1
Kromatografi Gas
I.
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penentuan ada tidaknya komponen dalam suatu larutan dapat dialkukan dengan analisis kualitatif. Penentuan konsentrasi senyawa disebut analisis kauntitatif. Analisis kuantitatif kromatografi gas adalah menentukan konsentrasi yang tepat dari komponen atau senyawa suatu cuplikan. Dalam analisis kuantitatif yang harus diperhatikan adalah luas puncak kromatogram dari setiap komponen yang akan dianalisis karena hasil kromatogram ini berbanding lurus dengan konsentrasi komponen. Sebelum melakukan analisis kuantitatif harus dilakukan analisis pendahuluan yaitu analisis kualitatif sehingga dapat diketahui komponen ayau senyawa apa saja yang terdapat dalam cuplikan. Didalam analisis kauntitatif diperlukan larutan standar yang konsentrasinya diketahui dengan tepat dan dapat bercampur dengan cuplikan yang akan dianalisis. Terdapat beberapa metode yang digunakan untuk analisis kuantitatif yaituu %luas (%AREA), Normalisasi (NORM), internal standard (ISTD), Eksternal standard (ESTD).
1.2 Tujuan
II.
Mengoperasikan GC dengan tepat sesuai SOP.
Memilih program suhu yang tepat, isoterm atau terprogram.
Menentukan larutan standar yang tepat dan sesuai dengan cuplikan.
Memilih metode yang paling tepat untuk digunakan dalam analisis.
Melakukan pra-analisis cuplikan dengan benar, bilamana diperlukan.
Melakukan analisis kuantitatif suatu cuplikan dengan tepat.
DASAR TEORI 1.1 Kromatografi Gas 1.1 Kromatografi Gas
Gas Chromatography (GC) (GC) adalah alat yang digunakan untuk pemisahan suatu zat atau senyawa yang umumnya bersifat volatil. Senyawa volatil merupakan senyawa yang mudah menguap pada suhu kamar. Sampel yang dapat digunakan dalam GC ini ini ada
2
Kromatografi Gas
dua wujud yaitu cair dan gas. Prinsip kerja dari Gas Chromatography yaitu Chromatography yaitu sampel yang diinjeksikan ke dalam aliran fase gerak, kemudian akan dibawa oleh fase fase gerak yang berupa gas inert ke dalam kolom untuk dilakukan pemisahan komponen sampel berdasarkan kemampuannya interaksi diantara fase gerak dan fase diam. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat dan penunjangnya (Khopkar 2007). 1. Fase Diam Dan Fase Gerak Pada Kromatografi Gas Fase Diam
Pemilihan fasa diam juga harus disesuaikan dengan sampel yang akan dipisahkan. Untuk sampel yang bersifat polar sebaiknya digunakan fasa diam yang polar. Begitupun untuk sampel yang nonpolar, digunakan fasa diam yang nonpolar agar pemisahan dapat berlangsung lebih sempurna. Fase diam pada Kromatografi Gas biasanya berupa cairan yang disaputkan pada bahan penyangga padat yang lembab, bukan senyawa padat yang berfungsi sebagai permukaan yang menyerap (kromatografi gas-padat). Sistem gas-padat telah dipakai secara luas dalam pemurnian gas dan penghilangan asap, tetapi kurang kegunaannya dalam kromatografi. Pemakaian fase cair memungkinkan kita memilih dari sejumlah fase diam yang sangat beragam yang akan memisahkan hampir segala macam campuran.
Fase Gerak
Disebut juga sebagai gas pembawa. Fungsi utamanya adalah untuk membawa uap analit melalui system kromatografi tanpa berinteraksi dengan komponen-komponen sampel. Adapun syarat-syarat fase gerak pada kromatografi gas yaitu sebagai b erikut :
Tidak reaktif
Murni (agar tidak mempengaruhi detector)
Dapat disimpan dalam tangki tekanan tinggi. Biasanya mengandung gas helium, nitrogen, hydrogen, atau campuran argon dan metana
3
Kromatografi Gas
Pemilihan gas pembawa yang digunakan tergantung dari detektor apa yang digunakan
Campuran yang akan dipisahkan komponen-komponennya, dimasukkan ke dalam kolom yang mengandung fase diam dengan bantuan fase gerak, komponen-komponen campuran itu kemudian dibawa bergerak melalui fase diam di dalam kolom. Perbedaan antaraksi atau afinitas antara komponen-komponen campuran itu dengan kedua fase, menyebabkan komponen-komponen itu bergerak dengan kecepatan berbeda melalui kolom. Akibat adanya perbedaan kecepatan (differential migration) komponenkomponen itu terpisah satu sama lain.
2. Komponen-komponen penyusun Kromatografi Gas : a. Gas Pembawa
Gas pembawa harus bersifat inert artinya gas ini tidak bereaksi dengan cuplikan ataupun fasa diamnya. Gas ini disimpan dalam silinder baja bertekanan tinggi sehingga gas ini akan mengalir cepat dengan sendirinya. Karena aliran gas yang cepat inilah maka pemisahan dengan kromatografi gas berlangsung hanya dalam beberapa menit saja. Gas pembawa yang biasa digunakan adalah gas nitrogen. Gas nitrogen memerlukan kecepatan alir yang lambat (10 cm/detik) untuk mencapai efisiensi yang optimum dengan HETP (High Eficiency Theoretical Plate) minimum. Semakin cepat solut berkesetimbangan di antara fasa diam dan fasa gerak maka semakin kecil pula faktor transfer massa. Difusi solut yang cepat membantu mempercepat kesetimbangan di antara dua fasa tersebut, sehingga efisiensinya meningkat (HETP nya menurun). Pada kecepatan alir tinggi, solut berdifusi lebih cepat melalui hidrogen dan helium daripada melalui nitrogen. Hal inilah yang menyebabkan hidrogen dan helium memberikan resolusi yang lebih baik daripada nitrogen. Hidrogen memiliki efisiensi yang relatif stabil dengan adanya perubahan kecepatan alir. Namun, hidrogen mudah meledak jika terjadi kontrak dengan udara.
4
Kromatografi Gas
Biasanya, helium banyak digunakan sebagai penggantinya. Kotoran yang terdapat dalam carrier gas dapat bereaksi dengan fasa diam. Oleh karena itu, gas yang digunakan sebagai gas pembawa yang relatif kecil sehingga tidak akan merusak kolom. Biasanya terdapat saringan (molecular saeive) untuk menghilangkan kotoran yang berupa air dan hidrokarbon dalam gas pembawa. Pemilihan gas pembawa biasanya disesuaikan dengan jenis detektor. b. Injektor
Sampel dapat berupa gas atau cairan dengan syarat sampel harus mudah menguap saat diinjeksikan dan stabil pada suhu operasional (50°-300° C). Injektor berada dalam oven yang temperaturnya dapat dikontrol. Suhu injektor biasanya 1520° C di atas titik didih cuplikan. Jumlah cuplikan yang diinjeksikan sekitar 2 µL. Tempat pemasukkan cuplikan cair pada kolom biasanya terbuat dari tabung gelas di dalam blok logam panas. Injeksi sampel menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal disebut septum yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar. Untuk cuplikan berupa gas dapat dimasukkan dengan menggunakan alat suntik gas (gas-tight syringe) atau kran gas (gas-sampling valve). Alat pemasukan cuplikan untuk kolom terbuka dikelompokkan ke dalam dua kategori yaitu injeksi split (split injection) dan injeksi splitless (splitless injection). Injeksi split dimaksudkan untuk mengurangi volume cuplikan yang masuk ke kolom. Cuplikan yang masuk biasanya hanya 0,1 % hingga 10 % dari 0,1-2 µL, sementara sisanya dibuang. c. Kolom
Kolom pada umumnya terbuat dari baja tahan karat atau terkadang dapat terbuat dari gelas. Kolom kaca digunakan bila untuk memisahkan cuplikan yang mengandung komponen yang dapat terurai jika kontak dengan logam. Diameter kolom yang digunakan biasanya 3 mm – 6 mm dengan panjang antara 2-3 m. Kolom
5
Kromatografi Gas
dibentuk melingkar agar dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam oven (thermostat). Kolom adalah tempat berlangsungnya proses pemisahan komponen yang terkandung dalam cuplikan. Di dalam kolom terdapat fasa diam yang dapat berupa cairan, wax, atau padatan dengan titik didih rendah. Fasa diam ini harus sukar menguap, memiliki tekanan uap rendah, titik didihnya tinggi (minimal 100º C di atas suhu operasi kolom) dan stabil secara kimia. Fasa diam ini melekat pada adsorben. Adsorben yang digunakan harus memiliki ukuran yang seragam dan cukup kuat agar tidak hancur saat dimasukkan ke dalam kolom. Adsorben biasanya terbuat dari celite yang berasal dari bahan diatomae. Cairan yang digunakan sebagai fasa diam di antaranya adalah hidrokarbon bertitik didih tinggi, silicone oils, waxes, ester polimer, eter dan amida. (The Techniques). Pemilihan fasa diam juga harus disesuaikan dengan sampel yang akan dipisahkan. Untuk sampel yang bersifat polar sebaiknya digunakan fasa diam yang polar. Begitupun untuk sampel yang nonpolar, digunakan fasa diam yang nonpolar agar pemisahan dapat berlangsung lebih sempurna. d. Termostat (Oven)
Termostat (oven) adalah tempat penyimpanan kolom. Suhu kolom harus dikontrol. Temperatur kolom bervariasi antara 50ºC - 250ºC. Suhu injektor lebih rendah dari suhu kolom dan suhu kolom lebih rendah daripada suhu detektor. Suhu kolom optimum bergantung pada titik didih cuplikan dan derajat pemisahan yang diinginkan. Operasi GC dapat dilakukan secara isotermal dan terprogram. Analisis yang dilakukan secara isotermal digunakan untuk memisahkan cuplikan yang komponenkomponen penyusunnya memiliki perbedaan titik didih yang dekat, sedangkan sistem terprogram digunakan untuk memisahkan cuplikan yang perbedaan titik didihnya jauh. e.
Detektor
6
Kromatografi Gas
Detektor adalah komponen yang ditempatkan pada ujung kolom GC yang menganalisis aliran gas yang keluar dan memberikan data kepada perekam data yang menyajikan hasil kromatogram secara grafik. Detektor menunjukkan dan mengukur jumlah komponen yang dipisahkan oleh gas pembawa. Alat ini akan mengubah analit yang telah terpisahkan dan dibawa oleh gas pembawa menjadi sinyal listrik yang proporsional. Oleh karena itu, alat ini tidak boleh memberikan respon terhadap gas pembawa yang mengalir pada waktu yang bersamaan. Beberapa detektor yang dapat digunakan antara lain: detektor hantar bahang (DHB), detektor ionisasi nyala (FID), detektor tangkap ion, dan lain sebagainya. f.
Rekorder
Rekorder berfungsi sebagai pencetak hasil percobaan pada lembaran kertas berupa kumpulan puncak, yang selanjutnya disebut sebagai kromatogram. Seperti telah diberitahukan diawal, jumlah puncak dalam kromatogram menyatakan jumlah komponen penyusun campuran. Sedangkan luas puncak menyatakan kuantitas komponennya.
4.
Kelebihan dan Kekurangan Kromatografi Gas
Adapun kelebihan dan kekurangan dalam penggunaan metode pemisahan berdasarkan kromatografi gas (GC) yaitu sebagai berikut: - Kelebihan: 1. Waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggi. 2. Dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi. 3. Gas mempunyai vikositas yang rendah. 4. Kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi. 5. Pemakaian fase cair memungkinkan kita memilih dari sejumlah fase diam yang sangat beragam yang akan memisahkan hampir segala macam campuran.
7
Kromatografi Gas
- Kekurangan: 1. Teknik kromatografi gas terbatas untuk zat yang mudah menguap. 2. Kromatografi gas tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar. Pemisahan pada tingkat mg mudah dilakukan, pemisahan pada tingkat gram mungkin dilakukan, tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton sukar dilakukan kecuali jika ada metode lain. (Puspita, 2007). 3. Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat terlarut.
1.2 Analisis Kualitatif
Analisis kualitatif dilakukan dengan cara membandingkan waktu tinggal tinggal/tambat (retention time) atau RT dari substansi yang dianalisis dengan waktu tambat dari suatu zat pembanding (reference). Volume gas pembawa yang diperlukan untuk mengelusi suatu komponen dari kolom kromatograf gas disebut volume tambat/retensi. Pada kondisi tekanan tetap, maka laju alir berbanding lurus dengan waktu. Lamanya waktu yang diperlukan oleh suatu komponen mulai pada saat penyuntikan hinga keluar kolom kromatograf dinamakan waktu tinggal/tambat/retensi. Volume atau waktu tinggal in diukur pada puncak kromatogram, parameter inimerupakan cirri dari suatu komponen dan fasa diam cair dan digunakan ntuk mengeidentifikasi sampel. Ada beberapa factor yang mempengaruhi hasil analisis kualitatif, yakni sebagai berikut :
Pemilihan jenis fasa diam cair
Pengaturan suhu kolom
Kecepatan fasa gerak atau gas pembawa
Keboleh-ulangan (repeatibility) dari penyuntikkan baik larutan baku maupun sampel
1.3 Analisis kuantitatif
Di dalam analisis kuantitatif yang harus diperhatikan adalah luas puncak kromatografi (luas kromatogram) dari setiap komponen yang dianalisis. Luas setiap
8
Kromatografi Gas
puncak yang terbentuk berbanding lurus dengan konsentrasi atau besar setiap puncak tersebut. Sehingga dapat di gunakan untuk menentukan konsentrasi yang tepat dari setiap komponen cuplikan. Bila luas kromatogram kita sebut sebagai A, besarnya setiap puncak kita sebut sebagai Q, maka berdasarkan pernyataan diatas : Q=A Di dalam analisa kuantitatif diperlukan laritan standar.larutan standar yang digunakan harus memenuhi syarat sebagai berikut : a.
Dapat bercampur dengan cuplikan yang dianalisis
b.
Tidak boleh bereaksi dengan komponen cuplikan
c. Hanya memberikan satu puncak dan tidak tumpangsuh (overlap) dengan puncak-puncak komponen cuplikan d.
Mempunyai waktu retensi (RT) yang tidak jauh berbeda dengan waktu retensi
komponen cuplikan Ketelitian analisis kuantitatif dengan kromatografi gas sangat bergantung kepada kelinieran detektor. Setiap detektor memberi tanggapan yang berbeda terhadap setiap komponen cuplikan. Faktor tanggapan ini harus diketahui,disamping itu jika kondisi alat kerja berubah, tanggapan detektor pun akan berubah. Pada detektor yang peka terhadap konsentrasi, seperti detektor daya hantar batang (TCD), harus dijaga agar kecepatan aliran gas pembawa tetap. Untuk memperoleh hasil analisis yang akurat, maka kemurnian gas pembawa, kecepatan alir gas pembawa, suhu detektor, arus kawat pijar, tahanan dan tekanan didalam detektor harus selalu tetap. Jika salah satu kondisi ini berubah drastis, kinerja detektor pun akan berubah.
Beberapa metode yang penting yang dapat digunakan untuk analisis kuantitatif : a. % Luas (% AREA,% AR)
9
Kromatografi Gas
Metode ini menyebutkan konsentrasi setiap komponen dalam cuplikan berbanding lurus dengan luas kromatogram dari komponen tersebut, dapat dituliskan:
Atotal = jumlah luas semua kromatogram An
= luas kromatogram komponen n Kekurangan dari metode ini adalah tidak adanya koreksi untuk kepekaan detektor terhadap setiap komponen culikan. Kesalahan analisis berkisar antara 10-15%.
b. Normalisasi (NORM) Dalam metode ini sudah ada koreksi terhadap kepekaan detektor (sudah ada faktor koreksi), sehingga diperoleh Q = f x A. Maka rumusnya sebagai berikut:
dengan f adalah faktor koreksi untuk setiap komponen. c. Metode Standar Dalam (ISTD) Dalam metode ini digunakan larutan standar yang sudah memenuhi persyaratan. Kedalam cuplikan ditambahkan suatu larutan yang sudah diketahui konsentrasinya (Qst) dan membentuk campuran yang homogen. Metode ini dapat juga dilakukan dengan menggunakan kurva standar. Karena kosnentrasi larutan standar yang ditambahkan diketahui, dengan mudah kita dapat menghitung banyaknya senyawa yang dianalisis III.
PERCOBAAN 3.1 Susunan digunakan
alat
dan
bahan
yang
10
Kromatografi Gas
Gambar 3. Kromatografi gas tipe HP 5890 A
Gambar 4. Integrator HP 3390 A
3.2 Alat dan Bahan 3.2.1 Alat No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Nama Alat Kromatografi Gas Integrator Buble flow meter Gelas kimia Pipet ukur Pipet tetes Suntikan Labu takar Pipet ukur Bola hisap
Spesifikasi/Tipe Jumlah HP 5890 A 1 HP 3390 A 1 1 50 ml 3 5ml 1 1 10 µL 1 5 ml 5 1 ml 1 1
3.2.2 Bahan No 1 2 5 6
7 8
NamaBahan Etanol propanol Gas H2 Gas N2 Udara tekan Sampel eskulin kids cologne Sampel Johnson baby cologne
Konsentrasi p.a. p.a.
Jumlah 25 ml 50 ml
HP/UHP -
5 ml 5 ml
11
Kromatografi Gas
3.3 Prosedur Kerja 3.3.1 Menyalakan GC dan Detektor FID
Menghubungkan alat GC dengan sumber listrik
Memasang bubleflowmeter dan mengatur kecepatan gas N2. Membuka tombol gas N2. Membuka tabung gas N2 dan mengatur 2
tekanan (menunjukan 3,1 kg/cm ). Menyalakan GC.
Menekan tombol DET, pilih A lalu on. Membuka tabung udara tekan dan gas H2. Membuka tombol AIR pada GC. Menekan tombol IGN FID, memutar tombol gas H2. Menghentikan putaran tombol gas H2 dan melepaskan tombol IGN FID pada GC.
Melakukan pengaturan suhu : -
OVEN TEMP :100 ENTER
-
DET TEMP A : 150 ENTER
-
INJ TEMP A : 150 ENTER
3.3.2 Menyalakan Integrator
Menyalakan Integrator
12
Kromatografi Gas
Melakukan pengaturan parameter sebagai berikut : • OP ()
: 1 ENTER (memasukkan waktu
dan tanggal percobaan) • ZERO : 5 ENTER • CHT SP : 0.5
ENTER
• ATT2 : 10 ENTER 3.3.3 Pengaruh Suhu Kolom terhadap RT dan Pemisahan Campuran Suhu Isoterm • Tekan LIST 2x
Mengatur suhu kolom sebagai berikut : o
INIT TEMP
: 125 C
RATE
: 0 o
FINAL TEMP : 125 C o
OVEN TEMP : 125 C
Menyuntikkan etanol p.a sebanyak 2 µL ke tempat injector bila lampu NOT READY mati.Menekan tombol START pada GC dan integrator bersamasama dengan saat menyuntikkan sampel. Setelah diperoleh kromatogram, menekan tombol STOP pada GC dan integrator.
Melakukan hal serupa untuk propanolp.a, butanolp.a, etanol p.a, campuran etanol propanol butanol dan Sampel parfum Johnson baby cologne serta Sampel Eskulin kids cologne
3.3.4 Analisis kuantitatif menggunakan Prosedur Metode ISTD dengan Menggunakan Kurva Standar 1. Pembuatan Kurva Standar Pipet etanol absolute ke dalam 5 buah labu takar 5ml , dengan volume masing-masing (?)
13
Kromatografi Gas
2. Penentuan konsentrasi etanol dalam cuplikan Encerkan dengan aquadest hingga tanda Menambahka 0,5 ml propanol dalam batas cuplikan sehingga kadar propanol dalam cuplikan tersebut 10%
Menyuntikkan 2 µL larutan tersebut
Mengamati kromatogram yang didapat
Menginterpolasikan data yang didapat ke kurva standar sehingga didapat konsentrasi etanol dalam cuplikan
3.4 Data Percobaan a. Kondisi Percobaan
Nama Kolom
: Kolom Polar (ORD NR 48122-3)
Jenis Detektor
: FID
Jenis Gas Pembawa
: Nitrogen
Program Suhu yang digunakan
: Suhu Isoterm
Laju Alir Gas Pembawa
:
OVEN TEMP
: C
INIT TEMP
: C
ml/detik o
o
14
Kromatografi Gas o
FINAL TEMP
: 125 C
RATE
:0
DET A TEMP
: 125 C
o o
INJ A TEMP b. Metode yang digunakan Konsentrasi etanol yang digunakan
: 125 C : ISTD menggunakan kurva standar : 99,8%
c. Data Literatur o
Senyawa
Titik didih ( C)
Berat Jenis (gram/L)
Etanol
78,5
0,79
Propanol
97,4
0,80
Butanol
117,2
0,81
d. Pengaruh Suhu Kolom o
INIT TEMP
= 125 C (?)
RATE
=0
FINAL TEMP
=125 C
OVEN TEMP
=125 C
o o
o
Isoterm ( C)
Senyawa
RT (menit)
Etanol
0,90
Propanol
1,06
Campuran:etanol
0,92
Butanol
1,03
propanol
1,27
Sampel eskulin
0,93
Sampel Johnsons
0,93
e. Analisis Kualitatif
INIT TEMP
=
15
Kromatografi Gas
RATE
=
FINAL TEMP = senyawa
Jumlah puncak
RT Etanol
IV.
Lain-
Lan-
lain
lain
etanol
1
0,87
-
-
Sampel Johnson
3
0,93
0,85
1,17
Sampel eskulin
3
0,93
-
1,13
KESELAMATAN KERJA
Melaksanakan prosedur kerja dengan cermat
Memastikan tidak ada kebocoran gas, gunakan gelembung sabun untuk memeriksa
Memastikan bahwa kabel-kabel listrik, konektor terpasang dengan kokoh
Menggunakan syiringe dengan cermat dan hati-hati (simpan syiringe di tempat yang empuk)
V. PENGOLAHAN DATA 5.1 Penyajian Hasil Percobaan Analisis Kualitatif No
Kromatogram
Larutan
RT
16
Kromatografi Gas
1
etanol
0,87
2
propanol
1,15
3
Campuran
0,92
etanol+propan
1,03
ol+butanol
1,27
17
Kromatografi Gas
4
Sampel
0,93
eskulin
5
Sampel johnsons
5.2 Menentukan % area (kasar) Larutan
% Area
Larutan Standar Etanol Larutan Standar Propanol Sampel (Jhonsons baby cologne) Sampel (eskulin kids cologne)
% Area Sampel (Parfum) = =
x 99,8 %
x konsentrasi etanol
RT
0,93
18
Kromatografi Gas
= 66,29 % 5.3 Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan etanol 99,8% (N1) Larutan standar 4%
Larutan standar 5%
V2= 5 mL
V2= 5 mL
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 99,8 % = 5 ml x 40%
V1 x 99,8 = 5 x 50%
V1 = mL
V1 = mL
Larutan standar 6%
Larutan standar 7%
V2= 10 mL
V2= 10 mL
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 99,8 = 10 x 6
V1 x 99,8 = 10 x 7
V1 = mL
V1 = mL
Larutan standar 8%
V2= 10 mL V1 x N1 = V2 x N2 V1 x 99,8 = 10 x 8 V1 = mL
Larutan standar yang harus dibuat adalah 4%, 5%, 6%, 7%, 8% . Pada larutan standar tersebut terdapat kandungan propanol sebesar 10%.
19
Kromatografi Gas
5.4 KONSEN TRASI ETANOL (%)
Menentukan Konsentrasi Sampel RT
kromatogram
LUAS AREA
Etan ol
Propanol
0,93
1,02
8457900
1677500
0.198335284
0,99
8355300
2191800
0.262324513
propanol
etanol
Etanol/Propan ol (nisbah)
4
5
0,90
20
Kromatografi Gas
6
0,94
1,04
8553900
2769300
0.323747063
0,92
1,02
9048400
3594900
0.39729676
0,96
1,06
8023200
3647100
0.454569249
7
8
RT SAMPEL
kromatogram
LUAS AREA
Etan ol
Propanol
0,93
1,06
Propanol
Etanol/Propan ol (nisbah)
Etanol
Johnsons baby cologne 9132400
7
2.6535x 10
2,90559
21
Kromatografi Gas
Eskulin kids cologne 0,93
8886400
1,06
7
2.5539 x 10
2,87394
kurva standar area etanol/propanol Vs Konsentrasi Sampel 0.5 0.45
y = 0.0571x - 0.0128
0.4 0.35
area etanol/propanol
0.3 0.25
Linear (area etanol/propanol)
0.2
Linear (area etanol/propanol)
0.15 0.1 0.05 0 0
2
4
6
8
10
Berdasarkan Grafik didapat konsentrai etanol dalam sampel adalah, sebagai berikut :
22
Kromatografi Gas
1.
Kadar etanol dalam sampel Johnsons baby cologne: Parfum (y= 2,90559) y = 0.0571x - 0.0128 2,90559= 0.0571x - 0.0128 X = 51,11% Jadi, kadar etanol dalam sampel johnsons baby cologne adalah sebesar 51,11 %
2.
Kadar etanol dalam sampel Eskulin kids cologne: Eskulin (y= 2,87394) y = 0.0571x - 0.0128 2,87394= 0.0571x - 0.0128 X = 50,56 % Jadi, kadar etanol dalam sampel eskulin kids cologne adalah sebesar 50,56 %
5.5 Pembahasan
Kromatografi adalah suatu metode pemisahan yang didasarkan pada interaksi antara sampel dengan fasa diam dan fasa gerak. Pada gas kromatografi, yang berperan sebagai fasa diam adalah suatu senyawa polar dengan fasa gerak berupa gas nitrogen. Komponen-komponen sampel akan dibawa fase gerak menuju detektor dan hasilnya direkam oleh recorder untuk di analasis waktu retensi dan luas wilayah dibawah puncak yang terbentuk. Detektor ini bekerja
23
Kromatografi Gas
berdasarkan pembakaran sampel sehingga terjadi ionisasi. Ion akan ditangkap oleh pengumpul ion dan meningkatkan daya hantar, dan karenanya akan meningkatkan arus listrik yang mengalir di antara dua elektrode. Arus diperkuat oleh amplifier dan direkam oleh rekorder. Detektor yang digunakan ialah detektor ionisasi nyala (Flame Ionization detector). Detektor ini bekerja berdasarkan pembakaran solut sehingga terjadi ionisasi. Gas yang dipakai dalam praktikum ini adalah gas H2, Udara tekan dan N2. Gas yang paling pertama dialirkan adalah gas Nitrogen karena gas nitrogen adalah gas yang paling aman (inert), selanjutnya adalah udara tekan,dan yang paling terakhir adalah gas hydrogen arena gas ini paling berbahaya. Dan sebaliknya ketika alat GC selesai digunakan, gas yang harus ditutup terlebih dahulu adalah gas yang paling berbahaya yaitu gas hydrogen. gas nitrogen berfungsi sebagai gas pembawa (fasa gerak) sedangkan udara tekan dan hydrogen sebagai gas pembakar. Gas Hidrogen dan udara tekan akan bereaksi dan menghasilkan energi, yang mana energi tersebut digunakan untuk ionisasi sampel. Dan hasil samping dari reaksi tersebut adalah H2O. Maka dari itu untuk menandakan bahwa H2 dan O2 telah bereaksi ditandai dengan adanya uap air yang keluar dari detektor. Pada percobaan ini penentuan kadar sampel dan pemisahannya dengan metode operasi isotermal. Adapun Suhu injektor diset pada suhu 125°C, detektor pada suhu 125°C dan kolom suhu mencapai 125°C.. Untuk mengukur laju alirnya digunakan Bubble Flow Meter. Laju alir yang dihasilkan sebesar () ml/detik. Selain berfungsi dalam pemisahan, kromatografi gas juga dapat digunakan dalam analisa, baik analisa kualitatif maupun kuantitatif. Pada praktikum kali ini dilakukan uji kualitaitif dan uji kuantitatif terhadap sampel yang berupa cologne dengan merk Johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne . pada uji kualitatif sampel Johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne mengandung etanol. Adanya etanol dalam sampel diuji dengan membandingkan waktu retensi sampel dengan waktu retensi etanol murni, dari percoban didpat waktu retensi sampel masing-masing adalah 0,93sedangkan waktu retensi etanol murni adalah 0,90. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan pengaturan suhu isotherm. Analisa secara kualitatif ini dilakukan untuk menentukan konsentrasi dari etanol murni, dan sampel yang digunakan. Dengan diketahuinya konsentrasi dari etanol murni, akan diketahui konsentrasi kasar dari sampel. Konsentrasi sampel kasar ini dapat menentukan konsentrasi dari larutan standar yang harus dibuat . Metode ini disebut dengan metode % Area . Metode % area
24
Kromatografi Gas
merupakan perhitungan konsentrasi etanol secara kasar dengan berdasarkan pada kelinearan konsentrasi terhadap luas kromatogram. Kelemahan dari metode ini adalah tidak ada koreksi untuk kepekaan detektor terhadap setiap komponen cuplikan sehingga akan menghasilkan kesalahan berkisar 10-15% dari hasil sebenarnya. Dari metode %area selanjutnya dilakukan analisis kuantitatif dengan menggubakan metode ISTD kurva standar, Berdasarkan praktikum yang dilakukan didapat konsentrasi kasar dari etanol dalam sampel johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne adalah () % dan () %. Karena hasil yang didapat ini terlalu besar, maka harus dilakukan dengan faktor pengenceran 10x agar bisa dibuat larutan standarnya. Maka didapat hasil konsentrasi kasar dari sampel adalah() %. Setelah dikalikan dengan faktor pengenceran dibuat larutan standar dengan konsentrasi 4%, 5%, 6%, 7% dan 8%. Kemudian setiap larutan standar tersebut diinjeksikan kedalam injektor port. Sehingga didapat waktu retensi dan area tiap larutan. Maka didapat kurva standar nisbah etanol dengan area propanol terhadap konsentrasi etanol sebagai berikut :
kurva standar area etanol/propanol Vs Konsentrasi Sampel 0.5 0.45
y = 0.0571x - 0.0128
0.4 0.35
area etanol/propanol
0.3 0.25
Linear (area etanol/propanol)
0.2
Linear (area etanol/propanol)
0.15 0.1 0.05 0 0
Selanjutnya
2
sampel
4
6
diinjeksikan
8
kedalam
10
gas
kromatografi,
kemudian
data
diinterpolasikan dalam kurva standar untuk mengetahui konsentrasi etanol dalam sampel johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne. Berdasarkan perhitungan didapat kadar etanol
25
Kromatografi Gas
dalam sampel johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne adalah sebesar 51,11 % dan 50,56% KESIMPULAN :
Berdasarkan praktikum dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Program suhu yang dilakukan pada saat praktikum adalah suhu isoterm. 2. Analisa kualitatif a. Dalam sampel johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne terdapat etanol. b. Luas area masing-masing senyawa dan Nilai waktu retensinya, yaitu sebagai berikut: senyawa
Luas area
Waktu retensi
etanol murni
5,0649 x 10
0,90
Propanol murni
5,7814 x 10
1,06
Johnsons baby cologne
3,6501x 10
0,93
Eskulin kids cologne
2,0211x 10
0,93
3. Analisis kuantitatif menggunakan metode ISTD kurva standar 4. Dengan menggunakan metoda % Area Konsentrasi etanol pada sampel adalah () %. 5. Konsentrasi etanol berdasarkan metode ISTD kurva standar yang terkandung dalam johnsons baby cologne dan eskulin kids cologne adalah sebesar 51,11 % dan 50,56%
DAFTAR PUSTAKA
Hendayana, Sumar Ph.D. 2006. Kimia Pemisahan, Metode Kromatografi dan Elektrolisis Modern. Bandung : PT Remaja Rosdakarya. Sastrohamidjojo,
Hardjono.1991. Kromatografi.
Edisi
kedua
Universitas Gadjah Mada : Yogyakarta. Soebagio, Drs, dkk. 2005. Kimia Analitik II . Malang : UM Press.
:
Cetakan
Pertama.
26
Kromatografi Gas
Hart
C.
2003. Kimia Organik .
Suminar.
Penerjemah.
Jakarta:
Erlangga.
Terjemahan
dari: Organic Chemistry. Khopkar SM. 2008. Konsep Dasar Kimia Analitik. Saptorahardjo A. Penerjemah. Jakarta:
UI-
Press. Terjemahan dari: Basic Concepts Of Chemistry Analytical .
Djenar, Nancy Siti. tt Modul Analisis Kualitatif dan Kuantitatif Menggunakan Kromatografi Gas (GLC). Bandung.
LAMPIRAN No Gambar
Keterangan
1
Gas-Gas yang digunakan pada percobaan
27
Kromatografi Gas
2
Integrator yang digunakan pada percobaan
3
Injection port
4
Larutan standar berbagai konsentrasi
28
Kromatografi Gas
