TUJUAN 1.
Mengoperasikan GC dengan tepat sesuai SOP.
2.
Memilih program suhu yang tepat, isoterm atau terprogram.
3.
Menentukan larutan standar yang tepat dan sesuai dengan cuplikan.
4.
Memilih metode yang paling tepat untuk digunakan dalam analisis.
5.
Melakukan pra-analisis cuplikan dengan benar, bilamana diperlukan.
6.
Melakukan analisis kuantitatif suatu cuplikan dengan tepat.
LANDASAN TEORI Kromatografi adalah metode pemisahan suatu campuran menjadi komponenkomponennya yang berdasarkan pada distribusi komponen-komponen tersebut diantara dua fasa, yakni fasa diamdan fasa gerak. Terjadinya pemisahan tersebut disebabkan perbedaan afinitasnya terhadap fasa diam dan fasa gerak yang berbeda pada sistem kesetimbangan dinamis. Kromatografi gas adalah cara pemisahan kromatografi menggunakan gas sebagai fasa penggerak. Zat yang dipisahkan dilewatkan dalam kolom yang diisi dengan fasa tidak bergerak yang terdiri dari bahan terbagi halus yang cocok. Gas pembawa mengalir melalui kolom dengan kecepatan tetap, memisahkan zat dalam gas atau cairan, atau dalam bentuk padat pada keadaan normal. Cara ini digunakan untuk percobaan identifikasi dan kemurnian, atau untuk penetapan kadar. Kromatografi Gas ( GC) merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari c ampuran. Dalam beberapa situasi, s ituasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks. Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau (atau “mobile phase”) adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau “aerograph”, ”gas pemisah”).
GC ini dapat digunakan untuk melakukan analisis baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Analisis kuantitatif kromatografi gas adalah menentukan konsentrasi yang tepat dari komponn atau senyawa suatu cuplikan. Di dalam analisis kuantitatif yang harus diperhatikan adalah luas puncak kromatografi (luas kromatogrm) dari setiap komponen yang akan kita analisis. Luas setiap 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 pe mbawa 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) 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 dil akukan dengan menggunakan kurva standar. Karena kosnentrasi larutan standar yang ditambahkan diketahui, dengan mudah kita dapat menghitung banyaknya senyawa yang dianalisis. ALAT DAN BAHAN No. Alat
Bahan
1.
Sperangkat alat GC
Etanol p.a 99,8 %
2.
Tabung reaksi 2 buah
Aquades
3.
Gelas Kimia 100 mL
Parfum Casablanca
4.
Labu takar 10 mL 5 buah
Propanol p.a
5.
Pipet ukur 1 ml 1 buah
Kertas grafik
6.
Pipet tetes 3 buah
Tissue
7.
Pipet volum 5 mL 1 buah
8.
Bola hisap
DATA PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA 1. Pengolahan Data a. Kondisi Percobaan
Nama Kolom
: Kolom Polar (ORD NR 48122-3)
Jenis Detektor
: FID
Jenis Gas Pembawa
: Nitrogen
Program Suhu yang digunakan
: Suhu Terprogram
Laju Alir Gas Pembawa
: 18,7 ml/detik
OVEN TEMP
: 75 oC
INIT TEMP
: 75 oC
FINAL TEMP
: 125 oC
RATE
:5
DET A TEMP
: 125 oC
INJ A TEMP b. Metode yang digunakan Konsentrasi etanol yang digunakan
: 125 oC : % Luas atau % AREA : 99,8%
Menentukan % area (kasar) Larutan
% Area
RT
Larutan Standar Etanol
6,7688 x 10 7
1,50
Larutan Standar Propanol
2,9733 x 10 7
2,09
Sampel (parfum)
4,4959 x 10
% Area Sampel (Parfum) = =
x 99,8 %
= 66,29 %
x konsentrasi etanol
Larutan standar
Larutan standar dibuat dengan mengencerkan larutan etanol 99,8% (N 1) Larutan standar 4%
Larutan standar 5%
V2= 10 mL
V2= 10 mL
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x N1 = V2 x N2
V1 x 99,8 % = 10 ml x 4%
V1 x 99,8 = 10 x 5
V1 = 0,40 mL
V1 = 0,50 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 = 0,60 mL
V1 = 0,70 mL
Larutan standar 8%
V2= 10 mL V1 x N1 = V2 x N2 V1 x 99,8 = 10 x 8 V1 = 0,80 mL
Larutan standar yang harus dibuat adalah 4%, 5%, 6%, 7%, 8% dan 9%. Pada larutan standar tersebut terdapat kandungan propanol sebesar 10%.
Menentukan konsentrasi sampel
KONSENTRASI ETANOL (%)
RT
LUAS AREA
Etanol
Propanol
Etanol
Propanol
Etanol/Propanol (nisbah)
4
1,58
1,96
180030 0
6142500
0,2931
5
1,59
1,98
209540 0
5859600
0,3576
6
1,55
1,94
245180 0
5502400
0,4456
7
1,56
1,94
300710 0
5793700
0,5190
8
1,55
1,95
377600 0
6184600
0,6106
RT
LUAS AREA
SAMPEL Etanol Propanol
Parfum
1,54
Etanol
1,99
4,0706 x 10
7
Propanol
Etanol/Propanol (nisbah)
5557700
7,3243
Kurva Kalibrasi y = 0.0796x - 0.0327 R² = 0.9971
0.700 ) h0.600 a b s i 0.500 N ( l o0.400 n a p o0.300 r P / l 0.200 o n a t 0.100 E
Nisbah Linear (Nisbah )
0.000 0
2
4
6
8
10
Etanol (%)
Kadar etanol dalam sampel : Parfum (y= 7,3243) y = 0.0796x - 0.0327 7,3243= 0.0796x - 0.0327 X = 92,4 % Jadi, kadar etanol dalam sampel parfum adalah sebesar 92,4 %
NO
1
GAMBAR
KETERANGAN
Etanol dan propanol murni yang digunakan sebagai standar
2
Laju alir gas pembawa (N 2) sebesar 18,7
Larutan standar untuk 3
membuat kurva kalibrasi dengan variasi konsentrasi 4%, 5%, 6%, 7%, dan 8%
4
Kromatogram dari larutan standar 4%
5
6
Kromatogram dari larutan standar 5%
Kromatogram dari larutan standar 6%
7
Kromatogram dari larutan standar 7%
8
Kromatogram dari larutan standar 8%
9
Sampel parfum yang digunakan
10
Kromatogram dari sampel yang digunakan
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. Komponenkomponen sampel akan dibawa fase gerak menuju detektor dan hasilnya direkam oleh recorder. 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 Hidrogen, Udara tekan dan Nitrogen. Gas yang paling berbahaya adalah hidrogen, maka pada saat akan menghubungkan gas dengan alat GC dimulai dari gas yang paling tidak berbahaya yaitu gas Nitrogen, udara tekan lalu gas Hidrogen. Dan sebaliknya ketika alat GC selesai digunakan, gas yang harus ditutup terlebih dahulu adalah gas yang paling berbahaya sampel yang masuk kedalam kolom langsung menguap. Gas Hidrogen dan udara tekan akan bereaksi akan menghasilkan energi, yang mana energi tersebut digunakan untuk ionisasi sampel. Dan hasil samping dari reaksi tersebut adalah H2O. Maka dari itu untuk menandakan bahwa H 2 dan O2 telah bereaksi ditandai dengan adanya uap air yang keluar dari detektor. Dan di cek dengan menggunakan lempengan alumunium. 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. Hal ini bertujuan agar semua komponen berubah menjadi gas dan keluar meninggalkan kolom. Kolom biasanya dibuat dari baja tak berkarat dengan
panjang antara 1 sampai 4 meter. Dan untuk mengukur laju alirnya digunakan Bubble Flow Meter. Laju alir yang dihasilkan sebesar 18,7 ml/detik. Selain berfungsi dalam pemisahan, kromatografi gas juga dapat digunakan dalam analisa, baik analisa kualitatif maupun kuantitatif. Pada praktikum kali ini dilakukan uji kuantitatif terhadap sampel yang berupa parfum casablanka. Pada uji kuantitatif ini juga tetap harus dilakukan uji kualitatif terlebih dahulu. Uji kualitatif dilakukan dengan menguji propanol p.a dan etanol p.a dalam alat GC. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan pengaturan suhu terprogram. Analisa secara kualitatif ini dilakukan untuk menentukan konsentrasi dari etanol p.a, propanol p.a dan sampel yang digunakan. Dengan diketahuinya konsentrasi dari etanol dan propanol, 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 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. Berdasarkan praktikum yang dilakukan didapat konsentrasi kasar dari etanol dalam sampel adalah 66,29 %. 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 6,629%. Setelah dikalikan dengan faktor pengenceran dibuat larutan standar dengan konsentrasi 4%, 5%, 6%, 7% dan 8%. Kemudian setiap larutan standar tersebut diinjeksikan kedalam injektor pada gas kromatografi. Sehingga didapat waktu retensi dan area tiap larutan. Maka didapat kurva kalibrasi nisbah area etanol dengan area propanol terhadap konsentrasi etanol sebagai berikut :
Kurva Kalibrasi y = 0.0796x - 0.0327 R² = 0.9971
0.700 ) h0.600 a b s i
0.500
N ( l o0.400 n a p o0.300 r P / l 0.200 o n a t 0.100 E
Nisbah Linear (Nisbah )
0.000 0
2
4
6
8
10
Etanol (%)
Selanjutnya sampel diinjeksikan kedalam gas kromtografi, kemudian dilakukan perhitungan dengan menggunakan metode ISTD untuk mengetahui konsetrasi etanol dalam sampel parfum casablanka. Berdasarkan perhitungan didapat hasil bahwa kadar etanol dalam sampel parfum adalah sebesar 92,4 %. KESIMPULAN :
Berdasarkan praktikum dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Program suhu yang dilakukan pada saat praktikum adalah suhu terprogram. 2. Analisa kualitatif a. Dalam sampel parfum casablanka terdapat alkohol yaitu etanol. b. Nilai waktu retensi masing-masing dan luas area senyawa yaitu:
Luas area etanol p.a 6,7688 x 10 7
Propanol p.a sebesar 1,50
Luas area propanol p.a 2,9733 x 10 7
Etanol p.a sebesar 2,09
Luas area sampel 4,4959 x 10 7
Parfum cusson sebesar 1,51
3. Metode ISTD merupakan metode yang paling tepat untuk analisa kuantitatif 4. Dengan menggunakan metoda % Area Konsentrasi etanol pada sampel parfum casablanka adalah 66,29 %. 5. Konsentrasi etanol yang terkandung dalam parfum cusson dengan metoda ISTD adalah 92,4 %. DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. LAPORAN PRAKTIKUN KROMOTOGRAFI GAS (GC). http://serbamurni.blogspot.com/2012/11/laporan-praktikun-kromotografi-gasgc.html (diakses 20 mei 2014)
