Kromatografi Adsorpsi

Adsorpsi versus Absorpsi :

• Dalam absorpsi, satu senyawa penetrasi ke dalam kumpulan senyawa yang lain.

• Adsorpsi adalah fenomena permukaan dimana interaksi hanya terjadi pada permukaan suatu zat.

• Fase diam dalam kromatografi adsorpsi disebut "Adsorben" • Kromatografi Adsorpsi adalah tipe kromatografi tertua.

Seperti yang dikerjakan Tswett.

• Ketika cairan digunakan sebagai fase gerak maka disebut "Liquid-Solid Chromatography (LSC) contohnya TLC dan HPLC

• Jika fase gerak berupa gas disebut "Gas-Solid Chromatography (GSC) misal Gas Chromatography (GC).

Dalam kromatografi adsorpsi ada dua tipe gaya :

• Gaya tarik solut pada adsorben (Stationary Phase).

• Gaya yang bekerja untuk mengeluarkan solut dari adsorben untuk bergerak bersama fase gerak.

Gaya Tarik:

Dapat diklasifikasikan sebagai berikut sesuai dengan kekuatannya :

• Dipole–dipole attraction: Ini adalah gaya tarik diantara adsorben polar dan solut polar.

• Hydrogen bonding: Ini adalah tipe ikatan yang lebih lemah dibanding ikatan kovalen. Ikatan Hidrogen terbentuk diantara hidrogen gugus OH ( seperti pada silica) dan atom electronegatif seperti Oksigen ,nitrogen dalam solut.

Ikatan Hidrogen

OH Si O

R -C - OH

• Gaya Polarisabilitas (Dipole induce Dipole): Suatu gaya yang muncul diantara adosrben polar dan solut yang bisa dipolarisasi seperti pada molekul aromatik.

• Ikatan Kovalen Lemah: Seperti yang terjadi selama pembentukan kompleks

• Gaya Van der Waals: Gaya tarik Non polar muncul diantara inti suatu atom dan elektron atom lain.

Gaya yang menyebabkan bergeraknya solut:

• Elution: Kecenderungan solut untuk terlarut dan bergerak bersama fase gerak. Solven yang digunakan sebagai fase gerak harus cukup mampu melarutkan solut agar bisa berkompetisi dengan adsorpsi dari fase diam / adsorben. Jika solven yang digunakan sangat kuat, maka solven akan mencuci (wash out) semua solut bersama tanpa pemisahan. Solven yang sering digunakan adalah Eter/ hidrokarbon / solven karbonil.

• Displacement: Pada kasus ini, molekul solven berkompetisi dengan solut untuk berinteraksi dengan tempat adsorpsi pada fase diam / adsorben. Kompetisi ini akan mengakibatkan solut bergerak dengan kecepatan yang berbeda sehingga dapat dipisahkan antara solut yang satu dengan solut yang lain.

• Deret Eluotropik (Elutropic Series) Solven:

Solven disusun dalam suatu urutan berdasarkan kekuatannya dengan urutan yang meningkat (ke atas) dari yang paling lemah ke yang paling kuat.

Arrangement of polar groups according to their binding to adsorbent

Elutropic series of solvents (increasing strength)

-COOH carboxylic Light petroleum & Hexanes

-OH hydroxyl Cyclohexane

-NH2 amines Carbon tetrachloride

-CHO aldehydes Trichloro ethylene

-C=O ketones Toluene

-COOR esters Benzene

-OCH3 ethers Dichloromethane

-C=C- olifens Chloroform

Ethyl ether

Ethyl acetate

Acetone

n-Propanol

Ethanol

Methanol

Water

Tugas

• Gambar Struktur Solven mulai dari sikloheksana sampai air yang tertera dalam deret eluotropik !

Jenis Adsorben : ( Fase Diam)

Adsorben yang ideal harus memenuhi persyaratan berikut :

• Tidak larut / Insoluble dalam fase gerak. • Inert terhadap solut.• Tidak berwarna terutama ketika bekerja dengan

campuran sampel yang berwarna. • Memiliki ukuran partikel yang sesuai untuk

memberikan pemisahan yang baik dengan kecepatan alir yang masih memungkinkan..

Contoh-contoh adsorben:1- Silica gel - Silica - Silica acid:

• Adalah adsorben yang paling luas penggunaannya baik pada kromatografi kolom maupun KLT. Silica gel disiapkan dengan asidifikasi Natrium silikat menggunakan asam sulfat yang diikuti dengan pencucian menggunakan air dan pengeringan.

• Sisi aktif dari silika gel adalah gugus hidroksil yang terikat pada atom silikon “Gugus Silanol / Silanol groups" . Gugus ini sejauh 5 0A dan membentuk ikatan hidrogen dengan solut. Silica gel mencapai daya maksimumnya ketika dipanaskan anatar 150 -250 0C untuk menghilangkan molekul air. Jika silica gel mengandung molekul air, maka akan terjadi partisi dan bukan adsorpsi. Pengecilan ukuran partikel akan meningkatkan luas area dan akan meningkatkan daya pemisahan..

Gugus Silanol pada Silica Gel

OH OH

Si---------O-------Si

Derivat silica gel: Semua berbasis pada reaksi dengan gugus Si – OH ( Gugus Silanol) untuk menutup gugus ini

1- Rever sed phase sil ica gel ( RP): In this type a straight chain aliphatic groups are attached to the OH of silica gel by silylation. RP silica gel are named according to the length of the carbon chains. C4 (RP4) C8 (RP8) C18 (RP18) Si-O-Si–(CH2)3 –CH3 Si-O-Si-(CH2)7-CH3 Si-O-Si-(CH2)17-CH3

2- Cyano silica gel:

O Si-O–Si –(CH2)3-CN O Si

2- Alumina:

• Aluminum oksida (Al2O3). Alumina diaktifkan dengan memanaskan pada 400 0C semalaman.

• Keuntungan alumina: - 1- Kapasitas besar 2- Insoluble 3- Relatif inert 4- Mudah diperoleh 5- Proses Adsorpsi berbeda dari silica gel

disebabkan oleh muatan positif Al+++ dan pengaruh sisi basa yang dengan mudah mempengaruhi polarisasi senyawa. Baik untuk pemisahan senyawa aromatik dari olefin.

Kerugian : -

• Tidak sesuai untuk senyawa basa yang labil

• Menyebabkan penataan ulang / rearrangement dan ekspansi cincin pada molekul tak jenuh

• Bereaksi secara kimia dengan senyawa asam

• Jenis – jenis alumina :

1- Alumina Netral pH 7– 7.5.

2- Alumina Asam pH 4. Dibuat dengan mencuci aluminum oksida dengan 2N HCl kemudian dengan akuadestilata.

3 – Alumina Basa pH 10. Tipe ini dibuat dengan mencuci dengan NaOH kemudian dengan akuadestilata.

3- Charcoal:

• Ada dua tipe charcoal berdasarkan temperatur untuk aktivasi:

1-Charcoal Non–polar disiapkan dengan aktivasi pada 1000 0C dan aksinya dengan adsorpsi melalui ikatan hidrogen dan gaya elektrostatik

2- Charcoal Polar disiapkan pada temperatur rendah dan mengandung molekul air sehingga aksinya melalui mekanisme partisi

4- Kieselguhr (Diatomaceous earth): • Memiliki daya adsorpsi yang relatif rendah

Kromatografi Partisi / Partition Chromatography

• Dikenal juga sebagai Liquid-Liquid Chromatography (LLC). Jika fase geraknya berupa gas maka disebut Gas-liquid Chromatography (GLC).

• Dalam LLC kedua fase (fase diam & fase gerak) adalah

cair. Kedua cairan harus immiscible (tidak saling campur). Fase diam cair berupa lapisan tipis pada padatan pendukung inert dan biasanya merupakan cairan yang lebih polar (fase aqueous). Pemisahan terjadi karena perbedaan koefisien partisi solut diantara kedua zat cair tersebut..

• Contoh zat padat pendukungs:1- Kertas Kromatografi 2- Serbuk Selulosa.3- Kieselguhr . 4-Silica gel.

• Pendukung ini mendukung fase diam aqueous dengan ikatan hidrogen

Reversed phase (RP) Chromatography:

• Pada RP, pendukung dimodifikasi untuk menahan fase diam yang non polar dan fase gerak yang lebih polar.

• Reversed phase silica gel adalah suatu contoh fase diam jenis ini seperti RP18 (C18) / RP 8 (C8).

• Kromatografi Partisi lebih baik dalam pemisahan solut yang lebih polar yang mana solut polar tidak mudah dielusi pada kromatografi berbasis mekanisme adsorpsi.