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 komponenkomponen 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
0
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. 2.
kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan 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 caracara yang lain. 5.
Analisa, dapat digunakan sebagai : 1)
Analisa kualitatif yaitu dengan membandingkan
waktu retensi. 2)
Analisa kuantitatif yaitu dengan perhitungan luas
puncak. 6. ulang
EKSTRAKSI
Alat GLC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-
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 senyawasenyawa 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 ( R ) / ULTRACIDE ( R ) Ciba-geigy (GS 13005) Struktur kimia S R= (C2H5O)2
O R'= (C2H5O)2
P
P O
O
Sifat fisik Bentuk fisik
: kristal bubuk bewarna putih
Titik lebur
: 39-40 0 C
Tekanan uap
: 1.0 x 10 −6 mm Hg pada 20 0 C
Massa jenis
: 1.495 g/cm 3 pada 20 0 C
Kelarutan
: pada air 240 ppm = 0.024% pada 20 0 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
