Post on 06-Jan-2016
description
KROMATOGRAFI GASKROMATOGRAFI 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 / adsorpsiEx: silika gel, ayakan nol, arang dsb.
KGC → fase diam cairDasar pemisahan → partisi sampel yang masuk/keluar dari lapisan cair
Sampel / cuplikan : bisa cair, padat, gasContoh 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 pembawaPengendali aliran & pengatur tekananGerbang suntikKolomDetektorPerekamTermostat
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, kacaDapat lurus, lengkung, OPanjang dari cm – 15 mKolom analitik 1 – 3 mGaris 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
1. 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
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= sensitivitasK= konstanta cell bergantung pada geometriI= arus filemenR= resistan filamen?c= konduktivitas termal gas pembawa?s= konduktivitas termal gas sampelTf = temperatur filamenTb = 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 obat-obatan 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 obat-obatan 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 khususFD → zat padat aktif
Ex : arang, silika gel, aluminaSeparasi → kepolaranLebih selektifKerugian : - waktu lama
- pengekoran ↓
memprogram suhu
KGSP(Kromatografi Gas Suhu Diprogram)
Dapat untuk menganalisis / separasi yang t.d. tinggi
↓
≥ 1000C
KOLOM KAPILERKOLOM KAPILER
Kolom pipa terbukaKolom pipa terbukaM.J.E. golay th 1956 M.J.E. golay th 1956 → → pers. Golaypers. Golay
↓ ↓ H = B / µ + C.µ H = B / µ + C.µ
Kolom dari kaca, tembaga, nilon, stainless Kolom dari kaca, tembaga, nilon, stainless steelsteelCuplikan sedikitCuplikan sedikitDetektor sangat peka →Detektor sangat peka → Det. Pengionan Det. PengionanCo. fase cair : Carbowax 400, Tween 20, DC Co. fase cair : Carbowax 400, Tween 20, DC -200 dll.-200 dll.Menganalisis : M. mentah, bensin, cupMenganalisis : M. mentah, bensin, cuplikanlikan kilang minyakkilang minyak
SFC (Supercritical Fluid Chromat)SFC (Supercritical Fluid Chromat)
* * Pengembangan HPLC dan KGPengembangan HPLC dan KG
Fase gerak Fase gerak fase diam fase diam
↓ ↓ ↓ ↓
Cairan superkritikalCairan superkritikal HPLC / KG HPLC / KG
↓ ↓
Gas diubah menjadi 1 fase tunggalGas diubah menjadi 1 fase tunggal
Fase diamFase diam : :Terpacking (50 m)Terpacking (50 m)Kolom kapilerKolom kapiler
Kerapatan cairan > Kerapatan cairan > → mudah larut→ mudah larutViskositas, tetapi 100 x lebih besar dari fase cairanViskositas, tetapi 100 x lebih besar dari fase cairanKoef. difusi cairan diantara fase cair & fase gas → Koef. difusi cairan diantara fase cair & fase gas → pelebaran puncak ≥pelebaran puncak ≥
FFase ase GGerakerak : CO: CO22
DetektorDetektor : : UV-Vis, Flouresns, Masspek UV-Vis, Flouresns, Masspek
Lanjutan…Lanjutan…AAplikasi SFC :plikasi SFC :
Pencemaran udara : HC, Aldehid, keton, SOPencemaran udara : HC, Aldehid, keton, SO22, H, H22S, HS, H22OO
Klinik : asam amino, COKlinik : asam amino, CO22, KH, dll, KH, dll
Penyalut : damarPenyalut : damar
M. atsiriM. atsiri
MakananMakanan
Sisa pestisidaSisa pestisida
Minyak bumiMinyak bumi
Bahan farmasi & ObatBahan farmasi & Obat
KKromatogram romatogram GGas pada as pada SSpektrometer pektrometer MMassaassa (GC-MS) (GC-MS)
Ketika detektor menunjukkan puncak, Ketika detektor menunjukkan puncak, setelah setelah melewati melewati detektor detektor kemudian akan diuapkan untuk kemudian akan diuapkan untuk diuji diuji spektrometer massa. spektrometer massa.
Hal ini akan memberikan pola fragmentasi yang dapat Hal ini akan memberikan pola fragmentasi yang dapat dibandingkan dengan data dasar senyawa yang telah dibandingkan dengan data dasar senyawa yang telah diketahui sebelumnya pada komputer.diketahui sebelumnya pada komputer. I Identitas dentitas senyawa-senyawa dalam jumlah besar dapat senyawa-senyawa dalam jumlah besar dapat dihasilkan tanpa harus mengetahui waktu retensinyadihasilkan tanpa harus mengetahui waktu retensinya
Instrument GC-MSInstrument GC-MS
EI process
• M + e- M+*
f1 f2 f3f4
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 OilRT: 14.48 - 24.30
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Time (min)
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
Re
lative
Ab
un
da
nce
RT: 20.82AA: 3547389BP: 67
RT: 21.04AA: 665791BP: 55
RT: 16.04AA: 304398BP: 74
RT: 21.90AA: 291543BP: 28RT: 16.84
AA: 78898BP: 28
NL: 9.69E5
TIC F: {0,0} + c EI det=350.00 Full ms [ 25.00-510.00] MS ICIS evanssaf
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
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
Tabel III. Komponen penyusun minyak atsiri biji Jinten hitam replikasi I