Kromatografi

Powerpoint TemplatesPage 1

Powerpoint Templates

Kimia Analitik

KROMATOGRAFI

Zul Hendra (1110017411010) Zapidal Abdi (1110017411011) Mila Handayani Koto (1110017411012) Sri Gustiari (1110017411020)

TEKNIK KIMIAUNIVERSITAS BUNG HATTA

PADANG2012

http://www.powerpointstyles.com/



Kromatografi Umum

1.1 KromatografiDi tahun 1903 Tswett menemukan teknik

kromatografi. Teknik ini bermanfaat sebagai cara untuk menguraikan suatu campuran. Dalam kromatografi, komponen-komponen terdistribusi dalam dua fase.

1.2 Klasifikasi Metode KromatografiMetode-metode kromatografi tidak dapat

dikelmpokkan dengan hanya meninjau satu macam sifat. Artinya kita dapat menyatakan teknik-teknik kolom seperti distilasi, ekstraksi pelarut, penukar ion kedalam satu kelas. Tetapi teknik tersebut dapat juga diklasifikasikan dengan berdasarkan metode-metode deferential migration.



Fase gerak dapat berupa gas atau cairan, sedangkan fase diam dapat berupa zat cair atau padat. Jadi kita meneliti kombinasi cair-cair, cair-padat, gas-cair, gas-padat.

Jika pemisahan terutama meliputi suatu partisi sederhana antara fase diam cair dan fase gerak cair juga, maka proses ini dikenal sebagai kromatografi partisi. Jika gaya fisika kepermukaan terutama meliputi kemampuan retensi dari fase diamnya, maka proses disebut sebagai kromatografi, adsorsi. Jika fase geraknya adalah gas metode ini disebut sebagai kromatografi gas cair atau kromatografi gas padat.

Dalam kromatogafi, pertukaran ion ikatan kimia hetero polar terbentuk secara reversibel antara komponen-komponen ion di dalam fase bergerak dan fase diam. Penyerapan gel atau filtrasi gel adalah suatu contoh kromatografi ekslusi. Kromatografi kertas dan kromatografi lapisan tipis adalah contoh-contoh kromatografi partisi.



a) Destilasi : ini adalah penguapan zat cair dan kondensasi dari uap kembali ke fase cair.

b) Ekstraksi pelarut.c) Kromatografi adalah proses melewatkan sampel melalui suatu

kolom, perbedaan kemampuan adsorbsi terhadap zat-zat yang sangat mirip mempengaruhi resolusi zat terlarut dan menghasilkan apa yang disebut kromatogram.

d) Teknik ring oven : berkaitan dengan pengujian suatu tetesan tunggal larutan pada suatu kertas penyaring untuk mengetahui komponen-komponen larutan.

e) Zone melting : di sini dua wilayah tertentu yang meliputi penampang lintang suatu zat padat dilelehkan dan denga perlahan-lahan digerakkan sepanjang batang zat padat.

f) Penukar iong) Dialisis : osmosis adalah proses pemisahan berdasarkan

difusi yang dikenal dan disebabkan aliran spontan suatu pelarut melalui membran dari larutan yang encer kelarutan yang lebih pekat.



h) Presipitasi, kropesipitasi dan sebagainya, adalah suatu proses dimana suatu zat terlarut diubah kebentuk tidak larut yang selanjutnya dapat dipisahkan dari alrutannya.

i) Flotasi : senyawa-senyawa dengan kerapatan lebih besar daripada cairan yang menyelimutinya dapat dikonsentrasikan pada permukaan zat cair. Ini dikenal dengan pemisahan dengan teknik flotasi.

1.3 Terminologi KromatografiKromatografi dapat dilukiskan dengan berbagai istilah.

Istilah yang paling sering dijumpai adalah nilai Rf, juga dikenal dengan faktor retardasi, atau dinyatakan sebagai volume retensi (VR) atau waktu retensi (tR). Semua ini adalah suatu besaran yang menyatakan berapa lama fraksi waktu molekul zat terlarut tinggal dalam fase bergerak. Faktor retardasi (Rf) menyatakan perbandingan kecepatan pergeseran zat terlarut terhadap senyasawa standar ideal yang tidak terlarutkan ataupun yang tidak teradsorsi oleh fase diam.



Karena kecepatan gerak zat pelarut lebih besar dari fase bergerak, maka R lebih besar dari Rf sebesar 15%. Jika R adalah fraksi zat terlarut pada keadaan kesetimbangan pada fase bergerak, maka ( 1 – R ) adalah fraksi zat terlarut pada keadaan kesetimbangan di fase diamnya.

Dalam suatu kromatografi kolom, maka terdapat volume yang cukup berarti dari fase gerak yang meninggalkan kolom pada saat jumlah zat terlarut mencapai maksimum ketika meninggalkan kolom.

Kd bergantung pada temperatur, demikian juga temperatur mempengaruhi difusivitas gas dan cairan. Dapat dikatakan pada kenaikan temperatur sebanyak 20oC, Kd berkurang menjadi separuhnya, tetapi ini berarti nilai R makin besar, sedangkan (VR) akan berkurang.



1.4 Prosedur KromatografiUntuk melaksanakan pemisahan secara kromatografi kolom,

ada tiga cara dapat dilakukan :a) Analisis frontalb) Analisis elusic) Pergeseran

1.5 Dinamika KromatografiEfektivitas pemisahan tergantung pada penguraian

komponen-komponen pada saat komponen tersebut berpindah dan kepadatan wilayah yang ditempati komponen-komponen tersebut.

Jumlah piringan dan tinggi piringan adalah suatu undeks efisiensi kolom yang berguna untuk menggambarkan seberapa jauh suatu puncak dan wilayah pita telah melebar sebagai akibat fenomena transpor fisika.



Tingkat pemisahan dua komponen adalah suatu masalah yang umum dijumpai dalam semua metode kromatografi. Pada prakteknya yang dapat dilakukan adalah meminimalkan tumpangsuh (overlap) atau kontaminasi timbal balik antara wilayah-wilayah yang berdekatan ke suatu tingkat resolusi eksperimental yang dikehendaki. Pada umumnya makin besar jumlah piringan makin baik resolusinya.



Kromatografi Adsorpsi

1.1 Prinsip Dasar Kromatografi AdsorpsiKromatografi ini didasarkan pada retensi zat terlarut oleh

adsorpsi permukaan, ini berguna dalam pemisahan senyawa-senyawa nonpolar dan konstituen-konstituen yang sulit menguap.

Gaya-gaya akibat transfer muatan terjadi antara donor elektron dan akseptor elektron, yang puncaknya mengambil bentuk seperti ikatan hidrogen. Gaya-gaya yang kuat muncul antara atom-atom yang terikat secara ionik dan kovalen. Adsorpsi ini adalah fenomena fisis. Kurva isoterm adsorpsi berbentuk lengkung dan tidak pernah linear. Temperatur tinggi dan eluent yang kuat cenderung menghasilkan isoterm yang linear.



Masalah teoritis utamanya adalah ketergantungan volume retensi zat pada struktur molekul zat terlarut dan kondisi eksperimental. Tingkat adsorpsi untuk suatu volume retensi yang spesifik adalah volume zat cair yang lewat pada kolom tiap gram adsorben.

1.2 Penyusunan EksperimentalSuatu kolom yang panjang digunakan dengan dilengkapi suatu

kran di bagian bawah kolom untuk mengendalikan laju aliran zat cair. Tinggi kolom sebaiknya 4-10 kali diameternya. Paling kurang separuh dari kolom harus terisi adsorben. Suatu kromator yaitu suatu kolom tanpa wadah penunjang yang dapat diperoleh dengan mencetak campuran adsorben seperti H2SiO3 dengan bantuan semacam perekat sehingga dapat berdiri sendiri. Keuntungannya adalah wilayah pita-pita kromatografi dalam dilokalisir dengan penyemprotan suatu reagen.



Untuk adsorbennya, berbagai adsorben anorganik maupun organik dapat digunakan; misalkan alumina, bauksit, magnesia, magnesium silikat, kalsium hidroksida, silika gel dan tanah diatome. Diantara adsorben organik, arang gula dan karbon aktif yang paling sering digunakan.

1.3 Konstitusi Kimiawi dan Karakteristik KromatografiHubungan antara konstitusi kimiawi suatu senyawa dan sifat-sifatnya

pada kolom kromatografi tergantung pada apakah operasi yang terjadi : adsorpsi, partisi atau penukar ion. Sebagian besar pemisahan organik adalah benar-benar adsorpsi. Menurut Tswett, makin tinggi kandungan ikatan rangkap dan gugusan hidroksil suatu molekul, maka akan lebih kuat teradsorpsi. Ikatan hidrogen mempunyai pengaruh terhadap tenaga elusi pelarutnya. Ikatan rangkap terkonyugasi mempunyai pengaruh yang kuat terhadap kekuatan adsorpsi, tetapi untuk senyawa sangat polar, adalah satu atau lebih ikatan rangkap tidaklah menambah kemampuan teradsorpsi. Bentu permukaan adsorben dapat menyebakan perbadaan kemampuan mengadsorpsi. Jadi adsorpsi suatu senyawa organik merupakan fungsi dari struktur kimianya, sifat permukaan adsorben dan pelarut.



1.4 pemakaian kromatografi adsorpsiKromatografi adsorpsi sering digunakan dalam pemisahan

senyawa-senyawa organik.

1.5 kromatografi afinitisDikenal juga sebagai adsorpsi biospesifik atau kromatografi

bioafinitis.pembentukan suatu kompleks makro molekul biologis yang dapat terdisosiasi merupakan dasar isolasi dan pemurnian dengan tekniki ini.prinsip dasarnya adalah memanfaatkan sifat zat yang memiliki aktifitas biologis untuk membentuk senyawa kompleks yang reversibel,spesifik danstabil.jadi kromatografi afinitis didasarkan pada kemampuan spesifik suatu zat dengan aktifitas biologis untuk mengikat secara spesifik dan reversibel suatu zat lain yang dapat disebut sebagai ligan.zat dengan afinitas tersebut dikenal sebagai afinant.



Kromatografi Partisi1.1 Prinsip dasar kromatografi cair-cair

Dalam kromatografi partisi cair-cair, suatu pemisahan dipengaruhi oleh distribusi sampel antara fase cair diam dan fase cair bergerak dengan membatasi kemampuan pencampuran.

Martin dan Synge melakukan teknik ekstraksi cair-cair secara fraksional dengan cara mengepak kolom silika gel kemudian meletakkan larutan campurannya pada kolom dan mengelusinya dengan pelarut tidak bercampur, seperti butanol. Cairan yang tertaham di dalam kolom adalah fase diam sedangkan cairan bergerak sepanjang kolom adalah fase bergerak. Pemisahan didasarkan pada pemanfaatan perbedaan koefisien partisi zat terlarut, oleh karena itu teknik ini dikenal sebagai kromatografi partisi.



Menurut Cremer dan Muller, jika molekul suatu zat terlarut tertentu dalam keadaan terus-menerus bergerak dari fase diam ke fase bergerak dan sebaliknya, beberapa molekul karena tidak sama energinya, akan tinggal lebih lama dari yang lainnya dalam fase bergerak ataupun ada yang tinggal lebih sebentar.

Volume yang diperlukan untuk mengelusi suatu puncak pita zat terlarut adalah sebagai berikut : jika x = panjang kolom yang sesuai dengan puncak pita, y.

Efisiensi pemisahan tergantung pada penguraian pusat wilayah (zona) dan pita harus tetap sempit (atau zona harus terjaga rapat). Untuk menghindarkan pengaruh perubahan temperatur, maka pemisahan dilakukan dengan ruang kromatografi yang tersekat ataupun pada termostat. Selama penggeraknya, keceppatan pelarut akan berubah karena viskositasnya makin mengecil.



1.2 Kromatografi Partisi Cair-cairTeknik ini terdiri dari suatu kolom yang berisi zat padat

penunjang halus di mana pada permukaan terdapat pelarut sebagai fase diamnya. Zat padat penunjang merupakan suatu materi padat yang berpori-pori dengan ukuran antara 100-300 mesh, dan dapat mengandung sampai 50% berat cairan penunjang. Kieselguhr, tanah diatome, selulosa dan silika gel dapat mengabsorpsi sampai 70% berat air tanpa menjadi basah. Selulosa dapat digunakan sebagai tempat cairan terabsorpsi karena sifatnya sebagai materi yang berserat.

Pada pemisahan pelarut, maka biasanya pelarut hidrofilik bertindak sebagai pelarut yang berfungsi sebagai fase diam, sedangkan pelarut hidrofobik sebagai fase bergerak.



1. 3 Kromatografi Ekstraksi Fase TerbalikDikenal sebagai kromatografi terbalik, fase yang digunakan

dalam kromatografi partisi cair-cair adalah terbalik. Pelarut hidrofobiklah yang digunakan sebagai fase diam pada penunjangnya, sedangkan fase bergeraknya adalah pelarut hidrofilik. Fase penunjang merupakan silika gel, alumina, kelf, teflon atau kieselguhr.

Diakhir-akhir ini ada suatu kecenderungan untuk menggunakan ligan pengkhelat sebagai fase hidrofobik seperti HDEHP, DNS dan sebagainya. Keuntungan kromatografi fase terbalik adalah pemanfaatan ekstraksi pelarut untuk mencapai pemisahan-pemisahan baru yang tidak tercapai dengan cara biasa.



Dengan menggunakan teknik RPPC (reversed phase partition chromatography) atau kromatografi partisi fase terbalik, pemisahan-pemisahan ion logam yang tadinya sulit dilakukan, dapat dilaksanakan dengan mudah. Misalkan dengan fase diam TBP, pemisahan yang sempurna dapat dilakukan terhadap besi(III);chrom(VI);germanium(IV);molybdenum(VI);vanadium(V); emas(III) dan merkuri(II) dari suatu campuran multi komponen.

Kromatografi ekstraksi selain digunakan dalam pemisahan anorganik juga telah banyak digunakan dalam pemisahan zat organik. Ekstraksi pelarut yang gagal dengan menggunakan teknik ekstraksi batch, dapat diatasi dengan RPPC.



1.4 Kromatografi Kertas1944, Consden, Gordon dan Martin memperkanalkan teknik

dengan menggunakan kertas penyaring sebagai penunjang fase diam dan fase bergerak, berupa cairan yang terserap diantara struktur pori kertas. Keterbatasan metode ini adalah waktu yang relatif lama dan resolusinya yang rendah.

Susunan serat kertas membentuk medium berpori yang bertindak sebagai tempat untuk mengalirnya fase bergerak. Berbagai macam kertas yang secara komersial tersedia adalah Whatman 1,2,31 dan 3 MM. Kertas asam asetil, kertas kieselguhr, kertas silikon dan kertas penukar ion juga digunakan. Untuk memilih kertas, yang menjadi pertimbangan adalah tingkat dan kesempurnaan pemisahan, difusivitas pembentukan spot, efek tailing dan pembentukan komet serta laju pergerakan pelarut terutama untuk teknik descending. Tiga kategori sebagai: (a) fase dan berair (aqueous), (b) fase diam pelarut organik hidrofilik, dan (c) fase diam pelarut organik hidrofobik.



Fase bergerak dengan pelarut hidrofilik yang tepat adalah formida, yang terdiri atas selulosa, karbitol, gliserol dan benzoil alkohol. Sedangkan untuk kategori ketiga, digunakan kertas khusus seperti dalam RPPC. Kertas tersebut dijadikan hidrofobik, yaitu anti air dengan cara mengekposnya dengan uap dimetil diklorosilan atau asetilasi selulosa. Tegangan permukaan adalah gaya pendorong untuk pergerakan secara kapiler. Jadi partisi cair-cair adalah mekanisme yang mendominasi pemisahan dengan kromatografi kertas.

1.5 Teknik Kromatografi KertasProses pengeluaran asam mineral dari kertas disebut

desalting. Descending adalah adalah salah satu teknik dimana cairan dibiarkan bergerak menuruni kertas akibat gravitasi. Pada teknik ascending; pelarut bergerak ke atas dengan gaya kapiler. Nilai Rf harus sama baik pada descending maupun ascending. Sedangkan yang ketiga dikenal sebagai cara radial atau kromatografi kertas sirkuler.

Suatu atomiser umumnya digunakan sebagai reagent penyemprot bila batas permukaan pelarut dan zat terlarut dalam



kertas ingin di buat dapat dilihat. Atomiser yang halus lebih disukai. Gas-gas juga dapat digunakan sebagai penanda bercak. Setelah penandaan bercak atau batas permukaan, selanjutnya dapat dilakukan analisis kolorimetri atau spektroskopi reflektansi bila sampel berupa logam. Kromatografi kertas selain untuk pemisahan dan analisa kuantitatif, juga sangat bermanfaat untuk identifikasi.

1.6 kromatografi Lapisan Tipis (KLT)Dikembangkan tahun 1938 oleh Ismailoff dan Schraiber.

Adsorbent dilapiskan pada lempeng kaca yang bertindak sebagai penunjang fase diam. Fase bergerak akan menyerap sepanjang fase diam dan terbentuklah kromatogram. Biasanya yang digunakan sebagai materi pelapisnya adalah silika-gel, tetapi kadangkala bubuk selulosa dan tanah diatome, kieselguhr juga dapat digunakan. Untuk fase diam hidrofilik dapat digunakan pengikat seperti semen Paris, kanji, dispersi koloid plastik, silika terhidrasi. Kadar air dalam lapisan ini harus terkendali agar didapat hasil analisis yang reprodusibel.



Teknik ascending digunakan untuk melaksanakan pemisahan yang dilakukan pada temperatur kamar, sampai permuakaan pelarut mencapai tinggi 15-18cm. Semua teknik yang digunakan untuk kromatografi kertas dapat dipakai juga untuk kromatografi lapisan tipis.

Zat-zat berwarna dapat dilihat langsung, tetapi dapat juga digunakan reagent penyemprot untuk zat organik

1.7 kromatografi Pasangan IonPemisahan sampel-sampel yang mudah terdisosiasi dalam

larutan air dapat dioptimasikan dengan mengatur pH fase diam atau fase bergeraknya. Hal ini akan menghalangi disosiasi dan zat terlarut terelusi sebagai puncak yang lebih tajam. Kita dapat menambahkan ion-ion pengimbang (counter ions) pada fase diam atau fase bergerak untuk memperbesar pembentukan garam antara sampel dan fase diam/bergerak. Pasangan ion yang terbentuk akan mempengaruhi sifat-sifat retensi senyawa-senyawa ionik.

Kromatografi pasangan ion didasarkan pada pembentukan suatu pasangan ion diantara sampel dan fase bergerak maupun fase diamnya.



Teknik ini sudah sering digunakan untuk pemisahan senyawa ionik. Biasanya silika-gel digunakan sebagai penunjang fase diam berair yang mengandung ion pengimbang dan bufer. Pelarut lain yang tidak bercampur digunakan sebagai pengelusi (eulen). Dalam kromatografi pasangan ion, metode fase terbalik juga dapat dilakukan, sebagai fase diamnya adalah fase nonpolar. Untuk pemisahan asam-asam, misalkan, basa organik seperti tetrabutil amonium posfat ditambahkan pada pengelusi (eulen) seperti metanol, sedangkan pada pemisahan basa-basa, maka asam sulfonat heptana-1 dapat digunakan. Ion-ion organik dengan rantai karbon yang panjang (> C10) digunakan sebagai ion penyeimbang dalam pemisahan sabun-sabunan dengan kromatografi. Selama pemisahan tingkat disosiasi sampel dan ion dikendalikan dengan memvariasikan pH fase diam atau fase bergerak.

Dengan menambahkan asam, kesetimbangan dapat digeser ke kiri yaitu disosiasi terintangi dan akan menghasilkan puncak tajam. Tetapi disosiasi asam kuat tidak dapat diatasi dengan penambahan ion penyeimbang. Penambahan ion penyeimbang akan menghasilkan pembentukan pasangan ion dengan koefisien partisi yang berbeda.



Pelaksanaan kromatografi menggunakan fase terbalik adalah lebih sederhana karena ion penyeimbang dapat digunakan sekaligus sebagai pengelusi. Kromatogafi pasangan ion telah digunakan untuk pemisahan amina-amina biogenik dan hasil-hasil metaboliknya, asam karboksilat dan intermediat zat warna.



Kromatografi Gas dan Kromatografi Cair

Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Volume pembawa yang diperlukan untuk menggerakkan pita zat terlarut pada keseluruhan panjang suatu kolom adalah volume retensi (VR), yaitu besaran fundamental yang diukur dalam kromatografigas. Untuk suatu kolom tertentu yang dioperasikan pada temperatur (tc) dan laju aliran gas pembawa (Rc), maka waktu yang diperlukan masing-masing komponen untuk tinggal di dalam kolom dikenal sebagai waktu retensinya (tR).

Jika zat terlarut masuk dalam kolom, zat tersebut akan menyetimbangkan dirinya diantara fase diam dengan fase bergeraknya sesuai dengan Kd = Cs/Cm. Jika Kd = 1, zat terlarut akan tinggal selama separuh dari waktunya dalam cairan, separuh waktunya lagi digunakan untuk tinggal pada fase gas. Jika isoterm partisinya linear, maka Kd tidak tergantung pada konsentrasi zat terlarut.



Menurunkan temperatur operasi menyebabkan bertambahnya retensi. Pada anggota-anggota suatu deret homologg, maka volume retensi spesifik suatu zat terlarut merupakan fungsi dari temperatur kolom dan dapat dihubungkan dengan titik didihnya.

Sifat retensi biasanya dinyatakan sebagai retensi relatif, yaitu waktu retensi dibandingkan terhadap suatu zat referens yang kedua-duanya dianalis pada kondisi yang identik. Suatu kolom yang efisien adalah bila puncak elusinya terpelihara dalam bentuk tajam serta resolusinya terjaga baik.

Dalam pemisahan, tinggi efektif piringan tergantung pada Kd jenis spesiesnya. Disimetri dengan bentuk deformasi pada kaki puncak bagian depan dikenal sebagai leading sedangkan deformasi pada kaki puncak bagian belakang dikenal sebagai tailing. Leading disebabkan terlalu rendahnya temperatur kolom, tetapi juga untuk senyawa-senyawa dengan range didih yang lebar.



Instrumentasi Suatu kromatograf yang baik terdiri dari komponen-komponen

penting berikut : (i) regulator tekanan, (ii) sistem injeksi sampel, (iii) kolom penunjang fase diam, (iv) fase diam, (v) detektor, (vi) pencatat signal (rekorder).

1) Regulator tekanan: Tekanan diatur pada sekitar 1-4 atmosfer sedangkan aliran diatur 1-1000 liter gas per menit.

2) Sistem injeksi sampel: Sampel diinjeksikan dengan suatu maro syringe melalui suatu septum karte silikon ke dalam kotak logam yang panas.

3) Kolom kromatografi: Terbuat dari tabung yang dibuat berbentuk spiral terbuka.

4) Penunjang stasioner: Penunjang yang sering digunakan adalah tanah diatomaeus dan kieselguhr.

5) fase stasioner: Temperatur maksimum yang dapat diperlakukan terhadap suatu kolom ditentukan oleh penguapan fase stasioner. Banyaknya fase stasioner suatu kolom dinyatakan dengan persen berat.

6) Detektor: Peka terhadap komponen-komponen yang terpisahkan di dalam kolom serta mengubah kepekaannya menjadi sinyal listrik.



Detektor harus terletak dekat kolom baik untuk menghindarkan kondensasi cairan maupun dekomposisi sampel sebelum mencapai detektor.

7) Pencatat sinyal: Akurasi suatu kromatogram pada suatu daerah pembacaan ditentukan oleh pemilihan pencatat sinyalnya.

Cara kerja kromatografi gasSampel diinjeksikan melalui suatu sampel injection port

yang temperaturnya dapat diatur, senyawa-senyawa dalam sampel akan menguap dan akan dibawa oleh gas pengemban menuju kolom. Zat terlarut akan teradsorbsi pada bagian atas kolom oleh fase diam, kemudian akan merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen yang sesuai dengan nilai Kd masing-masing komponen tersebut. Komponen-komponen tersebut terelusi sesuai dengan urut-urutan makin membesarnya nilai koefisien partisi (Kd) menuju ke detektor.



Kromatografi Cair Kinerja Tinggi• Dimaksudkan untuk mendapatkan pemisahan dan hasil

analisa kuantitatif yang baik dengan waktu singkat• Pelarut pengembang harus dipilih dengan seksama • Kolom harus sesuai • Detektor harus memadai• Sample berupa larutan



Terima kasih


Documents

Kromatografi