GC & HPLC

Kromatografi Gas Pada kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya

Teori Kromatografi Gas Volume retensi (VR): Volume pembawa yang diperlukan untuk menggerakkan pita zat terlarut pada keseluruhan panjang suatu kolom Waktu retensi (tR): Waktu yang diperlukan masing-masing komponen untuk tingggal di dalam kolom

Teori Kromatografi Gas Retensi relatif: Waktu retensi dibandingkan terhadap suatu zat referens yang kedua-duanya dianalisis pada kondisi yang identik Dipengaruhi oleh temperatur Tidak tergantung pada: panjang kolom, laju aliran gas pembawa, faktor kompresibilitas dan perbandingan banyaknya cairan fase diam terhadap zat padat penunjang

Teori Kromatografi Gas Resolusi suatu kolom  merupakan efisiensi untuk pemisahan komponen tertentu Suatu kromatograf dengan puncak yang sempit menunjukkan resolusi yang baik

Instrumentasi Regulator tekanan Sistem injeksi sampel Kolom kromatografi Penunjang stasioner Fase stasioner Detektor Pencatat sinyal

Skema gas kromatografi Instrumentasi Skema gas kromatografi

Eluent, berfungsi sebagai fase gerak yang akan membawa sampel masuk ke dalam kolom pemisah. Pompa, berfungsi untuk mendorong eluent dan sampel masuk ke dalam kolom. Kecepatan alir ini dapat dikontrol dan perbedaan kecepatan bisa mengakibatkan perbedaan hasil. Injektor, tempat memasukkan sampel dan selanjutnya sampel dapat didistribusikan masuk ke dalam kolom.

Kolom pemisah, berfungsi untuk memisahkan ion-ion yang ada dalam sampel. Keterpaduan antara kolom dan eluent bisa memberikan hasil/puncak yang maksimal, begitu pun sebaliknya, jika tidak ada "kecocokan", maka tidak akan memunculkan puncak. Detektor, berfungsi membaca ion yang lewat ke dalam detektor. Rekorder data, berfungsi merekam dan mengolah data yang masuk

Cara Kerja Kromatografi Gas Sampel diinjeksikan (melalui sample injection port yang temperaturnya dapat diatur) Senyawa-senyawa dalam sampel akan menguap dan dibawa oleh gas menuju kolom Zat terlarut teradsorpsi pada bagian atas kolom oleh fase diam, kemudian akan merambat dengan rambatan masing-masing komponen yang sesuai dengan nilai Kd masing-masing komponen Masing-masing komponen akan terelusi menuju detektor Detektor mencatat sederetan sinyal yang timbul dan akan tampak sebagai kurva antara waktu terhadap komposisi aliran gas pembawa

Kelebihan Kromatografi Gas Dapat menggunakan kolom yang lebih panjang untuk memperoleh efisiensi pemisahan yang tinggi Viskositas gas dan uap rendah kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat Analisis relatif cepat Sensitivitasnya tinggi

Kelemahan Kromatografi Gas Teknik ini terbatas untuk zat yang mudah menguap

Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (HPLC) HPLC = High Performance Liquid Chromatography Menggunakan kolom dengan diametr umumnya kecil: 2 – 8 mm Ukuran partikel penunjang 50 µm Laju aliran dipertinggi dengan tekanan yang tinggi

Perbandingan HPLC dan GC HPLC lebih bermanfaat untuk isolasi zat tidak mudah menguap dan zat yang secara termal tidak stabil GC untuk zat yang mudah menguap HPLC dan GC komplementer satu sama lainnya  keduanya: Efisien Sangat selektif Hanya memerlukan jumlah sampel yang sedikit Dapat digunakan untuk analisis kuantitatif

Instrumentasi Diagram dasar HPLC

Pinsip HPLC Luas puncak kromatografi pada kurva elusi dipengaruhi oleh: Difusi Eddy Difusi longitudinal Transfer massa tidak setimbang Parameter yang menentukan berlangsungnya proses tsb: Laju aliran Ukuran partikel Laju difusi

tm, to = Waktu migrasi , tr = waktu retensi , h = tinggi puncak tw, W = lebar puncak , random fluctuations longitudinal diffusion (negligible in liquids) eddy diffusion or “channeling”

Kromatografi Eksklusi Dasar kromatografi eksklusi: Perbedaan ukuran dan geometri molekul menyebabkan beberapa partikel bergerak lebih cepat dari yang lainnya Tiga kakelompok kromatografi eksklusi: Teknik permeasi gel atau filtrasi gel Eksklusi dan retardasi ion Inorganic molecular sieves

Kromatografi permeasi gel atau filtrasi gel Suatu teknik yang menguraikan campuran zat-zat sesuai ukuran molekulnya Dasar Teknik ini: inklusi dan eksklusi suatu zat terlarut melalui suatu fase diam yang terbuat dari gel polimer yang berikatan silang dan berpori heterogen

Penunjang fase diam: Xerogel Kromatografi permeasi gel atau filtrasi gel Penunjang fase diam: Xerogel Xerogel: suatu gel organik yang dapat bersifat hidrofilik (agar dan dekstran yang terikat silang pada poliakrilamida) atau hidrofobik (polistirena) Nama dagang xerogel dipasaran: Biogel p-2 (poliakrilamida) Sephadex G-10-200 (dekstran) Styrogel (gel polistirena yang dimodifikasi) Sepharose dan Biogel A (mengandung 10,2% agarose) Sepharose 2B (mengandung 2% agarose)

Pemakaian kromatografi permeasi gel: Kromatografi permeasi gel atau filtrasi gel Pemakaian kromatografi permeasi gel: Terutama untuk analisis campuran molekul dengan berat molekul yang berbeda Misal: pemisahan rafinosa, maltosa, dan glukosa  menggunakan sephadex pada pH 7,0, laju aliran 5 ml/jam dan H2O sebagai eluen Pemisahan molekul dengan BM sama juga dapat dilakukan  dengan cara pemilihan tipe gel dan tinggi kolom yang tepat

Eksklusi ion Eksklusi ion Suatu proses pemisahan materi ionik dari materi non ionik berdasarkan perbedaan distribusi kedua tipe zat pelarut ini diantara fase resin penukar ion dan larutan air Makin kuat terionisasi suatu resin penukar  makin efisien untuk eksklusi ion

Kompnen ionik muncul lebih dulu sebagai efluen Jika suatu larutan yang mengandung materi-materi ionik dan nonionik diletakkan pada bagian atas kolom berisi resin dan dicuci dengan air Materi ionik akan mengalir mengelilingi partikel resin, sedang materi nonionik berdifusi kedalam partikel-partikel resin dan masuk ke dalam rongga-rongga kosong antara partikel resin Laju perpindahan materi nonionik lebih rendah daripada komponen ioniknya Kompnen ionik muncul lebih dulu sebagai efluen

Kelebihan Eksklusi ion Teknik ini lebih murah dibandingkan teknik penukaran ion Pemisahan yang baik dapat diperoleh untuk larutan yang mengandung materi nonionik sampai 40% Batas konsentrasi untuk materi ionik adalah 8%

Kelemahan Eksklusi ion Resin harus mempunyai ion yang sama dengan elektrolitnya Misal: Elektrolit NaCL  Resinnya harus berbentuk resin Na Komposisi sampel terbatas untuk spesies kation atau anion tunggal Umumnya tidak dilakukan untuk mengeluarkan komponen utama pada pemisahan komponen ionik dari larutan nonelektrolit

Retardasi Ion (Penghambat Ion) Suatu proses pemisahan dengan kolom yang mirip dengan eksklusi ion tetapi mengggunakan suatu resin penukar ion yang terdiri dari gugusan fungsi kation maupun anion dalam matriks resin Resin akan mengadsorpsi kation-kation dan anion-anion dari larutan sampel Misal: NH4OH + NaOH, NH4Cl + ZnCl2, FeSO4 dan ZnSO4  dapat dengan mudah dipisahkan dengan redartdasi ion

Inorganic molecular sieves Zeolit alam dan sintetis membentuk suatu saringan molekul untuk pemisahan gas-gas dan molekul organik berukuran kecil Aktivitas permukaan dan geometris molekular berperanan dalam pemisahan ini Zeolit memiliki struktur tetrahedral yang bersatu membentuk struktur sarang tawon dengan rongga-rongga besar yang saling berhubungan melalui saluran-saluran kecil  menentukan ukuran molekul yang dapat masuk ke dalam ronggga-rongga

Inorganic molecular sieves Diameter efektif dari saluran tersebut ditentukan oleh: Ukuran dari posisi ion logam (misal Na, Ca) dalam kristal zeolit Tipe struktur jaringan rangka tetrahedral alumina silikat zeolit

Inorganic molecular sieves Tipe-tipe zeolit: Tipe molekular sieve 4A : [Na12(AlO2) 12(SiO2) 12] Tipe molekular sieve 5A: dibuat dari tipe molekular sieve 4A dengan menggantikan Na oleh Ca dan K Tipe 10x dan 13x: Na8(AlO2) 80(SiO2) 106

Inorganic molecular sieves Molekular sieve mempunyai afinitas lebih besar terhadap molekul polar dan senyawa yang terpolarisasi akibat induksi pada molekul nonpolar yang berukuran sama Molekul-molekul polar tertahan dengan kuat dalam rongga kristal Pada pemurnian dan industri gas, molekular sieve digunakan untuk menghilangkan molekul-molekul tidak jenuh (polar)