) benzena antara cairan dan fase-fase

uap dalam kamar tersebut dapat dituliskan

Pbenzena = kXbenzena

Dimana Pbenzena dalah tekanan parsial benzene dalam fase uap, Xbenzena fraksi mol benzene dalam

cairan, dan k suatu tetapan. Dealam kromatografi gas, tekana parsial dan fraksi mol sering digantikan

oleh factor-faktor konsentrasi yang menghasilkan koefisien distribusi K yang tak berdimensi :

K= konsebtrasi benzene dalam fase cair, bbt/mol = C Konsentrasi cair dalam fase gas, bbt/mol C

Kamar-kamar kesetimbangan dalam gambaran sebelumya disebut Lempeng teoritis, selanjutnya suatu

kolom kromatografi bekerja pada kondisi aliran berkesinambungan (dari) fase gerak, dan kesetimbangan

tidak akan tercapai pada titik manapun dalam kolom itu. Namun setelah menjalani penggal tertentu

kolom, suatu campuran akan telah mengalami derajat fraksionasi yang samaseperti yang akan dicapai

dalam satu tahap kesetimbangan. Penggal kolom yang mencapai ini disebut Tinggi Ekivalen suatu

Lempeng Teoritis atau HETP. Panjang kolom total dibagi dengan HETP adalah banyaknya lempeng

teoritis n dalam kolom, dan lazim untuk menilai penampilan kolom dengan menggunakan banyaknya

lempeng ini.

Rancangan Kromatografi Gas

Sistem Peralatan Kromatografi Gas (Gc)

 

1. Kontrol dan penyedia gas pembawa;

2. ruang suntik sampel;

3. kolom yang diletakkan dalam oven yang dikontrol secara termostatik;

4. sistem deteksi dan pencatat (detektor dan recorder); serta

5. komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data.

Kromatografi gas terdiri dari beberapa alat diantaranya :

1. Fase Mobil (Gas Pembawa)

Fasa mobil (gas pembawa) dipasok dari tanki melalui pengaturan pengurangan tekanan. Kemudian

membawa cuplikan langsung ke dalam kolom. Jika hal ini terjadi, cuplikan tidak menyebar sebelum

proses pemisahan. Cara ini cocok untuk cuplikan yang mudah menyerap.

Gas pembawa ini harus bersifat inert dan harus sangat murni. Seringkali gas pembawa ini harus disaring

untuk menahan debu uap air dan oksigen. Gas sering digunakan adalah N2, H2 He dan Ar.2. Sistem Injeksi Sampel

Sampel dimasukkan ke dalam aliran gas, jika sampel berupa cairan harus diencerkan terlebih dahulu

dalam bentuk larutan. Injeksi sampel dapat diambil dengan karet silicon ke dalam oven, banyak

sampel + 0,1-10 ml.3. Kolom

Fungsi kolom merupakan ”jantung” kromatografi gas dimana terjadi pemisahan komponen-komponen

cuplikan kolom terbuat dari baja tahan karat, nikel, kaca.

4. Detektor

Fungsi detektor untuk memonitor gas pembawa yang keluar dari kolom dan merespon perubahan

komposisi yang terelusi.

5.      Pencatat (Recorder)

Fungsi recorder sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas yang hasilnya disebut

kromatogram (kumpulan puncak grafik).

1. D.    Cara Kerja

Untuk menggunakan GC, ikuti langkah-langkah sederhana ini:

1. Mencuci jarum suntik dengan aseton dengan mengisi jarum suntik mendepak sepenuhnya dan aseton

limbah ke kertas handuk. Cuci 2-3 kali.

2. Tarik beberapa sampel Anda ke dalam jarum suntik. Anda mungkin perlu untuk menghilangkan

gelembung udara di dalam tabung suntik oleh plunyer bergerak cepat ke atas dan ke bawah sementara

jarum dalam sampel. Biasanya 1-2 mL sampel disuntikkan ke dalam GC. Boleh saja memiliki gelembung

udara kecil dalam jarum suntik. Namun, Anda tidak ingin menyuntikkan sebagian besar udara atau

puncak Anda akan terlalu kecil pada tabel perekam.

3. Pastikan tabel perekam dan diatur ke kecepatan grafik yang sesuai (Arrow A). Mengatur baseline

menggunakan nol pada tabel perekam (Arrow B). Dengan pena di tempat, menyalakan bagan (Arrow D),

pastikan pena ke bawah (yang menandai kertas) dan kertas bergerak.

4. Menyuntikkan sampel Anda baik ke kolom A atau kolom B sesuai instruksi. Pegang tingkat jarum

suntik dan mendorong jarum sepenuhnya ke injector. Setelah Anda tidak dapat lagi melihat jarum,

dengan cepat mendorong pendorong dan kemudian tarik jarum suntik injeksi keluar dari pelabuhan.

Injeksi Catatan:

1. injector sangat panas, jadi berhati-hatilah untuk tidak menyentuh perak disk.2. Jarum akan melewati septum karet, sehingga Anda akan merasa beberapa perlawanan. Untuk

beberapa GC kita itu, kolom tidak menyelaraskan benar dalam injector, sehingga jarum hits bagian depan kolom logam. Jika Anda merasa bahwa Anda mendorong terhadap logam, menarik jarum keluar dari injector dan coba lagi, mungkin di sudut yang sedikit berbeda. Jarum harus benar-benar menghilang ke dalam injeksi untuk injeksi yang tepat sampel ke kolom GC.

3. Suntikkan dengan cepat untuk hasil terbaik. Jangan ragu untuk menyuntikkan jarum setelah benar diposisikan di pelabuhan injeksi.

4. Lepaskan jarum suntik segera setelah injeksi. (Pelaksanaan catatan C dan D membantu untuk memastikan bahwa semua sampel memasuki GC kolom di sekitar waktu yang sama.)

5. Menandai waktu injeksi Anda pada tabel perekam. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan nol tepat setelah sampel disuntikkan. Hal ini sering nyaman bagi satu orang untuk menyuntikkan sampel sementara pasangan laboratorium menandai waktu injeksi di bagan perekam.

6. Bersihkan jarum suntik Anda segera setelah injeksi. Jarum suntik sering tersumbat dengan cepat dan

harus diganti jika mereka tidak dibersihkan setelah setiap penggunaan.

7. Catatan pengaturan perekam grafik Anda selama berjalan. Anda perlu mengetahui kecepatan grafik

dan pengaturan skala penuh.

8. Catatan pengaturan GC selama Anda berlari. Sebuah tombol di bagian tengah bawah GC dapat

diubah untuk membaca kolom (atau oven) suhu, suhu detektor dan suhu injektor pelabuhan dalam ° C.

Jembatan saat ini ditampilkan dalam mA. Perhatikan bahwa ada dua skala pada layar. Berhati-hati untuk

membaca skala yang tepat!

1. E.     DERIVATISASI

Derivatisasi merupakan proses kimiawi untuk mengubah suatu senyawa menjadi senyawa lain yang

mempunyai sifat-sifat yang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatografi gas (menjadi lebih

mudah menguap). Alasan dilakukannya derivatisasi:

Senyawa-senyawa tersebut tidak memungkinkan dilakukan analisis dengan GC terkait dengan volatilitas dan stabilitasnya.

Untuk meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram. Beberapa senyawa tidak menghasilkan bentuk kromatogram yang bagus (misal puncak kromatogram saling tumpang tindih) atau sampel yang dituju tidak terdeteksi, karenanya diperlukan derivatisasi sebelum dilakukan analisis dengan GC.

Meningkatkan volatilitas, misal senyawa gula. Tujuan utama derivatisasi adalah untuk meningkatkan volatilitas senyawa-senyawa yang tidak mudah menguap (non-volatil). Senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah biasanya tidak mudah menguap karena adanya gaya tarik-menarik inter molekuler antara gugus-gusug polar karenanya jika gugus-gugus polar ini ditutup dengan cara derivatisasi akan mampu meningkatkan volatilitas senyawa tersebut secara dramatis.

Meningkatkan deteksi, misal untuk kolesterol dan senyawa-senyawa steroid.

Meningkatkan stabilitas. Beberapa senyawa volatil mengalami dekomposisi parsial karena panas sehingga diperlukan derivatisasi untuk meningkatkan stabilitasnya.

Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan detektor tangkap elektron (ECD).

Inilah contoh derivatisasi yang digunakan untuk memperbaiki bentuk puncak pseudoefedrin:

Caranya :

Sirup dekongestan dibasakan dengan amonia dan diekstraksi ke dalam etil asetat sehingga akan

menjamin bahwa semua komponen yang terekstraksi berada dalam bentuk basa bebasnya daripada

bentuk garamnya. Bentuk basa inilah yang bertanggungjawab pada bagusnya bentuk puncak

kromatografi. Garam-garam atau basa-basa akan terurai karena adanya panas pada lubang suntik GC,

sehingga dengan adanya proses ini akan dapat menyebabkan terjadinya peruraian.

Jika ekstrak pada sirup dekongestan di lakukan kromatografi gas secara langsung maka kromatogram

yang dihasilkan seperti gambar dibawah. Basa bebas triprolidin dan dekstrometorfan menunjukkan

bentuk puncak yang bagus, akan tetapi pesudoefedrin yang merupakan basa yang lebih kuat karena

adanya gugus hidroksil dan gugus amin memberikan bentuk puncak yang kurang bagus. Hal ini dapat

diatasi dengan menutup gugus polar (gugus hidroksi dan amin) pada pseudoefedrin dengan cara

mereaksikannya menggunakan trifluoroasetat anhidrida (TFA). Perlakuan dengan TFA ini tidak

menghasilkan senyawa derivatif terhadap senyawa-senyawa basa tersier dalam ekstrak (sirup

dekongestan) ini. Reagen TFA ini sangat bermanfaat karena reagen ini sangat reaktif dan bertitik didih

rendah (400C) sehingga kelebihan reagen TFA ini mudah dihilangkan dengan cara evaporasi sebelum

dilakukan kromatografi gas.

Ini kromatogram sebelum dilakukan derivatisasi……

Yang ini kromatogram sesudah derivatisasi……

1. F.     Kelebihan dan Kekurangan Kromatografi Gas

Kelebihan menggunakan kromatografi padatan gas adalah :

¥  Untuk memisahkan gas-gas H , N , O , CO, gas-gas mulia, dan hidrokarbon-hidrokarbon rendah

¥  Perkembangan KGP pada saat sekarang yaitu digunakanya polimer-polimer yang berpori sperti

PORAPAK dan POLYPAK, yang penyerap-penyerap ini cocok untuk memisahkan senyawa-senyawa

yang polar sperti H O, NH , R-NH , R-OH dan glikol-glikol, dan asam lemah rendah, juga untuk gas-gas

seperti CO , N O, O dan sebagainya.

¥  Dapat digunakan ubtuk menyerap pada fasa diam yang berupa alumina (Al O ) atau pada silica gel.

Kelebihan dan keuntungan menggunakan krometografi cairan gas (KGC)

1.  Kecepatan- Gas merupakan fasa bergerak sangat cepat mengadakan kesetimbangan antara fasa bergerak dengan fasa diam.

- Kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan

1. Sederhana2. Sensitive

Karena sensitifitas yang tinggi dari KGC maka hnay memerlukan sejumlah kecil dari cuplikan, biasanya dalam ukuran mikroliter

3. Dapat memisahkan molekul-molekuldari suatu campuran yang sulit dipisahkan dengan cara-cara lain contohnya pemisahan metal ester-metil ester dari asam stearat dengan titik didih 232 C pada tekanan 15 mmHg seperti CH (CH ) COOH

4. Dapat digunakan utnuk analisa kulaitatif dan analisa kuntitatif5. Alat KGC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-ulang

Kekurangan menggunakan kromatografi padatan gas (KGP) adalah :

KGP sangat sukar digunakan secara berulang dengan hasil yang sama hal ini disebabkan oleh :

- Aktifitas dari penyerap (adsorbent) tergantung pada cara pembuatanya

- Aktifiytas tergantung pada bagaimana ia diperlukan setelah pembuatanya

Reproducibility KGP yang rendah karena :

- Puncak-puncak berekor disebabkan permukaan aktif yang tidak homogen dari penyerap

- Waktu retensi relative panjang

- Waktu retensi sangat tergantung pada jumlah pada cuplikan

- Kemungkinan penyerap dapat berkelakuan sebagai katalisator yang aktif, sehingga KGP penggunaanya

sangat terbatas sekali untuk senyawa yang mempunyai titik didih yang rendah maupun tinggi.

Sedangkan kekurangan menggunakan kromatografi cairan gas (KGC) adalah

ü  KGC berkembang sangat cepat, sehingga sangat sukar dalam memilih fasa cair unutk proses

pemisahan

ü   Tr berharga dua kali dari waktu retensi udara

ü  Dalam KGC didasarkan pada polaritas dari komponen

ü  Biasanya pada KGC terdapat kesalahan-kesalahan pada analisanya yang timbul dari :

- Cara penyiapan cuplikan

- Penampilan detejtor

- Penampilan pencatat

- Cara kuantitatif

- Perhitungan

1. G.    APLIKASI KROMATOGRAFI GAS

Kromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang.

Dalam senyawa organic dan anorganik, senyawa logam, karena persyaratan yang digunakan adalah

tekanan uap yang cocok pada suhu saat analisa dilakukan. Berikut akan kita lihat beberapa kegunaan

kromatografi gas pada bidang-bidangmya adalah :

1. Polusi udara

Kromatografi gas merupakan alat yang penting karena daya pemisahan yang digabungkan dengan daya

sensitivitas dan pemilihan detector GLC menjadi alat yang ideal untuk menentukan banyak senyawa yang

terdapat dalam udara yang kotor, KGCdipakai untuk menetukan Alkil-Alkil Timbal, Hidrokarbon, aldehid,

keton SO , H S, dan beberapa oksida dari nitrogen dll

1. klinik

Diklinik kromatografi gas menjadi alat untuk menangani senyawa-senyawa dalam klinik seperti : asam-

asam amino, karbohidrat, CO , dan O dalam darah, asam-asam lemak dan turunannya, trigliserida-

trigliserida, plasma steroid, barbiturate, dan vitamin

1. Bahan-bahan pelapis

Digunakan untuk menganalisa polimer-polimer setelah dipirolisa, karet dan resin-resin sintesis

1. Minyak atsiri

Digunakan untuk pengujian kulaitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat, dll

1. Bahan makanan

Digunakan dengan TLC dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuanatau pencampuran, kontaminasi

dan pembungkusan dengan plastic pada bahan makanan, juga dapat dipakai unutk menguji jus, aspirin,

kopi dll

1. Sisa-sisa peptisida

KGC dengan detector yang sensitive dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang

diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor

1. Perminyakan

Kromatografi gas dapat digunakan unutk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasildari gas-gas

hidrokarbon yang ringan

1. Bidang farmasi dan obat-obatan

Kromatografi gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasilbaru dalam pengamatan

metabolisme dalam zat-zatalir biologi

1. Bidang kimia/ penelitian

Digunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil

Gas Chromatography: (1) Prinsip Kerja.Posted by asro pada 3 Oktober 2008

Secara umum, chromatography  merupakan suatu istilah yang menggambarkan teknik yang digunakan

untuk memisahkan komponen-komponen dari suatu campuran/sample. Dalam gas chromatography (GC),

gas (yang biasa disebut carrier gas) digunakan untuk membawa sample melewati lapisan (bed) material.

Karena gas yang bergerak, maka disebut mobile phase (fasa bergerak), sebaliknya lapisan material yang

diam disebut stationary phase (fasa diam). Ketika mobile phase membawa sample melewati stationary

phase, sebagian komponen sample akan lebih cenderung menempel ke stationary phase dan bergerak lebih

lama dari komponen lainnya, sehingga  masing-masing komponen akan keluar dari stationary phase pada

saat yang berbeda. Dengan cara ini komponen-komponen sample dipisahkan.

Secara umum, peralatan GC terdiri dari: 1) Injection System; 2) Oven; 3) Control System; 4) Column;

5) Detector; dan 6) Data Acquisition System.

Injection system digunakan untuk memasukkan/menyemprot gas dan sample kedalam column.  Ada

beberapa jenis injection system: 1) Packed column injector; umumnya digunakan dengan package column

atau capillary column dengan diameter yang agak besar; injeksi dilakukan secara langsung (direct

injection).  2) Split/Splitless capillary injector, digunakan dengan capillary column; sebagian gas/sample

dibuang melalui split valve.   3) Temperature programmable cool on-column, digunakan dengan cool

capillary column, injeksi dilakukan secara langsung.

Oven, digunakan untuk memanaskan column pada temperature tertentu sehingga mempermudah proses

pemisahan komponen sample.

Column, berisi stationary phase dimana mobile phase akan lewat didalamnya sambil membawa sample.

Secara umum terdapat 2 jenis column, yaitu: 1)Packed column, umumnya terbuat dari glass atau stainless

steel coil dengan panjang 1 – 5 m dan diameter kira-kira 5 mm.  2) Capillary column, umumnya terbuat dari

purified silicate glass dengan panjang 10-100 m dan diameter kira-kira 250 m. Beberapa jenis

stationary phase yang sering digunakan: a) Polysiloxanes untuk nonpolar analytes/sample. 

b) Polyethylene glycol untuk polar analytes/sample. c) Inorganic atau polymer packing untuk

sample bersifat small gaseous species.

Control system, berfungsi untuk: 1) Mengontrol pressure dan flow dari mobile phase yang

masuk ke column. 2) Mengontrol temperature oven.

Detector, berfungsi mendeteksi adanya komponen yang keluar dari column. Ada beberapa

jenis detector, yaitu: 1) Atomic-Emission Detector (AED); cara kerjanya adalah: campuran

sample-gas yang keluar dari column diberi tambahan energy dengan menggunakan

microwave sehingga atom-atomnya bereksitasi; sinar eksitasi ini kemudian diuraikan oleh

diffraction grating dan diukur oleh photodiode array; kehadiran komponen dalam sample

dapat ditentukan dari adanya panjang gelombang eksitasi komponen tersebut yang diukur

oleh photodiode array. 2) Atomic-Emission Spectroscopy (AES) atau Optical Emission

Spectroscopy(OES); cara kerjanya: campuran sample-gas yang keluar dari column diberi

tambahan energy sehingga atom-atomnya bereksitasi; sumber energy tambahan ini

(excitation source) terdiri dari beberapa jenis yaitu direct-current-plasma (DCP), flame,

inductively-coupled plasma (ICP) dan laser-induced breakdown (LIBS); sinar eksitasi dari

berbagai atom ini kemudian diukur secara simultan oleh polychromator dan multiple

detector; polychromator disini berfungsi sebagai wavelength selector.

3) Chemiluminescense Spectroscopy; cara kerjanya sama seperti pada AES yaitu mengukur

sinar eksitasi dari sample yang diberi tambahan energy; perbedaan dari AES adalah eksitasi

molekul sample bukan atom sample; selain itu, energy tambahan yang diberikan bukan

berasal dari sumber energy luar seperti lampu atau laser tetapi dihasilkan dari reaksi kimia

antara sample dan reagent; sinar eksitasi molekul sample ini kemudian diukur dengan

photomultiplier detector (PTM). 4) Electron Capture Detector (ECD); menggunakan

radioactive beta emitter (electron) untuk mengionisasi sebagian gas (carrier gas) dan

menghasilkan arus antara biased pair of electron; ketika molekul organik yang mengandung

electronegative functional groups seperti halogen, phosphorous dan nitro groups dilewati

detector, mereka akan menangkap sebagian electron sehingga mengurangi arus yang

diukur antara electrode. 5) Flame Ionization Detector (FID); terdiri dari hydrogen/air flame

dan collector plate; sample yang keluar dari column dilewatkan ke flame yang akan

menguraikan molekul organik dan menghasilkan ion-ion; ion-ion tersebut dihimpun pada

biased electrode (collector plate) dan menghasilkan sinyal elektrik. 6) Flame Photometric

Detector (FPD); digunakan untuk mendeteksi kandungan sulfur atau phosphorous pada

sample. Peralatan ini menggunakan reaksi chemiluminescent sample dalam hydrogen/air

flame; sinar eksitasi sebagai hasil reaksi ini kemudian diukur oleh PMT. 7) Mass

Spectrometry (MS); mengukur perbedaan mass-to-charge ratio (m/e) dari ionisasi atom atau

molekul untuk menentukan kuantitasi atom atau molekul tersebut. 8.) Nitrogen Phosphorus

Detector (NPD); prinsip kerjanya hampir sama dengan FID, perbedaan utamanya adalah

hydrogen/air flame pada FID diganti oleh heated rubidium silicate bead pada NPD; sample

dari column dilewatkan ke hot bead; garam rubidium yang panas akan memancarkan ion

ketika sample yang mengandung nitrogen dan phosphorous melewatinya; sama dengan

pada FID, ion-ion tersebut dihimpun pada collector dan menghasilkan arus listrik.

9) Photoionization Detector (PID); digunakan untuk mendeteksi aromatic hydrocarbon atau

organo-heteroatom pada sample; sample yang keluar dari column diberi sinar ultraviolet

yang cukup sehingga terjadi eksitasi yang melepaskan electron (ionisasi); ion/electron ini

kemudian dikumpulkan pada electroda sehingga menghasilkan arus listrik. 10) Thermal

Conductivity Detector(TCD); TCD terdiri dari electrically-heated wire atau thermistor;

temperature sensing element bergantung pada thermal conductivity dari gas yang mengalir

disekitarnya; perubahan thermal conductivity seperti ketika adanya molekul organik dalam

sample yang dibawah carrier gas, menyebabkan kenaikan temperature pada sensing

element yang diukur sebagai perubahan resistansi. 11) Photodiode Array Detector (PAD);

merupakan linear array discrete photodiode pada sebuah IC; pada spectroscopy, PAD

ditempatkan pada image plane dari spectroscopy sehingga memungkinkan deteksi panjang

gelombang pada rentang yang luas bisa dilakukan secara simultan.

Data Aquisition, berfungsi sebagai: 1) Control automatic calibration; 2) Gas analysis; dan

3) Graphics & Reporting. Data aquisition merupakan perangkat gabungan dari Software dan

Hardware (PC, Interface & Communication).

Technical Specification; Beberapa parameter yang menjadi ukuran spesifikasi teknis GC,

antara lain: 1) Analytes; menyatakan komponen-komponen yang akan dianalisa/dideteksi.

2) Quantification limit (detectability); menyatakan kemampuan deteksi terkecil, dinyatakan

dalam persen. 3) Measurement range; menyatakan kemampuan rentang pengukuran GC.

4) Communication Port ; digital port untuk komunikasi dengan PC atau perangkat digital

lainnya. 5) Electrical Power Supply(voltage, phase, frequency, power).

GC (Gas Chromatography)14:33  LANSIDA  3 comments

Gambar alat instrumen GC

GC (Gas Chromatography)  yang biasa disebut juga Kromatografi gas (KG) merupakan teknik

instrumental yang dikenalkan pertama kali pada tahun 1950-an. GC merupakan metode yang dinamis

untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa organik yang mudah menguap dan senyawa-senyawa

gas anorganik dalam suatu campuran Perkembangan teknologi yang signifikan dalam bidang

elektronik, komputer, dan kolom telah menghasilkan batas deteksi yang lebih rendah serta identifikasi

senyawa menjadi lebih akurat melalui teknik analisis dengan resolusi yang meningkat. (3)

GC menggunakan gas sebagai gas pembawa/fase geraknya.

Ada 2 jenis kromatografi gas, yaitu :

1. Kromatografi gas–cair (KGC) yang fase diamnya berupa cairan yang diikatkan pada suatu

pendukung sehingga solut akan terlarut dalam fase diam.

2. Kromatografi gas-padat (KGP), yang fase diamnya berupa padatan dan kadang-kadang berupa

polimerik.(4)

SISTEM PERALATAN KROMATOGRAFI GAS (GC)

1. Kontrol dan penyedia gas pembawa; 

2. ruang suntik sampel;

3. kolom yang diletakkan dalam oven yang dikontrol secara termostatik;

4. sistem deteksi dan pencatat (detektor dan recorder); serta

5. komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data.

1. Fase gerak

Fase gerak pada GC juga disebut dengan gas pembawa karena tujuan awalnya adalah untuk

membawa solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas. Syarat gas

pembawa adalah: tidak reaktif; murni/kering karena kalau tidak murni akan berpengaruh pada

detektor; dan dapat disimpan dalam tangki tekanan tinggi (biasanya merah untuk hidrogen, dan abu-

abu untuk nitrogen) 4).

2. Ruang suntik sampel

Lubang injeksi didesain untuk memasukkan sampel ecara cepat dan efisien. Desain yang populer

terdiri atas saluran gelas yang kecil atau tabung logam yang dilengkapi dengan septum karet pada

satu ujung untuk mengakomodasi injeksi dengan semprit (syringe). Karena helium (gas pembawa)

mengalir melalui tabung, sejumlah volume cairan yang diinjeksikan (biasanya antara 0,1-3,0 μL) akan

segera diuapkan untuk selanjutnya di bawa menuju kolom. Berbagai macam ukuran semprit saat ini

tersedia di pasaan sehingga injeksi dapat berlangsung secara mudah dan akurat. Septum karet,

setelah dilakukan pemasukan sampel secara berulang, dapat diganti dengan mudah. Sistem

pemasukan sampel (katup untuk mengambil sampel gas) dan untuk sampel padat juga tersedia di

pasaran(1).

Pada dasarnya, ada 4 jenis injektor pada kromatografi gas, yaitu:

a. Injeksi langsung (direct injection), yang mana sampel yang diinjeksikan akan diuapkan dalam

injector yang panas dan 100 % sampel masuk menuju kolom.

b. Injeksi terpecah (split injection), yang mana sampel yang diinjeksikan diuapkan dalam injector yang

panas dan selanjutnya dilakukan pemecahan.

c. Injeksi tanpa pemecahan (splitness injection), yang mana hampir semua sampel diuapkan dalam

injector yang panas dan dibawa ke dalam kolom karena katup pemecah ditutup; dan

d. Injeksi langsung ke kolom (on column injection), yang mana ujung semprit dimasukkan langsung ke

dalam kolom.

Teknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk senyawa-senyawa yang mudah menguap;

karena kalau penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung dikhawatirkan akan terjadi

peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi atau pirolisis(2).

3. Kolom

Kolom merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Oleh

karena itu, kolom merupakan komponen sentral pada GC.

Ada 3 jenis kolom pada GC yaitu kolom kemas (packing column) dan kolom kapiler (capillary column);

dan kolom preparative (preparative column). Perbandingan kolom kemas dan kolom kapiler

dtunjukkan oleh gambar berikut :

Kolom Kemas                                                Kolom Kapiler

Kolom kemas terbuat dari gelas atau logam yang tahan karat atau dari tembaga dan aluminium.

Panjang kolom jenis ini adalah 1–5 meter dengan diameter dalam 1-4 mm. Kolom kapiler sangat

banyak dipakai karena kolom kapiler memberikanefisiensi yang tinggi (harga jumlah pelat teori yang

sangat besar > 300.000 pelat). Kolom preparatif digunakan untuk menyiapkan sampel yang murni dari

adanya senyawa tertentu dalam matriks yang kompleks.

Fase diam yang dipakai pada kolom kapiler dapat bersifat non polar, polar, atau semi polar. Fase diam

non polar yang paling banyak digunakan adalah metil polisiloksan (HP-1; DB-1; SE-30; CPSIL-5) dan

fenil 5%-metilpolisiloksan 95% (HP-5; DB-5; SE-52; CPSIL-8). Fase diam semi polar adalah seperti fenil

50%-metilpolisiloksan 50% (HP-17; DB-17; CPSIL-19), sementara itu fase diam yang polar adalah

seperti polietilen glikol (HP-20M; DB-WAX; CP-WAX; Carbowax-20M) (6).

4. Detektor

Komponen utama selanjutnya dalam kromatografi gas adalah detektor. Detektor merupakan

perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak (gas pembawa) yang

membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik

yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi sinyal

elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif

terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak.

Pada garis besarnya detektor pada KG termasuk detektor diferensial, dalam arti respons yang keluar

dari detektor memberikan relasi yang linier dengan kadar atau laju aliran massa komponen yang

teresolusi. Kromatogram yang merupakan hasil pemisahan fisik komponen-komponen oleh GC

disajikan oleh detektor sebagai deretan luas puncak terhadap waktu. Waktu tambat tertentu dalam

kromatogram dapat digunakan sebagai data kualitatif, sedangkan luas puncak dalam kromatogram

dapat dipakai sebagai data kuantitatif yang keduanya telah dikonfirmasikan dengan senyawa baku.

Akan tetapi apabila kromatografi gas digabung dengan instrumen yang multipleks misalnya GC/FT-

IR/MS, kromatogram akan disajikan dalam bentuk lain.

Beberapa sifat detektor yang digunakan dalam kromatografi gas adalah sebagai berikut :Jenis

DetektorJenis Sampel Batas

DeteksiKecepatan Alir

(ml/menit)Gas

Pembawa

H2 Udara

Hantaran panas

Senyawa umum

5-100 ng 15-30 - -

Ionisasi nyawa

Hidrokarbon 10-100 pg

20-60 30-60 200-500

Penangkap elektron

Halogen organic, pestisida

0,05-1 pg

30-60 - -

Nitrogen-fosfor

Senyawa nitrogen organik dan fospat organic

0,1-10 g 20-40 1-5 700-100

Fotometri nyala (393 nm)

Senyawa-senyawa sulfur

10-100 pg

20-40 50-70 60-80

Fotometri nyala (526 nm)

Senyawa-senyawa fosfor

1-10 pg 20-40 120-170

100-150

Foto ionisasi

Senyawa yang terionisasi dg UV

2 pg C/detik

30-40 - -

Konduktivitas elektrolitik

Halogen, N, S 0,5 pg C12 pg S4 pg N

20-40 80 -

Fourier Transform-inframerah (FTIR)

Senyawa-senyawa organik

1000 pg 3-10 - -

Selektif massa

Sesuai untuk senyawa apapun

10 pg-10 ng

0,5-30 - -

Emisi atom Sesuai untuk elemen apapun

0,1-20 pg

60-70 -

 

5. Komputer 

Komponen GC selanjutnya adalah komputer. GC modern menggunakan komputer yang dilengkapi

dengan perangkat lunaknya (software) untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa

fungsi antara lain:

Memfasilitasi setting parameter-parameter instrumen seperti: aliran fase gas; suhu oven dan

pemrograman suhu; serta penyuntikan sampel secara otomatis.

Menampilkan kromatogram dan informasi-informasi lain dengan menggunakan grafik

berwarna.

Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistik.

Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu(4).

DERIVATISASI

Derivatisasi merupakan proses kimiawi untuk mengubah suatu senyawa menjadi senyawa lain yang

mempunyai sifat-sifat yang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatografi gas (menjadi

lebih mudah menguap). Alasan dilakukannya derivatisasi:

Senyawa-senyawa tersebut tidak memungkinkan dilakukan analisis dengan GC terkait dengan

volatilitas dan stabilitasnya.

Untuk meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram. Beberapa senyawa tidak

menghasilkan bentuk kromatogram yang bagus (misal puncak kromatogram saling tumpang

tindih) atau sampel yang dituju tidak terdeteksi, karenanya diperlukan derivatisasi sebelum

dilakukan analisis dengan GC.

Meningkatkan volatilitas, misal senyawa gula. Tujuan utama derivatisasi adalah untuk

meningkatkan volatilitas senyawa-senyawa yang tidak mudah menguap (non-volatil).

Senyawa-senyawa dengan berat molekul rendah biasanya tidak mudah menguap karena

adanya gaya tarik-menarik inter molekuler antara gugus-gusug polar karenanya jika gugus-

gugus polar ini ditutup dengan cara derivatisasi akan mampu meningkatkan volatilitas

senyawa tersebut secara dramatis.

Meningkatkan deteksi, misal untuk kolesterol dan senyawa-senyawa steroid.

Meningkatkan stabilitas. Beberapa senyawa volatil mengalami dekomposisi parsial karena

panas sehingga diperlukan derivatisasi untuk meningkatkan stabilitasnya.

Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan detektor tangkap elektron (ECD).

Inilah contoh derivatisasi yang digunakan untuk memperbaiki bentuk puncak pseudoefedrin:

Caranya : 

Sirup dekongestan dibasakan dengan amonia dan diekstraksi ke dalam etil asetat sehingga akan

menjamin bahwa semua komponen yang terekstraksi berada dalam bentuk basa bebasnya daripada

bentuk garamnya. Bentuk basa inilah yang bertanggungjawab pada bagusnya bentuk puncak

kromatografi. Garam-garam atau basa-basa akan terurai karena adanya panas pada lubang suntik GC,

sehingga dengan adanya proses ini akan dapat menyebabkan terjadinya peruraian.

Jika ekstrak pada sirup dekongestan di lakukan kromatografi gas secara langsung maka kromatogram

yang dihasilkan seperti gambar dibawah. Basa bebas triprolidin dan dekstrometorfan menunjukkan

bentuk puncak yang bagus, akan tetapi pesudoefedrin yang merupakan basa yang lebih kuat karena

adanya gugus hidroksil dan gugus amin memberikan bentuk puncak yang kurang bagus. Hal ini dapat

diatasi dengan menutup gugus polar (gugus hidroksi dan amin) pada pseudoefedrin dengan cara

mereaksikannya menggunakan trifluoroasetat anhidrida (TFA). Perlakuan dengan TFA ini tidak

menghasilkan senyawa derivatif terhadap senyawa-senyawa basa tersier dalam ekstrak (sirup

dekongestan) ini. Reagen TFA ini sangat bermanfaat karena reagen ini sangat reaktif dan bertitik didih

rendah (400C) sehingga kelebihan reagen TFA ini mudah dihilangkan dengan cara evaporasi sebelum

dilakukan kromatografi gas.

Ini kromatogram sebelum dilakukan derivatisasi......

Yang ini kromatogram sesudah derivatisasi......