Gas Chromatography (GC)
Kromatografi gas adalah suatu pemisahan komponen dalam fasa gas atau komponen yang mudah menguap dengan pemanasan tanpa terdegradasi.
prinsipnya sama dengan prinsip kromatografi pada umumnya, yang berdasarkan atas partisi atau adsorpsi komponen yang dianalisis di antara dua fasa yaitu fasa gerak dan fasa diam.
Dalam kromatografi gas, fasa mobil berbentuk gas yang dinamakan gas pembawa dan analit-analit yang akan dianalisis harus larut atau bercampur dengan baik sehingga mudah terbawa oleh gas pembawa tersebut. Fasa diamnya dapat berupa cairan atau padatan, untuk itu dikenal 2 type kromatografi gas yaitu :
a. Kromatografi padatan gas
Fase bergerak dalam GSC berupa gas sedangkan fase diamnya berupa padatan seperti molekular sieve, chromosob, dan porapak. Proses yang terjadi dalam Gas Solid Chromatography (GSC) adalah proses adsorbsi.
b. Kromatografi Cairan Gas
Fase bergerak dalam GLC berupa gas sedangkan fase diamnya berupa cairan yang stabil dan inert. Proses yang terjadi adalah proses partisi. GLC lebih disukai karena memiliki beberapa kelebihan, diantaranya :
1) Sederhana dan lebih murah.
2) Sensitifitasnya baik.
3) Waktu pemisahannya sangat cepat. Hal ini disebabkan oleh cepatnya kesetimbangan yang terjadi antara fase diam dan fase bergerak.
4) Hanya memerlukan sejumlah kecil contoh. Biasanya dalam ukuran mikro liter.
5) Dapat digunakan untuk analisis kualitatif, yaitu dengan membandingkan waktu retensi, dan analisis kuantitatif, yaitu dengan perhitungan luas puncak.
6) Alat GLC dapat dipakai dalam waktu lama dan berulang-ulang.
Teknik kromatografi gas dapat digunakan untuk menganalisis campuran kompleks yang mana kandungannya dapat dibedakan secara baik menurut sifat alami dan volatilnya. Dalam banyak hal, kromatografi gas adalah suatu metode mikroanalitik di mana pemisahannya dilakukan dalam orde miligram bahkan mikrogram.
Prinsip kerja alat ini adalah proses partisi (pemisahan komponen). Mula-mula cairan yang diinjeksikan dijadikan gas (melalui pemanasan). Jika dialirkan gas pembawa sebagi fase geraknya, maka molekul cuplikan yang dibawa oleh gas akan tertahan oleh fasa cair. Lamanya penahanan komponen tergantung pada afinitas komponen dengan fasa cair.
Bila penahanannya lemah, maka waktu tambatnya akan lebih cepat, sehingga komponen dapat segera keluar dari kolom. Bila afinitasnya kuat, maka penahanan akan lebih lama, sehingga waktu tambatnya akan lebih lama pula. Sehingga dapat terjadi pemisahan zat pada kolom dalam analisis khromatografi gas.
Bagian-bagian dari GC yaitu :
a. Gas Pembawa
Pemilihan gas pembawa yang akan digunakan harus sesuai dengan detektor yang dipakai. Misalnya hydrogen atau helium dengan detektor Catarometer, nitrogen atau helium dengan Flame Ionisation Detektor (FID), nitrogen atau campuran argon-metana dengan Elektron Capture Detector.
Gas pembawa harus murni dan inert, zat cair dan oksigen merupakan pengotor yang sering diabaikan. Kandungan zat air dan oksigen dalam gas pembawa yang agak tinggi, dengan adanya kenaikan suhu dapat menyebabkan terdegradasinya beberapa jenis fasa diam.
Kemurnian gas pembawa juga dapat mempengaruhi unjuk kerja sistem detektor. Adanya oksigen pada penggunaan ECD akan memberikan noise yang tinggi dan buruknya fungsi detektor.
Jenis gas yang digunakan tergantung jenis analisis yang dilakukan.
Ø Nitrogen : Untuk pengukuran kadar Asam Asetat, Paraksilena, dan Metil Asetat.
Ø Argon : untuk pengukuran kadar CO, CO2, O2.
Ø Hidrogen : untuk pengukuran kadar Hidrogen.
b. Gas penambah
Penggunaan detektor tertentu seperti halnya FID, memerlukan gas lain (udara dan hidrogen ) disamping gas pembawa untuk menyalakan detektor. Gas penambah ini perlu dimurnikan dahulu, karena umumnya mengandung hidrokarbon.
c. Injektor (Gerbang Suntik)
Injektor merupakan tempat memasukkan contoh ke dalam sistem. Contoh perlu dimasukkan ke dalam sistem secepat mungkin dan volume yang sekecil mungkin. Untuk mempercepat penguapan larutan contoh yang disuntikkan, Injektor dilengkapi dengan pemanas dan termostat yang digunakan untuk mengatur panas di bagian tersebut. Bagian ini dibuat sedemikian rupa sehingga contoh yang sudah berbentuk uap dapat terbawa masuk kedalam kolom. Contoh dalam bentuk larutan yang volumenya kecil diinjeksikan dengan mikrosiring. Contoh dalam bentuk gas dimasukkan ke dalam sistem dengan menggunakan siring yang rapat. Contoh padat dapat diinjeksikan dengan alat yang khusus, akan tetapi padatan sebaiknya dilarutkan dahulu sehingga lebih mudah menginjeksikannya.
Injektor sangat banyak macamnya, tetapi pemilihanya disesuaikan dengan jenis kolom yang akan digunakan dan contoh yang akan dianalisis. Injektor yang banyak dipakai : injektor dengan septum, vanne injektor, split injektor, splitless injektor dan injektor on-coloumn.
c. Kolom
Dapat dikatakan kolom adalah bagian terpenting dalam kromatografi gas, karena di dalam kolom terjadi proses pemisahan komponen yang diinjeksikan. Bahan pembuat kolom diantaranya logam, kaca dan plastik. Sedangkan bahan pengisi kolom sebagai fase diam contohnya Kieshelguh, dan polimer silikon oksigen (Chromosorb).
Kolom dalam kromatografi gas dibedakan dalam 2 type :
1. Kolom yang diisi
2. Kolom kapiler
d. Detektor
Detektor adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan komponen di dalamnya menjadi sinyal elektronik. Jenis detektor yang biasa digunakan anatara lain:
Ø TCD (Thermal Conductovity Detector) : detektor daya hantar panas
Ø FID (Flame Ionization Detektor) : detektor ionisasi nyala.
Ø ECD (Electron Capture Detektor) : detektor penangkap elektron.
Ø FPD (Flame Photometric Detektor) : detektor fotometri nyala.
Keunggulan metode kromatografi gas antara lain :
a. Waktu pemisahan cepat.
b. Sederhana, karena mudah dioperasikan.
c. Sensitif.
d. Daya pisah yang baik.
e. Dapat digunakan untuk analisis baik kualitatif maupun kuantitatif.
Faktor-faktor yang berpengaruh pada kromatografi gas :
a. Suhu kolom
b. Tekanan uap komponen
c. Kecepatan alir fasa gerak
d. Program suhu
e. Proses difusi
f. Sifat kepolaran fasa diam
Secara sistematik diagram alat GC dapat digambarkan sebagai berikut :
