Anfiskim A - Kelompok 4
Kromatografi
Gas
Adzkiya Salimah 2106653773 Aldi Hars Natalino Arunde 2106759615
Bela Aprilia 2106639882
Cornelia Amanda 2106650430
Ervina 2106630851
Farras Kayla Thallah W 2106652751
Kezia Adinda L W 2106701860
Made Sarrah A S 2106637712
Sabira Nashwa Ramadhani 2106634976
Zahra Lutfi Febryanti 2106638841
Anggota Kelompok
Injektor dan Jenis- jenisnya
03
Instrumentasi
01 Fase Gerak dan
Pengaruh Laju Alir Fase Gerak
02
Table of Contents
Prosedur Analisis dengan Kromatografi
Gas
04
Instrumentasi 01
Alat Kromatografi Gas
Christian, G., Dasgupta, P., & Schug, K. (2014). Analytical chemistry (7th ed.). Hoboken: John Wiley & Sons, Inc.
Instrumentasi Kromatografi Gas
1 2
3
4 5
6 2
7 1
2 3
4
5
6
7
Christian, G., Dasgupta, P., & Schug, K. (2014). Analytical chemistry (7th ed.). Hoboken: John Wiley & Sons, Inc.
Harmita. (2015). Analisis Fisikokimia: Kromatografi. (Volume 2). Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran.
1. Silinder berisi gas pembawa
2. Pengukur tekanan dan pengontrol laju alir 3. Tempat injeksi sampel
(Injection Port) 4. Kolom
5. Detektor
6. Perekam (Recorder) 7. Oven yang disertai
termostat
Carrier Gas / Gas Pembawa (Fase Gerak)
Syarat gas pembawa:
a. Harus inert, tidak bereaksi dengan cuplikan, cuplikan-pelarut, dan material dalam kolom
b. Murni dan mudah diperoleh, serta murah c. Sesuai/cocok untuk detektor
d. Harus mengurangi difusi gas e. Kecepatan alir 150 mL/menit
1
7 1
4
5
7
Carrier gas ditempatkan dalam silinder bertekanan tinggi Contoh: N2, H2, Ar, He, CO2
Gas helium dan argon sangat baik, tidak mudah terbakar, tetapi sangat mahal.
H2 mudah terbakar sehingga harus berhati-hati dalam pemakaiannya.
Carrier Gas / Gas Pembawa (Fase Gerak)
1 2
3
4 5
6 2
7 1
2 3
4
5
6
7
Tempat Injeksi (Injection Port)
● Penginjeksian sampel untuk mencegah resolusi yang buruk serta penyebaran sampel yang tidak sesuai
● Alat yang biasa digunakan untuk menginjeksikan sampel adalah mycrosyringe (penyemprot mikro)
● Tempat injeksi selalu dipanaskan. Dalam kebanyakan alat, suhu dari tempat injeksi dapat diatur
● Sampel gas atau cair diinjeksikan melalui diafragma silikon-karet/sekat (septum) memfasilitasi penguapan sampel dan matriks sampel
● Gas pembawa kemudian mengangkut keseluruhan (moda splitless) atau sebagian (moda split) sampel ke dalam kolom
Tempat Injeksi (Injection Port)
Oven
Kolom terletak di dalam sebuah oven dalam instrumen. Suhu oven harus diatur dan sedikit di bawah titik sampel. Jika suhu di-set terlalu tinggi, cairan fase diam bisa teruapkan, juga sedikit sampel akan larut pada suhu tinggi dan bisa mengalir terlalu cepat dalam kolom sehingga menjadi terpisah
Kolom
● Kolom merupakan “jantung” kromatografi gas, dimana terjadi pemisahan komponen-komponen cuplikan
● Semakin mirip polaritas komponen sampel dengan fase diam, maka semakin kuat interaksi antara keduanya sehingga komponen akan tertahan lebih lama dalam kolom (waktu retensi lebih lama)
● Pada kromatografi gas terdapat 2 jenis kolom yang bisa dipakai, yaitu kolom tertutup (packed) dan kolom kapiler (capilary). Panjang kolom kromatografi antara 2-50 meter atau bahkan lebih. Biasanya terbuat dari stainless steel, gelas, silica gabungan, atau teflon. Agar cocok pada saat termostating, biasanya dibentuk spiral dengan diameter 10-30 cm
Detektor
Detektor berfungsi sebagai pendeteksi komponen-komponen yang telah dipisahkan dari kolom secara terus-menerus, cepat, akurat, dan dapat melakukan pada suhu yang lebih tinggi
Fungsi umumnya mengubah sifat-sifat molekul dari senyawa organik menjadi arus listrik kemudian arus listrik tersebut diteruskan ke rekorder untuk menghasilkan kromatogram
Detektor yang umum digunakan:
a. Detektor hantaran panas (Thermal Conductivity Detector_TCD) b. Detektor ionisasi nyala (Flame Ionization Detector_FID)
c. Detektor penangkap elektron (Electron Capture Detector_ECD) d. Detektor fotometrik nyala (Falame Photomertic Detector_FPD) e. Detektor nyala alkali
f. Detektor spektroskopi massa
Detektor
Rekorder
● Rekorder berfungsi sebagai pengubah sinyal dari detektor yang diperkuat melalui elektrometer menjadi bentuk kromatogram.
● Sinyal analitik yang dihasilkan detektor disambungkan oleh rangkaian elektronik agar bisa diolah oleh recorder atau sistem data.
Fase Gerak dan
Pengaruh Laju Alir Fase Gerak
02
Fase Gerak
● Pada kromatografi gas fase gerak yang digunakan adalah gas pembawa
● Gas pembawa → membawa solut ke kolom sehingga gas pembawa tidak berpengaruh pada selektivitas.
● Kecepatan linier dari gas pembawa menentukan efisiensi kolom
● Contoh gas pembawa:
○ Helium, hidrogen, nitrogen, argon, campuran argon + metana
● Syarat gas yang digunakan :
○ Inert
○ Mempunyai koefisien difusi sampel dalam gas yang rendah
○ Murni dan mudah diperoleh
○ Harga terjangkau / Murah
○ Sesuai untuk detektor yang digunakan
Gandjar,I. G., Rohman, A. (2015). Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Harmita. (2015). Analisis Fisikokimia Kromatografi Volume 2. Jakarta : EGC
Rekomendasi Fase Gerak Untuk Kolom Kapiler
Detektor Gas Pembawa/Fase Gerak
Electron Capture Hidrogen, Helium,
Nitrogen, & Argon/Metana Flame Ionization Hidrogen, Helium, & Nitrogen, Flame Photometric Hidrogen, Helium, Nitrogen, & Argon
Nitrogen-Phosphorus Helium & Nitrogen
Thermal Conductivity Hidrogen, Helium, & Nitrogen,
Gas Chromatography. (2020, August 16).Retrieved from https://chem.libretexts.org/@go/page/301
Rekomendasi Fase Gerak Untuk Kolom Kemas/Pak
Detektor Gas Pembawa/Fase Gerak
Electron Capture Nitrogen & Argon/Metana
Flame Ionization Nitrogen & Helium
Flame Photometric Hidrogen, Helium, Nitrogen, & Argon
Nitrogen-Phosphorus Helium & Nitrogen
Thermal Conductivity Hidrogen, Helium, Nitrogen, & Argon
Gas Chromatography. (2020, August 16).Retrieved from https://chem.libretexts.org/@go/page/301
Pengaruh Laju Alir Fase Gerak
Riyantana, R. O. (n. d.). Laporan Kromatografi Gas. Samarinda: Politeknik Negeri Samarinda
Waktu Retensi
Laju alir kecil → semakin lamanya kecepatan interaksi antara sampel dengan fase diam → waktu retensi
akan semakin besar
Laju alir besar → semakin cepatnya kecepatan interaksi antara sampel dengan fase diam → waktu retensi
akan semakin kecil
Titik Didih Senyawa
Kelarutan dalam Fase Cair
Temperatur Kolom
titik didih tinggi → waktu retensi lebih lama
kelarutan yang tinggi → waktu retensi lebih lama
temperatur tinggi → waktu retensi lebih singkat
Pengaruh Laju Alir Fase Gerak
Irawan, M. Y. (2014). Makalah Kromatografi Gas. Samarinda: Universitas Mulawarman
Pelebaran Puncak
dari kromatogram
● Kecepatan laju alir fase gerak dengan analit yang berada dekat fase diam lambat → gaya Van der Waals
● Yang berada di tengah → laju alir lebih cepat dengan
konsentrasi yang lebih kecil daripada yang berada di samping
● Analit yang tertahan oleh gaya Van Der Waals di samping akan berdifusi ke tengah → hukum Ficks
● Diminimalkan dengan mempercepat laju alir dan menurunkan suhu
Longitudinal Diffusion
Pengaruh Laju Alir Fase Gerak
Irawan, M. Y. (2014). Makalah Kromatografi Gas. Samarinda: Universitas Mulawarman
Pelebaran Puncak
dari kromatogram
● Terjadi akibat laju alir fase gerak yang cepat → pemisahan komponen dalam kolom kurang sempurna
● Diminimalkan dengan menggunakan partikel kecil →
memperluas permukaan partikel → kesetimbangan antara fase diam dan fase gerak mudah tercapai, memperlambat laju alir, dan menaikkan suhu
Mass Transfer Equilibrium
Injektor dan Jenis- jenisnya
03
Sistem Injeksi Sampel
Konsentrasi dan volume larutan yang diinjeksikan bergantung pada:
➢ jenis sampel
➢ Tujuan percobaan
➢ Kondisi percobaan Harus diperhatikan:
● Pelarut yang mudah menguap dengan konsentrasi 1-10%
● Proses secepat mungkin dengan volume sekecil mungkin (biasanya 0,1-10μl untuk cairan dan 1- 10ml untuk gas)
● Suhu di tempat injeksi sama atau sedikit lebih tinggi, sehingga sampel menguap dan dapat masuk ke dalam kolom yang dibawa oleh gas pembawa.
Injeksi Sampel dilakukan untuk introduksi cairan sampel ke instrumen kromatografi gas untuk selanjutnya dianalisis.
Wide Bore Injector (WBI)
Digunakan untuk sampel berupa cairan, dapat berupa murni cairan atau larutan dengan partikel padat. Seluruh komponen sampel yang diinjeksikan masuk ke dalam kolom.
Proses alat:
1. Sampel diinjeksikan terlebih dahulu.
2. Dipanaskan sampai menguap, direct injector dilakukan dengan temperatur tinggi (300°C)
3. Seluruh hasil uap akan masuk ke kolom dan sampel dapat dianalisis
Split Injector
Digunakan pada sampel dengan konsentrasi analit
yang tinggi
Mekanisme Kerja Split Injector
Gas memasuki inlet dengan total flow tertentu
● Sebagian kecil akan menuju ke septum, sisanya ke bagian liner
Ketika sampel diinjeksikan, akan menuju ke liner dan menguap → sebagian akan keluar melalui
kolom dan melalui split vent
- Split Ratio -
Split ratio biasanya ditentukan sebelum memulai analisis.
Bervariasi biasanya antara 5 : 1 sampai 500 : 1
Split yang tinggi artinya jumlah sampel pada kolom lebih kecil, memberikan puncak yang lebih tajam dan lebih baik
Split flow Column flow
= 100 mL/min
1 mL/min = 100 : 1
Splitless Injector
Digunakan pada sampel dengan konsentrasi analit
yang rendah
Split vent ditutup sebelum dan selama injeksi
Laju aliran yang lambat
→ Sampel berada di liner lebih lama sebelum masuk ke kolom
Splitless Hold Time
Setelah waktu yang cukup berlalu setelah injeksi, split vent terbuka
untuk membersihkan inlet
Diatur cukup lama untuk memaksimalkan vaporisasi dan
transfer analit ke kolom Durasi ini disebut
Splitless hold time
On-column injector sangat berguna untuk analisis sampel yang tidak stabil secara termal dan komponen dengan rentang titik didih yang besar.
On-column injector memerlukan jarum suntik khusus dengan persyaratan :
❖ Jarum diameter luar kecil disesuaikan dengan diameter dalam kolom
❖ Jarum yang lebih panjang disesuaikan untuk melewati injektor dan mencapai dalam kolom kapiler
❖ Volume kecil : 5 atau 10 μL
On-Column
Injector (OCI)
1. Sampel cair disuntikkan dengan memasukkan ujung jarum microsyringe langsung ke ujung kolom kapiler melalui needle guide dan septum terbuka, sampel sepenuhnya melewati injektor menuju kolom GC.
2. Setelah selesai disuntikkan, jarum dilepaskan keluar menyebabkan septum tertutup lagi dan komponen yang disuntikkan dapat langsung diuapkan di dalam kolom kapiler.
On-Column
Injector (OCI)
❖ Injektor universal karena bersifat fleksibel
❖ Injektor PTV menggabungkan split/splitless dan on-column (mode : split, splitless, pulsed, dan solvent split)
❖ Suhu pada injektor akan meningkat sehingga terjadi perubahan sampel menjadi uap (vaporize)
❖ Keuntungan :
➢ Dapat digunakan untuk injeksi volume besar
➢ Akurasi dan reproduktivitas yang baik
➢ Cocok untuk menganalisis senyawa yang tidak stabil terhadap panas (mudah terurai)
Programmable Temperature
Vaporizing Injector (PTV)
Prosedur Analisis dengan Kromatografi Gas
04
Injeksi Manual
Injeksi sampel manual dilakukan dengan menggunakan jarum mikroliter.
Pastikan jarum yang digunakan tidak ada zat- zat lain yang dapat mengganggu analisis.
Selanjutnya sampel diambil sebanyak 1 µL lalu injektor dimasukan kedalam port sampel dan diinjeksikan secara hati-hati.
Terdapat beberapa kesalahan yang mungkin terjadi dalam proses ini, yaitu :
● Bagian jarum/penekan injektor bengkok
● Bagian penekan injektor terlepas dari injektor.
● Gas pembawa akan mendorong sampel menuju kolom
● Metal block/vaporization chamber sudah dipanaskan agar bisa
dilakukan penguapan Split mode:
- Sebagian sampel ada yang keluar melalui split vent
Splitless mode:
- Split vent tertutup, semua sampel akan menuju kolom
Split Mode & Splitless Mode
● Sampel dapat diinjeksikan secara manual atau otomatis.
● Prinsipnya adalah perbedaan partisi antara fase diam dan fase gerak.
● Terjadi pada Capillary column dan sampelnya berupa zat cair.
● Fase diam berupa lapisan tipis yang terikat pada lapisan kolom.
● Komponen dengan afinitas rendah terhadap fase diam akan bergerak dan keluar lebih cepat dibanding komponen dengan afinitas tinggi
Gas
Kromatografi
Partisi
Packed column diisi dengan material untuk absorbsi dari komponen sampel, biasanya berupa inert solid.
Packed column membutuhkan laju aliran pembawa yang lebih tinggi dibandingkan dengan kolom kapiler
Pemisahan gas terjadi pada:
- Packed molecular sieve
(hayesep/poropak-porous polymer) - Capillary: porous layer open tubular
(PLOT)
Gas Kromatografi-Adsorpsi
Langkah Kerja
Bode Animation. (2017). GAS CHROMATHOGRAPHY- Explainer Video. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?v=uSG8ANBTaN0
Referensi
Agilent Technology. (2016). Fundamentals of GC Columns Training - Agilent Technologies. Retrieved from https://youtu.be/uD-29-mV3N0
Bode Animation. (2017). GAS CHROMATHOGRAPHY- Explainer Video. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?
v=uSG8ANBTaN0
Chasteen, T. G. (n.d.). Split/Splitless and On-Column Gas Chromatographic Injectors. Retrieved December 7, 2022, from https://www.shsu.edu/~chm_tgc/gc/gcinject.html
Christian, G., Dasgupta, P., & Schug, K. (2014). Analytical chemistry (7th ed.). Hoboken: John Wiley & Sons, Inc.
Gandjar,I. G., Rohman, A. (2015). Kimia Farmasi Analisis. Yogyakarta: Pustaka Pelajar.
Gas Chromatography. (2020, August 16).Retrieved from https://chem.libretexts.org/@go/page/301
GL Sciences. (n.d.). On-column injection in capillary gas chromatography (COC). Retrieved December 7, 2022, from https://www.glsciences.eu/html/on-column.html
GL Sciences. (n.d.). Optic-4 multi mode inlet for Gas Chromatography. best PTV Injector. Retrieved December 7, 2022, from https://www.glsciences.eu/html/ptv-injection.html
Harmita. (2015). Analisis Fisikokimia: Kromatografi. (Volume 2). Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran.
Irawan, M. Y. (2014). Makalah Kromatografi Gas. Samarinda: Universitas Mulawarman.
MrSimpleScience. (2018). GC - Gas Chromatography - Split & Splitless Injection Animation HD. Retrieved from https://youtu.be/dWsEsDikpHA
Restek Corporation. (2020). Split vs Splitless Injection [Video]. Youtube. Retrieved from https://youtu.be/TaLOF_jVRno Riyantana, R. O. (n. d.). Laporan Kromatografi Gas. Samarinda: Politeknik Negeri Samarinda.
Shimadzu. (2021). Sample Injection | SHIMADZU EUROPA. Retrieved December 7, 2022, from https://www.shimadzu.eu/tech-support/fundamentals-gc/sample_injection
Frayekti, Melly Chandra. (2013). Makalah Kromatografi Gas. Retrieved December 7, 2022 from https://www.academia.edu/29712001/MAKALAH_KROMATOGRAFI_GAS
Bode Animation. (2017). GAS CHROMATHOGRAPHY- Explainer Video. Retrieved from https://www.youtube.com/watch?
v=uSG8ANBTaN0
CRÉDITOS: este modelo de apresentação foi criado pelo Slidesgo, e inclui ícones do Flaticon e infográficos e imagens da
Freepik
