Upload
nguyennguyet
View
237
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
3/17/2011
1
EFISIENSI KOLOM
Pertemuan 3
Bentuk-bentuk kromatogram
- Linier (simetris, bentuk gaus), ideal(puncak sempit)
- Tidak linier dan tidak ideal
K = CS/Cm K < CS/Cm
K > CS/Cm
CS CS CS
Cm CmCm
3/17/2011
2
K = CS/Cm K < CS/Cm
K > CS/Cm
CS CS CS
Cm CmCm
Isoterm ideal isoterm konveks Isoterm Konkaf
Simetris peak tailing peak leading(overload)
Faktor yang mempengaruhi efisiensi kolom
Difusi Eddy (A) Difusi longitudinal (B/V) Transfer massa (CV)
4
HETP = A + B/V + CV
Pers. Van Deemter:
3/17/2011
3
Persamaan Van Deemter:
Suku A
dp = diameter partikel isis kolomλ = faktor geometri (keseragaman partikel)
3/17/2011
4
7
Packing kolom tidak seragam, jalur yang dilalui analit berbeda, sampai di ujung kolom dalam waktu yang berbeda
1. Faktor Difusi Eddy
Suku B/V (difusi longitudinal)
Dg = koef difusi analit pada fasa pembawa (gas)= 105 DL
3/17/2011
5
2. Faktor Difusi Longitudinal
9
Arah aliran fasa gerak berbeda denganarah aliran (gas)
Suku C.V (efek perpindahan massa)
k’= faktor kapasitasdf = tebal lapisan cairan fasa diamDl = koef difusi komponen dalam fasa diamω = tetapan gasDp = diameter partikel isi kolomDg = koef difusi komponen dalam fasa gerak
diabaikan
3/17/2011
6
3. Faktor Efek perpindahan massa
11
Analit yang ada di pusat aliran bergerak lebih cepat dibandingkan dengan analit di dekat dinding kolom
12
Fasa diam
Fasa gerak
Distribusi Ideal Distribusi tidak ideal
3/17/2011
7
Grafik Van Deemter
13
V optimal
H min
HETP
V, Laju
Laju alir operasional : 2 Vopt
Berilah penjelasan:
Makna dari grafik Van Deemter:
Suku A ?
Suku B
Suku C
Kondisi optimum ?
3/17/2011
8
15
Mengapa kolom dapat memisahkan campuran
komponen ?
Karena perbedaan interaksi
komponen-komponen
dengan kolom/fasa diam
Komponen2 keluar dari kolom
Dalam waktu yang berbeda-beda
Waktu retensi (tr)
Berbeda-beda pula
16
Prinsip Pemisahan
Perbedaan distribusi komponen diantara fasa gerak dan fasa diamyang menyebabkan perbedaan migrasi diferensial komponen-komponen analit dalam kolom kromatografi
Selektivitas kolom
Kemampuan kolom untuk membedakan suatu
komponen dari komponen lain
Perbedaan k`
dasar
Faktor selektivitas,
3/17/2011
9
17
1. Faktor Selektivitas ( )
1
2
K
K K adalah Koef partisi komponen
1 dan 2
)0()1(
)0()2(
'1
'
2
rt
rt
rt
rt
rt
rt
Untuk Pemisahan:
>>1
18
Apakah parameter menjamin
pemisahan sempurna ??
Tr, menit
I 3,2 4,5T0= 0,99
:………………………………
menjamin pemisahan bagian atas (puncak)
kromatogram
Tidak memperhitungkan overlap puncak-
puncak
Parameter lain :
R (resolusi)
3/17/2011
10
19
2. Resolusi (Rs)
1 2
)(
(2
)(2
1
21
)1()2(
21
)1()2(
ww
tt
ww
ttRs
rr
rr
W = lebar puncak
w
20
w
W1/2
)(699,1
)(2
)2(2/1)1(2/1
)1()2(
ww
ttRs
rr
Rs ideal = 1,25
(97,5% terpisah)
3/17/2011
11
21
Cara lain menghitung Rs :
memperhitungkan
selektivitas
efisiensi
faktor kapasitas
Nk
kR )
1)(
`1
`(
4
1
Faktor
kapasitas
Faktor
selektivitas
Faktor
efisiensi
22
INSTRUMENTASI
HPLC
3/17/2011
12
23
KCKT
Teknik untuk pemisahan dan analisis zat
yang sukar dipisahkan dan termolabil
Teknik untuk kontrol ketakmurnian
Eluat
dikumpulkan
Tempatelue
npompa injektor
kolom
detektor
rekorder
Diagram blok alat KCKT
24
GAMBAR HPLC
3/17/2011
13
25
1. Tempat eluen/pelarut
Botol terbuat dari bahan yang bereaksi
dgn pelarut (gelas)
Dilengkapi dgn penyaring (stainless
steel)
Pipa kecil polietilen
eluen harus di degassing
Eluen harus disaring dengan saringan
26
2. Pompa eluen
Gambar Pompa
Gunanya memompa eluen ke dalam kolom
Terbuat dari stainless steel/teflon
Seals terbuat dari mas atau teflon/grafit
Tekanan sampai 400 bar
Memberikan laju alir sampai 5 mL/menit
Tidak memberikan pulsa
3/17/2011
14
27
Spesifikasi pompa yang baik:
Repeatability (keberulangan)
Presisi jangka pendek (short term precision)
Noise pompa (menyebabkan pulsa) karena
gerakan piston dan check valve
Drift (perubahan kecepatan alir pompa
karena waktu alir lama)3. Injektor
Valve
Injektor
Syringe injection
28
Syarat injektor:
dapat memasukkan contoh ke dalam kolom
dalam bentuk sesempit mungkin untuk
menghindari pelebaran puncak
Mudah digunakan
Keberulangan tinggi
Dapat bekerja meskipun ada tekanan balik
tinggi4. Kolom
Gambar kolom
3/17/2011
15
29
Kolom yang baik
bahan kolom kuat dan tidak mudah berkarat
partikel Isi kolom berdiameter kecil (5–10m), ukuran
seragam, bulat, berpori
Efisiensi kolom tinggi (N >>, H<<)
Tahan terhadap tekanan tinggi
Menghasilkan puncak simetri dan sempit
30
Karakteristik packing kolom untuk kromatografi
3/17/2011
16
31
Jenis kolom
1. Kolom polar : silika, amina
2. Kolom non polar : C-8, C-18
Struktur fasa diam silika Struktur fasa diam C-18 terikat pada
silika
silika C-18 yang terikat silika
Si
O O
Si
Si O
O H
Si O
Si
O R
Si
O R
Si
32
5. Detektor
Syarat detektor
• Tingkat noise dan drift rendah
• Sensitivitas tinggi
• respons cepat
•Tidak sensitiv terhadap perubahan tipe pelarut, laju alir pelarut dan
temperatur
• mudah pengoperasiannya
• awetDetektor dalam KCKT
• detektor spektrofotometrik (UV/VIS)
• detektor fluoresensi
•Detektor indeksrefraksi (Optis)
•Detektor elektrokimia
3/17/2011
17
33
Berdasarkan jenis kolom dan eluen :
1. Kromatografi fasa terbalik : Fasa diam lebih
nonpolar dari fasa gerak
2. Kromatografi fasa normal : Fasa diam lebih
polar dari fasa gerakPemeliharaan kolom
1. Saring eluen dgn saringan membran
2. Hindari pengaliran eluen ke dalam kolom dari arah yang sebaliknya
3. Gunakan kolom pengaman (column guard)
4. Simpan kolom dalam pelarut yang sesuai jika tidak digunakan (kolom polar
dalam metanol, kolom nonpolar dalam kloroform)
5. Jangan sampai kolom jatuh
6. Jangan menggunakan eluen yang terlalu asam
7. Cuci kolom sesudah digunakan.
8. Lakukan regenerasi kolom sesuai prosedur
34
Trouble shoot
Alat
Hasil pengukuranTrouble Shoot Penanggulangan
1. Pompa berhenti/tekanan
tinggi
Saring kembali fasa gerak
Periksa saringan fasa gerak
Periksa ujung-ujung kolom
periksa klep pompa (harus dgn
ahlinya.)
Bersihkan kolom dengan laju alir
minimal
ganti kolom
2. Keberulangan injeksi rendah Cuci kolom
Uji keberulangan pompa
Periksa detektor
3. Puncak tidak terpisah Perlambat laju alir
Ubah komposisi fasa gerak
Ganti fasa gerak
Ganti kolom
4. Puncak terlalu lebar dan tr >> - Percepat laju alir
3/17/2011
18
35
TIPE-TIPE PUNCAK KROMATOGRAM
36
TIPE-TIPE KROMATOGRAM
3/17/2011
19
37
Soal resolusi:
1. Dari kromaogram KCKT suatu campuran yang diketahui terdiri dari senyawa A dan B, diperoleh data sbb:
tr (A) = 13 menit, tr (B) = 21,5 menit, to = 2,0 menit
W(A)= 2,1 menit, W(B) = 4,1 menit.
Hitung Resolusi dan faktor pemisahannyaSoal efisiensi kolom:
Komponen x terelusi dalam KCKT dengan data sbb:
tr (x) = 21,5 menit , W = 4,1 menit, W1/2= 1,85 menit, to= 0,95 menit.
Hitung N , HETP, dan Faktor kapasitas, bila elusi dilakukan dalam kolom 12,5 cm
38
Analisis kualitatif
-Agak sukar dilakukan terutama bila
dalam campuran
-Dapat dilakukan bila pemisahan baik
dan tidak ada interferensi
-Dasar: membandingkan waktu retensi
analit dengan standar
-Kondisi elusi analit harus sesuai
dengan kondisi standar
- Kesulitan: sukar menemukan standar
3/17/2011
20
39
Analisis Kuantitatif
Tahapan kerja:
*Penyiapan fasa gerak :
Pelarutan, pencampuran, penyaringan, degasing
*Preparasi sampel :
Pemisahan dgn ekstraksi
Pengenceran/pelarutan ekstrak
penyaringan/degasing
*Penyiapan larutan standar :
Induk : larutan 1000 ppm
pengenceran dengan fasa gerak.
pembuatan larutan kerja:
40
*Pengukuran sampel
*Penentuan konsentrasi sebenarnya
analit dalam sampel
Pengukuran sampel:
-Teknik membandingkan area standar
dengan area analit
Area standar = As , konsentrasi = Cs
Area analit = Ac , konsentrasi analit = Cc
As/Ac = Cs/Cc
3/17/2011
21
41
C, ppm
Area
*
*
*
*
*
Cx
- Teknik kurva kalibrasi
Dibuat beberapa seri larutan standar, dari
konsentrasi kecil sampai besar ( minimal 4 larutan
standar)
Dibuat larutan sampel sedemikian sehingga area berada
dalam range konsentrasi standar
Larutan standar diinjeksikan mulai dari konsentrasi kecil
Larutan sampel diinjeksikan
Plot Area sampel dalam kurva kalibrasi
(C vs area standar)
Teknik analisis kuantitatif dengan kalibrasi adisi standar
Untuk mendekatkan kondisi sampel dengan kondisi larutan standar
Caranya: ke dalam sejumlah larutan standar (seri) ditambahkan sejumlah yang sama sampel, kemudian diperlakukan sesuai prosedur seperti pada cara kalibrasi biasa
42
C, ppm
Area
*
*
*
*
*
Cx
3/17/2011
22
43
Parasetamol adalah obat analgesik dan antipretikyang biasanya dikemas dalam bentuk cair untukkonsumsi anak-anak. Selain parasetamol sebagaizat aktif, biasanya dalam kemasan tersebutditambahkan aditif gula dan etanol dalam jumlahsedikit selain air sebagai pelarut.
OH
HN – C = O
CH3
44
Bila senyawa parasetamol akan dianalisis dengan HPLC, teknik mana yang akan dipilih, a. RPLC dengan fasa diam C-18 dan fasa gerak
metanol/airb. RPLC dengan fasa diam C-18 dan fasa gerak n-
heksana/airc. NPLC dengan fasa diam silika dan fasa gerak n-
heksanad. NPLC dengan fasa diam silika dan fasa gerak
kloroformDetektor apa yang dapat digunakan dalam analisis ini ? Bagaimana gambaran kromatogram yang akan dihasilkan ?
3/17/2011
23
45