Transcript Krom. gas
KROMATOGRAFI GAS Any Guntarti Dasar Pemisahan • Penyebaran cuplikan antara 2 fase → fase diam & fase gerak • Aplikasi → senyawa mudah ↑ erdasarkan Fase Diam KGP → fase diam padat Dasar → penyerapan fase diam / adsorpsi Ex: silika gel, ayakan nol, arang dsb. KGC → fase diam cair Dasar pemisahan → partisi sampel yang masuk/keluar dari lapisan cair Sampel / cuplikan : bisa cair, padat, gas Contoh Fase Gerak : gas H2, He, N2 Keuntungan Kolom scr kontinyu dijaga oleh FG/ gas Sampel terpisah secara sempurna Waktu relatif pendek Sensitivitas tinggi Sampel sedikit mudah Kerugian Komponen yang tertahan kuat dalam fase diam → sulit dipisahkan ↓ diatasi dengan suhu kolom ↑ Personal tertentu Mahal agian Dasar Kromatografi Gas Tangki gas pembawa Pengendali aliran & pengatur tekanan Gerbang suntik Kolom Detektor Perekam Termostat SISTEM KROMATOGRAFI GAS Tangki Gas pembawa Gas pembawa → H2, He, N2 Syarat : Lembam Meminimumkan difusi Mudah didapat & murni Cocok dengan detektor → pers. Van Deemter H = A + B/u + C.u Tangki gas pembawa/fase gerak Kolom Tembaga, baja, aluminium, kaca Dapat lurus, lengkung, O Panjang dari cm – 15 m Kolom analitik 1 – 3 m Garis tengah 0,01 – 2 inch ↓ efisiensi kolom : harga N →H=L/N Mengkondisikan Kolom Minimum 2 jam, 250C di atas suhu maksimum kolom yang digunakan Aliran gas pembawa lambat (5 – 10 ml/menit) Jangan disambung ke detektor Contoh Penyangga Chromosorb P Chromosorb W Chromosorb G Chromosorb T Bata Fluoropak 80 Sifat penyangga : Lembam Tidak mudah remuk Permukaan luas Bentuk teratur, ukuran sama Ciri Fase Diam Sampel mempunyai Koefisien distribusi yang berbeda Sampel mempunyai kelarutan yang berbeda Fase diam harus mempunyai tekanan uap yang dapat diabaikan pada suhu kerja Suhu / Termostat : sistem pengendali Suhu gerbang suntik - cukup panas me↑ suhu cuplikan - cukup rendah mencegah penguraian 2. Suhu kolom - cukup tinggi → analisis tercapai - cukup rendah → Rs 3. Suhu detektor - jenis detektornya 1. DETEKTOR Mendeteksi komponen Kepekaan ↑ Tingkat fluktuasi rendah Tanggapan kelinieritas lebar Tanggap semua jenis senyawa Kuat Tidak peka terhadap perubahan aliran dan suhu Parameter Kinerja Detektor Syarat Detektor yang baik adalah : Selektivitas Sensitivitas Noise dan Kuantitas minimum yang dapat terdeteksi Linear range (rentang linier) DETEKTOR, ada 2 jenis : A. DHB (detektor hantar bahang) → TCD ( thermal Conductivity Detector) Peka terhadap laju aliran gas pembawa Makin besar jumlah tumbukan molekul dengan kawat pijar per waktu → makin besar pelepasan bahang Nama lain Katarometer → Claesson (1946) Prinsip Operasional T.C.D • Thermal conductivity detector didasarkan pada prinsip bahwa suatu badan yang panas akan melepaskan panas pada suatu tingkat yang tergantung pada komposisi dari lingkungan sekitarnya. Kebanyakan thermal conductivity detector berisi kawat logam yang dipanaskan secara elektrik dan menjulang pada aliran gas. Resistan elektrik adalah secara normal diukur oleh Wheatstone brigde circuit. • TCD merupakan detektor universal dan tidak mudah rusak Sensitivitas T.C.D dimana : S= sensitivitas K= konstanta cell bergantung pada geometri I= arus filemen R= resistan filamen ?c= konduktivitas termal gas pembawa ?s= konduktivitas termal gas sampel Tf = temperatur filamen Tb = temperatur blok detektor B. DPN (detektor pengionan nyala) → FID (flame ionization det) Bahwa hantar listrik suatu gas berbanding lurus dengan konsentrasi zarah bermuatan dalam gas lanjutan Sejumlah besar detektor dalam kromatografi gas diklasifikasikan sebagai Ionization Detectors. Dalam ionization detectors, konduktivitas elektrik dari gas diukur pada kehadiran komponen analit. Jenis ionization detector adalah : Flame Ionization Detector (F.I.D.) Electron Capture Detector (E.C.D.) Thermionic Spesific Detector N, P spesific (T.S.D.) Photo Ionization Detector (P.I.D.) Flame Ionization Detector (F.I.D.) Pada F.I.D, sumber ionisasi adalah pembakaran biasanya berasal dari hidrogen dan udara atau oksigen. FID ini sempurna dan mungkin merupakan detektor yang paling banyak digunakan. Bersifat sensitif dan digunakan secara ekstensif dengan kolom kapiler. FID akan memberi respon hanya terhadap senyawa organik, tidak pada udara atau air atau gas ringan yang telah ditetapkan. Pada senyawa-senyawa organik, selektivitas sangat kecil. Electron Capture Detector (E.C.D.) Nitrogen sebagai gas pembawa mengalir melalui detektor dan terionisasi oleh sumber elektron biasanya tritum yang teradsorbsi pada Titanium atau Scandium (TiH3, ScH3) atau Nickel 63 (Ni63). Nitrogen terionisasi akan membentuk arus antar elektroda-elektroda. Analit tertentu masuk ke detektor akan bereaksi dengan elektron-elektron untuk membentuk ion negatif. R- X + e → R- X – Pada saat ini terjadi, arus akan berkurang sebagai respon negatif. Detektor akan sangat sensitif terhadap molekul yang mengandung atom-atom elektronegatif. ( N. O, S, F, Cl) Electron capture detector sangat sensitif terhadap molekul tententu, yaitu : Alkil halida Conjugated carboxyl Nitrit Nitrat Organometals Tetapi tidak sensitif terhadap : Hydrocarbons Alcohols Ketones Sebagai akibat dari sensitivitasnya terhadap alkil halida, ECD ini telah digunakan secara ekstensif dalam analisa pestisida dan obatobatan dimana alkil halida telah diderivatisasi. Pestisida tertentu telah terdeteksi pada sub picogram level. Karena tingginya sensitivitas, ECD ini telah digunakan secara ekstensif pada kolom kapiler. Thermionic Spesific Detector (T.S.D) untuk N dan P Dengan mengoperasikan flame ionization detector pada temperatur lebih rendah dan memasukkan atom-atom logam alkali ke dalam resulting plasma, maka detektor dapat dibuat selektif terhadap nitrogen dan phosphorus. TSD untuk Nitrogen dan fosfor menggunakan ujung keramik yang dipanaskan secara elektrik yang terdiri dari logam alkali-Rubidium yang dioperasikan dalam lingkungan hidrogen-udara. Sebuah potensial dipasang pada sistem dan menghasilkan arus yang sebanding dengan konsentrasi nitrogen atau fosfor yang ada. Digunakan secara ekstensif dalam analisa obatobatan dan pestisida. Dibandingkan dengan Flame Ionization Detector, T.S.D. 50 kali lebih sensitif untuk senyawa nitrogen 500 kali lebih sensitif untuk phosphorus. Dibandingkan dengan Flame Photometric Detector, T.S.D. kira-kira 100 kali lebih sensitif. KROMATOGRAFI GAS PADAT (KGP) → Komatografi khusus FD → zat padat aktif Ex : arang, silika gel, alumina Separasi → kepolaran Lebih selektif Kerugian : - waktu lama - pengekoran ↓ memprogram suhu KGSP (Kromatografi Gas Suhu Diprogram) Dapat untuk menganalisis / separasi yang t.d. tinggi ↓ ≥ 1000C KOLOM KAPILER Kolom pipa terbuka M.J.E. golay th 1956 → pers. Golay ↓ H = B / µ + C.µ Kolom dari kaca, tembaga, nilon, stainless steel Cuplikan sedikit Detektor sangat peka → Det. Pengionan Co. fase cair : Carbowax 400, Tween 20, DC -200 dll. Menganalisis : M. mentah, bensin, cuplikan kilang minyak SFC (Supercritical Fluid Chromat) * Pengembangan HPLC dan KG Fase gerak fase diam ↓ ↓ Cairan superkritikal HPLC / KG ↓ Gas diubah menjadi 1 fase tunggal Fase diam : Terpacking (50 m) Kolom kapiler Kerapatan cairan > → mudah larut Viskositas, tetapi 100 x lebih besar dari fase cairan Koef. difusi cairan diantara fase cair & fase gas → pelebaran puncak ≥ Fase Gerak : CO2 Detektor : UV-Vis, Flouresns, Masspek Lanjutan… Aplikasi SFC : Pencemaran udara : HC, Aldehid, keton, SO2, H2S, H2O Klinik : asam amino, CO2, KH, dll Penyalut : damar M. atsiri Makanan Sisa pestisida Minyak bumi Bahan farmasi & Obat Kromatogram Gas pada Spektrometer Massa (GC-MS) Ketika detektor menunjukkan puncak, setelah melewati detektor kemudian akan diuapkan untuk diuji spektrometer massa. Hal ini akan memberikan pola fragmentasi yang dapat dibandingkan dengan data dasar senyawa yang telah diketahui sebelumnya pada komputer. Identitas senyawa-senyawa dalam jumlah besar dapat dihasilkan tanpa harus mengetahui waktu retensinya Instrument GC-MS EI process • M + e- f1 M+* f2 f3 f4 This is a remarkably reproducible process. M will fragment in the same pattern every time using a 70 eV electron beam Ion Chromatogram of Safflower Oil CI/ ion-molecule reaction • 2CH4 + e- CH5+ and C2H5+ • CH5+ + M MH+ + CH4 • The excess energy in MH+ is the difference in proton affinities between methane and M, usually not enough to give extensive fragmentation EI spectrum of phenyl acetate Kromatogram GC biji jinten hitam Tabel III. Komponen penyusun minyak atsiri biji Jinten hitam replikasi I Komponen dalam biji jinten hitam No puncak kromatogram Perkiraan komponen 1 1,2,4 Trimetil Benzen 4 2,6 Dimetilnonan 16 Undekan 21 Eugenol 22 Alfa-Kubeben 23 Kopaen 24 Beta-Kariofilli 25 Alfa-Humulen 26 Eugenil Asetat