Download - kromatografi KA
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 1/23
KIMIA ANALISA
RINGKASAN
KROMATOGRAFI GAS – CAIRAN
NAMA : CAHYANINGRUM
NIM : 03101403059
KELAS : B
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS SRIWIJIYA
PALEMBANG
2010 / 2011
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 2/23
DEFINISI dan PENGELOMPOKAN KROMATOGRAFI
Kromatografi adalah metode fisika untuk pemisahan, dalam mana komponen-
komponen yang akan dipisahkan didisttibusikan antara dua fase, salah satunya merupakan
lapisan stasioner dengan permukaan yang luas, dan fase yang lain berupa zat alir (fluida) yang
mengalir lambat (perkolasi) menembus atau sepanjang lapisan stasioner itu.
Fase stasioner dapat berupa zat padat atau cairan, dan fase geraknya dapat berupa
cairan atau gas. Table 17.1 : cairan-padat, gas-padat, cairan-cairan, dan gas-cairan.
Fase stasioner Padat Cair Fase gerak cair gas cair Gas
contoh Kromatografi
orisinil tswett
dgn larutan eter
petroleum &
kolom CaCO3
Kromatografi
pertukaran ion
Kromatografi
gas padat atau
GSC
Kromatografi
partisi pada
kolom gel silica.
Kromatografi
kertas
Kromatografi
gas cairan / GLC
Dalam semua teknik kromatografi, zat terlarut yang akan dipisahkan bermigrasi
sepanjang suatu kolom, dasar pemisahan terletak dalam berbeda-bedanya laju migrasi untuk
zat terlarut yang berlainan. Laju migrasi suatu zat terlarut sebagai resultan dua factor, satu
cenderung untuk menggerakkan zat terlarut dan yang lain untuk menghambatnya.
Kromatografi gas-cair (GLC), atau hanya kromatografi gas (GC), adalah jenis yang
umum digunakan dalam analisis kromatografi kimia untuk memisahkan dan menganalisis
senyawa yang dapat menguap tanpa dekomposisi. Khas penggunaan GC termasuk pengujian
kemurnian zat tertentu, atau memisahkan komponen yang berbeda dari campuran (jumlah
relatif komponen tersebut juga dapat ditentukan). Dalam beberapa situasi, GC dapat
membantu dalam mengidentifikasi suatu senyawa. Dalam persiapan kromatografi, GC dapat
digunakan untuk mempersiapkan senyawa murni dari campuran.
Dalam kromatografi gas, fase bergerak (atau “mobile phase”) adalah pembawa gas,
biasanya gas inert seperti helium atau gas yang tidak reaktif seperti nitrogen. Fase stasioner
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 3/23
mikroskopis cairan atau lapisan polimer pada dukungan solid inert, dalam sepotong tabung
kaca atau logam yang disebut kolom (sebuah penghormatan pada kolom fractionating
digunakan dalam penyulingan). Alat yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas
disebut gas kromatograf (atau “aerograph”, “gas pemisah”).
Senyawa gas yang dianalisis berinteraksi dengan dinding kolom, yang dilapisi dengan
berbagai fase stasioner. Hal ini menyebabkan setiap senyawa elute pada waktu yang berbeda,
dikenal sebagai waktu retensi dari senyawa. Perbandingan retensi adalah apa yang
memberikan kegunaan GC yang analitis.
Kromatografi gas pada prinsipnya mirip dengan kromatografi kolom (dan juga bentuk
kromatografi yang lain, seperti HPLC, TLC), namun memiliki beberapa perbedaan. Pertama,
proses memisahkan senyawa dalam campuran dilakukan antara fase diam cair dan gas fase
bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom fase stasioner yang solid dan bergerak fase cair.
(Demikian nama lengkap dari prosedur adalah “kromatografi gas cair”, mengacu pada mobile
dan fase stasioner masing-masing.) Kedua, kolom yang melaluinya melewati fase gas terletak
di oven dimana temperatur gas dapat dikendalikan, sedangkan kromatografi kolom (biasanya)
tidak memiliki kontrol suhu tersebut. Ketiga, konsentrasi senyawa dalam fase gas adalah
semata-mata fungsi dari tekanan uap gas.
Kromatografi gas juga sama dengan distilasi fraksional, karena kedua proses
memisahkan komponen dari suatu campuran terutama didasarkan pada perbedaan titik didih
(atau tekanan uap) . Namun, penyulingan fraksional biasanya digunakan untuk memisahkan
komponen dari campuran dalam skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang
lebih kecil (yaitu mikro). Kromatografi gas juga kadang-kadang dikenal sebagai fase uap-
kromatografi (VPC), atau gas-cair kromatografi partisi (GLPC).
ALAT DASAR UNTUK GLC
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 4/23
Gambar 17.1 Diagram bagan suatu kromatograf gas dengan detector konduktivitas termal, anak panah besar
menyatakan arah aliran gas.
TEORI GLC
Konsep Lempeng Teoritis
Hukum Henry dalam bentuk biasa menyatakan bahwa tekanan parsial yang dilakukan
oleh suatu zat terlarut dalam larutan encer akan berbanding lurus dengan fraksi molnya.
P = k.X
Di mana P adalah tekan parsial dalam fase uap, x adalah fraksi mol dalam cairan, dan k adalah
suatu tetapan. Dalam kromatografi gas, tekanan parsial dan fraksi mol sering digantikan oleh
factor-faktor konsentrasi yang menghasilkan koefisien distribusi k yang tak berdimensi.
K =G
L
C
C
CL adalah konsentrasi dalam fase cair bbt/mol dan CG adalah konsentrasi dalam fase gas
bbt/mol. K juga disebut koefisien partisi.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 5/23
Gambar 17.2 Kamar-kamar khayal untuk suatu model Craig dari suatu eksperimen GLC
Beda utama dari ekstraksi pelarut Craig dan Kromatografi, yang harus ditekankan,
meskipun dari segi asas yang digunakan beda itu tidak lah penting. Dengan alat Craig, lazim
eksperimen dihentikan bila pemisahan yang diinginkan telah dicapai dan membuang keluar
larutan-larutan dari dalam tabung-tabung yang berisi zat-terlarut. Dalam kromatografi modern
sebaliknya aliran fase gerak diteruskan sampai zat-zat terlarut bermigrasi sepanjang kolom.
Kamar-kamar kesetimbangan dalam alat ini disebut Lempeng Teoritis.
Perhitungan Banyaknya Lempeng Teoritis
Gambar 17.3 pita elusi kromatografi yang menunjukkan pengukuran tR dan w untuk memperkirakan n,
banyaknya lempeng teoritis.
Waktu sampel diinjeksikan sampai munculnya puncak pita elusi pada detector disebut
waktu retensi, tR . rumus untuk menghitung n dari tR dan lebar pita bergantung pada pita itu
diukur. Jika lebar itu diukur pada setengah jalan antara garis dasar dan puncak pita :
n = 5.54
2
21
w
t R
Perilaku Tak-Ideal: Persamaan Van Deemter
GLC sebagai Kromatografi Tak-Ideal Linear
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 6/23
Gambar 17.4 Isoterm linear dan tak linear (a) dan bentuk pita elusi padanan (b)
Model lempeng yang didasarkan pada suatu tipe Craig (dari) distribusi zat terlarut dari
satu lempeng ke lempeng berikutnya disebut kromatografi ideal linear. Linear dalam
hubungan ini berarti bahwa koefisien distribusi K tak bergantung pada konsentrasi zat terlarut,
jadi suatu grafik konsentrasi dalam fase cair lawan konsentrasi dalam fase gas berupa garis
lurus (gambar 17.4, kurva 1a), yang disebut isotherm. Suatu isotherm linear menghasilkan
suatu pita elusi yang simetris ditunjukkan oleh kurva 1b dalam gambar 17.4. simpangan dari
perilaku hokum Henry, yang ditunjukkan oleh suatu isotherm tak-linear (gambar 17.4, kurva
2a dan 3a), menghasilkan suatu pita elusi miring (gambar17.4, kurva 2b dan 3b). jadi, dimana
konsentrasi zat terlarut tinggi, fraksi zat terlarut yang tetap tinggal dalam fase gas akan lebih
besar dibandingkan dengan kasus konsentrasi rendah. Akibatnya, zat pada puncak akan
bergerak dengan lebih cepat lewat kolom tersebut, dan karena itu puncak akan cenderung
mengejar pinggir depan pita elusi dan meninggalkan pinggir belakang yang akan berbentuk
ekor panjang.
Perilaku ideal sebaliknya tidak dapat dicapai dalam proses kromatografi, karena ;
1. Keidealan akan menuntut agar sampel ditaruh pada awalnya hanya dalam lempeng
pertama. Ini dapat dilakukan dalam alat craig, namun dalam suatu kolom di mana
HETP mungkin hanya seperesekian milimeter, tidaklah mungkin itu dilakukan dengan
sampel yang cukup nyata.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 7/23
2. Kromatografi ideal akan memerlukan suatu kolom yang kemasannya sempurna
seragam dilihat dari segi ukuran dan bentuk, pemuatan cairan, dan garisan
geometrinya.
3. Kesetimbangan akan selalu ada pada titik pada kolom antara fase stasioner dan fase
gerak dilihat dari segi distribusi pelarut.
Jadi pada kondisi biasa itu, GLC merupakan suatu sampel kromatografi tak ideal
linear. Simpangan dari persyaratan untuk proses ideal, akan mengakibatkan pita elusi yang
lebih lebar daripada pita hipotesis untuk suatu kasus ideal.
Difusi Pusaran
Faktor pertama, yang biasa disebut difusi pusaran (eddy diffusion), timbul dari
kegandaan jalannya gas yang mengalir melewati suatu kolom yang dikemasi partikel-partikel
dengan aneka ukuran dan bentuk yang ditata secara tak teratur.
Difusi Longitudinal
Faktor kedua yang menyebabkan pelebaran pita adalah difusi longitudinal zat terlarut
dalam fase gas. Molekul zat terlarut cenderung berdifusi sepanjang gradien konsentrasi, dan
karena itu suatu pita zat terlarut yang bergerak sepanjang suatu kolom akan melebar ketika
molekul-molekul menyebar ke dalam daerah-daerah berkonsentrasi lebih rendah di depan pita
itu maupun di belakangnya.
Takadanya Kesetimbangan dalam Transfer Massa
Faktor terakhir dalam ketidakidealan timbul dari fakta bahwa kesetimbangan tak dapat
dicapai untuk distribusi zat terlarut antara fase stasioner dan fase gerak dipandang dari aliran
berkesinambungan gas pengemban itu. Hukum Henry :
CL = K.CG
Namun, hukum Henry memerikan suatu situasi kesetimbangan, dan untuk kasus-kasus
di mana waktu tak cukup untuk penyetimbangan:
CL = K. CG . f (t)
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 8/23
Dengan f(t) adalah sesuatu fungsi waktu yang mencerminkan proses kinetika transfer
massa abtara kedua fase itu. Bila t besar (yakni bila kesetimbangan itu dihampiri), maka tentu
saja f(t) harus menghampiri satu agar dihasilkan hukum Henry.
Persamaan Van Deemter
HETP = 2λ dP +U
DG
γ 2+
L
f
Dk
kd 22
2
)1(
8
+π
U
Dengan
λ = parameter tak berdimensi yang mengukur ketakteraturan kemasan kolom
D p = diameter partikel kemasan
γ = faktor koreksi yang memperhitungkan ketakteraturan lintasan difusi melewati bahan
kemasan.
DG = koefisien difusi zat terlarut dalam fase gas
U = kecepatan linear gas pengemban
K = tetapan untuk zat terlarut tertentu dan kolom tertentu
df = ketebalan film efektif, suatu ukuran pemuatan cairan bahan kemasan
DL = koefisien difusi zat terlarut dalam fase cair
Persamaan Van Deemter, bentuk tersingkat:
HETP = A +u
B+ Cu
Dengan : A = suku difusi pusaran, B/u adalah suku difusi longitudinal, dan Cu adalah
ketaksetimbangan dalam suku transfer massa.
Daya Pisah
Pada umumnya posisi pita-pita elusi pada sumbu horizontal kromatogram dan lebar
mereka akan menentukan betapa sempurnanya suatu pemisahan campuran awal itu telah
dicapai. Pemisahan, R, dari dua komponen didefinisikan dibawah ini, dengan menggunakan
suatu/factor yang ditunjukkan dalam gambar 17.7:
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 9/23
R =21
12)(2
bb
R R
W W
t t
+
−
Cara lain , jika lebar pita diukur setengah tinggi antara garis dasar dan puncak pita, persamaan
akan menjadi
R = )(699.1
)(2
21
12
21
21 ww
t t R R
+
−
Panjang Kolom
Banyaknya lempeng teoritis dalam suatu kolom, dengan semua yang lain tak berubah,
akan berbanding lurus dengan panjang kolom, dan karenanya salah satu cara yang jelas untuk
memperbaiki pemisahan adalah dengan menggunakan kolom yang lebih panjang.
Faktor Pemisah
Jika suatu pemisahan tidak diperoleh dengan suatu kolom yang baik dan wajar
panjangnya, maka hampiran yang terbaik biasanya adalah mencoba fase cair stasioner yang
berlainan. Jika usaha yang logis untuk mencapai pemisahan dengan menyempitkan pita-pita
zat terlarut gagal, maka harus menggerakkan puncak-puncak itu agar berpisah lebih jauh,
dengan mengubah nilai K untuk zat terlarut.
Angka banding waktu-waktu retensi1
2
R
R
t
t , disebut factor pemisahan, S (beberapa
penulis menggunakan lambing S.F. dan beberapa menggunakan alfa untuk angka banding ini).
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 10/23
Biasanya angka banding waktu retensi kira-kira sama seperti angka banding nilai-K untuk
kedua zat terlarut. Jadi
S =1
2
1
2
K
K
t
t
R
R
≅
S tidak sam dengan pemisahan R. angka banding waktu retensi, yang diukur pada
puncak-puncak pita elusi, tidak dengan sendirinya memberikan keefektifan pemisahan, karena
angka banding ini tak menjelaskan mengenai lebar pita. Hubungan R dan S jika banyaknya
lempeng teoritis dalam kolom diperhitungkan
R =4
/)1(21S S n −
Gambar 17.8 Banyaknya lempeng teoritis yang diperlukan
Kurva itu menghampiri sumbu ordinat secara asimtotis, yang mencerminkan fakta
bahwa S=1, bila S bertambah melebihi 1 banyaknya lempeng yang diperlukan mengecil
dengan cepat. Jika kita dapat mendorong pertambahan S yang agak kecil dengan mengubah
fase cair, mungkin akan jauh lebih efektif dalam memperbaiki pemisahan daripada menambah
panjang kolom, bahkan pertambahan panjang yang besar sekalipun.
Faktor-faktor Retensi
Volume retensi merupakan hasil kali waktu retensi dengan laju alir gas pengemban,
karena terdapat hubungan terbalik antara laju alir dan waktu retensi.
Koefisien Distrubusi dan Muatan Cairan
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 11/23
Gambar 17.9 promatogram gas dari suatu campuran hidrokarbon normal. (a) kromatogram isothermal dari
campuran berikut ini pada 1680C. (1) pentane, (2) heksana, (3) heptana, (4) 1-oktena, (5) dekana (6) 1-dodekena
(7) 1-tetradekena (b) kromatogram temperature terprogram dari campuran yang sama.
Gambar 17.9 memperlihatkan kromatograf dari suatu campuran hidrokarbon yang diperoleh
dengan cara biasa dengan kolomnya ditahan pada temperature tertentu. Temperature yang
dipilih adalah suatu kompromi : terlalu tinggi untuk menghasilkan pemisahan yang optimal
dari senyawa yang lebih rendah dalam rangkaian hidrokarbon dan terlalu rendah untuk
senyawa-senyawa dengan berat molekul-tinggi. Romatogram yang jauh lebih baik dari
campuran yang sama terlihat dalam gambar 17.9 (b) : resolusinya lebih baik dan nyata nya
sejumlah pengotor dalam hidrokarbon yang dicampur untuk mempersiapkan sampel tersebut
bisa dilihat, yang mana tidak muncul dalam kurva (a). Seluruh pita memiliki bentuk yang
hampir sama, yang memudahkan pengukuran kuantitatif : pucak nomor 7 yang sangat rendah
dalam kurva (a) sekarang berposisi lebih tinggi diatas garis dasar, menunjukkan rasio isyarat
ke noise yang lebih baik bagi keakuratan kuntitatif yang disempurnakan. Kurva (b) diperoleh
dengan teknik GLC temperature terprogram. Disini temperature kolom dinaikkan selama
proses kromatografi, mulai dari temperature tyang sesuai untuk anggota-anggota rangkaian
yang lebih rendah dan berakhir pada temperature yang lebih tinggi dimana elusi dari
komponen-komponen bertitih didih tinggi lebih memuaskan. Pengaruhnya lebih mirip dengan
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 12/23
GLC laju alir terprogram seperti disebutkan sebelumnya. Berbagai fungsi temperature waktu
telah dipelajari, tetapi yang paling lazim untuk pekerjaan biasa adalah program linier :
temperature meningkat secara linier dengan waktu pada laju sekian derajat permenit.
Kromatograf modern seringkali menyediakan fitur ini dan operatornya dapat memilih pada
panel suatu temperature awal, suatu laju peningkatan, dan suatu tenperatur akhir.
ASPEK-ASPEK PERCOBAAN GLC
4a. Gas Pembawa atau Pengemban
Gas yang lebih ringan, hydrogen dan helium, memungkinkan lebih banyak difusi
longitudinal zat terlarut yang cenderung menurunkan efisiensi kolom, terutama pada lajur alir
yang rendah. Jadi nitrogen bisa menjadi pilihan gas pembawa yang lebih baik untuk
melakukan pemisahan yang sangat sulit.
4b. Sistem pengambilan sampel
Sampel-sampel cair umumnya berkisar dari fraksi yang kecil 1 ul sampai sekitar 25 ul
atau lebih, biasa diinjeksikan melalui suatu karet septo dengan memakai suntikan syringe.
Teknik injeksi itu juga penting : sampel tersebur harus dimasukkan sebagai “sumbatan” yang
tajam yang bukan dialirkan dengan lambat kealiran gas pembawa.
Temperatur pada lubang injeksi sangat penting. Jika suatu sampel cari menguap dengan
lambat, hasilnya akan mirip dengan hasilyang disebabkan oleh penginjeksian yang terlalu
lambat.
4c. Kolom
Kolom Isian
Fase stasioner dalam GLC adalah cairan, tetapi cairan itu tidak boleh dibiarkan
pergerak-gerak dalm lubang. Cairan tersebut harus dimobilisasi, biasanya dalam bentuk suatu
lapisan tipis denga luas permukaan besar. Padatan tersebut harus bersifat inert secara kimiawi
terhadap zat-zay yang nantinya akan dikromatografikan, stabil pada temperature operasi, dan
memiliki luas permukaan yang besar persatuan berat. Kebanyakan padatan yang digunakan
sebagai penyangga dalam GLC sangat berpori tetapi karakteristik pori-pori itu sangat penting.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 13/23
Absorban aktif seperti karbon aktif dan silica gel adalah penyangga padat yang buruk. Bahkan
bila dilapisi dengan lapisan cairan tipis, padatan-padatan ini menyerap komponen-komponen
sampel, menyebabkan “pengekoran (timing)”. Pita elusi seperto ditunjukkan dalam kurva 2b
dalam gambar 17.4 bahan penyangga padat yang paling umum adalah tanah diatom atau (suatu
endapan didasar lautan yang berbantuk dari residu silika dari ganggang tipe tertentu) dan
firebrick.
Kolom kapiler
Ada jenis kolom lain untuk GLC yang disebut kolom tabung -terbuka atau kapiler. Ini
merupakan tabung yang panjang dan tipis dari kaca atau bahan lainnya. Seperti baja tahan
karat dengan diameter sekitar 0,1-1 mm, dan dengan panjang yang kadang-kadang mencapai
ratusan kaki, digulung untuk menghemat ruang. Permukaan sebelah dalam dilpisa dengan
suatu lapisan tipis fase cair stasioner yang jumlahnya tertentu dan akan melekat pada
permukaan kaca atau logam sebagai suatu lapisan film : tak ada isian kolom seperti biasanya.
Karena pemukaan cairan yang sangat ringan, kolom tabung terbuka hanya dapat menangani
sampel-sampel yang sangat kecil, dan penggunaannya secara luas menunggu pengembangan
detector yang sangat sensitive.
Pemilihan fase cair
Fase cair stasioner harus dipilih dengan mempertimbangkan masalah pemisahan
tertentu. Cairan tersebut harus memiliki tekanan uap yang sangat rendah pada tempratur
kolom : sebuah petunjuk praktis mengusulkan suatu titik didih sekurang-kurangnya 200 0C
diatas temperature dimana cairan akan diberikan. Dua alasan penting untuk menginginkan
volatilitas yang rendah adalah, pertama hilangnya cairan akan menghancurkan kolom itu dan
kedua, detector akan member respon pada uap fasa stasioner dengan hasil penyimpangan pada
garis dasar perekam dan menurunkan kepekaan terhadap komponen-komponen sampel yang
dianalisis. Jadi skualan hidrokarbon jenuh (C30H62, BM423, titik didih sekitar 3500C)
merupakan fase cair yang baik. Untuk pemisahan alkana-alkana yang mempunyai berat
molekul kecil pada suatu kolom yang tidak akan dipanaskan diatas 1500C. untuk pemisahan
hidrokarbon aromatic, cairan aromatic benzildifenil, yang berguna samapi sekitar 1200C,
kadang-kadang disarankan.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 14/23
Jumlah cairan yang diberikan pada penyangga padatan adalah penting. Jika terlalu
banyak cairan, zat terlarut akan menghabiskan terlalu banyak waktu berdifusi ke fasa cair dan
efisiensi pemisahan berkurang. Terlalu sedikit cairan menyebabkan zat terlarut berinteraksi
dengan padatan itu sendiri, dimana absorsi dapat menyebabkan “pengekoran” dan tumpang
tindihnya pita-pita elusi.
4d. Karakteristik detektor
Detektor intergral
Dua Janis detector yang umum adalah intergral dan diferrensial. Suatu detector intergral
memberikan suatu pengukuran setiap saat dari jumlah total bahan yang diemulsi yang telah
melewatinya sampai waktu itu. Kertas pertama pada GLC menggambarkan suatu contoj
detector intergral. Suatu campuran asam lemak dikromatografikan dan gas buangan dari
kolom digelembungkan ke suatu larutan berair yang mengandung indicator pH. Penambahan
basa mengembalikan pH larutan kenilai asalnya. Sehingga indicator kembali berwarna semula,
dimana buret dimatikan secara otomatis. Volume titran dicetak sebagai fungsi waktu, dan
kromatogram yang dihasilkan, dari jenis yang ditunjukkan dalam gambar 17.10a terdiri dari
serangkaian langkah-langkah, masing-masing mewakili titrasi salah satu dari asam-asam
dalam campurannya.
Detektor differensial
Detector differensial menghasilkan kromatogram familiar yang terdiri dari puncak-
puncak dan bukan langkah-langkah , seperti ditunjukkan dalam gambar 17.10b. dua kelas
besar dapat dibedakan : 1. Detector yang mengukur kosentrasi zat terlarut dengan memakai
beberapa sifat fisika dari aliran gas buangan, dan 2. Detector yang merespon secara langsung
zat terlarus dan dengan demikian berarti mengukur laju alir masanya.
Gambar 17.10 Perbandingan krimatogram yang diperoleh dengan detector (a) integral (b) diferensial.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 15/23
Kepekaan
Seperti dijelaskan dibawah ini kepekaan detector menunjukkan suatu batasan yang
penting pada jumlah zat terlarut yang paling kecil yag dapat ditentukan dengan GLC dan
permintaan yang meningkat untuk analisis runud dalam banyak bidang yang berbeda telah
merangsang pengembangan detector-detektor tag semakin peka.
Berbagai pengukuran-pengukuran kepekaan detector ditemukan dalam literature , tapi pada
dasarnya, untuk tujuan kita, kita bisa menganggap kepekaan sebagai kemiringan suatu kurva
yang menunjukkan respons detector sebagai fungsi dari jumlah yang diukur, seperti yang
ditunjukkan dalam gambar 17.11 maka sebuah rumus umum untuk kepekaan tersebut adalah
Stabilitas
Garis dasar suatu kromatogram dimaksudkan untuk fluktuasi jangka pendek dari suatu
sifat yang sangat acak yang disebut noise. Suatu tren keatas atau kebawah dalam garis dasar
dengan rentang yang lebih panjang disebut arah. Noise dan arah diilustrasikan dalam gambar
17.12. bisa berasal dari bermacam-macam komponen instrument seperti penguat atau perekam
dan dari fluktuasi laju alir gas pembawa.
Q
RS
∆
∆=
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 16/23
Hubungan antara kepekaan, tingkat noise dan batas deteksi dapat dirumuskan sebagai berikut.
Mengingat kembali definisi kepekaan,
Jika kita menggabungkan batas deteksi, , dengan dua kali tingkat noise puncak ke puncak,
, maka kita bisa tulis
Atau
Dengan kata lain, tingkat noise yang rendah dan kepekaan yang tinggi adalah sifat detector
yang diminati dalam hal batas deteksi.
Puncak – puncak noise yang luar biasa besar, seperti puncak yang ditandai dengan anak
panah dalam Gambar 17.12, jarang terjadi. Jika puncak semacam itu diabaikan dalam
menghitung , maka batas deteksi akan nampak lebih baik. Bersama-sama dengan ini, tentu
saja, timbul suatu peningkatan resiko pelaporan hasil analisis bagi suatu zat terlarut bila,
sebenarnya, suatu puncak noise terukur.
Kelinieran
Respons detector yang ideal adalh linear terhadap jumlah terukur, .. Ini adalh kasus dengan
detector yang umumnya digunakan dalam bats konsentrasi tertentu, tetapi akhirnya, seperti
ditunjukkan dalam Gambar 17.11, respons tersebut umumnya berkurang.
Kesebargunaan
Q
RS
∆
∆=
OQ N R2
O
N
Q
RS
2=
S
RQ N
O
2=
N R
Q
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 17/23
Suatu detector memberikan respons terhadap bermacam-macam senyawa kimia.
Waktu Respons
Waktu respons keseluruhan untuk suatu kromatograf adalah fungsi bukan hanya dari
detector itu sendiri, tetapi juga kelembaman komponen-komponen lain, misalnya, perekam.
Aktivitas Kimiawi
Geometri dari detector dan jalur ke detector itu sangat penting. Zar terlarut yang telah
dipisahkan dalam kolom harus tidak bercampur kembali dalam tabung yang mengarah ke
detector ataupun ke dalam detector itu sendiri.
4e. Jenis-jenis Detektor
Detector Konduktivitas Termal
Salah satu detector yang banyak digunakan untuk GLC guna-umum adalah sel
konduktivitas termal. Alat ini baik suatu filament logam yang dipanaskan (umumnya platina,
campuran logam platina-rodium, atau wolfram) maupun suatu termistor. Termistor adalah
bantalan kecil yang disiapkan dengan menggabungkan campuran logam oksida, umumnya dari
mangan. Kobal, nikel dan rumut logam lainnya.
Elemen filament atau termistor dari detector yang dipanaskan, pada kondisi tunak,
memiliki temperature tertentu tang ditentukan oleh panas yang diberikan padanya dan laju
hilangnya panas ke dinding ruang yang mengelilingnya. Walaupun sejumlah kecil panas
hilang melalui radiasi dan oleh konduksi melalui logam timah listrik, temperature eleman
tersebut ditentukan terutama oleh konduktivitas termal gas tersebut dalam ruang antara
elemen dan dinding.
Seperti ditunjukkan secara skematis dalam gambar 17.1 detektor itu umumnya memiliki
dua sisi, masing-masing dengan elemennya sendiri. Gas pembawa murni menelusuri satu sisi
dari detector, yang terletak didepan lubang injeksi sampel, sementara efluen kolom mengalir
melalui sisilainnya. Ini terlihat lengkap dalam gambar 17.13, dimana satu jenis detector yang
memakai termistor digambarkan secara skematis.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 18/23
Kedua resistensi dalam kedua sisi detector adalah dua sisi dari suatu sirkuit jembatan
Wheatstone, seperti ditunjukkan dalam ganbar 17.14. Sebelum injeksi sampel ke dalam
kromatograf , gas pembawa murni mengalir melalui kedua sisi detector; resistor yang dapat
diatur diletakkan sehingga jembatan tersebut manjadi seimbang, yang memantapkan garis
dasar pada grafik perekam . Setelah injeksi, bila suatu zat terlarut muncul dari kolom, nilai R
tersebut, dalam gambar 17.14 berubah sementara resistansi yang lain tetap sama.
Pada dasarnya detector konduktivitas termal memberi responsterhadap perubahan-
perubahan konsentrasi zat terlarut dalam aliran gas pembawa, yang mencerminkan dengan
cara ang mana konduktivitas termal dari campuran gas bergantung pada konsentrasi.
Gambar 17.14
Helium merupakan gas pembawa yang menarik dalam hubungan dengan sel konduktivitas
termal karena konduktivitas termalnya, seperti halnya hydrogen, jauh lebih besar daripada
kebanyakan senyawa organic, dan tidak memiliki suatu bahaya ledakan.
Beberapa nilai konduktivitas termal diberikan dalam tabel. detector ini, secara umum, tidak
bersifat menghancurkan: sehingga,zat terlarut itu dapat dipulihkan kembali tanpa berubah dan
digunakan untuk penyelidikan lebih lanjut.
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 19/23
Detektor Pengionan Nyala
Detector ini digunakan sangat luas, walaupun mungkin masih nomor dua setelah
konduktivitas ternal. Sirkuit dalam detector pengionan nyala lebih rumit daripada sirkuit
jembatan sederhana yang kita baru saja bahas., dan kromatograf gas yang lumayan stabil,
linier pada rentang zat telarut yang besa, dan responsive terhadap inorganic termasuk air.
Prinsip dasar detector pengionan nyala ini adalah sebagai berikut. Energy kalor dalam nyala
hydrogen ckup untuk menyebabkan banyak molekul untuk mengionisasi. Gas efluen dari
kolom dicampur dengan hydrogen dan dibakar pada ujung jet logam dalam udar berlebih.
Suatu potensial diberikan antara jenit sendiri dan elektroda kedua yang bertempat diatas atau
sekitar nyala itu. Biasanya, jet itu merupakan elektroda positif. Ketika ion-ion dibentuk dalam
nyala, ruang gas antara kedua elektroda menjadi lebih konduktif, dan arus yang meningkat
mengalir dalam sirkuit. Aspek-aspek utama dari penyusunannya ditunjukkan secara skematis
dalam Gambar 17.15.
Dengan detector pengionan nyala, konsentrasi ion-ion dalam ruang antara elektroda dan
besarnya arus tersebut bergantung pada laju dimana molekul-molekul zat terlarut dikirim ke
nyala. Juga harus diperhatikan bahwa detector pengionan nyala besifat menghancurkan
komponen-komponen sampel, berlawanan dengan detektor-detektor seperti sel konduktivitas
Konduktivitas Termal Gas dan Uap air
Hydrogen 5,34
Helium 4,16
Metana 1,09
Nitrogen 0,75
Etana 0,73
n-butanol 0,56
Etanol 0,53
Benzene 0,44
Aseton 0,42
Etil asetat 0,41
Kloroform 0,25
Karbon tetraklorida 0,22
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 20/23
termal yang memberi respons terhadap beberapa sifat fisika gas yang berhubungan dengan
konsentrasi zat terlarut.
Gambar 17.15 Diagram skematis detektor pengionan nyala dan sirkuit didalamnya.
Dalam salah satu detektor tersebut, detektor pengionan sinar β, sumbernya adalah
pemancar sinar-β seperti tritium (
3
H) atau
99
Sr. Isotop-isotop yang memancarkan partikel-
partikel α juga telah digunakan sebagai sumber pengionan. Bersama dengan tegangan
berbahaya dalam detektor pengionan, sumber-sumber radioaktif merupakan suatu bahaya
kesehatan dalam peristiwa kebocoran atau perlindungan atau perlindungan yang tidak
mencukupi.
Bila suatu zat terlarut yang dapat menangkap elektron berelusi dari kolom,ada
penurunan arus tersebut yang berperan sebagai dasar untuk deteksi. Detektor penangkapan
elektron mungkin sekitar 1000 kali lebih peka dari detektor pengionan nyala, tetapi kelebihan
penting lainnya dalam suatu penerapan tertentu adalah selektivitas. Detektor tersebut relative
tidak peka terhadap banyak senyawa hidrokarbon, alcohol, amina, dan senyawa lain sementara
merespons 100.000 sampai 1 juta kali lebih kuat terhadap senyawa-senyawa lain tertentu
seperti spesies-spesies yang terhalogenasi secara berat.
PENERAPAN GLC
5a. Identifikasi Senyawa
Sifat retensi dapat digunakan untuk mengetahui suatu senyawa. Namum harus
dinyatakan bahwa ini bukan merupakan fitur utama dari kromatograf gas. Kromatograf itu
digunakan untuk memisahkan komponen-komponen campuran sampel, dan kemudian
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 21/23
komponen-komponen tersebut dinasukkan berurutan kedalam spektometer massa. Berbagai
alat interface untuk melaksanakannya secara otomatis telah dideskripsikan. Lihat kotak untuk
pengenalan singkat terhadap spektometer massa dan penerapan sebagai sutu detektor dalam
yang biasa disebut GC-MS. GC-IR merupakan “teknik bergaris penghubung” lain dimana
detektor memberikan informasi tentang sifat kimiawi dari efluen kolo, dalam kasus ini dengan
memantau pita-pita absorpsi.
5b. Analisis Kuantitatif
Analisis kuantitatif dengan GLC tergantung pada hubungan antara jumlah suatu zat
terlarut dan ukuran dari pita emulsi yang dihasilkan. Zat-zat terlarut dengan waktu retensi tan
sangat rendah menghasilkan pita-pita tajm yang sempit. Sebaliknya, integrasi semacam itu
dibutuhkan untuk memperoleh luasnya. Jadi tidak mungkin menghudungkan luas suatu pita
elusi dengan jumlah zat terlarut selain dengan kalibrasi dengan sampel yan telah diketahui.
Kita bisa menulis
Jumlah zat terlarut = faktor kalibrasi x luas dibawah pita elusi
Satuan luas yang digunakan tidak menimbulkan perbedaan sehingga faktor kalibrasi tersebut
sesuai.
5c. Keserbagunaan
GLC berguna untuk mengkonsentrasikan analit dalam suatu pelarut organik yang sesuai
dan mengkromatografkan esktak tersebut. Sisa-sisa hormone yang digunakan untuk
mendorong pertumbuhan binatang diukut dalam sampel daging dengan cara yang sama, dan
ekstrak spesimen urin juga sama diuji dengan GLC dalam program penyaringan obat-obatan.
GLC tampil menonjol dalam pekerjaan laboratorium pada topik-topik yang sedang diminati.
Pembatasan GLC
Pembatasan yang utama adalah volalitas. Sampel itu harus mempunyai tekanan uap yang
cukup pada temperature kolom tersebut, dan ini segera menghilangkan banyak jenis sampel.
20% senyawa kimia yang diketahui kurang cukup volatile, anatara lain asam amino, peptide,
protein, vitamin, koenzim, karbohidrat, dan asam nukleat. Langkah awal kimia yang sulit
danmemakan waktu akan menurunkan kecepatan dan kemudahan dari analisis kromatografi:
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 22/23
maka dari itu ada suatu pencarian reagen dan kondisi reaksi yang terus menerus yang akan
menurunkan semua komponen sanpel secara cepat, bersih, dan kuntitatif. Ini melibatkan
reaksi-reaksi baik gugus karboksil, seperti pembentukkan metil atau alkil, ester lain, maupun
gugus amino, seperti pembentukkan turunan trivluoroasetil.
Kebanyakan sampel-sampel organik tidak cukup volatile untuk memungkinan penerapan
langsung GLC, walupun beberapa penelitian telah dilakukan pada temperatur yang sangat
tinggi menggunakan garan yang dilelehkan atau campuran eutektik sebagai fasa cair stasioner.
Halida-halida beberapa unsure seperti timah, titanium, arsen, dan antimony agak volatile dan
telah dipisahkan dengan GLC. Sejumlah logam seperti derilium, aluminium, tembaga, besi,
kromium, dan kobal telah diuju pada GLC dalm bentuk senyawa-senyawa selit yang agak
volatile dengan asetilaaseton dan turunan-turunan terfluarinasinya.
5d. Pirolisis Kromatografi Gas
Teknik yang disebut pirolisi kromatografi gas merupakan suatu pengecualian terhadap
persyaratan volatilitas sampel. Penerapannya antara lain dalam karekterisasi tar, cat, karet,
film dan serat sintetis, dan bahan plastic lainnya. Sampel itu dipanaskan sangat cepat hingga
temperatur yang tinggi dalam suatu atmosfir yang inert (tak berkosidasi).
Beberapa metode dipakai antara lain, menyinari permukaan sampel dengan suatu
gelombang sinar laser hanya memanaskan dalam tanur, dan menggunakan peningkatan
temperatur yang cepat dalam interaksi dengan suatu osilator berfrekuensi tinggi engan suatu
logam fero magnetik. Pada karakteristik temeratur baha kawat, yang disebut titik curie, suatu
transisi dari fero magnetism ke paramagnetisme terjadi, absopsi energy berhenti, dan
peningkatan temperatur dihentikan.
Metode pirolisis yang paling lazim adalah menggunakan suatu filament loagam,
baisanya platina, yang dipanaskan dengan suatu arus listrik. Suatu penerapan GC pirolisis
yang menarik adalah dalam identifikasi bakteri, suatu teknik yang dipelopori oleh Reiner.
Dalam suatu contoh, karakteristik organism, salmonella digambarkan. Sel-sel kultur dipanen,
dicuci bebas, dari medis kultur, dan diputar sentrifugal. Sel-sel isian yang basah dikering-
bekukan, dan satu sampel sekitar 80 µg bakteri kering diuji pada GC pirolis. 47 spesies
salmonella digolongkan dengan tepat dengan pengujian kromatogram. Korelasi dimati antara
pita-pita GLC dan pengelompokkan dibuat berdasarkan pada pengujian pengelompokkan
5/10/2018 kromatografi KA - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/kromatografi-ka 23/23
serologi dan biokimia tradisional. Gambar 17.16 menunjukkan bebrapa pirokromatogram
masing-masing dari suatu penelitian beberapa spesies mikrobakteri. Seseorang melihat
perbedaab tertentu yang jelas pada pandangan pertama, seperti ketiadaan puncak 29 dalam
bebrapa organisme dan variasi disekitar puncak 24, tetapi identifikasi yang tepat umumnya
berdasarkan pada pengujian pola yang cermat melibatkan bukan saja kehadiran puncak-
puncak tetapi rasio satu denga lainnya. Seringkali puncak yang lebih kecil adalh yang paling
tepat.
Gamar 17.16 pirokromatogram masing-masing dari mikrobakteri yang kering-bekukan. Grafik batang dibelah
kanan menunjukkan beberap pusat-pusat puncak kunci pada suatu kertas grafik skala jarak dengan tinggi puncak
dinormalisasikan untuk berat sampel. Pirolisis : 10 detik, dihentikan pada 8400C. kolom : 6 m x 0,75 mm i.d, fasa
stasioner ester lilin minyak. Operasi: gas pembawa N2 : detector pengionan nyala : temperatur diprogram mulai
pada 00C dan meningkat pada 120C/menit hingga 1800C, diikuti dengan periode isothermal.