MAKALAH ANALISIS FARMASI “KROMATOGRAFI GAS”
OLEH KELOMPOK VIII 1. REZA RAHMANSYAH
(O1A115
2. SEKAR DWILAKSITA
(O1A115136)
3. WILDA PUSPITA AGAM (O1A115 4. TUTI MAULIA
(O1A115
5. NURMAYANI
(O1A115156)
KELAS D
JURUSAN FARMASI FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS HALU OLEO KENDARI 2017
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur senantiasa penulis panjatkan kehadirat Allah swt, karena atas limpahan rahmat, taufik, dan hidayah-Nya penulis masih diberikan kesehatan dan kekuatan untuk menyelesaikan tugas makalah Analisis Farmasi yang berjudul Kromatografi Gas ini. “
”
Tidak lupa pula penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada semua pihak yang telah mendukung penulis, sehingga makalah
Kromatografi
“
Gas ini dapat terselesaikan dengan tepat waktu. ”
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dalam makalah ini, oleh karena itu saran dan kritik yang membangun tetap penulis nantikan demi kesempurnaan makalah ini.
Kendari,
September 2017
Penyusun
2
DAFTAR ISI
Halaman
Sampul
......................................................................................................1 Kata
Pengantar
.........................................................................................................2 Daftar Isi ..................................................................................................................3 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ....................................................................................................4 B. Rumusan
Masalah
...............................................................................................5 C. Tujuan .................................................................................................................5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Definisi
Kromatografi
Gas
..................................................................................6 B. Pembagian
Kromatografi
Gas
.............................................................................7 C. Peralatan
dalam
Kromatografi
Gas
.....................................................................8 D. Cara
Kerja
Kromatografi
Gas
............................................................................12 BAB III ISI ............................................................................................................13 BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan .......................................................................................................15 Daftar
Pustaka
........................................................................................................16
3
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Kromatografi berasal dari kata chroma (warna) dan graphein (penulisan) merupakan suatu teknik pemisahan fisik karena memanfaatkan perbedaan yang kecil sifat-sifat fisik dari komponen- komponen yang akan dipisahkan. Istilah penulisan warna sudah tidak tepat lagi karena pemisahan dengan kromatografi dapat dipakai untuk memisahkan komponen-komponen yang tidak berwarna. Kromatografi
adalah
pemisahan
fisik
suatu
campuran
zat-zat
kimia
berdasarkan pada perbedaan migrasi dari masing-masing komponen campuran yang terpisah pada fase diam dibawah pengaruh fase gerak. Kromatografi terbagi atas beberapa macam, salah satunya adalah kromatografi gas, yang merupakan metode kromatografi pertama yang dikembangkan pada zaman instrumen dan elektronika. Kromatografi gas dapat dipakai untuk setiap campuran dimana semua komponennya mempunyai tekanan uap yang berarti, suhu tekanan uap yang dipakai untuk proses pemisahan. Tekanan uap memungkinkan komponen menguap dan bergerak bersama-sama dengan fase gerak yang berupa gas. Kromatografi gas pada mulanya hanya digunakan dalam analisis gas, tetapi dengan kemajuan teknologi, kromatografi gas dapat digunakan untuk analisis bahan cair dan padat dengan syarat bahwa bahan yang akan dianalisis mudah menguap atau bisa diderivatisasi terlebih dahulu menjadi bahan yang mudah menguap. Kromatografi gas dapat pula digunakan dalam
4
pemisahan dan metode penentuan baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Bentuk analisis lengkap ini merupakan keunggulan utama dari kromatografi. Kromatografi gas juga merupakan jenis kromatografi yang paling tua dan sudah digunakan sejak tahun 1800-an.
Penggunaan kromatografi gas juga
cukup luas terutama dalam industri minyak dan gas, hingga farmasi.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dapat dita rik beberapa rumusan masalah sebagai berikut: 1. Apa yang dimaksud dengan kromatografi gas? 2. Apa saja jenis-jenis kromatografi gas? 3. Apa saja komponen alat dalam kromatografi gas? 4. Bagaimana mekanisme kerja dari kromatografi gas? C. Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dari makalah ini, antara lain: 1. Untuk mengetahui pengertian dari kromatografi gas 2. Untuk mengetahui jenis-jenis kromatografi gas 3. Untuk mengetahui komponen-komponen alat dalam kromatografi gas 4. Untuk mengetahui mekanisme kerja dari kromatografi gas
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Definisi Kromatografi Gas
Kromatografi gas atau KG merupakan teknik instrumental yang dikenalkan pertama kali pada tahun 1950-an, dan saat ini merupakan alat utama yang digunakan oleh laboratorium untuk melakukan analisis. Perkembangan teknologi yang signifikan dalam bidang elektronik, komputer, dan kolom telah menghasilkan batas deteksi yang lebih rendah serta identifikasi senyawa menjadi lebih akurat melalui teknik analisis dengan resolusi yang meningkat. Kromatografi gas merupakan teknik analisis yang telah digunakan dalam bidang-bidang seperti industri, lingkungan, farmasi, minyak, kimia, klinik, forensik, makanan, dan lain-lain. Kromatografi gas merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa yang mudah menguap dalam suatu campuran. Kromatografi gas merupakan suatu cara kromatografi di mana sampel diuap dan diinjeksikan ke dalam kolom. Sampel kemudian dibawa melalui kolom oleh gas pembawa yang bersifat inert. Di dalam kolom sendiri telah ada fase diam. Kegunaan umum KG adalah untuk melakukan pemisahan dinamis dan identifikasi semua jenis senyawa organik yang mudah menguap dan juga untuk melakukan analisis kualitatif serta kuantitatif senyawa dalam suatu campuran.
6
Kromatografi umumnya sebagaimana yang telah kita ketahui melibatkan sampel yang terlarut dalam fase gerak yang didorong melewati fase diam dengan berbagai cara. Kromatografi gas terdiri dari fase gerak berupa gas dan fase diam berupa padat (GSC: gas solid chromatography) atau cairan yang dilekatkan pada suatu fase penyokong ( GLC: gas liquid chromatography ). KG dapat diotomatisasi untuk analisis sampel-sampel padat, cair, dan gas. Sampel padat diekstraksi dalam suatu pelarut sehingga dapat diinjekskan ke dalam sistem KG, demikian juga sampel gas dapat langsung diambil dengna penyuntik ( syringe) yang ketat terhadap gas. Kromatografi gas memiliki beberapa keuntungan, antara lain efisien, resolusi tinggi sehingga dapat digunakan untuk menganalisis partikel berukuran sangat kecil seperti polutan dalam udara, sangat mudah terjadi pencampuran uap sampel kedalam fasa bergerak, kromatograf sangat mudah digabung dengan instrumen fisika-kimia yang lainnya, analisis cepat, biasanya hanya dalam hitungan menit, tidak merusak sampel, serta sensitivitas tinggi sehingga dapat memisahkan berbagai senyawa yang saling bercampur dan mampu menganalisis berbagai senyawa meskipun dalam kadar/konsentrasi rendah. Namun demikian, kromatografi ini juga memiliki beberapa kekurangan seperti terbatas untuk zat yang mudah menguap, tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar, fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat terlarut. B. Pembagian Kromatografi Gas
Kromatografi gas merupakan teknik pemisahan yang mana solut-solut yang mudah menguap (dan stabil terhadap panas) bermigrasi melalui kolom yang mengandung fase diam dengan suatu kecepatan yang tergantung pada rasio distribusinya. Ada dua jenis kromatografi gas, antara lai n: 1. Kromatografi gas-cair (KGC) KGC adalah suatu teknik pemisahan yang paling penting untuk penelitian kimia modern. Pada KGC ini, fase diam yang digunakan adalah cairan yang diikatkan pada suatu pendukung sehingga solut akan terlarut dalam fase diam. Mekanisme sorpsi-nya adalah partisi. Sampel diuapkan 7
dan dilewatkan melalui kolom, terbawa dalam aliran gas lembam seperti helium atau nitrogen. Waktu tinggal dalam kolom tergantung pada koefisien partisi spesies terlarut, yang memungkinkan pemisahan yang efisien dari campuran. Zat terlarut yang meninggalkan kolom pada waktu tertentu dapat dideteksi oleh bermacam teknik yang menghasilkan kromatogram gas dengan puncak yang sesuai dengan setiap spesies terlarut dalam campuran. Kromatografi gas-cair banyak digunakan untuk memisahkan produk hasil reaksi organik. Kromatografi ini juga dapat digunakan untuk menentukan kemurnian senyawa, karena jumlah pengotor yang sangat kecil pun
dapat
muncul
dengan
jelas
sebagai
puncak
terpisah
dalam
kromatogram. Teknik ini penting dalam pemisahan dan identifikasi sejumlah kecil zat yang mungkin beracun dalam sampel lingungan atau biologi. 2. Kromatografi gas-padat (KGP) Pada KGP ini, digunakan fase diam padatan (kadang-kadang polimerik). Mekanisme sorpsi-nya adalah adsorpsi. Prinsip pemisahan komponen sampel adalah perbedaan fisik adsorpsi oleh fase diam. KGP lebih efektif untuk pemisahan komponen-komponen dengan massa relative (Mr) rendah. Namun adsorpsi fase diam terhadap komponen-komponen sample bersifat semipermanen terutama terhadap molekul yang aktif atau molekul yang polar. Di samping itu, KGP sering kali memberikan bentuk kromatogram yang berekor. C. Peralatan pada Kromatografi Gas
8
Komponen utama dalam kromatografi gas seperti ditunjukkan pada gambar di atas terdiri atas kontrol dan penyedia gas pembawa, ruang suntik sampel, kolom yang diletakkan dalam oven yag dikontrol secara termostatik, sistem deteksi dan pencatat (detektor dan recorder ), serta komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data.
1. Fase gerak Fase gerak pada KG juga disebut dengan gas pembawa. Gas ini terdapat pada suatu tanki bertekanan sangat tinggi (±150 atm). Gas pembawa bertujuan untuk membawa solut ke kolom, karenanya gas pembawa tidak berpengaruh pada selektifitas. Sela in itu, gas pembawa juga difungsikan sebagai penghasil nyala untuk KG dengan detektor ionisasi nyala ( flame ionization detector). Untuk keperluan ini digunakan gas seperti hidrogen, oksigen, dan udara. Persyaratan ideal gas pembawa, antara lain: a. Gas pembawa harus bersifat inert b. Murni, murah, dan mudah diperoleh c. Pemilihan gas pembawa sangat tergantung pada jenis detektor yang digunakan
9
d. Sistem pendukung gas pembawa harus menyediakan molecular sieves sebagai bahan untuk menghilangkan air dan impurities yang lain Pemilihan gas pembawa tergantung pada penggunaan spesifik dan jenis detektor yang digunakan. Helium merupakan tipe gas pembawa yang sering digunakan karena memberikan efisiensi kromatografi yang baik (mengurangi pelebaran pita). Selain helium, gas pembawa lainnya seperti nitrogen, hidrogen, atau campuran argon dan metana. 2. Ruang suntik sampel Fungsi ruang suntik adalah untuk mengantarkan sampel ke dalam aliran gas pembawa. Penyuntikan sampel dapat dilakukan secara manual atau secara otomatis (yang dapat menyesuaikan jumlah sampel). Sampel yang akan dikromatografi dimasukkan ke dalam ruang suntik melalui gerbang suntik yang biasanya berupa lubang yang ditutupi septum atau pemisah karet. Ruang suntik harus dipanaskan tersendiri (terpisah dari kolom) dan biasanya 10-15oC lebih tinggi daripada suhu kolom maksimum. Jadi seluruh sampel akan menguap segera setelah sampel disuntikkan. Lubang injeksi didesain untuk memasukkan sampel secara cepat dan efisien. Desain yang populer terdiri atas saluran gelas yang kecil atau tabung logam yang dilengkapi dengan septum karet pada satu ujung untuk mengakomodasi injeksi dengan syringe. Karena gas pembawa mengalir melalui tabung, sejumlah volume cairan yang diinjeksikan (biasanya antara 0,1-3 µL) akan segera diuapkan untuk selanjutnya dibawa menuju kolom. Pada dasarnya ada 4 jenis injektor pada kromatografi gas, yaitu: a. Injeksi langsung (direct injection), yang mana sampel diinjeksikan akan diuapkan dalam injektor yang panas dan 100% sampel masuk menuju kolom. b. Injeksi terpecah ( split injection), yang mana sampel yang diinjeksikan diuapkan dalam injektor panas dan selanjutnya dilakukan pemecahan.
10
c. Injeksi tanpa pemecahan ( splitness injection), yang mana hampir semua sampel diuapkan dalam injektor yang panas dan dibawa ke dalam kolom karena katup pemecah ditutup d. Injeksi langsung ke kolom (on column injection), yang mana ujung syringe dimasukkan langsung ke dalam kolom. Teknik injeksi langsung ke dalam kolom digunakan untuk senyawa-senyawa yang mudah menguap, karena jika penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung dikhawatirkan akan terjadi peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi. 3. Kolom Kolom pada KG merupakan tempat terjadinya proses pemisahan karena di dalamnya terdapat fase diam. Lazimnya tampak luar suatu kolom adalah tabung berbentuk kumparan, akan tetapi terdapat pula kolom yang berbentuk lurus atau bengkok seperti huruf V/W. Tabung ini terbuat dari bermacam-macam
bahan
seperti
tembaga,
teflon,
stainless
steel,
aluminium, dan gelas. Tabung tembaga tidak digunakan untuk senyawasenyawa seperti amina, asetilen, terpena, dan steroid karena akan terjadi reaksi kimia. Semakin sempit diameter kolom, maka efisiensi pemisahan kolom semakin besar atau puncak kromatogram yang dihasilkan semakin tajam. Dalam kromatografi gas terdapat dua jenis kolom yaitu kolom kemas dan kolom kapiler. a. Kolom kemas, jenis kolom ini terbuat dari gelas atau logam yang tahan karat atau dari tembaga dan aluminium. Efisiensi kolom akan meningkat dengan semakin bertambah halusnya partikel fase diam. Semakin kecil diameter partikel fase diam, maka efisiensinya akan meningkat. b. Kolom kapiler, jenis kolom ini terdapat rongga pada bagian dalam yang menyerupai pipa. Fase diam melekat mengelilingi dinding dalam kolom. Fase diam yang digunakan dapat bersifat non polar, polar, atau
11
semi polar. Jenis fase diam akan menentukan urutan elusi komponen dan campuran. 4. Detektor Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen-komponen di dalamnya menjadi sinyal elektronik atau dengan kata lain mengubah sifatsifat molekul dari senyawa organik menjadi arus listrik untuk kemudian diteruskan ke recorder atau pencatat menjadi gambar/ kromatogram. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisis kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-komponen yang terpisah di antara fase diam dan fase gerak. Banyak detektor yang dapat digunakan dalam kromatografi gas. Jenis detektor yang berbeda akan memberikan selektivitas yang berlainan. Detektor yang non selektif akan memberikan respon pada semua senyawa kecuali senyawa gas pembawa. Sedangkan detektor yang selektif hanya akan memberikan respon pada kisaran senyawa yang memiliki sifat fisika atau kimia yang sama, serta detektor yang spesifik hanya memberikan respon pada satu senyawa saja. 5. Komputer Komponen terakhir dalam KG ialah komputer. Pada KG modern, komputer dilengkapi dengan perangkat lunak untuk digitalisasi signal detektor dan mempunyai beberapa fungsi, antara lain: a. Memfasilitasi setting parameter instrumen seperti aliran fase gas, suhu oven, dan pemrograman suhu, serta penyuntikan sampel secara otomatis b. Menampilkan kromatogram dan informasi lain dengan menggunakan grafik berwarna c. Merekam data kalibrasi, retensi, serta perhitungan-perhitungan dengan statistik d. Menyimpan data parameter analisis untuk analisis senyawa tertentu D. Cara Kerja Kromatografi Gas
12
Pada umumnya solut akan terelusi berdasarkan pada peningkatan titik didihnya, kecuali jika ada interaksi khusus antara solut dengan fase diam. Pemisahan pada kromatografi gas didasarkan pada titik didih suatu senyawa dikurangi dengan semua interaksi yang mungkin terjadi antara solut dengan fase diam. Fase gerak yang berupa gas akan mengelusi solut dari ujung kolom lalu menghantarkannya ke detektor. Penggunaan suhu yang meningkat (biasanya pada kisaran 50-350oC) bertujuan untuk menjamin bahwa solut akan menguap dan karenanya akan cepat terelusi. Secara garis besar, prinsip kerja kromatografi gas dapat dirangkum sebagai berikut. Dasar kerja
: adhesi
Fase gerak
: gas (helium, nitrogen, dan lain-lain)
Fase diam
: padatan (silika, alumina, grafit) dan bahan polimer berpori
Cara kerja dari kromatografi gas adalah gas pembawa lewat melalui satu sisi detector kemudian memasuki kolom. Di dekat kolom ada suatu alat di mana sampel-sampel bisa dimasukkan ke dalam gas pembawa ( tempat injeksi). Sampel-sampel tersebut dapat berupa gas atau cairan yang volatil (mudah menguap). Lubang injeksi dipanaskan agar sampel teruapkan dengan cepat. Aliran gas selanjutnya menemui kolom, kolom berisi suatu padatan halus dengan luas permukaan yang besar dan relatif inert . Sebelum diisi ke dalam kolom, padatan tersebut diimpregnasi dengan cairan yang diinginkan yang berperan sebagai fasa diam atau stasioner sesungguhnya, cairan ini harus stabil dan non volatil pada temperatur kolom dan harus sesuai dengan pemisahan tertentu. Setelah muncul dari kolom itu, aliran gas lewat melalui sisi lain detector . Maka elusi zat terlarut dari kolom mengatur ketidakseimbangan antara dua sisi detector yang direkam secara elektrik.
13
BAB III ISI A. Pokok Bahasan
Jurnal yang akan ditelaah adalah jurnal yang berkaitan dengan analisis ester asam ftalat dengan menggunakan metode kromatografi gas. Ester asam ftalat merupakan sxssssssssssssssssssz B. Metode Penelitian C. Hasil dan Pembahasan
14
15
BAB IV PENUTUP A. Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah ini, antara lain: 1. Kromatografi gas merupakan metode yang dinamis untuk pemisahan dan deteksi senyawa-senyawa yang mudah menguap dalam suatu campuran. 2. Kromatografi gas terbagi atas dua jenis, yakni kromatografi gas-cair yang menggunakan fase diam berupa cairan, serta kromatografi gas-padat yang menggunakan fase diam berupa padatan. 3. Sistem peralatan dalam kromatografi gas terdiri atas fase diam, fase gerak (cairan pembawa, kolom, detektor, serta komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data. 4. Cara kerja dari kromatografi gas yakni gas pembawa lewat melalui satu sisi detektor dan memasuki kolom. 5. Di dekat kolom ada suatu alat di mana sampel-sampel bisa dimasukkan ke dalam gas pembawa ( tempat injeksi). Lubang injeksi dipanaskan agar sampel teruapkan dengan cepat. Aliran gas selanjutnya menemui kolom, kolom berisi suatu padatan halus dengan luas permukaan yang besar dan relatif inert . Setelah muncul dari kolom itu, aliran gas lewat melalui sisi lain
detector .
Maka
elusi
zat
terlarut
dari
kolom
mengatur
ketidakseimbangan antara dua sisi detector yang direkam secara elektrik.
16
DAFTAR PUSTAKA Gandjar, I. G., dan Abdul R., 2015, Kimia Analiss Farmasi, Pustaka Pelajar: Yogyakarta. Maharrami, Laila K., 2011, Penentuan Kadar Kolesterol dengan Metode Kromatografi Gas, Agrointek , Vol. 5 (1). Oxtoby, D. W., Gills H. P., dan Norman H. N., 2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern Edisi 4, Penerbit Erlangga: Jakarta. Rubianto, Dwiarso, 2016, Teknik Dasar Kromatografi, Deepublish: Yogyakarta. Rubianto, Dwiarso, 2017, Metode Kromatografi: Prinsip dasar, Praktikum, dan Pendekatan Pembelajaran Kromatografi, Deepublish: Yogyakarta.
17
