KROMATOGRAFI KERTAS
Oleh: Susila Kr ist ianingr um
Lat ar belakang
Kr omat ogr af i digunakan unt uk memisahkan campur an dar i subst ansinya menj adi komponen-komponennya. Selur uh
bent uk kr omat ogr af i beker j a ber dasar kan pr insip yang sama.
Selur uh bent uk kr omat ogr af i memiliki f ase diam (ber upa padat an at au cair an yang didukung pada padat an) dan f ase gerak (cair an at au gas). Fase ger ak mengalir melalui f ase diam dan membawa komponen-komponen dar i campur an ber sama-sama. Komponen-komponen yang ber beda akan ber ger ak pada laj u yang ber beda pula. Kit a akan melihat alasannya pada halaman selanj ut nya.
Dalam kromat ogr af i ker t as, f ase diam adalah ker t as ser ap yang sangat ser agam. Fase ger ak adalah pelar ut at au
campur an pelar ut yang sesuai.
Anda mungkin t elah menggunakan kr omat ogr af i ker t as sebagai salah sat u hal per t ama yang per nah anda ker j akan dalam bidang kimia unt uk pemisahan, misalnya campur an dar i pewar na-pewar na yang menyusun war na t int a t er t ent u. I ni mer upakan cont oh yang mudah, mar i memulai dar i hal it u.
Anggaplah anda mempunyai t iga pena bir u dan akan mencar i t ahu dar i t iga pena it u, yang mana yang digunakan unt uk menulis sebuah pesan. Sampel dar i masing-masing t int a dit et eskan pada gar is dasar pinsil pada selembar
1, 2 dan 3 ser t a t int a pada pesan dit andai sebagai M.
Ker t as digant ungkan pada wadah yang ber isi lapisan t ipis pelar ut at au campur an pelar ut yang sesuai didalamnya. Per lu diper hat ikan bahwa bat as pelar ut ber ada dibawah gar is pada ber cak diat asnya. Gambar ber ikut nya t idak menunj ukkan t er per inci bagaimana ker t as di gant ungkan kar ena t er lalu banyak kemungkinan unt uk menger j akannnya dan dapat mengacaukan gambar . Kadang-kadang ker t as hanya
digulungkan secar a bebas pada silinder dan diikat kan dengan klip ker t as pada bagian at as dan bawah. Silinder kemudian dit empat kan dengan posisi ber dir i pada bawah wadah.
Alasan unt uk menut up wadah adalah unt uk meyakinkan bahwa ast mosf er dalam gelas kimia t er j enuhkan denga uap pelar ut . Penj enuhan udar a dalam gelas kimia dengan uap menghent ikan penguapan pelar ut sama halnya dengan per ger akan pelar ut pada ker t as.
pada laj u yang ber beda dan campur an dipisahkan ber dasar kan pada per bedaan ber cak war na.
Gambar menunj ukkan apa yang t ampak set elah pelar ut t elah ber ger ak hampir selur uhnya ke at as.
Dengan sangat mudah dij elaskan melihat dar i kr omat ogr am akhir dar i pena yang dit ulis pada pesan yang mengandung pewar na yang sama dengan pena 2. Anda j uga dapat melihat bahwa pena 1 mengandung dua campur an ber war na bir u yang kemungkinan salah sat unya mengandung pewar na t unggal t er dapat dalam pena 3.
N ilai Rf (Ret or dat ion Fact or/ Rat e of Flow)
Beber apa senyawa dalam campur an ber ger ak sej auh dengan j ar ak yang dit empuh pelar ut ; beber apa lainnya t et ap lebih dekat pada gar is dasar . J ar ak t empuh r elat ive pada pelar ut adalah konst an unt uk senyawa t er t ent u sepanj ang anda menj aga segala sesuat unya t et ap sama, misalnya j enis ker t as dan komposisi pelar ut yang t epat ..
J ar ak r elat ive pada pelar ut disebut sebagai nilai Rf. Unt uk set iap senyawa ber laku r umus sebagai ber ikut :
Rf =j ar ak yang dit empuh oleh senyawa j ar ak yang dit empuh oleh pelar ut
9.6 cm dar i gar is dasar , sedangkan pelar ut ber ger ak sej auh 12.0 cm, j adi Rf unt uk komponen it u:
Dalam cont oh kit a melihat ada beber apa pena, t idak per lu menghit ung nilai Rf kar ena anda akan membuat per bandingan langsung dengan hanya melihat kr omat ogr am.
Anda membuat asumsi bahwa j ika anda memiliki dua ber cak pada kr omat ogr am akhir dengan war na yang sama dan t elah ber ger ak pada j ar ak yang sama pada ker t as, dua ber cak t er sebut mer upakan senyawa yang hampir sama. Hal ini t idak selalu benar . Anda dapat saj a mempunyai senyawa-senyawa ber war na yang sangat mir ip dengan nilai Rf yang j uga sangat mir ip. Kit a akan melihat bagaimana anda menemukan masalah it u pada penj elasan selanj ut nya.
Bagaimana halnya j ika subst ansi yang anda ingin ident if ikasi t idak berwarna?
Dalam beber apa kasus, dimungkinkan membuat ber cak menj adi t ampak dengan mer eaksikannya dengan beber apa per eaksi yang menghasilkan pr oduk yang ber war na. Cont oh yang baik yait u kr omat ogr am yang dihasilkan dar i campur an asam amino.
Anggaplah anda mempunyai campur an asam amino dan ingin memisahkan asam amino t er t ent u yang t er dapat dalam campur an. Unt uk menyeder hanakan, mar i ber asumsi bahwa anda t elah menget ahui kemungkinan campur an hanya
mengandung lima asam amino yang umum.
dit empat kan dalam pelar ut yang sesuai dan dibiar kan seper t i sebelumnya. Dalam gambar , campur an adalah M, dan asam amino yang t elah diket ahu dit andai 1 sampai 5.
Posisi pelar ut depan dit andai dengan pinsil dan kr omat ogr am lalu diker ingkan dan disempr ot kan dengan lar ut an ninhidr in. Ninhidr in ber eaksi dengan asam amino menghasilkan senyawa ber war na, ut amanya coklat at au ungu.
Gambar di sebelah kir i menunj ukkan ker t as set elah dilalui pelar ut hampir pada bagian at as ker t as. Ber cak masih belum t ampak. Gambar kedua menunj ukkan apa yang mungkin t ampak set elah penyempr ot an ninhidr in.
Tidak diper lukan unt uk menghit ung nilai Rf kar ena anda dengan mudah dapat membandigkan ber cak dalam campur an dengan asam amino-asam amino yang t elah diket ahui
ber dasar kan posisi dan war nanya.
Dalam cont oh ini, campur an mengandung asam amino yang diber i t anda 1, 4 dan 5.
Bagaimana j ika campur an mengandung asam amino lain selain dar i asam amino yang anda gunakan unt uk per bandingan? Akan t er dapat ber cak dalam campur an yang t idak sesuai dar i asam amino yang t elah diket ahu. Anda har us mengulangi per cobaan menggunakan asam amino-asam amino sebagai bahan
per bandingan.
Kr omat ogr af i ker t as dua ar ah dapat digunakan dalam menyelesaikan masalah pemisahan subst ansi yang memiliki nilai Rf yang sangat ser upa.
Saya akan kembali membicar akan t ent ang senyawa-senyawa ber war na kar ena lebih mudah melihat apa yang t er j adi. Ada dapat menger j akannya secar a sempur na hal ini dengan senyawa-senyawa yang t idak ber war na - t et api anda har us menggunakan banyak imaj inasi dalam menj elaskan apa yang t er j adi !
W akt u ini kr omat ogr am dibuat dar i ber cak t unggal dar i campur an yang dit empat kan kedepan dar i gar is dasar .
Kr omat ogr am dit empat kan dalam sebuah pelar ut sebelum dan sesudah sampai pelar ut mendekat i bagian at as ker t as.
Dalam gambar , posisi pelar ut dit andai dengan pinsil sebelum ker t as ker ing. Posisi ini dit andai sebagai SF1 yait u pelar ut depan unt uk pelar ut per t ama. Kit a akan menggunakan dua pelar ut yang ber beda
J ika anda melihat nya lebih dekat , anda dapat melihat bahwa ber cak pusat besar dalam kr omat ogr am sebagian bir u dan sebagian hij au. Dua pewar na dalam campur an memiliki nilai Rf yang hampir sama. Tent unya, nilai-nilai ini bisa saj a sama, keduanya memiliki war na yang sama; dalam hal ini anda t idak dapat mengat akan bahwa ada sat u at au lebih pewar na dalam dalam ber cak it u.
ker ing selur uhnya, dan put ar 90o dan per lakukan kr omat ogr am kembali dengan pelar ut yang ber beda. Hal yang sangat t idak diper caya bahwa dua ber cak yang membingungkan akan memiliki nilai Rf dalam pelar ut kedua sama halnya dengan pelar ut yang per t ama, dengan demikian ber cak-ber cak akan ber ger ak dengan j umlah yang ber beda.
Gambar ber ikut nya menunj ukkan apa yang mungkin t er j adi pada ber bagai ber cak pada kr omat ogr am awal. Posisi pelar ut kedua j uga dit andai.
Tent unya anda t idak dapat melihat ber cak-ber cak dalam posisi awal dan akhir ; Ber cak-ber cak t elah ber ger ak! Kr omat ogr am akhir akan t ampak seper t i ini:
Kr omat ogr af i dua ar ah secar a selur uhnya t er pisah dar i campur an menj adi empat ber cak yang ber beda.
pena at au asam amino-asam amino. Anda dapat ber akhir dengan kekacauan pada ber cak-ber cak yang t anpa ar t i.
Meskipun demikian, anda dapat beker j a dengan nilai Rf unt uk set iap ber cak-ber cak dalam pelar ut -pelar ut , dan kemudian membandingkan nilai-nilai yang anda t elah ukur dar i senyawa yang t elah diket ahui pada kondisi yang t epat sama.
Bagaimana kr omat ogr af i ker t as beker j a?
Meskipun kr omat ogr af i ker t as sangat mudah penger j aannya, t et api sangat sulit dij elaskan apabila membadingkannya dengan kr omat ogr af i lapis t ipis. Penj elasannya t er gant ung t ingkat an pemilihan pelar ut yang anda gunakan, dan beber apa sumber unt uk mengat asi masalah secar a t unt as. J ika anda t elah per nah melakukannya, ini sangat membant u j ika anda dapat membaca penj elasan bagaimana kr omat ogr af i lapis t ipis beker j a.
St r ukt ur dasar ker t as
Ker t as dibuat dar i ser at selulosa. Selulosa mer upakan polimer dar i gula seder hana, yait u glukosa.
Sangat menar ik unt uk mencoba unt uk menj elaskan
kr omat ogr af i ker t as dalam ker angka bahwa senyawa-senyawa ber beda diser ap pada t ingkat an yang ber beda pada
per mukaan ker t as. Dengan kat a lain, akan baik menggunakan beber apa penj elasan unt uk kr omat ogr af i lapis t ipis dan ker t as. Sayangnya, hal ini lebih kompleks dar ipada it u!
t imbul pada saat pembuat an ker t as. Oleh kar enanya, anda dapat ber pikir yakni ker t as sebagai ser at -ser at selulosa dengan lapisan yang sangat t ipis dar i molekul-molekul air yang ber ikat an pada per mukaan.
I nt er aksi ini dengan air mer upakan ef ek yang sangat pent ing selama penger j aan kr omat ogr af i ker t as.
Kr omat ogr af i kert as menggunakan pelar ut non polar
Anggaplah anda menggunakan pelar ut non polar seper t i heksana unt uk menger j akan kr omat ogr am.
Molekul-molekul polar dalam campur an yang anda coba unt uk pisahkan akan memiliki sedikit at r aksi unt uk molekul-molekul air dan molekul-molekul yang melekat pada selulosa, dan kar ena akan menghabiskan banyak wakt unya unt uk lar ut
dalam pelar ut yang ber ger ak. Molekul-molekul seper t i ini akan ber ger ak sepanj ang ker t as diangkut oleh pelar ut . Mer eka akan memiliki nilai Rf yang r elat if t inggi.
Dengan kat a lain, molekul-molekul polar akan memiliki at r aksi yang t inggi unt uk molekul-molekul air dan kur ang unt uk
pelar ut yang non polar . Dan kar enanya, cender ung unt uk lar ut dalam lapisan t ipis air sekit ar ser at lebih besar dar ipada pelar ut yang ber ger ak.
Kar ena molekul-molekul ini menghabiskan wakt u unt uk lar ut dalam f ase diam dan kur ang dalam f ase ger ak, molekul-molekul t idak akan ber ger ak sangat cepat pada ker t as.
Kecender ungan senyawa unt uk membagi wakt unya ant ar a dua pelar ut yang t idak ber campur (misalnya pelar ut heksana dan air yang mana t idak ber campur ) disebut sebagai par t isi. Kr omat ogr af i ker t as menggunakan pelar ut non-polar kemudian menj adi t ipe kromat ogr af i par t isi.
lainnya
W akt u akan mengaj ar kan anda bahwa par t isi t idak dapat dij elaskan j ika anda menggunakan air sebagai pelar ut unt uk campur an anda. J ika anda mempunyai air sebagai f ase diam, t idak akan sangat ber beda makna ant ar a j umlah wakt u
subst ansi menghabiskan wakt u dalam campur an dalam bent uk lainnya. Selur uh subst ansi sehar usnya set imbang
kelar ut annya (t er lar ut set imbang) dalam keduanya.
Namun, kr omat ogr am per t ama yang t elah anda buat mungkin mer upakan t int a menggunakan air sebagai pelar ut .
J ika air ber t indak sebagai f ase ger ak selayaknya menj adi f ase diam, akan t er dapat per bedaan mekanisme pada
mekanisme ker j a dan har us set imbang unt uk pelar ut -pelar ut polar seper t i alkohol, misalnya. Par t isi hanya dapat t er j adi ant ar a pelar ut yang t idak ber campur sat u dengan lainnya. Pelar ut -pelar ut polar seper t i alkohol r endah ber campur dengan air .
Aplikasi Kr omat ogr af i Ker t as 1. Bidang Klinik & Biokimia
- Pemisahan asam-asam amino dan pept ida - Penguj ian ur ine dan cair an lainnya. 2. Bidang Analit ik & Umum
- Analisis polimer
- Det eksi logam dalam t anah
- Det eksi senyawa f enolat dalam ekst r ak t anaman - Pemisahan alkaloida dan f lavonoid
- Pemisahan senyawa-senyawa yang mengandung r adioisot op
Dan lain-lain
Beber apa f akt or yang menent ukan har ga Rf :
1. Pelar ut (lihat der et eluot r opik eluen) kaídah like disolved like
Aplikasi Pelar ut Komposisi
Asam amino Fenol/ air Lar . J enuh
n-BuOH/ As.cuka/ Air (BAW)
4:1:5
n-BuOH/ As.cuka/ Air 12:3:5 n-BuOH/ Pir idin/ Air 1:1:1 Kar bohidr at Et il Aset at / Pir idin/ Air 2:1:2
Et il Aset at / n-Pr OH/ Air 6:1:3 Et il Aset at / As.cuka/ Air 3:1:3 Asam lemak n-BuOH/ 1,5M NH3 Lar . J enuh F, Cl, Br , I
(gar am-gar am Na)
Pir idin/ Air 90:10
Hg,Pb,Cd,Cu,Bi (klor ida-klor ida)
n-BuOH/ 3M HCl Lar . J enuh
2. Suhu
3. Teknik Pengembangan: - Ascending - Descending - Mendat ar 4. Ukur an dar i bej ana 5. Ker t as
Kar akt er ist ik ker t as kr omat ogr af i W hat mann J enis ker t as Kecepat an alir an eluen
Cepat Sedang Lambat
Ker t as t ipis No. 4, 54, 540
No. 7, 1 No. 2, 20
Ker t as t ebal No. 31, 17 No. 3, 3 MM ????
Sumber: Chem-is-try.org. situs.web kimia Indonesia. Maret 2009 Hardjono, S. (1985). Kromatografi. Yogyakarta: Liberty.
LATIHAN SOAL-KIMIA ANALISIS II
---
1. Dalam pemisahan perak, timah hitam, dan air raksa secara kromatografi kertas, tinggi permukaan pelarut adalah 18 cm, sedangkan untuk masing-masing unsur tersebut adalah 16, 12, dan 6 cm. Hitung nilai Rf untuk masing-masing logam. 2. Suatu campuran uranium, magnesium, dan aluminium dipisahkan secara krom.
Kertas dan dianalisis secara spektrofotometri. Untuk masing-masing larutan standard 100 ppm, absorbansi senyawa uranium dengan oksin adalah 0,720; untuk magnesium dengan magneton adalah 0,550; sedangkan aluminium dengan alizarin adalah 0,800.
Untuk campuran sampel yang tidak diketahui, absorbansi yang berasal dari uranium, magnesium, dan aluminium masing-masing adalah 0,150; 0,840; dan 0,750. Hitung % komposisi unsur-unsur tersebut dalam campuran.
3. Dalam suatu pemisahan dengan KLT nilai Rf untuk senyawa yang tidak diketahui adalah 0,809. Tinggi permukaan untuk senyawa A, B, dan C masing-masing adalah 24, 28, dan 30 cm, sedangkan untuk pelarutnya 34 cm. Tentukan senyawa yang tidak diketahui tersebut.
Petunjuk Penyelesaian:
No. 1 & 3 . Hitung Rf dengan rumus
Rf =j ar ak yang dit empuh oleh senyawa j ar ak yang dit empuh oleh pelar ut No. 2. Gunakan Per samaan:
C sampel= A sampel/ A st andar d x C st andar d
Berdasarkan Hk. Lambert Beer A=ε b C
Maka unt uk st andar d : Ast d =ε b Cstd dan sampel: Asampel =ε b Csampel.
Oleh karena ε b untuk standard dan sampel sama maka:
C sampel= A sampel/ A st andar d x C st andar d
4. Pada analisis asam dikar boksilat dengan kr omat ogr af i ker t as diber ikan dat a sbb:
Konsent r asi asam (µg)
5 10 15 20 25
Ber at ker t as (mg)
78 123 154 172 194
Bila 100 mg sampel dilar ut kan ke dalam 10 mL akuades dan t iga sampel masing-masing 0,20 mL dianalisis secar a kr omat ogr af i, maka ber cak t er sebut mempunyai massa 105, 98, dan 109 mg.
Hit unglah per sent ase asam dikar boksilat dalam sampel t er sebut ! Pet unj uk Penyelesaian:
Gambar kan kur va massa ker t as vs konsent r asi asam dikar boksilat ( massa ker t as sbg sb. Y dan konsent r asi asam dikar boksilat sbg sb. X). Kemudian t ent ukan per samaan gar isnya dengan
Y=aX + b dengan Y=massa ker t as,
X=konsent r asi asam dikar boksilat , a= slope
b=int er sep.
5. Pada analisis asam dikarboksilat dengan Kromatografi Kertas diperoleh data sbb: Konsentrasi asam dikarboksilat (μg)
5 10 15 20 25
massa kertas
Apabila 100 mg sampel dilarutkan ke dalam 10 mL air destilasi dan ketiga sampel masing-masing diambil 0,20 mL kemudian dianalisis secara kromatografi kertas, maka bercak/spot yang dihasilkan mempunyai massa 105, 98, dan 109 μg.
Hitunglah % asam dikarboksilat tersebut dalam sampel. Pet unj uk Penyelesaian Soal No. 5
Gunakan per samaan Y=ax + b Y = massa ker t as
