Kromatografi

KROMATOGRAFI

Dosen Pengampu : Rabima Kurniawan, M.Farm, Apt.

Dengan menyebut nama Allah Yang Maha Esa. Untuk membantu belajar teman-teman saya merangkum prakiraan soal dan jawaban untuk mata kuliah Kromatografi, semoga bermanfaat, karena Muhammad SAW berpesan, “Sebaik-baik manusia adalah yang paling banyak manfaatnya.” Ingat ya, banyak manfaatnya, bukan besar atau banyak ipekanya. Kalau UTS nilainya kurang, ipekanya kecil, woles aja di akhirat kita ga ditanya seberapa besar ipeka kita. Ipeka besar bukan jaminan kesuksesan masa depan, ...... apalagi yang kecil pffft@#$%^.^

PRAKIRAAN SOAL

“Hidup adalah pilihan, mengapa aku kebagian soal essai?”

Lengkapi titik-titik dibawah ini!

1.       Kata ‘Chromatography’ berasal dari bahasa ..... (Yunani) dari kata .... (chroma) yang berarti warna dan graphy yang berarti ... (tulisan) diperkenalkan oleh ahli botani rusia bernama ... (Michael Tsweet)

2.       Silika gel (asam silikat), alumunium oksida (alumina), kieselguhr merupakan ... (fase diam)

3.       Jika fase gerak lebih polar dari fase diam disebut ... (fase terbalik)

4.       Beberapa puncak kromatogram yang sama dinamakan ... (terelusi bersama)

5.       Waktu yang dibutuhkan untuk bergerak dalam kolom disebut ... (waktu tambat)

6.       Thin layer chromatography dikenal juga dengan sebutan .... (KLT/kromatografi lapis tipis)

Essai

1.       Apa yang dimaksud dengan kromatografi?

2.       Sebutkan macam-macam kromatografi berdasarkan fase geraknya?

3.       Apa yang dimaksud dengan fase gerak dan fase diam, jelaskan kegunaannya?

4.       Jelaskan yang anda ketahui tentang kromatografi planar?

5.       Sebutkan keuntungan dan kerugian kromatografi planar?

6.       Sebutkan syarat fase gerak pada KLT?

7.       Sebutkan penggunaan KLT!

8.       Apa yang dimaksud dengan Rf (Retention Factor), jelaskan bagaimana cara menghitungnya!

9.       Jelaskan yang anda ketahui tentang kromatografi gas? Sebutkan gas pembawa atau fase gerak apa saja yang biasa digunakan!

10.   Sebutkan sifat/syarat gas pembawa yang digunakan sebagai fase gerak pada kromatografi gas?

11.   Buatlah skema instrumentasi kromatografi gas serta jelaskan fungsi-fungsinya dan jelaskan mekanisme kerjanya?

12.   Sebutkan kelebihan dan kekurangan kromatografi gas?

13.   Apa itu detektor dalam kromaografi gas dan sebutkan syarat-syaratnya! Sebutkan jenis-jenis detektor!

14.   Jelaskan istilah dalam kromatorgafi berikut ini?

a.       Eluen

b.      Analit

c.       Eluat

d.      Kromatogram

e.      Polaritas

f.        Baper

JAWABAN

Oleh : Danun

1.       Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan berdasarkan perbedaan sifat fisika da kimia antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen sampel menjadi komponen-komponen penyusunnya.

2.       Kromatografi dibedakan berdasarkan fase geraknya yaitu kromatografi dengan fase gerak gas seperti kromatografi gas dan kromatografi dengan fase gerak cairan, dimana terdapat kromatografi kertas dengan prinsip partisi, kromatografi lapis tipis dengan prinsip absorpsi, kromatografi cair kinerja tinggi dengan prinsip partisi pada kolom dan kromatografi pertukaran ion.

3.       Fase gerak atau mobile phase adalah zat yang berfungsi membawa analit yang bergerak terus menerus melewati fase diam. Fase gerak dapat berupa bahan cair yang berfungsi melarutkan campuran dan dapat juga berupa gas yang umumnya dipakai sebagai carrier gas senyawa yang mudah menguap (volatil).

Fase diam atau stationery phase adalah komponen dalam pemisahan kromatografi yang tidak bergerak yang dapat berinteraksi dengan fase gerak untuk memisahkan analit menjadi kompenen penyusunnya. Fase diam dapat berupa bahan padat berpori dalam bentuk molekul kecil atau cairan yang umumnya dilapiskan pada padatan pendukung.

4.       Kromatografi planar adalah kromatografi dengan fase diam berupa lapisan yang seragam (uniform) pada permukaan bidang datar yang didukung oleh lempeng kaca, logam atau pelat plastik dan ditempatkan dalam chamber pengembang yang berisi fase gerak cair. Contoh kromatografi planar adalah kromatografi kertas dan KLT. Digunakan untuk mendeteksi sampel dengan memisahkan komponen-komponen sampel berdasarkan kepolarannya.

5.       Kromatografi planar memiliki keunggulan seperti mudah digunakan, murah, memungkinkan untuk multipel analisis (memisahkan ion-ion organik, kompleks senyawa organik dengan organik, ataupun alami dengan sintetis), tidak diperlukan preparasi sampel dan dapat melakukan analisis dua dimensi (KLT). Kelemahannya adalah analisis yang lambat (30-60 menit), kualitas pemisahan terbatas, keterbatasan reprodusibel dan dapat terjadinya penguapan dari fase gerak selama pemisahan.

6.       Syarat fase gerak pada KLT adalah memiliki kemurnian dan stabilitas yang memadai, viskositas rendah, pemisahan linier, tekanan uap sedang dan daya toksik serendah mungkin.

7.       KLT digunakan untuk menentukan jumlah kompenen dan identitas suatu campuran, memonitor perkembangan reaksi, menentukan keefektifan pemurnian, menentukan penentuan kondisi yang sesuai untuk pemisahan pada kromatografi kolom.

8.       RF atau retention factor adalah nilai perbandingan relatif antar sampel yang menyatakan derajat retensi suatu komponen dalam fase diam dimana rf dapat dihitung dengan membandingkan jarak yang ditempuh komponen dengan jarak yang ditempuh eluen.

Contoh soal, hitung RF jika panjang pelat 10 cm batas atas dan bawah 1 cm (artinya jarak tempuhnya 10-(1+1)= 8 cm. Maka  Rf =  jika ditanya HRF maka kalikan 100%

 

9.       Kromatografi gas adalah teknik pemisahan senyawa atsiri (mudah menguap) dalam fase gerak gas melalui fase diam. Jika fase diamnya berupa zat padat disebut kromatografi gas-padat, jika fase diamnya berupa zat cair maka disebut kromaografi gas-cair. Fase gerak yang biasa digunakan pada kromatografi gas adalah Nitrogen, Helium, Hidrogen dan Argon.

10.   Gas yang digunakan sebagai fase gerak pada kromatografi gas haruslah lembam, memiliki kemurnian yang tinggi, koefisien difusi gas rendah, mudah didapat dan murah serta cocok dengan detektor yang dipakai.

11.   Secara skematis bagian dasar kromatografi gas terdiri dari sistem gas pembawa, sistem pemasukan cuplikan, sistem pemanasan kolom, kolom itu sendiri, sistm deteksi dan sistem pengolah data. Berikut fungsi instrumentasi kromatografi gas :

a.       Sistem gas pembawa yaitu alat-alat yang akan menampung fase gerak berupa gas pembawa yang akan dialirkan ke dalam kolom yang dibantu oleh adanya pengaturan tekanan dan aliran udara.

b.      Sistem pemasukan cuplikan (injector) yaitu alat untuk memasukkan cuplikan atau sampel dengan bantuan syringe

c.       Sistem pemanasan kolom, sistem yang akan memanaskan suhu kolom untuk menguapkan cuplikan sedemikian cepat sehingga tidak menghilangkan keefisienan oleh adanya penyuntikan. Pada sistem ini juga adanya pengontrol suhu untuk menjaga kestabilan suhu agar tidak berubah.

d.      Kolom yaitu tempat terjadinya pemisahan komponen-komponen cuplikan.

e.      Sistem deteksi (Detector), yaitu alat untuk mendeteksi komponen-komponen cuplikan hasil pemisahan pada kolom

f.        Sistem pengolah data, yaitu alat yang akan mengolah data menampilkan hasil yang telah diperoleh berupa kromatogram hasil sinyal-sinyal listrik yang terbentuk.

Prinsipnya, mekanisme kerja kromatografi gas adalah sampel diinjeksikan melalui bagian injeksi sampel kemudian gas pembawa dengan pengaturan tekanan dan aliran udara serta bantuan sistem pemanas kolom akan membawa sampel bergerak melewati kolom yang sudah diatur suhunya. Karena adanya interaksi antara fase diam dan gas pembawa maka campuran senyawa akan terpisah menurut suhu dan sifat-sifat fisikokimianya. Suatu sinyal listrik akan terbentuk akibat interaksi dengan detektor, sinyal-sinyal yang terukur direkam oleh suatu sistem data dan dirajah sebagai fungsi waktu menjadi sebuah kromatogram.

12.   Kelebihan Kromatografi Gas adalah analisis yang cepat, efisien (resolusi tinggi), sensitif (mudah mendeteksi dalam ppm atau ppb), akurasi kuantitatif yang tinggi, sampel yang diperlukan sedikit (µL), kerja lebih mudah dengan adanya otomatisasi prosedur analisis dan pengolahan data, dan memungkinkan hubungan online dengan spektrometer massa. Kelemahannya adalah terbatas untuk sampel volatil, tidak cocok untuk sampel yang termolabil, memerlukan banyak persiapan, mebutuhkan spektroskopi, umumnya spektroskopi massa untuk mengkonfirmasi identitas puncak.

13.   Detector adalah alat untuk mendeteksi komponen-komponen cuplikan hasil pemisahan pada kolom kromatografi gas. Detektor haruslah yang dapat mendeteksi komponen, memiliki kepekaan yang tinggi, tingkat fluktuasi rendah, tidak peka terhadap perubahan aliran dan suhu serta tanggap pada semua jenis senyawa (tanggapan kelinieritas lebar).

Jenis detektor berdasarkan pelepasan bahang seperti TCD/Katarometer (Thermal Conductivity Detector), dan detektor berdasarkan pengionan nyala FID (Flame Ionization Detector), ECD (Electron Capture Detector), TSD (Thermionic Spesific Detector), PID (Photo Ionization Detector).

14.   Pengertiannya adalah sebagai berikut:

a.       Eluen atau disebut juga fase gerak adalah pelarut untuk pengembangan

b.      Analit adalah zat/sampel yang akan dianalisa

c.       Eluat adalah pelarut yang mengandung analit hasil pemisahan dengan kromatografi

d.      kromatogram adalah gambar hasil pemisahan, bisa juga grafik yang menunjukkan respon detektor sebagai fungsi waktu elusi

e.      polaritas adalah faktor yang menentukan daya larut dan terjadinya adsorbsi solut (zat terlarut).

f.        Baper adalah perasaan berharap pada selain Allah yang berujung pada penyesalan, sakit hati, gangguan kesehatan, kanker, stroke, serangan jantung, impotensi, gangguan kehamilan dan janin.

Semoga membantu. Salam hangat, kecup dari jauh.

Waskiman

KIMIA ANALISIS II

Senin, 1 Februari 2016 pukul 09.00 WIB

Menghadapi UAS pada semester Ketiga di UTA’45 ini, salah satu ujian yang harus dihadapi adalah Ujian Kimia Analisis II yang diampu dosen Nina Jusnita, M.Si. Sebelumnya dosen ini akan memberikan kisi-kisi sehingga kita mudah mempelajari berbagai soal ujian, namun selepas UTS lalu, pergantian dosen kepada Zuraida Sagala, M.Si menyebabkan harus merangkum soal-soal sendiri. Soal yang keluar kemungkinan tidak berbeda jauh dengan analisa instrumen hanya saja meliputi pula spektrofotometri. Tips mengerjakannya adalah dengan menjawab sedetail mungkin, alur tulisan yang mudah dimengerti dan jawaban terlihat banyak, biasanya ada nilai untuk tiap jawaban, jadi kalo nge-blank, tulis ulang aja soalnya. Berikut pertanyaan dan jawabannya!

PERTANYAAN

1. Apa yang dimaksud dengan kromatografi?
2. Bagaimana prinsip kromatografi absorpsi? Sebutkan contohnya!
3. Apa perbedaan kromatografi fase normal dengan kromatografi fase terbalik?
4. Bagaimana teknik dan prinsip dari kromatografi planar dua dimensi?
5. Apa yang dimaksud dengan HPLC? Jelaskan prinsip dan cara kerjanya, serta sebutkan instrumen dari HPLC, keuntungan dan kekurangannya?
6. Apa itu KLT? Jelaskan prinsipnya dan bagaimana cara menghitung Rfnya (Retention factor)
7. Apa yang dimaksud dengan spektrofotometri? Bagaimana prinsipnya? Sebutkan keuntungan dan kelemahannya?
8. Sebutkan instrumen dari spektrofotometri beserta fungsinya?
9.  Bagaimana prinsip dari hukum Lambert Beer dan cara perhitungannya?
10. Apa perbedaan dari kuvet single beam dan double beam?
11. Apakah kamu masih setia menungguku? Woy, jawab dulu. Belum dijawab dah mulai modus aja  -_-

Oke, nih jawabannya.

JAWABAN

1.       Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen yang berada pada larutan menjadi komponen-komponen penyusunnya.

2.       Prinsip kromatografi adsorpsi yaitu memisahkan komponen secara selektif  antara fase diam yang berupa padatan dan fase gerak berupa larutan berdasarkan sifat penyerapan fase diam dimana kecepatan pergerakan suatu komponen tergantung pada kemampuannya untuk tertahan atau terhambat oleh penyerap di dalam kolom (fase diam). Contohnya kromatografi kolom, HPLC dan KLT

3.       Kromatografi fase normal adalah suatu kromatografi dimana fase diamnya dalam keadaan normal yaitu suatu bahan yang bersifat POLAR, misalnya silika gel GF254 sedangkan fase geraknya bersifat non polar.

Kromatografi fase terbalik adalah suatu kromatografi dimana fase diamnya dalam keadaan terbalik yaitu suatu bahan yang bersifat NON POLAR, misalnya Squalen atau silika gel yang berlapis minyak atau parafin sedangkan fase geraknya bersifat polar.

4.       Teknik dan prinsip pengerjaan kromatografi dua dimensi ialah sampel ditotolkan  pada lempeng lalu dikembangkan dengan satu sistem fase gerak sehingga campuran terpisah menurut jalur yang sejajar dengan salah satu sisi. Lempeng diangkat, dikeringkan dan diputar 90⁰ dan diletakkan dalam bejana kromatografi yang berisi fase gerak kedua, sehingga bercak yang terpisah pada pengembang pertama terletak dibagian bawah sepanjang lempeng, lalu dikromatografi lagi.

Kromatografi dua dimensi ini dilakukan pada sampel yang punya sifat kimia dan Rf yang sama serta untuk memisahkan sampel dengan polaritas yang berbeda

5.       HPLC (High Performance Liquid Chromatography) adalah metode kromatografi cair yang menggunakan fase diam yang ditempatkan dalam suatu kolom tertutup dan fase geraknya berupa pelarut yang dialirkan dengan cepat ke dalam kolom dengan bantuan pompa atau tekanan.

Cara kerja KCKT adalah sebagai berikut : sampel yang telah dilarutkan dalam pelarut yang sesuai kemudian diinjeksikan melalui bagian injeksi sampel kemudian dengan bantuan tekanan dari pompa, fase gerak akan membawa sampel bergerak melewati kolom kromatografi yang berisi fase diam. Karena adanya interaksi antara fase diam dan fase gerak maka campuran senyawa akan terpisah menurut daya afinitas terhadap kedua fase. Proses pemisahan campuran dapat diamati dengan adanya detektor yang kemudian akan menampilkan hasil pemisahan tersebut dalam bentuk grafik.

Instrumen KCKT beserta fungsinya meliputi:

a.       Gradient controller/ Solvent Reservoir (Wadah fase gerak), yaitu alat yang akan menampung fase gerak yang akan dialirkan ke dalam kolom dengan adanya bantuan pompa.

b.      Pump (Pompa), yaitu alat yang akan mendorong fase gerak masuk ke dalam kolom

c.       Sample introduction/injector (alat penginjeksi sampel), yaitu tempat memasukkan cuplikan atau sampel dengan bantuan syringe

d.      Kolom, yaitu tempat terjadinya pemisahan komponen-komponen cuplikan

e.      Detector, yaitu alat untuk mendeteksi komponen-komponen cuplikan hasil pemisahan kolom

f.        Data output/monitor, yaitu alat yang akan menampilkan hasil yang telah diperoleh

Keuntungan KCKT diantaranya adalah

1.       Kerja lebih mudah dengan adanya aotomatisasi dalam prosedur analisis dan pengolahan data

2.       Volume sampel kecil

3.       Daya pisah tinggi

4.       Metode analisis yang cepat, tepat, peka, akurat, reproducible dan preparatif

5.       Dapat digunakan untuk sampel organik dan anorganik, bersifat volatil dan non volatif, maupun sampel yang stabil maupun labil secara thermal

6.       Pilihan fase diam dan fase geraknya luas

Kelemahannya adalah

1.    Tidak dapat menganalisis lebih dari satu jenis sampel sekaligus

2.    Kromatogram tidak dapat disimpan sebagai dokumen otentik

6.       KLT (Kromatografi Lapis Tipis) merupakan bentuk kromatografi planar dimana fase diamnya berupa lapisan yang seragam (uniform) pada permukaan bidang datar yang didukung oleh lempeng kaca, pelat aluminium atau pelat plastik untuk mendeteksi sampel dengan memisahkan komponen-komponen sampel berdasarkan kepolarannya. Prinsip kerjanya memisahkan sampel berdasarkan perbedaan kepolaran antara sampel dengan  fase gerak (pelarut) yang bergerak menjauhi fase diam oleh adanya gaya kapiler.

RF atau retention factor adalah nilai perbandingan relatif antar sampel yang menyatakan derajat retensi suatu komponen dalam fase diam dimana rf dapat dihitung dengan membandingkan jarak yang ditempuh komponen dengan jarak yang ditempuh eluen.

7.       Spektrofotometri merupakan suatu metode analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombang spesifik dengan mengguankan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detector Fototube. Sinar UV (200-380 nm), Visible (380-700 nm), Inframerah (700-3000 nm).

Spektrofotometri menggunakan alat yaitu spektrofotometer. Yang terdiri dari spektrometer dan fotometer. Spektrometer menghasilkan sinar dari spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur intensitas cahaya yang ditransmisikan atau diabsorbsi.

Prinsip kerja spektrofotometri berdasarkan hukum Lambert-Beer, bila cahaya monokromatik melalui suatu media (larutan), maka sebagian cahaya tersebut diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian lagi dipancarkan.

Kelebihan spektrofotometri ini bisa digunakan sebagai uji kualitatif maupun kuantitatif. Penggunaannya juga luas, bisa untuk senyawa kimia organik maupun anorganik dan biokimia yang diabsorpsi pada daerah sinar tampak maupun sinar ultraviolet. Selektivitas dan ketelitiannya tinggi, bisa digunakan untuk zat dengan konsentrasi rendah dan pengukuran yang cepat dan mudah.

Kekurangan penggunaan spektrofotometri adalah sinar yang digunakan harus monokromatis, absorbsi dipengaruhi oleh adanya zat pengganggu dan kebersihan kuvet.

8.      
 

Instrumen pada spektrofotometer terdiri dari sumber cahaya, monokromator, sel sampel, detektor dan Read out, rekorder (monitor pembaca).

a.       Sumber cahaya polikromatis bisa berasal dari berbagai sumber untuk spektrofotometr UV menggunakan deuterium, Visible menggunakan wolfram (lampu tungsen), UV-VIS (Photo diode dilengkapi monokromator)

b.      Monokromator adalah alat yang akan memecah cahaya polikromatis menjadi cahaya tunggal (monokromatis) dengan komponen panjang gelombang tertentu.

Jenis monokromator yang digunakan adalah prisma atau grating juga adanya filter untuk menyerap warna komplementer sehingga cahaya yang diteruskan merupakan cahaya berwarna yang sesuai dengan panjang gelombang yang dipilih.

c.       Sel sampel atau kuvet untuk menaruh cairan sampel ke dalam berkas cahaya spektrofotometer yang akan meneruskan energi cahaya dalam daerah spektrum yang akan dilewati (sinar tampak, ultraviolet maupun infra red).

d.      Detektor akan menangkap sinar yang diteruskan oleh larutan. Sinar kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh amplifier dan dalam rekorder dan ditampilkan dalam bentuk angka-angka pada reader (monitor).

e.      Read out  atau rekorder merupakan suatu sistem baca yang menangkap besarnya isyarat listrik yang berasal dari detektor.

9.       Dalam hukum Lambert Beer ada istilah absorbansi (A) yaitu cahaya yang diserap dan transmittan (T) yaitu cahaya yang dihamburkan. Hukum lambert Beer berbunyi : 

"jumlah radiasi cahaya tampak (ultraviolet, inframerah dan sebagainya) yang diserap atau ditransmisikan oleh suatu larutan merupakan suatu fungsi eksponen dari konsentrasi zat dan tebal larutan”

Cara perhitungan dengan rumus              

I0 = Intensitas cahaya datang

I₁ = intensitas cahaya yang melewati sampel
Transmittan adalah intensitas cahaya yang melewati sampel dibagi dengan intensitas cahaya yang datang
Absorbansi adalah negatif log transmittan 

Hukum Lambert Beer dapat diturunkan menjadi   

A=  ε x b x c

                           atau 

A= a x b x c

A= Absorbansi

a = tetapan absorptivitas (jika tetapan adalah konsentrasi yang diukur dalam ppm)

ε= tetapan absorptivitas (jika tetapan adalah konsentrasi yang diukur dalam molar)

b = tebal kuvet (biasanya 1 cm)

c = konsentrasi larutan yang diukur

hukum Lambert Beer dapat terjadi jika :

a.       Sinar yang digunakan dianggap monokromatis

b.      Penyerapan terjadi dalam suatu volume yang mempunyai penampang yang sama

c.       Senyawa yang menyerap dalam larutan tersebut tidak tergantung terhadap yang lain dalam larutan tersebut

d.      Tidak terjadi fluorensensi atau fosforisensi

e.      Indeks bias tidak tergantung pada konsentrasi larutan

10.   Perbedaan kedua jenis kuvet tersebut hanya pada pemberian cahaya, di mana pada single-beam, cahaya hanya melewati satu arah sehingga nilai yang diperoleh hanya nilai absorbansi dari larutan yang dimasukan. Berbeda dengan single-beam, pada kuvet double-beam, nilai blanko dapat langsung diukur bersamaan dengan larutan yang diinginkan dalam satu kali proses yang sama. Prinsipnya adalah dengan adanya chopper yang akan membagi sinar menjadi dua, di mana salah satu melewati blanko (disebut juga reference beam) dan yang lainnya melewati larutan (disebut juga sample beam). Kuvet double-beam memiliki keunggulan lebih dibanding single-beam, karena nilai absorbansi larutannya telah mengalami pengurangan terhadap nilai absorbansi blanko. Selain itu, pada single-beam, ditemukan juga beberapa kelemahan seperti perubahan intensitas cahaya akibat fluktuasi voltase.

11.   Udah soalnya cuma sepuluh aja kok, ngapain jawab nomor 11. Aku tahu kok kamu masih setia menunggu. Jawabannya tidak harus sepanjang ini, hanya saja untuk menambah wawasan dan kesiapan dalam menghapadi ‘waskiman’ jawaban sepanjang ini agar bisa dikuasain sehingga tidak khawatir dengan redaksional soal yang ada nanti. Kalaupun toh karena susah menghapalnya dan malah nge-blank kembali kepada prinsip semula, isilah setiap soal dengan suatu jawaban, karena biasanya ada nilai disetiap jawaban, kalo gak tau mau isi apa, tulis ulang aja jawabannya. Ingat ini bukan jawaban soal nomor 11 yak? Ingat ujiannya juga udah ganti bulan ya? Ini udah bulan Februari.