PENGGUNAAN KROMATOGRAFI GAS-CAIR UNTUK

MENGANALISIS PESTISIDA METIDATION PADA TOMAT

OLEH

SRI WILDA ALBETA

PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN

MEDAN 2010

BAB I

PENDAHULUAN

Untuk memenuhi kebutuhan makanan penduduk yang meningkat dari waktu ke

waktu terutama di negara berkembang, upaya produksi pangan sering menghadapi

kendala serangan hama yang menyebabkan gagal panen atau minimal hasil panen

kurang. Salah satu cara yang terbukti meningkatkan produksi tanaman pangan adalah

penggunaan pestisida, namun di sisi lain karena pestisida adalah bahan kimia beracun,

pemakaian pestisida berlebihan dapat menjadi pencemar bagi bahan pangan, air dan

lingkungan hidup.

Residu sejumlah bahan kimia yang ditinggalkan melalui berbagai siklus,

langsung atau tidak langsung, dapat sampai ke manusia, terhirup melalui pernapasan,

dan masuk ke saluran pencernaan bersama makanan dan air minum. Maka sangat

diperlukan pengontrolan dan analisa dari pestisida-pestisida tersebut.

Pestisida metidation merupakan golongan senyawa organofospat, dimana

senyawa ini dapat dianalisis dengan menggnakan kromatografi gas yang dilengkapi

dengan detektor fotometri nyala. Karena detektor fotometri nyala ini dilngkapi dengan

filter P yang hanya dapat mendeteksi senyawa mengandung fosfor, menjadikan

detektor ini sangat tepat digunakan dalam analisis pestisida golongan organofospat,

tanpa terganggu oleh adanya pengotor di dalam matriks sampel dibandingkan metode

pemisahan lainnya.

Pada penentuan kadar pestisida ini kita juga menggunakan sistem ekstraksi,

dimana sistem ekstraksi merupakan metode yang digunakan sebelum dilakukannya

metode GC. Dengan adanya bantuan metode ektraksi, kita dapat memperoleh

senyawa yang akan dideteksi secara kromatografi gas. Kromatografi gas memainkan

peranan yang penting karena tersedianya detektor yang sensitif dan selektif untuk

senyawa-senyawa halogen dan organophosphat.

Kromatografi gas merupakan metoda secara fisika kimia, yang digunakan untuk

senyawa-senyawa yang volatil. Pada cara ini komponen-komponen campuran

mengalami partisi antara fasa gerak dan fasa diam. Untuk kromatografi gas-cair, fase

geraknya gas murni tetapi fasa diam berupa cairan (gas liquid chromatography).

Untuk lebih memahaminya, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:

1. Apakah teknik kromatografi gas ini dapat menganalisis

kandungan Pestisida Metidation dalam sampel tomat?

2. Apakah keunggulan kromatografi gas dibandingkan dengan

metode lain?

3. Mengapa digunakan metode kromatografi gas?

Adapun tujuan dari pembahasan pada makalah ini yaitu:

1. Untuk mengetahui cara kerja kromatografi gas.

2. Untuk mengetahui bagian-bagian utama dari kromatografi gas beserta

fungsinya.

3. Untuk mengetahui keunggulan metode kromatografi gas dibandingkan

dengan metode lain.

4. Untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terdapat pada pestisida metidation.

BAB II

TELAAH PUSTAKA

Sejarah Kromatogarfi Gas

Pada tahun 1952, james dan martin menciptakan suatu bentuk kromatografi

yang menggunakan gas sebagai fasa gerak. Terjadinya pemisahan disini, selain

didasarkan pada interaksi komponen dengan fasa diam, juga bergantung dari

perbedaan titik didih komponen-komponen yang akan dipisahkan. Tetapi tidak semua

campuran komponen dapat dipisahkan dengan kromatografi gas, terutama apabila

komponen tersebut mempunyai titik didih yang terlalu tinggi sehingga sukar untuk

menguap atau jika komponen mengurai pada suhu yang relatif tinggi.

Kromatografi gas merupakan metoda secara fisika kimia, yang digunakan

untuk senyawa-senyawa yang volatil. Pada cara ini komponen-komponen campuran

mengalami partisi antara fasa gerak dan fasa diam. Kromatografi gas-padat adalah

kromatografi gas yang fasa gerak gas murni, sedangkan sebagai fasa diam bisa berupa

padatan (gas solid chromatography). Untuk kromatografi gas-cair, fase geraknya juga

gas murni tetapi fasa diam berupa cairan (gas liquid chromatography ; GLC).

Apabila konsentrasi masing-masing komponen didalam fasa gerak dialurkan

terhadap banyaknya fasa gerak (ml) yang dibutuhkan untuk membawa keluar setiap

komponen dari kolom, maka akan diperoleh kurva yang disebut kromatogram.

Contoh kromatogram

Waktu retensi (tR) adalah perbedaan waktu antara penyuntikan komponen

sampel dengan puncak maksimum yang tercatat pada kromatogram. Volume retensi

(vR) adalah produk dari waktu retensi dan kecepatan aliran gas pengemban.

Umumnya, waktu retensi yang sudah disetel(t’R) dan volume retensi yang sudah

disetel (v’R), dan retensi relatif (T A/B) digunakan untuk analisis kualitatif.

Waktu retensi atau volume retensi yang sudah disetel adalah perbedaan antara

waktu retensi atau volume retensi dari sampel dengan suatu komponen yang inert,

biasanya udara. Retensi relatif adalah rasio dari waktu retensi atau volume retensi

yang disetel dari standar dengan waktu retensi atau volume retensi yang disetel dari

komponen sampel.

Sistem Kromatografi Gas (GLC)

Sistem peralatan dari kromatografi gas terdiri dari 7 bagian utama diantaranya

1. Tabung gas pembawa

2. pengontrolan aliran dan regulator tekanan

3. injection port (tempat injeksi cuplikan)

4. kolom

5. detektor

6. rekorder (pencatat)

7. sistem termostat untuk (3), (4), (5)

Cara pemisahan dari sistem ini sangat sederhana sekali, cuplikan yang akan

dipisahkan diinjeksikan kedalam injektor, aliran gas pembawa yang inert akan

membawa uap cuplikan kedalam kolom. Kolom akan memisahkan komponen-

komponen cuplikan tersebut. Komponen-komponen yang telah terpisah tadi dapat

dideteksi oleh detektor sehingga memberikan sinyal yang kemudian dicatat pada

rekorder dan berupa puncak-puncak (kromatogram).

1. Gas Pembawa

Gas pembawa ditempatkan dalam tabung bertekanan tinggi. Untuk

memperkecil tekanan tersebut agar memenuhi kondisi pemisahan maka digunakan

drager yang dapat mengurangi tekanan dan mengalirkan gas dengan laju tetap.

Aliran gas akan mengelusi komponen-komponen dengan waktu yang karaterisitik

terhadap komponen tersebut (waktu retensi). Karena kecepatan gas tetap maka

komponen juga mempunyai volume yang karateristik untuk gas pembawa

(volume retensi).

Adapun persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi oleh gas pembawa

adalah :

1. inert, agar tidak terjadi interaksi dengan pelarut.

2. murni, mudah didapat dan murah harganya.

3. dapat mengurangi difusi dari gas

4. cocok untuk detektor yang digunakan.

2. Tempat Injeksi

Sebelum memasuki kolom maka ia harus dirubah menjadi uap dan ini

dilakukan pada tempat injeksi. Suhu pada tempat injeksi ini haruslah ± 50 C

diatas titik didih tertinggi yang ada dalam campuran cuplikan dan tidak boleh

terlalu tinggi karena kemungkinan dapat mengurai senyawa yang akan dianalisa.

3. Kolom

Ada 2 jenis kolom yang digunakan dalam kromatografi gas secara umum,

yaitu kolom jejal (packed columns) dan kolom tubuler terbuka (open tubulas

columns). kolom jejal (packed columns) adalah kolom metal atau gelas yang diisi

bahan pengepak terdiri dari penunjang padatan yang dilapisi fase cair yang tidak

menguap (untuk kromatografi gas-padatan). Kolom tubuler terbuka sangat

berbeda dengan kolom jejal, yaitu gas yang mengalir sepanjang kolom tidak

mengalami hambatan, karena kolomnya merupakan tabung tanpa bahan pengisi.

Kolom jejal umumnya mempunyai panjang yang berkisar antara 0,7 sampai 2

meter, sedangkan kolom tubuler terbuka dapat mempunyai panjang dari 30

sampai 300 meter. Kolom yang panjang ini biasanya dibuat dalam bentuk melilit

bergulung seperti spiral.

Kemampuan memisahkan komponen per meter kolom pada kolom tubuler

terbuka tidak jauh berbeda dengan pemisahan pada kolom jejal. Meskipun

demikian, penggunaan kolom yang sangat panjang bersama-sama dengan waktu

analisis yang relatif cepat merupakan alat penolong yang berharga bagi para ahli

kimia untuk dapat memisahkan komponen-komponen yang perbedaannya kecil

didalam sifat-sifat fisiknya.

Ada 2 jenis kolom tubuler terbuka, yaitu WCOT (Wall Coated Open Tubular

Columns) dan SCOT (Support Coated Open Tubular Columns).

4. Detektor

Detektor dapat menunjukan adanya sejumlah komponen didalam aliran gas

pembawa serta sejumlah dari komponen-komponen tersebut. Detektor yang

diinginkan adalah detektor yang mempunyai sensitifitas yang tinggi, noisenya

rendah, responnya linear, dapat memberikan respon dengan setiap senyawa, tidak

sensitif terhadap perubahan temperatur dan kecepatan aliran dan juga tidak mahal

harganya.

5. Rekorder (pencatat)

Rekorder jenis potensiometer yang dipergunakan dalam kromatografi gas

adalah servo-operated voltage balancing device.

Adapun keunggulan dari kromatografi gas-cair (GLC) yaitu :

1. Kecepatan

a. gas yang merupakan fasa bergerak sangat cepat mengadakan

kesetimbangan antara fase bergerak dengan fase diam.

b. kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan

2. Sederhana

Alat GLC relatif sangat mudah dioperasikan. Intrepretasi langsung dari

data yang diperoleh dapat dikerjakan. Harga dari alat GLC relatif murah.

3. Sensitif

GLC sanagt sensitif . Alat yang paling sederhana dapat mendeteksi

konsentrasi dalam ukuran 0,01% (= 100 ppm). GLC hanya memerlukan

sejumlah kecil dari cuplikan, biasanya dalam ukuran mikroliter karena

sensitivitas dari GLC ini sangat tinggi.

4. Pemisahan

Dengan GLC memungkinkan untuk memisahkan molekul-molekul dari

suatu campuran, di mana hal ini tidak mungkin dipisahkan dengan cara-

cara yang lain.

5. Analisa, dapat digunakan sebagai :

1) Analisa kualitatif yaitu dengan membandingkan

waktu retensi.

2) Analisa kuantitatif yaitu dengan perhitungan luas

puncak.

6. Alat GLC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-

ulang

EKSTRAKSI

Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan

perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur. Ektraksi

banyak digunakan dalam pemisahan. Ektraksi sangat mirip dengan distilasi.

Proses ekstraksi pelarut berlangsung tiga tahap, yaitu :

1) Pembentukan kompleks tidak bermuatan yang merupakan golongan ekstraksi.

2) Distribusi dari kelompok yang terekstraksi.

3) Interaksinya yang mungkin dalam fase organik.

Ada beberapa macam pelarut pengsolvasi seperti eter ester dan senyawa-

senyawa organofosfor netral dimana pada prinsipnya hanya berguna untuk

pemisahan saja. Dietileter, etil-asetat, metil-isobutil keton, mesitil-oksida

merupakan pelarut teroksigenasi. Ekstraktan seperti asam organofosfor sering

digunakan untuk ekstraksi kuntitatif dari unsur-unsur transisi dan unsur-unsur

transisi dalam.

Pestisida metidation

Pestisida metidation merupakan salah satu golongan pestisida organofosfat

yang heterosiklik.

Metidation

Identitas

Nama kimia

O,O-dimetil-S-(2-metoksi-1,3,4-thiadiazol-5(4H)-onyl-(4)-metil)-ditiopospat

Nama lain

SUPRACIDE / ULTRACIDE Ciba-geigy (GS 13005)

Struktur kimia

Sifat fisik

Bentuk fisik : kristal bubuk bewarna putih

Titik lebur : 39-40 C

Tekanan uap : 1.0 x 10 mm Hg pada 20 C

Massa jenis : 1.495 g/cm pada 20 C

Kelarutan : pada air 240 ppm = 0.024% pada 20 C,tidak larut pada

metanol, aseton, benzena

Kestabilan : relatif stabil pada pH netral dan unsur yang bersifat Asam

lemah, tidak ada perubahan selama 3 hari didalam

penyangga pospat atau dalam larutan HCl 0,01 N.

Kestabilan pada unsur alkali sangat rendah.

Kemurnian material : minimum 95 %

BAB III

PEMBAHASAN

Analisis pestisida metidation yang merupakan golongan senyawa

organofospat yang terdapat pada tomat dapat dianalisis dengan menggunakan alat

kromatografi gas karena alat ini memiliki sensitivitas yang sangat tinggi

dibandingkan dengan metode lain, hanya memerlukan sejumlah kecil cuplikan.

Alat kromatografi gas juga dilengkapi dengan detektor fotometri nyala. Karena

detektor fotometri nyala ini dilngkapi dengan filter P yang hanya dapat

mendeteksi senyawa mengandung fosfor, menjadikan detektor ini sangat tepat

digunakan dalam analisis pestisida golongan organofospat, tanpa terganggu oleh

adanya pengotor di dalam matriks sampel dibandingkan metode pemisahan

lainnya.

Sebelum dilakukan metode kromatografi gas, terlebih dahulu dilakukan

ektraksi pada sampel tomat agar kita dapat memperoleh senyawa yang akan

dideteksi, pelarut dan ekstrak dipisahkan dengan menggunakan rotary evaporator,

sehingga ekstrak sampel yang diperoleh lebih pekat. Kemudian ekstrak yang

diperoleh dinjeksikan ke dalam injektor. Fungsi utama dari sistem penyuntikan

sampel adalah untuk menerima sampel, menguapkannya segera jika sampel dalam

bentuk bukan gas. Sampel disuntikkan dengan suntikan mikro, penyuntikan harus

terjadi secara kilat. Setelah sampel diinjeksikan kedalam injektor, sampel akan

diubah menjadi uap, lalu aliran gas pembawa yang inert akan membawa cuplikan

yang telah teruapkan masuk ke dalam kolom. Kolom yang digunakan adalah

kolom jejal (kolom tertutup) dimana tabung diisi dengan bahan padat yang

lembam (inert) yang dilapisi dengan fase cairan kental yang tidak menguap. Suhu

kolom harus dipertahankan dalam kisaran kurang lebih 0,1 C. Kolom akan

memisahkan komponen-komponen dideteksi oleh detektor. Sebelum

dihubungkan dengan detektor, kolom perlu diberi perlakuan kondisioning yang

bertujuan untuk menghilangkan komponen-komponen yang menguap yang dapat

mengganggu detektor dan menyebabkan terbentuknya garis dasar yang tidak

stabil. Dari detektor, akan terbentuk sinyal dalam bentuk puncak yang dihasilkan

oleh pencatat (rekorder) berupa kromatogram. Pada detektor, akan diperoleh juga

waktu retensi, dimana dari waktu retensi yang diperoleh akan diketahui senyawa

yang terdapat dalam sampel.

BAB IV

KESIMPULAN

Pestisida metidation merupakan golongan senyawa organofospat, dimana

senyawa ini dapat ditentukan kadarnya dengan menggunakan kromatografi gas

yang lengkapi dengan detektor fotometri nyala. Karena detektor fotometri nyala

ini dilengkapi dengan filter P yang hanya dapat mendeteksi senyawa mengandung

fosfor, menjadikan detektor ini sangat tepat digunakan dalam analisis pestisida

golongan organofospat, tanpa terganggu oleh adanya pengotor di dalam matriks

sampel.

Pada penentuan kadar pestisida ini kita juga menggunakan sistem

ekstraksi, dimana sistem ekstraksi merupakan metode yang digunakan sebelum

dilakukannya metode GC. Dengan adanya bantuan metode ekstraksi, kita dapat

memperoleh senyawa yang akan dideteksi secara kromatografi gas.

DAFTAR PUSTAKA

Arthur E. Schwarting, Roy J. Girtter, James M. Bobbitt. 1991. Kromatografi Edisi

Ke 2. Penerbit ITB. Bandung .

Fardiaz, Dedi. 1989. Kromatografi Gas Dalam Analisis Pangan. Penerbit IPB.

Bandung.

Kantasubrata, Julia dkk. 1990. Dasar-Dasar Kromatografi. Lembaga Ilmu

Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bandung.

Panut, Djojosurmarto. 2000. Teknik Aplikasi Pestisida Pertanian. Penerbit

kanisius. Yogyakarta.

Saatrohamidjojo, Hardjono. 1991. Kromatografi. Penerbit Liberty. Yogyakarta.

S. M. Khopkar. 2003. Konsep Dasar Analitik. Penerbit UI. Jakarta.

www. Incem.com