PENETAPAN KADAR ETANOL DALAM SAMPEL ALKOHOL TEKNIS MENGGUNAKAN STANDAR INTERNAL DAN EKSTERNAL SECARA KROMATOGRAFI GAS
I.
Tujuan
1.1 Mampu mengoperasikan alat kromatografi gas dengan baik dan benar. 1.2 Mengidentifikasi dan menetapkan kadar etanol dalam sampel alkohol teknis secara kromatografi gas
II.
Prinsip
Penetapan etanol dalam akcohol teknis secara kromatografi gas dilakukan berdasarkan perbedaan titik didih dan laju migrasi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan koefisien distribusi dari masingmasing komponen diantara fase gerak dan fase diam. Sampel diinjeksikan melalui injektor, sampel diuapkan dan dibawa oleh gas pembawa menuju kolom. Kolom bersifat nonpolar dan sampel bersifat polar, sehingga smpel akan keluar dari kolom lebih cepat dan dibaca detektor.
III.
Cara Kerja
3.1 Internal
Standar Internal Etanol 0,08% Dipipet 0,04 mL etanol p.a dan 0,02 mL propanol p.a ke dalam labu takar 50 mL. Kemudian diencerkan dan ditera dengan aquades, lalu dihomogenkan.
Sampel Internal Dipipet 01 mL alcohol teknis dan 0,02 mL propanol p.a ke dalam labu takar 50 mL. Dilarutkan dan ditera dengan aquades, lalu dihomogenkan.
3.2 Eksternal
Standar Eksternal Etanol 0,08 % Dipipet 0,04 mL etanol p.a ke dalam labu takar 50 mL. Kemudian diencerkan dan ditera dengan aquades, lalu dihomogenkan.
Sampel Eksternal Dipipet 0,1 mL alcohol teknis ke dalam labu takar 50 mL. kemudian diencerkan dan ditera dengan aquades, lalu dihomogenkan.
3.3 Persiapan Alat Kromaografi Gas
Dibuka gas yang akan digunakan pada pengukuran
Dinyalakan sumber arus listrik
Alat kromatografi dinyalakan dengan menekan tombol power, kemudian dinyalakan komponen kromatografi
Alat kromtografi gas diatur, seperti suhu, detector, injector, dan kolom
Detektor dinyalakan dengan pematik api sambal menekan tombol ignite
Alat kromatografi gas diwarming up selama 15 menit
Setelah pengondisian selesai, larutan standar dan sampel diinjeksikan
IV.
Data hasil pengukuran diolah
Setelah selesai alat dimatikan dan gas ditutup
Data Pengamatan
4.1 Pengkondisian Alat Kromatografi a. Tipe detector
: FID ( Flame Ionization Detector )
b. Tipe kolom
: packing (kemas)
c. Fase diam
: OV-17
d. Fase gerak
: Helium
e. Tekanan udara
: 43 kPa
f.
: 58 kPa
Tekanan hydrogen
g. Tekanan carrier (p)
: 480 kPa
h. Tekanan carrier (m)
: 77 kPa
i.
Suhu injector
: 160 C
j.
Suhu detector
: 170 C
o o
o
k. Kenaikan suhu
: 10 C/menit
l.
: Hidrogen
Bahan bakar
m. Volume injeksi
: 1 µL dan 1,8 µL
n. Suhu awal kolom
: 55 C
o. Suhu akhir kolom
: 110 C
p. Hold time
: 1 menit
q. Total waktu
: 7,5 menit
r.
: gradient
Program
o
o
4.2 Tabel data titik didih SENYAWA Benzena Toluena Etil benzena Xylen Cumere Methanol Etanol 1-propanol 2-propanol 1-butanol 2-butanol
TITIK DIDIH ( C) 81 110,5 136 138-140 152 60-65 78,1 97-98 82 117,4 98-100
4.3 Tabel data percobaan INJEKSI Standar eksternal 1 µL Standar internal etanol 1 µL Standar internal 1-propanol 1 µL Sampel eksternal 1 µL
RT 1,096 1,109 1,597 0,951
AREA 161619,5 167874 138230 293923,9
HEIGHT 34166,7 28189,3 19810,8 58148,8
Sampel internal etanol 1 µL Sampel internal 1-propanol 1 µL Sampel eksternal 1,8 µL Sampel internal etanol 1,8 µL Sampel internal 1-propanol 1,8 µL V.
0,969 1,603 0,966 1,124 1,604
260508 153720 458678,5 226077 177839,8
43632 21394 87218,7 34009,7 24352,7
Perhitungan 5.1 Standar Eksternal Dengan Standar Tunggal 0,08 % Kadar etanol (1,0 µL)
Kadar etanol (%) = =
× [standar etanol] × fp ×
× 0,08 % × 500 ×
= 72,74 %
Kadar etanol (1,8 µL)
Kadar etanol (%) = =
× [standar etanol] × fp ×
× 0,08% × 500 ×
= 63,07%
5.2 Standar Internal Dengan Standar Tunggal 0,08 % Kadar etanol (1,0 µL)
Kadar etanol (%) =
=
= 55,82 %
× [standar etanol] × fp
× 0,08 % × 500
Kadar etanol (1,8 µL)
Kadar etanol (%)
=
× [standar etanol] × fp
× 0,08 % × 500
= 41,87 %
VI.
Pembahasan
Etanol yang nama lainnya alkohol, aethanolum, etil alcohol, adalah cairan yang bening, tidak berwarna, mudah mengalir, mudah menguap, mudah terbakar, higroskopik dengan karakteristik bau khas alkohol dan rasa membakar, mudah terbakar dengan api biru tanpa asap. Campur dengan air, kloroform, eter, gliserol, dan hampir semua pelarut organic lainnya. Penyimpanan pada suhu 8-15°C, jauh dari api dalam wadah kedap udara dan dilindungi dari cahaya, serta mempunyai rumus struktur sebagai berikut : CH3-CH2-OH. Kromatografi gas adalah teknik kromatografi yang bisa digunakan untuk memisahkan senyawa organik yang mudah menguap. Senyawasenyawa tersebut harus mudah menguap dan stabil pada temperatur pengujian, utamanya dari 50 – 300°C. Jika senyawa tidak mudah menguap atau tidak stabil pada temperatur pengujian, maka senyawa tersebut bisa diderivatisasi agar dapat dianalisis dengan kromatografi gas (Mardoni 2005). Dalam kromatografi gas atau GC, fase gerak berupa gas lembam seperti Helium, Nitrogen, Argon bahkan Hidrogen digerakkan dengan tekanan melalui pipa yang berisi fase diam. Tekanan uap atau keatsirian memungkinkan komponen menguap dan bergerak bersama-sama dengan fase gerak yang berupa gas. Kromatografi gas merupakan metode yang sangat tepat dan cepat untuk memisahkan campuran yang sangat rumit. Komponen campuran dapat diidentifikasi dengan menggunakan waktu
tambat (waktu retensi) yang khas pada kondisi yang tepat. Waktu tambat ialah waktu yang menunjukkan berapa lama suatu senyawa tertahan dalam kolom (Gritter 1991). Metode standar internal dilakukan dengan menggunakan zat standar lain (S) yang ditambahkan ke dalam larutan standar X dan dalam larutan sampel yang mengandung unsur X yang akan dianalisis dengan konsetrasi yang. Sedangkan metode standar eksternal dilakukan dengan cara membuat larutan standar tanpa penambahan zat lain yang mirip dengan unsur yang akan dianalisis. Kromatografi
gas
adalah
metode
kromatografi
pertama
yang
dikembangkan pada zaman instrument dan elektronika yang telah merevolusikan keilmuan selama lebih dari 30 tahun. Kromatografi gas merupakan salah satu metode pemisahan kromatografi yang digunakan untuk memisahkan semua zat yang berbentuk uap/gas, tanpa mengalami penguraian dan menggunakan gas sebagai fase geraknya. Prinsip kerja dan metode kromatorafi gas adalah dengan menyuntikan sampel kedalam ujung kolom kromatografi gas, lalu sampel tersebut diuapkan dan dielusi oleh gas inert yang digunakan sebagai fase geraknya.Penyiapan
instrumen
GC
dilakukan
pengesetan
terhadap
instrument kromatografi. Tombol "ON"ditekan pada saklar listrik, optimasi alat diatur, pompa dijalankan dan alat dibiarkan stabil. Gas pembawa carrier N2, Hidrogen dan Oksigen atau tekanan udara berperan sebagai gas pembakar. Pengukuran dengan instrumen GC ada 2 pengkuran yaitu pengukuran terhadap standar dan terhadap sampel. Pengukuran terhadap standar: diambil sebanyak 1,0 dan 1,8 mikroliter larutan standar etanol dengan syringe dan diinjeksikan dengan GC. Ditunggu hasilnya sampai terdeteksi, begitupun dengan pengukuran terhadap sampel cara yang dilakukan sama. Komponen-komponen kromatografi gas: a. Gas pembawa
Gas pembawa harus inert artinya gas tidak beraksi dengan cuplikan ataupun fase diamnya. b. Sistem injeksi sampel Sampel dapat berupa gas atau cairan dengan syarat sampel harus mudah menguap saat diinjeksikan dan stabil pada suhu 0
operasional (50-300 C), injektor berada dalam oven yang temperaturnya dapat dikontrol. c. Oven Digunakan untuk memanaskan kolom pada suhu tertentu sehingga mempermudah proses pemisahan komponen sampel d. Kolom Berisi stasionary phase akan lewat didalamnya sambil membawa sampel. e. Detektor Berfungsi mendeteksi adanya komponen yang keluar dari kolom f. Rekorder
Analisis kuantitatif dilakukan dengan metode normalisasi area. Metode
ini
dimaksudkan
untuk
mengurangi
kesalahan
yang
berhubungaon dengan injeksi cuplikan. Metode ini diperlukan elusi yang sempurna, semua komponen campuran harus keluar dari kolom. Area setiap peak yang muncul dihitung, Area-area peak tersebut dikorelaksi terhadap respon detektor untuk jenis senyawa yang berbeda.
Komponen fisik
Diagram kromatografi gas
Berdasarkan percobaan, digunakan teknik standar internal dan eksternal. Fungsi dilakukan teknik yang berbeda ini sendiri adalah teknik standar internal berfungsi sebagai faktor koreksi terhadap teknik standar eksternal. Dalam standar internal, yang ditambahkan senyawaan Propanol sangat terlihat jelas adanya perbedaan titik didih dan sifat kepolaran yang sangat berpengaruh pada keluarnya waktu retensi. Komponen dengan titik didih lebih rendah akan terpisah lebih dahulu sehingga pada standar dan sampel internal, Etanol akan menjadi komponen yang pertama keluar dibandingkan dengan Propanol. Yang dapat terlihat jelas pada adanya titik o
0
didih Etanol (78 ) dan titik didih Propanol (97 ). Selain dipengaruhi titik didih juga dipengaruhi oleh banyaknya rantai Karbon pada komponen. Komponen dengan rantai Karbon lebih panjang bersifat lebih non polar sehingga semakin menguatkan bahwa Etanol lah yang memiliki waktu tambat lebih cepat.
Pada prosesnya sampel dan standar diinjeksikan melalui injektor yang dikondisikan panas di dalam oven dengan suhu yang cukup tinggi. Hal ini agar sampel dan standar yang dalam bentuk cair berubah menjadi fasa gas. Sampel dan standar dengan fasa gas ini akan dibawa oleh carrier
gas (gas Helium) menuju kolom pemisahan berupa kolom kemas dengan 0
suhu awal kolom dikondisikan lebih rendah (50 ) yang bertujuan supaya sampel tidak rusak oleh pemanasan, selain itu agar diperoleh pemisahan yang lebih sempurna. Komponen yang telah terpisah dibaca oleh detektor dengan 0
pengondisian suhu yang sangat tinggi (170 ) sebagai tindakan pencegahan terjadinya kondensasi komponen. Proses penetapan Etanol secara Chromatography Gas ini juga dipengaruhi oleh sistem regulator. Pada praktikum digunakan alat GC denga sistem regulator yang sudah mulai berkurang kualitas kinerjanya. Dan hal ini sangat mempengaruhi keluarnya waktu retensi sampel dan standar sehingga diperoleh kadar yag bervariasi. Kadar yang bervariasi ini jika ditilik, pada standar digunakan larutan etanol absolut yang tentunya 100% hanya kandungan etanol tanpa ada tambahan zat lain. Berbeda dengan sampel yang menggunakan larutan alkohol teknis (sangat dimungkinkan adanya kandungan lain). Hal ini menurut kami juga mempengaruhi tingkat volatilitas larutan sendiri. Sehingga dimungkinkan luas area peak standar yang lebih kecil daripada peak sampel adalah karena kevolatilan dari senyawaannya sendiri.
VII.
Kesimpulan
Berdasarkan percobaan diperoleh adanya etanol dalam alcohol teknis dengan kadar etanol; a. Standar eksternal dengan volume injeksi 1 µL sebesar 72,74 % dan volume injeksi 1,8 µL sebesar 63,07 % b. Standar internal dengan volume injeksi 1 µL sebesar 55,82 % dan volume injeksi 1,8 µL sebesar 41,87 %.
VIII. Daftar Pustaka
Suharman dan Muhammad Mulja. 1995. Analisis Instrumental. Surabaya : UNAIR-press. Halaman 149, 161, 162, 163, 164, 165, 166, 170, 179
