LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK INSTRUMEN PENENTUAN BEBERAPA KOMPONEN DALAM SAMPEL PERTAMAX PLUS DENGAN MENGGUNAKAN METODE KROMATOGRAFI GAS (GC)
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Praktikum Kimia Analitik Instrumen
Dosen Pembimbing:
Drs. Hokcu Suhanda, Msi Dissn o!e":
Kelompok 15 asliana Harahap
!"#""5$#%
Ahmad Mulkani
!"#""&51%
Mah'ar Diani
!"#""&55%
#URUSAN PENDIDIKAN KIMIA FAKULT FAKULTAS AS PENDIDIKAN PENDID IKAN MATEMATIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETA$UAN ALAM UNI%ERSITAS PENDIDIKAN INDONESIA
BANDUNG &'&
(anggal (anggal Praktikum) *& Maret Ma ret *"1* PENENTUAN BEBERAPA KOMPONEN DALAM SAMPEL PERTAMAX PLUS DENGAN MENGGUNAKAN METODE KROMATOGRAFI GAS (GC)
A T*+n *+n P,+ P,+-. -.ii-m m Menen Menentu tuka kan n +e+e +e+era rapa pa komp kompon onen en dala dalam m sampe sampell pert pertam ama a plus plus deng dengan an
metode kromatogra-i gas !/%. B Tin* Tin*+ ++n +n Ps. Ps.++-+ +
Kromatogra-i adalah suatu teknik pemisahan komponen komponen dalam suatu campuran +erdasarkan per+edaan distri+usi komponen komponen ke dalam * -asa, 'aitu -asa gerak +erupa gas dan -asa diam dapat +erupa cairan atau pun padatan. 0asa 0asa diam diam akan akan mena menaha han n komp kompon onen en campu campuran ran sedan sedangk gkan an -asa -asa gerak gerak akan akan melarutkan komponen campuran. Per+edaan distri+usi ini dise+a+kan oleh adan'a per+edaan interaksi antara komponenkomponen komponenkomponen dalam suatu campuran dengan -asa diam dan -asa gerakn'a. Interaksi ini adalah adsor+si, partisi, penukar ion dan gel permiasi. Komponen 'ang interaksi dengan -asa diamn'a le+ih kuat di+anding dengan -asa gerakn'a maka komponen itu akan tertahan le+ih lama di dalam -asa diam, +egitupun se+alikn'a. 2erdasa 2erdasarka rkan n -asa diamn' diamn'a, a, kromat kromatogr ogra-i a-i gas di+agi di+agi menjad menjadii dua +agian +agian 'aitu ) 1.
as as i3u i3uid id /hro /hroma mato togra graph ph' ' !/ !/%, %, -asa -asa diam diamn' n'aa +er4 +er4uj ujud ud cair. cair. /air /airan an terse+ut merupakan cairan 'ang tidak mudah menguap 'ang melekat pada padatan pendukung 'ang inert +erupa +utiran halus. Prinsip pemisahann'a per+edaan partisi komponenkomponen komponenkomponen dari suatu sampel di antara -asa diam dan -asa gerak.
*.
as as Soli Solid d /hro /hroma mato togr grap aph' h' !S/ !S/%, %, -asa -asa diam diamn' n'aa +er4 +er4uj ujud ud padat. padat. Pada Padata tan n 'ang digunakan misaln'a kar+on, eolit dan silika gel. Prinsip pemisahann'a +erdasarkan adsorpsi terhadap -asa diam. Kromat Kromatogr ogra-i a-i gas merupa merupakan kan salah salah satu teknik teknik kromat kromatogr ogra-i a-i 'ang 'ang +isa +isa
diguna digunakan kan untuk untuk memisah memisahkan kan sen'a4a sen'a4asen' sen'a4a a4a organi organik. k. Sen'a Sen'a4as 4asen' en'a4a a4a terse+ut harus mudah menguap dan sta+il pada temperatur pengujian, utaman'a 5"o/6""o/. Sen'a4a 'ang sukar menguap atau tidak sta+il juga dapat diukur, tetapi harus melalui proses deri7atisasi terle+ih dahulu 'aitu merupakan proses kimia4i untuk mengu+ah suatu sen'a4a menjadi sen'a4a lain 'ang mempun'ai si-atsi-at 'ang sesuai untuk dilakukan analisis menggunakan kromatogra-i gas !menjadi !menjadi le+ih mudah menguap%. menguap%. Selain pemisahan, pemisahan, kromatogra-i kromatogra-i gas juga dapat melakukan melakukan pengukura pengukuran n kadar komponenkom komponenkompone ponen n dalam sampel. sampel. (Tim Kimia Analitik Instrumen. 2011 2011 : 22) Mekanisme kerja kromatogra-i gas adalah se+agai +erikut) gas +ertekanan tinggi tinggi dialir dialirkan kan ke dalam dalam kolom kolom 'ang 'ang +erisi +erisi -asa diam, diam, kemudi kemudian an cuplik cuplikan an diinjeksikan ke dalam aliran gas dan ikut ter+a4a oleh gas ke dalam kolom. Di dalam dalam kolo kolom m akan akan terja terjadi di pros proses es pemi pemisah sahan an cupl cuplik ikan an menj menjad adii komp kompon onen en komponen pen'usunn'a. Komponenkomponen terse+ut satu per satu akan keluar kolom kolom dan mencap mencapai ai detekt detektor or 'ang 'ang dileta diletakka kkan n di ujung ujung akhir akhir kolom kolom.. Hasil Hasil pendeteksian direkam oleh rekorder dan dikenal se+agai kromatogram. 8umlah peak pada kromatogram men'atakan jumlah komponen 'ang terdapat dalam cuplikan cuplikan dan kuantitas kuantitas suatu komponen komponen ditentukan ditentukan +erdasarkan +erdasarkan luas peakn'a. peakn'a. 9ntuk le+ih jelasn'a perhatikan gam+ar +erikut.
Gambar. Diagram Kromatografi Gas
Kom/onen0-om/onen .+m+ 1+!+m ins.,men.+si -,om+.og,+2i g+s .e,1i,i 1+,i:
1.
as Pem+a4a !carrier gas% as pem+a4a +er-ungsi se+agai -asa gerak 'ang mem+a4a sampel
+ergerak melalui kolom. as pem+a4a harus +ersi-at inert artin'a gas ini tidak +ereaksi dengan cuplikan ataupun -asa diamn'a. as ini disimpan dalam silinder +aja +ertekanan tinggi sehingga gas ini akan mengalir cepat dengan sendirin'a. Karena aliran gas 'ang cepat inilah maka pemisahan dengan kromatogra-i gas +erlangsung han'a dalam +e+erapa menit saja. as pem+a4a 'ang +iasa digunakan adalah gas argon, helium, hidrogen dan nitrogen. as nitrogen memerlukan kecepatan alir 'ang lam+at !1" cm:detik% untuk mencapai e-isiensi 'ang optimum dengan H;(P !High ;-icienc' (heoretical Plate% minimum. Sementara hidrogen dan helium dapat dialirkan le+ih cepat untuk mencapai e-isiensi optimumn'a, 65 cm:detik untuk gas hidrogen dan *5 cm:detik untuk helium. Dengan kenaikan laju alir, kinerja hidrogen +erkurang sedikit demi sedikit sedangkan kinerja nitrogen +erkurang secara drastis. Semakin cepat solut +erkesetim+angan di antara -asa diam dan -asa gerak maka semakin kecil pula -aktor trans-er massa. Di-usi solut 'ang cepat mem+antu mempercepat kesetim+angan di antara dua -asa terse+ut, sehingga e-isiensin'a meningkat !H;(P n'a menurun%. Pada kecepatan alir tinggi, solut +erdi-usi le+ih cepat melalui hidrogen dan helium daripada melalui nitrogen. Hal inilah 'ang men'e+a+kan hidrogen dan helium mem+erikan resolusi 'ang le+ih +aik daripada nitrogen. Hidrogen memiliki e-isiensi 'ang relati- sta+il dengan adan'a peru+ahan kecepatan alir.
gas +erkualitas tinggi harus digunakan untuk mera4at kolom dari kerusakan. 9ntuk menghilangkan kotoran dalam gas pem+a4a, +iasan'a gas dialirkan melalui saringan 'ang dise+ut mo!e3!+, sei4e untuk menghilangkan air dan hidrokar+on. Pemilihan gas pem+a4a +iasan'a disesuaikan dengan jenis detektor. Di +a4ah ini adalah +e+erapa jenis gas pem+a4a 'ang sesuai untuk detektordetektor tertentu.
G+s Pemb+5+ Helium Hidrogen
TCD
#enis De.e-.o, FID ECD
FPD
> >
>
>
>
>
>
Argon
>
Keterangan) !>% ) sesuai, !%) tidak sesuai
*.
Sistem Injeksi Sampel u+ang injeksi didesain untuk memasukkan sampel secara cepat dan e-isien. Desain 'ang populer terdiri atas saluran gelas 'ang kecil atau ta+ung logam 'ang dilengkapi dengan septum karet pada
satu
ujung
untuk
mengakomodasi injeksi dengan semprit !s'ringe%. Karena gas pem+a4a mengalir melalui ta+ung, sejumlah 7olume cairan 'ang diinjeksikan !+iasan'a antara ",16," ?% akan segera diuapkan untuk selanjutn'a di+a4a menuju
kolom. 2er+agai macam ukuran s'ringe saat ini tersedia di pasaran, sehingga injeksi dapat +erlangsung secara mudah dan akurat. Septum karet setelah dilakukan pemasukan sampel secara +erulang, dapat diganti dengan mudah. Sistem pemasukan sampel !katup untuk mengam+il sampel gas% dan untuk sampel padat juga tersedia di pasaran. Pada dasarn'a ada @ jenis injektor pada kromatogra-i gas, 'aitu) a. Injeksi langsung !direct injection%, 'ang mana sampel 'ang diinjeksikan akan diuapkan dalam injektor 'ang panas dan 1"" sampel masuk +.
menuju kolom. Injeksi terpecah !split injection%, 'ang mana sampel 'ang diinjeksikan diuapkan dalam injektor 'ang panas dan selanjutn'a dilakukan
pemecahan. c. Injeksi tanpa pemecahan !splitness injection%, 'ang mana hampir semua sampel diuapkan dalam injektor 'ang panas dan di+a4a ke dalam kolom d.
karena katup pemecah ditutupB dan Injeksi langsung ke kolom !on column injection%, 'ang mana ujung s'ringe dimasukkan langsung ke dalam kolom. (eknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk sen'a4asen'a4a 'ang mudah menguap, karena kalau
pen'untikkann'a
melalui lu+ang suntik,
dikha4atirkan akan terjadi peruraian sen'a4a terse+ut karena suhu 'ang 6.
tinggi atau terjadi pirolisis. Kolom Kolom pada umumn'a ter+uat dari +aja tahan karat atau terkadang dapat
ter+uat dari gelas. Kolom kaca digunakan +ila untuk memisahkan cuplikan 'ang mengandung komponen 'ang dapat terurai jika kontak dengan logam. Diameter kolom 'ang digunakan +iasan'a 6 mm C & mm dengan panjang antara *6 m. kolom di+entuk melingkar agar dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam o7en !thermostat%. Kolom adalah tempat +erlangsungn'a proses pemisahan komponen 'ang terkandung dalam cuplikan. Di dalam kolom terdapat -asa diam 'ang dapat +erupa cairan, 4a, atau padatan. 0asa diam ini harus sukar menguap, memiliki tekanan uap rendah, titik didihn'a tinggi !minimal 1"" o/ di atas suhu operasi kolom% dan sta+il secara kimia. 0asa diam ini melekat pada adsor+en. Adsor+en 'ang digunakan harus memiliki ukuran 'ang seragam
dan cukup kuat agar tidak hancur saat dimasukkan ke dalam kolom. Adsor+en +iasan'a ter+uat dari celite 'ang +erasal dari +ahan diatomae. /airan 'ang digunakan se+agai -asa diam di antaran'a adalah hidrokar+on +ertitik didih tinggi, silicone oils, waes, ester polimer, eter dan amida. Pemilihan -asa diam juga harus disesuaikan dengan sampel 'ang akan dipisahkan. 9ntuk sampel 'ang +ersi-at polar se+aikn'a digunakan -asa diam 'ang polar. 2egitupun untuk sampel 'ang nonpolar, digunakan -asa diam 'ang nonpolar agar pemisahan dapat +erlangsung le+ih sempurna.
T+be! S.,-., 2+s+ 1i+m 1+n si2+.n6+ S.,-., F+s+ Di+m
Si2+. R.789MXT80
1"" dimeth'l pol'siloane Sta+le to 6&"/ Polarit') nonpolar Uses: sol7ents, petroleum
products, pharmaceutical samples, 4aes .789MXT80'; R.789MXT80<&=
& c'anoprop'lphen'l #@ dimeth'l pol'siloane Sta+le to *$"/ Polarit') slightl' polar Uses: 7olatile compounds,
insecticides, residue sol7ents in
pharmaceutical products
R.789MXT89XTI80>
5 diphen'l #5 dimeth'l Pol'siloane Sta+le to 6&"/ Polarit') nonpolar Uses: -la7ors,
en7ironmental samples, aromatic h'drocar+ons R.789MXT80> 65 diphen'l &5 dimeth'l Pol'siloane Sta+le to 6""/ Polarit') intermediatel' polar Uses: pesticides, Aroclors,
amines, nitrogen containing her+icides R.789MXT80&' *" diphen'l $" dimeth'l Pol'siloane Sta+le to 61"/ Polarit') slightl' polar Uses: 7olatile compounds,
alcohols
R.789MXT80>'
5" phen'l 5" meth'l Pol'siloane Sta+le to 6@"/ Polarit') intermediatel' polar Uses: trigl'cerides,
phthalate esters, steroids, phenols R.789MXT80?' 1@ c'anoprop'lphen'l $& dimeth'l pol'siloane Sta+le to *$"/ Polarit') intermediatel' polar Uses: pesticides, Aroclors,
alcohols, o'genates R.789MXT80&'' tri-luoroprop'lmeth'l pol'siloane Sta+le to 6&"/ Polarit') selecti7e -or lone pair ;lectrons Uses: en7ironmental
samples, sol7ents, 0reons ,drugs, ketones, alcohols R.789MXT80<>TG &5 diphen'l 65
dimeth'l Pol'siloane Sta+le to 6E"/ Polarit') intermediatel' polar Uses: trigl'cerides, rosin
acids, -ree -att' acids R.780&' #" +isc'anoprop'l 1" c'anoprop'lphen'l pol'siloane Sta+le to *E5/ Polarit') 7er' polar Uses: 0AM;s, cis:trans
and dioin isomers, rosin acids S.+bi!5+789MXT80@AX /ar+o4aF P; Sta+le to *5"/ Polarit') polar Uses: 0AM;s, -la7ors,
acids, amines, sol7ents, 'lene isomers R.780&&> 5" c'anoprop'lphen'l 5" phen'lmeth'l pol'siloane Sta+le to *&"/ Polarit') polar Uses: 0AM;s,
car+oh'drates
Ada dua tipe kolom 'ang +iasa digunakan dalam kromatogra-i gas, 'aitu kolom pak ! !acke" column% dan kolom ter+uka !o!en tubular column%.
Ko!om /+- ( packed column)
Kolom pak ter+uat dari stainless steel atau gelas P're. elas P're digunakan jika cuplikan 'ang akan dipisahkan +ersi-at la+il secara termal. Diameter kolom pak +erkisar antara 6 C & mm dengan panjang 1 C 5 m. Kolom diisi dengan at padat halus se+agai at pendukung dan -asa diam +erupa at cair kental 'ang melekat pada at pendukung. Kolom pak dapat menampung jumlah cuplikan 'ang +an'ak sehingga disukai untuk tujuan preparati-. Kolom 'ang ter+uat dari stainless steel +iasa dicuci dengan H/l terlarut, kemudian ditam+ah dengan air diikuti dengan methanol, aseton, metilen diklorida dan nheksana. Proses pencucian ini untuk menghilangkan karat dan noda 'ang +erasal dari agen pelumas 'ang digunakan saat mem+uat kolom. Kolom pak diisi dengan 5 pol'eth'lene gl'col adipate dengan e-isiensi kolom se+esar @",""" theoretical plates.
Gambar. Kolom #ak
Ko!om .e,b-+ (open tubular column)
Kolom ter+uka ter+uat dari stainless steel atau 3uart. 2erdiameter antara ",1 C ",E mm dengan panjang +erkisar antara 15 1"" m. Semakin panjang kolom maka akan e-isiensin'a semakin +esar dan per+edaan 4aktu retensi
antara komponen satu dengan komponen lain semakin +esar dan akan meningkatkan selekti7itas.
Gambar. Kolom terbuka Penggunaan kolom ter+uka mem+erikan resolusi 'ang le+ih tinggi daripada kolom pak. (idak seperti pada kolom pak, pada kolom ter+uka -asa gerakn'a tidak mengalami ham+atan ketika mele4ati kolom sehingga 4aktu analisis menggunakan kolom ini le+ih singkat daripada jika menggunakan kolom pak. 8enisjenis kolom ter+uka )
•
@+!! Co+.e1 O/en Tb!+, Co!mn (@COT)
0asa diamn'a +erupa cairan kental dilapiskan secara merata pada dinding dalam kolom. •
S//o,. Co+.e1 O/en Tb!+, Co!mn (SCOT)
Partikel at pendukung !silica atau aluminium% ditempelkan pada dinding dalam kolom. Adsor+en ini dilapisi oleh cairan kental se+agai -asa diam untuk meningkatkan luas permukaan 'ang nantin'a akan memungkinkan untuk menampung 7olum cuplikan 'ang le+ih +an'ak. 8enis ini cocok untuk memisahkan at dengan konsentrasi 'ang sangat kecil. Kolom ini menghasilkan resolusi 'ang tinggi. •
Po,os L+6e, O/en Tb!+, Co!mn (PLOT)
Partikel at padat 'ang ditempelkan pada dinding kolom +ertindak se+agai -asa diam.
Gambar. $enis%&enis kolom terbuka
@.
=7en !termostat% (ermostat !o7en% adalah tempat pen'impanan kolom. Suhu kolom harus dikontrol. (emperatur kolom +er7ariasi antara 5"o/ C *5" o/. Suhu injektor le+ih rendah dari suhu kolom dan suhu kolom le+ih rendah daripada suhu detektor.
Suhu kolom optimum +ergantung pada titik didih cuplikan dan derajat pemisahan 'ang diinginkan. =perasi / dapat dilakukan secara isotermal dan terprogram. Analisis 'ang dilakukan secara isotermal digunakan untuk memisahkan cuplikan 'ang komponenkomponen pen'usunn'a memiliki per+edaan titik didih 'ang dekat, sedangkan sistem terprogram digunakan untuk memisahkan cuplikan 'ang per+edaan titik didihn'a jauh. S'arat o7en 'ang +aik adalah)
o
/ukup luas untuk pemasangan kolom Suhu dapat dikontrol dengan mudah dan akurat Fespon suhu cepat dan akurat Dapat terjadi pendinginan 'ang cepat pada akhir analsis
5.
Detektor
o o o
Detektor merupakan perangkat 'ang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar -ase gerak !gas pem+a4a% 'ang mem+a4a komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatogra-i adalah suatu sensor elektronik 'ang +er-ungsi mengu+ah sin'al gas pem+a4a dan komponenkomponen di dalamn'a menjadi sin'al elektronik. Sin'al elektronik detektor akan sangat +erguna untuk analisis kualitati- maupun kuantitati- terhadap komponenkomponen 'ang terpisah di antara -ase diam dan -ase gerak. #enis0*enis 1e.e-.o,: a. Detektor da'a hantar panas !(hermal /onducti7it' Detector, (/D% Detektor jenis ini mengukur kemampuan at dalam memindahkan panas dari daerah panas ke daerah dingin. Semakin +esar da'a hantar semakin cepat pula panas dipindahkan. Detektor ini terdiri dari -ilamen panas tungstenrhenium 'ang ditempatkan pada aliran gas 'ang datang dari arah kolom kromatogra-i. Selama gas pem+a4a mengalir secara konstan maka tahanan akan konstan dan +egitu pula sin'al 'ang dikeluarkann'a. Ketika solut keluar dari kolom maka da'a hantar aliran gas menjadi menurun sehingga kecepatan pendingin -ilamen oleh aliran gas +erkurang secara proposional. 0ilament menjadi le+ih panas, tahanan +ertam+ah, dan peru+ahan keluaran sin'al teramati.
Gambar. Detektor "a'a antar !anas +.
Detektor ionisasi n'ala !0lame Ioniation Detector, 0ID% Diagram detektor ionisasi n'ala diperlihatkan dalam gam+ar di+a4ah. Solut 'ang keluar dari kolom dicampur H * dan udara kemudian di+akar pada n'ala di+agian dalam detektor. Atom kar+on sen'a4a organik dapat menghasilkan radikal /H 'ang selanjutn'a menghasilkan ion /H= > dalam n'ala hidrogen udara.
/H= > = /H=> > e /H=> 'ang dihasilkan dalam n'ala +ergerak ke katoda 'ang +erada diatas n'ala. Arus 'ang mengalir di antara anoda dan katoda diukur dan diterjemahkan se+gai sin'al pada rekorder. Detektor ini jauh le+ih peka daripada detektor da'a hantar panas. Kepekaan detektor ionisasi n'ala akan le+ih meningkatkan kalau < * digunakan se+agai gas pem+a4a.
Gambar. Detektor ionisasi n'ala c.
Detektor penangkap elektron !;lectron /apture Detector, ;/D% Detektor penangkap electron mengukur kehilangan sin'al ketika analit terelusi dari kolom kromatogra-i. Se+agai gas pem+a4a dapat digunakan <* kering atau 5 metana dalam argon. Alternati- lain, menam+ahkan < * +ila H* atau He digunakan se+agai gas pem+a4a. as nitrogen 'ang memasuki detektor diionisasikan oleh electron +erenergi tinggi !sinar +eta% 'ang diemisikan oleh radioakti-
&6
6
H. ;lektron 'ang
ter+entuk ditarik ke anoda dan menghasilkan sejumlah kecil arus. 2ila molekul analit 'ang mempun'ai a-initas elektron tinggi memasuki detektor maka se+agian electron ditangkap sehingga arus 'ang mengalir ke anoda +erkurang.
Gambar. Detektor !enangka! elektron d.
Detektor -otometri n'ala Detektor -otometri n'ala merupakan -otometer emisi optik 'ang +erguna untuk mendeteksi sen'a4asen'a4a 'ang mengandung -os-or atau +elerang seperti pestisida dalam polutan udara. Solute 'ang terelusi memasuki n'ala hidrogen udara seperti dalam detektor ionisasi n'ala. 0os-or dan +elerang tereksitasi ke tingkat energi 'ang le+ih tinggi 'ang kemudian melepaskan energi dalam +entuk caha'a.
Gambar. Detektor fotometri n'ala
e.
Detektor n'ala alkali Detektor ini merupakan modi-ikasi detektor ionisasi n'ala 'ang selekti- peka terhadap -os-or atau -os-or dan nitrogen. Detektor ini penting sekali untuk analisis o+ato+atan.
-.
Detektor spektroskopi massa Spectrometer massa disam+ungkan dengan keluaran kromatogra-i gas. Ketika gas solut memasuki spektrometer massa maka molekul sen'a4a
organik ditem+aki dengan elektron +erenergi tinggi sehingga molekul terse+ut pecah menjadi molekulmolekul 'ang le+ih kecil. Pecahan molekul terdeteksi +erdasarkan massan'a 'ang digam+arkan se+agai spectra massa. Setiap komponen campuran 'ang telah terpisahkan dengan kromatogra-i gas akan tergam+ar dalam satu spectra massa.
&.
Fekorder dan Komputer Fekorder +er-ungsi se+agai pencetak hasil perco+aan pada lem+aran
kertas
+erupa kumpulan puncak,
'ang
selanjutn'a
dise+ut
se+agai
kromatogram. 8umlah puncak dalam kromatogram men'atakan jumlah komponen pen'usun campuran. Sedangkan luas puncak men'atakan kuantitas komponenn'a. Gaktu retensi !(r% adalah 4aktu 'ang digunakan oleh komponen untuk +ergerak sepanjang kolom menuju detektor. Gaktu retensi sangat +er7ariasi dan +ergantung pada titik didih sen'a4a, kelarutan dalam -asa cair dan temperatur kolom. =leh karena itu, 4aktu retensi satu komponen +er+eda dengan komponen lainn'a !spesi-ik%. 0aktor 'ang mempengaruhi pemisahan adalah temperatur kolom, laju alir gas pem+a4a, pemilihan -asa diam dan panjang kolom. Komputer mempun'ai +e+erapa -ungsi antara lain) Mem-asilitasi setting parameterparameter instrumen seperti) aliran -ase gas, suhu o7en dan pemrograman suhu, serta pen'untikan sampel secara
otomatis. Menampilkan
menggunakan gra-ik +er4arna. Merekam data kali+rasi, retensi, serta perhitunganperhitungan dengan
statistik Men'impan data parameter analisis untuk analisis sen'a4a tertentu
kromatogram
dan
in-ormasiin-ormasi lain
dengan
Kromatogra-i gas dapat digunakan untuk analisis kualitati- maupun kuantitati-. Analisis kualitati- han'a dilakukan untuk mengetahui komponen apa saja 'ang terdapat dalam sampel. (erdapat 6 cara dalam metode analisis kualitati-, 'aitu) 1. Mem+andingkan 4aktu retensi sampel dengan 4aktu retensi standar *. /ara ko%kromatogra-i atau spiking
aitu dengan menam+ahkan larutan standar ke dalam sampel. Pada metode ini selain mem+andingkan 4aktu retensi, juga mem+andingkan puncak antara sampel plus standar dengan tinggi puncak sampel saja. 8ika terjadi peningkatan tinggi puncak pada kromatogram sampel plus standar, maka peningkatan terse+ut se+anding dengan konsentrasi larutan standar. 6. Dengan cara spektrometri. /ara ini +iasan'a menggunakan instrumen /MS, 'aitu perpaduan antara instrumen / dengan spektrometer massa !MS%. Dengan tam+ahan MS, komponenkomponen sampel 'ang sudah +er+entuk gas dapat diidenti-ikasi kem+ali +erdasarkan per+andingan massa terhadap muatann'a. Komponen komponen sampel dalam +entuk gas terse+ut diionisasi dan menghasilkan -ragmen-ragmen. Setiap sen'a4a 'ang dipisahkan akan mem+entuk pola 'ang khas. Sementara itu, analisis kuantitati- dapat dilakukan dengan metodemetode +erikut. 1. Metode Kali+rasi Dilakukan dengan mem+uat larutan standar dengan +er+agai konsentrasi. *. Metode Standar Dalam Dilakukan dengan penam+ahan standar dalam 'ang kuantitati-n'a konstan ke 7olume tetap dari +e+erapa campuran sintetik 'ang mengandung komponen 'ang akan ditetapkan dengan kuantitas 'ang diketahui. 6. Metode
C A!+. 1+n B+"+n P,+-.i-m Alat
Instrumen
A!+. / shimatu
*"1"
#m!+" 1 set
dengan -asa diam didalam kolom +erupa cairan +ersi-at non polar. 2otol ial Pipet seukuran 1 ml
6 +uah 1 +uah
2all pipet elas kimia 1"" ml
1 +uah 1 +uah
Pipet tetes
6 +uah
2ahan B+"+n
#m!+" ",E ml ",E ml ",E ml 1,5 ml
Heksana p.a (oluena p.a J'lena p.a Pertama plus
D Si2+. Fisi- 1+n Kimi+ B+"+n N+m+ B+"+n Heksana
(oluena
J'lena
Si2+. Fisi-+ Massa molar ) $&,1$
g:mol ) ",&5@$ g:ml titik didih) &$,#5 o/ titik leleh) #@,6o/ 4ujud) cairan tidak
Si2+. Kimi+ rumus molekul) / &H1@ mudah ter+akar +er+aha'a +agi lingkungan +eracun
+er4arna kelarutan dalam air) 16 mg: pada *" o/ 7iskositas) ",*#@ cP massa molar) #*,1@ g:mol ) ",$&&# g:ml titik didih) 11",&o/ titik leleh) #6o/ 4ujud) cairan tidak +er4arna kelarutan
dalam
",@E g: !*"*5 o/% 7iskositas) ",5#"
rumus molekul) / &H5/H6 Sangat mudah ter+akar
air) cP
pada *"o/ Massa molar) 1"&,1E g:mol ) ",$$ g:ml pada *" o/ titik didih) 16$ o/
rumus molekul) / &H@ !/H6%* mudah ter+akar
Pertama plus
titik leleh) *5o/ 4ujud) cairan +er4arna kelarutan
dalam
tidak air)
",1$ g: pada *" o/ 7iskositas) ",$1 mPa.s 4ujud ) larutan +er4arna merah
+ilangan oktan) #5 mudah menguap komposisi pertama plus) ole-ins atau alkana) o 1pentena o *metil*+utana o 6metil*pentena o *,@,@trimetil1
pentena sikloalkana atau naptena o siklopentana o metilsiklopentana o sikloheksana o 1,*
o
dimetilsikloheksana 1,@
dimetilsikloheksana Aromatis o 2enena o (oluena o ;til+enena o m'lena o propil+enena o isopropil+enena
E P,ose1, Ke,*+ P,+-.i-m 1. Pem+uatan larutan standar arutan standar 'ang di+uat adalah larutan 'ang mengandung heksana,
toluena, dan ilena. /aran'a adalah se+agai +erikut ) a. arutan standar hekasana, toluena dan ilena dipipet masingmasing se+an'ak ",E ml dengan menggunakan pipet tetes. +. arutan terse+ut dipindahkan ke dalam +otol 7ial. c. arutan dihomogenkan. *. Pen'iapan sampel pertama plus dengan standar
a. Dipipet 1 ml larutan sampel pertama plus dengan menggunakan pipet 7olumetric, lalu larutan terse+ut dipindahkan ke dalam +otol 7ial, 'ang akan digunakan untuk analisis sampel murni. +. Sampel > larutan standar dipipet se+an'ak 1 ml untuk analisis sampel > larutan standar.
6. Pen'iapan Instrumen / Dilakukan pengesetan terhadap instrument Kromatogra-i as !/%. (om+ol L=< ditekan pada sakelar listrik. Diatur suhu kolom, suhu injector dan suhu detektor. Pompa dijalankan dan alat di+iarkan sta+il selama 1 jam. Diset suhu injektor 15"/. suhu detektor *5"/, dan suhu kolom @"/ dipertahankan selama * menit dan diprogram dengan kenaikan $o/:menit sampai suhu 15" o/. Digunakan detektor 0ID, jenis kolom D25 +ersi polisiloksan, gas pem+a4a < * dan gas pem+akar H * dan udara dengan tekanan se+esar @5 2ar. Alat kromatogra-i siap digunakan setelah semua parameter selesai diset.
@. Pengukuran Dengan Instrumen / a. S'ringe di+ilas dengan larutan standar 'ang akan diukur. +. Diam+il se+an'ak ",5 N larutan standar 'ang mengandung campuran heksana, toluene dan ilena dengan s'ringe dan diinjeksikan dengan /. c. S'ringe di+ilas kem+ali dengan sampel pertama plus murni untuk pengukuran sampel. d. Diam+il ",5 N sampel pertama plus murni dengan s'ringe dan diinjeksikan pada /. e. S'ringe di+ilas dengan larutan sampel pertama plus 'ang sudah ditam+ah larutan standar. -. Diam+il se+an'ak ",5 N sampel pertama plus 'ang sudah ditam+ah larutan standar dengan s'ringe dan diinjeksikan pada /.
F
$+si! 1+n An+!isi D+.+
D+.+ $+si! Peng+m+.+n
a. (e+el Data Pengamatan arutan Standar Pe+- no
@+-.
L+s A,e+
Kom/onen
1 * @
Re.ensi 1,$#* 6,@"E 5,"E1
6&1$$#@@ 56*1651& 5**16$#1
Heksana (oluena J'lena
+. (a+el Data Pengamatan arutan Sampel Pertama Plus Pe+- no
@+-.
L+s A,e+
Kom/onen
E *@ 6"
Re.ensi 1,$E# 6,@&* @,#E6
6$&&*1* #5E66E5 1*66*#E6
Heksana (oluena J'lena
c. (a+el Data Pengamatan arutan standar > arutan Sampel Pertama Plus
Pe+- no
@+-.
L+s A,e+
Kom/onen
& 1E *1
Re.ensi 1,$$@ 6,6$$ 5,"@6
*E@&@5*E @&**"56# @6E#15$#
Heksana (oluena J'lena
An+!isi D+.+
Pemisahan pada kromatogra-i gas didasarkan pada per+edaan kecepatan migrasi komponenkomponen suatu cuplikan di dalam kolom. Per+edaan migrasi ini terjadi karena per+edaan interaksi komponenkomponen terse+ut dengan -asa diam dan -asa gerak. 0asa diamn'a +erupa cairan 'ang melekat pada at pendukung !adsor+en% 'aitu pada kolom, sedangkan -asa gerakn'a +erupa gas. Karena gas ini +er-ungsi mem+a4a komponenkomponen sepanjang kolom hingga mencapai detektor, maka -asa gerak dise+ut juga
se+agai gas pem+a4a !carrier gas%. Pada perco+aan ini, gas pem+a4a 'ang digunakan adalah nitrogen. as pem+a4a mengalir dengan cepat, oleh karena itu proses pemisahan han'a mem+utuhkan 4aktu +e+erapa menit saja. Inilah keuntungan pemisahan dengan menggunakan /.
dalam
sampel
menggunakan
instrumen
/
!as
/hromatograph'%. Sampel 'ang digunakan adalah pertamax plus, 'akni cairan +er4arna merah 'ang sering digunakan untuk +ahan +akar kendaraan. 9ntuk proses analisisn'a, digunakan pula larutan standar 'ang mengandung campuran heksana, toluena dan ilena. Pada saat pengoperasian instrumen / dengan teknik pemisahann'a adalah dengan suhu terprogram, suhu injektor diset pada suhu 15"/, detektor pada suhu *5"/ dan kolom diset suhu a4aln'a se+esar @"/ dipertahankan selama * menit kemudian suhu dinaikkan se+esar $/ tiap menit hingga suhu mencapai 15"/. Hal ini +ertujuan agar semua komponen +eru+ah menjadi gas dan keluar meninggalkan kolom. Sehingga tidak ada komponen 'ang masih +erupa cairan dan tertinggal di dalam kolom. /airan 'ang tertinggal dalam kolom akan mengotori kolom dan mempengaruhi hasil analisis. Se+elum dilakukan pengukuran, instrumen / harus di+iarkan selama 1 jam agar aliran gas pem+a4a tetap sehingga kolom tidak akan cepat rusak. (eknik pemprograman suhu digunakan pada proses pemisahan karena mem+erikan hasil jauh le+ih +aik dari pada teknik isotermal. 2iasan'a teknik isotermal menghasilkan peak 'ang tumpang tindih pada kromatogram
sehingga sulit dilakukan identi-ikasi. Sedangkan pada teknik terprogram komponen keluar dari kolom dengan jarak satu peak ke peak lain tidak terlalu jauh dan juga tidak terlalu +erdekatan. Pada teknik terprogram ini, cuplikan 'ang masuk ke dalam kolom ketika +elum mencapai titik didihn'a akan +erkondensasi menjadi cairan dan menjadi gas kemudian di+a4a oleh -asa gerak menuju detector ketika mencapai titik didihn'a. Solut 'ang +ertitik didih rendah dan interaksin'a lemah terhadap -asa diam akan keluar le+ih dulu dari kolom dan menuju detector. Se+alikn'a solut 'ang +erinteraksi kuat dengan -asa diam akan keluar le+ih lama dari dalam kolom. =leh se+a+ itu, di dalam kolomlah komponen akan dipisahkan. Kolom 'ang digunakan +ersi-at non polar. Prinsip pengukurann'a didasarkan pada respon cuplikan terhadap detector. ea" out akan keluar se+agai kromatogram. Kromatogra-i gas dapat digunakan dalam analisis kualitati- maupun kuantitati-. Sesuai dengan tujuan perco+aan ini 'aitu menentukan +e+erapa komponen dalam sampel pertama plus, dengan kata lain han'a akan dilakukan analisis kualitati- saja. (erdapat 6 metode analisis kualitati- dengan kromatogra-i gas !/%, 'aitu) Mem+andingkan 4aktu retensi sampel dengan 4aktu retensi standar. Metode kokromatogra-i, 'aitu dengan cara menam+ahkan larutan
standar ke dalam sampel. Dengan /MS, 'aitu pengukuran sampel dengan instrumen / 'ang dikom+inasikan dengan spektrometer massa !MS%. Analisis kualitati- dengan metode pertama, 'aitu mem+andingkan 4aktu
retensi sampel dengan 4aktu retensi larutan standar. Dari kromatogram 'ang dihasilkan, terdapat 5 puncak:peak untuk larutan standar dan @& peak untuk larutan sampel pertama plus. Gaktu retensi peak nomor E, *@, dan 6" pada kromatogram sampel hampir sama dengan 4aktu retensi peak nomor 1,*, dan @ pada kromatogram larutan standar. Maka komponenkomponen dengan peak nomor E, *@, dan 6" pada kromatogram sampel adalah komponen komponen 'ang sama terdapat dalam larutan standar. 2erikut data 4aktu retensi masingmasing kromatogram. K,om+.og,+m s+m/e!
Peak no E
Gaktu Fetensi 1,$E#
*@ 6,@&* 6" @,#E6 K,om+.og,+m s.+n1+, Peak no 1 * @
Gaktu Fetensi 1,$#* 6,@"E 5,"E1
Komponenkomponen 'ang terdapat dalam larutan standar adalah heksana, toluena, dan ilena. Secara +erturutturut titik didih untuk heksana, tolena dan ilena adalah &$,#5o/, 11",&o/, 16$o/. 2erdasarkan titik didih masingmasing komponen terse+ut diketahui heksana memiliki titik didih paling rendah dan ilena memiliki titik didih 'ang paling tinggi. Komponen dengan titik didih 'ang rendah akan le+ih cepat +eru+ah menjadi gas dan le+ih cepat pergeragakann'a di dalam kolom. Karena pergerakann'a 'ang cepat ini, maka 4aktu 'ang diperlukan komponen untuk mele4ati kolom dan ter+aca detektor juga cepat. Hal ini menunjukkan detektor akan mem+aca 4aktu retensi masingmasing komponen sesuai dengan urutan kenaikan titik didihn'a. Maka peak nomor 1 pada kromatogram larutan standar adalah komponen heksana, peak nomor * adalah toluena, dan peak nomor 6 adalah ilena. Selain ditinjau dari titik didih, kepolaran juga mempengaruhi komponen 'ang akan keluar dari kolom menuju detektor terle+ih dahulu, 'aitu +erdasarkan interaksi solutsolut terse+ut dengan -asa diam. 0asa diam +ersi-at non polar. =leh se+a+ itu, solut 'ang memiliki si-at 'ang +er+eda dengan -asa diam atau kepolarann'a le+ih +esar, maka interaksin'a akan lemah terhadap -asa diam dan akan keluar le+ih dulu dari kolom menuju detector. Se+alikn'a solut 'ang +erinteraksi kuat dengan -asa diam akan tertahan dan keluar le+ih lama dari dalam kolom. 2erdasarkan kepolarann'a, heksana le+ih polar di+andingkan dengan toluena dan ilena. Dalam hal ini, terdapat tiga ukuran 'ang dapat menunjukkan kepolaran dari suatu pelarut 'aitu ) a. Momen dipol +. Konstanta dielektrik c. Kelarutann'a dengan air Molekul dari pelarut dengan momen dipol 'ang +esar dan konsanta dielektrik 'ang tinggi termasuk polar. Sedangkan molekul dari pelarut 'ang memilki momen dipol 'ang kecil dan konstanta dielektrik rendah diklasi-ikasikan se+agai nonpolar.
Sedangkan secara operasional, pelarut 'ang larut dengan air termasuk polar, sedangkan pelarut 'ang tidak larut dalam air termasuk nonpolar. Dengan diketahuin'a komponenkomponen larutan standar +erdasarkan peakn'a, maka komponenkomponen dalam sampel adalah) •
Peak nomor E
) heksana
•
Peak nomor *@
) toluena
•
Peak nomor 6"
) ilena
Analisis kualitati- metode 'ang kedua, 'aitu dengan cara kokromatogra-i. Pada larutan sampel ditam+ahkan larutan standar dengan per+andingan keduan'a 1)1. Metode ini selain mem+andingkan 4aktu retensi, juga mem+andingkan tinggi puncak:peak pada kromatogram pertama plus > standar dengan tinggi peak pertama plus saja. 8ika tinggi pada pertama plus > standar mengalami peningkatan di+andingkan tinggi peak kromatogram pertama plus saja, maka komponen pada peak 'ang mengalami peningkatan terse+ut sama dengan komponen 'ang terdapat dalam larutan standar. Dari kromatogram pertama plus saja dihasilkan @& peak dan dari kromatogram pertama plus > standar dihasilkan *5 peak. 2erdasarkan 4aktu retensi dan luas area peak masingmasing kromatogram, didapatkan peak 'ang hampir sama, 'aitu) s+m/e! s.+n1+, Pe+-
@+-.
L+s A,e+
no E *@ 6"
Re.ensi 1,$E# 6,@&* @,#E6
6$&&*1* #5E66E5 1*66*#E6
s+m/e!
Pe+-
@+-.
L+s A,e+
no & 1E *1
Re.ensi 1,$$@ 6,6$$ 5,"@6
*E@&@5*E @&**"56# @6E#15$#
Maka pada larutan sampel > standar terdapat komponen heksana dengan peak nomor &, toluena dengan peak nomor 1E, dan ilena dengan peak nomor *1. Analisis kualitati- dengan metode ketiga, 'aitu dengan menggunakan /MS. Instrumen /MS merupakan pengga+ungan antara instrumen kromatogra-i gas !/% dan spektrometer massa !MS%. Dengan adan'a spektrometer massa !MS% dalam /, instrumen
dapat men'eleksi molekulmolekul
gas
+ermuatan
+erdasarkan massan'a !per+andingan massa terhadap muatann'a%. Setiap sen'a4a dapat terpecah dengan pola -ragmentasi 'ang khas. =leh karena itu, pengukuran dengan
menggunakan
/MS
langsung
mengukur
sampel,
tidak
perlu
menggunakan larutan standar. Karena setiap sen'a4a memiliki pola -ragmentasi 'ang khas, maka se+enarn'a dalam MS sudah tersimpan data pola -ragmentasi sen'a4asen'a4a. MS akan mem+erikan +e+erapa kemungkinan sen'a4a 'ang pola -ragmentasin'a hampir sama dengan pola -ragmentasi komponenkomponen dalam sampel 'ang dianalisis. Kemiripan pola -ragmentasi sen'a4a dengan komponen sampel dapat dilihat dari nilai SI n'a !similarit' Inde%.
Dari hasil perco+aan penentuan +e+erapa komponen dalam sampel pertama plus 'ang telah dilakukan, +erdasarkan analisis kualitati- kromatogram dengan metode 4aktu retensi, metode kokromatogra-i dan metode /MS, komponen 'ang terdapat dalam sampel pertama plus adalah heksana, toluena dan 'lena.
DAFTAR PUSTAKA
Henda'ana, Sumar. !1##@%. Kmia Instrumen *"isi Kesatu. Semarang ) IKIP Semarang Press. Henda'ana, Sumar. !*""&%. KI+IA #*+I,A-A +eto"e Kromatografi "an *lektroforensis +o"ern. 2andung ) P(. Femaja Fosdakar'a. (im Kimia Analitik Instrumen. !*"1"%. #enuntun #raktikum Kimia Analitik Instrumen (KI%/1). 2andung ) 8urusan Pendidikan Kimia 0PMIPA 9PI.
9nder4ood, A.. O Da', F.A.!*""*%. Analisis Kimia Kuantitatif . ;disi keenam. 8akarta) ;rlangga. Gir'a4an, Adam. Dkk. !*""E%. Kimia Analitik . Malang )Departemen Pendidikan
LAMPIRAN 1.
C+,+ Pemb+.+n L+,.+n arutan standar hekasana, toluena dan ilena dipipet masingmasing se+an'ak
",E ml dengan menggunakan pipet tetes. arutan terse+ut dipindahkan ke dalam +otol 7ial. arutan dihomogenkan.
2.
D+.+ Peng+m+.+n a. Pengamatan arutan arutan heksana p.a arutan toluena p.a arutan ilena p.a arutan standar Sampel pertama plus
+.
Parameter Instrumen /MS Merk Alat / ) SHIMA(9 *"1" Suhu injector ) 15"/ Suhu detektor ) *5" o/ Suhu kolom )@" o/ selama * menit diprogram dengan kenaikan $ o/:menit
c.
sampai 15"o/ Detektor ) 0ID as pem+a4a )H* > udara !kompresor% (ekanan gas ) @5 2ar Kolom ) D25 Panjang Q 6" mB diameter Q ".*5 mm Kecepatan alir ) *,E m:menit Gaktu ) 15,E5 menit
/ara Pengoperasian Alat Pastikan ka+el penghu+ung listrik tersam+ung dengan +enar. Alirkan gas nitrogen, diikuti dengan mengalirkan gas hidrogen. Hidupkan kompresor. Hidupkan instrument / dengan menekan tom+ol L=< pada sakelar
listrik. Hidupkan komputer se+agai alat pemograman instrumentasi /. (om+ol heat pada posisi L=<. Pilih <* se+agai gas pem+a4a dengan laju alir *,E ml:menit. Atur suhu injektor !15" o/%, suhu kolom !@" o/ dan diprogram dengan
kenaikan $o/ permenit sampai 15"o/% dan suhu detektor !*5" o /%. Pilih 0ID se+agai detektor. 8alankan pompa, +iarkan alat sta+il selama 4aktu tertentu !sekitar 1 jam%. akukan injeksi sampel. (unggu hingga analisis selesai. 9ntuk mengakhiri, dinginkan temperatur injector, kolom dan detektor pada
/ monitor sampai temperatur ruangan !6" o/%. Matikan perangkat alat dengan urutan ) computer, /, dan gas H *.
d.
) arutan tidak +er4arna ) arutan tidak +er4arna ) arutan tidak +er4arna ) arutan tidak +er4arna ) arutan +er4arna merah
Data Hasil Pengamatan
(e+el Data Pengamatan arutan Standar Pe+- no
@+-. Re.ensi
L+s A,e+
Kom/onen
