Kimia itu Mudah | GC, dalam Pandangan Instrument EngineerCopyright Ashadi Sasongko ashadisasongko@ipb.ac.idhttp://ashadisasongko.staff.ipb.ac.id/2012/03/04/gc-dalam-pandangan-instrument-engineer/

GC, dalam Pandangan Instrument Engineer

Secara umum, chromatography  merupakan suatu istilah yang menggambarkanteknik yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari suatucampuran/sample. Dalam gas chromatography (GC), gas (yang biasa disebut carriergas) digunakan untuk membawa sample melewati lapisan (bed) material. Karenagas yang bergerak, maka disebut mobile phase (fasa bergerak), sebaliknya lapisanmaterial yang diam disebut stationary phase (fasa diam). Ketika mobile phasemembawa sample melewati stationary phase, sebagian komponen sample akanlebih cenderung menempel ke stationary phase dan bergerak lebih lama darikomponen lainnya, sehingga  masing-masing komponen akan keluar dari stationaryphase pada saat yang berbeda. Dengan cara ini komponen-komponen sampledipisahkan.

Secara umum, peralatan GC terdiri dari: 1) Injection System; 2) Oven; 3) ControlSystem; 4) Column; 5) Detector; dan 6) Data Acquisition System.

Injection system digunakan untuk memasukkan/menyemprot gas dan samplekedalam column.  Ada beberapa jenis injection system: 1) Packed column injector; umumnya digunakan dengan package column ataucapillary column dengan diameter yang agak besar; injeksi dilakukan secaralangsung (direct injection). 2) Split/Splitless capillary injector, digunakan dengan capillary column; sebagiangas/sample dibuang melalui split valve.

page 1 / 4

Kimia itu Mudah | GC, dalam Pandangan Instrument EngineerCopyright Ashadi Sasongko ashadisasongko@ipb.ac.idhttp://ashadisasongko.staff.ipb.ac.id/2012/03/04/gc-dalam-pandangan-instrument-engineer/

3) Temperature programmable cool on-column, digunakan dengan cool capillarycolumn, injeksi dilakukan secara langsung.

Oven, digunakan untuk memanaskan column pada temperature tertentu sehinggamempermudah proses pemisahan komponen sample.

Column, berisi stationary phase dimana mobile phase akan lewat didalamnyasambil membawa sample. Secara umum terdapat 2 jenis column, yaitu: 1) Packed column, umumnya terbuat dari glass atau stainless steel coil denganpanjang 1 – 5 m dan diameter kira-kira 5 mm. 2) Capillary column, umumnya terbuat dari purified silicate glass dengan panjang10-100 m dan diameter kira-kira 250 mm. Beberapa jenis stationary phase yangsering digunakan: a) Polysiloxanes untuk nonpolar analytes/sample.  b) Polyethylene glycol untuk polar analytes/sample. c) Inorganic atau polymer packinguntuk sample bersifat small gaseous species.

Control system, berfungsi untuk: 1) Mengontrol pressure dan flow dari mobilephase yang masuk ke column. 2) Mengontrol temperature oven.

Detector, berfungsi mendeteksi adanya komponen yang keluar dari column. Adabeberapa jenis detector, yaitu: 1) Atomic-Emission Detector (AED); cara kerjanya adalah: campuransample-gas yang keluar dari column diberi tambahan energy dengan menggunakanmicrowave sehingga atom-atomnya bereksitasi; sinar eksitasi ini kemudiandiuraikan oleh diffraction grating dan diukur oleh photodiode array; kehadirankomponen dalam sample dapat ditentukan dari adanya panjang gelombang eksitasikomponen tersebut yang diukur oleh photodiode array. 2) Atomic-Emission Spectroscopy (AES) atau Optical EmissionSpectroscopy (OES); cara kerjanya: campuran sample-gas yang keluar daricolumn diberi tambahan energy sehingga atom-atomnya bereksitasi; sumberenergy tambahan ini (excitation source) terdiri dari beberapa jenis yaitudirect-current-plasma (DCP), flame, inductively-coupled plasma (ICP) danlaser-induced breakdown (LIBS); sinar eksitasi dari berbagai atom ini kemudiandiukur secara simultan oleh polychromator dan multiple detector; polychromatordisini berfungsi sebagai wavelength selector. 3) Chemiluminescense Spectroscopy; cara kerjanya sama seperti pada AESyaitu mengukur sinar eksitasi dari sample yang diberi tambahan energy; perbedaandari AES adalah eksitasi molekul sample bukan atom sample; selain itu, energy

page 2 / 4

Kimia itu Mudah | GC, dalam Pandangan Instrument EngineerCopyright Ashadi Sasongko ashadisasongko@ipb.ac.idhttp://ashadisasongko.staff.ipb.ac.id/2012/03/04/gc-dalam-pandangan-instrument-engineer/

tambahan yang diberikan bukan berasal dari sumber energy luar seperti lampuatau laser tetapi dihasilkan dari reaksi kimia antara sample dan reagent; sinareksitasi molekul sample ini kemudian diukur dengan photomultiplier detector (PTM). 4) Electron Capture Detector (ECD); menggunakan radioactive beta emitter(electron) untuk mengionisasi sebagian gas (carrier gas) dan menghasilkan arusantara biased pair of electron; ketika molekul organik yang mengandungelectronegative functional groups seperti halogen, phosphorous dan nitro groupsdilewati detector, mereka akan menangkap sebagian electron sehingga mengurangiarus yang diukur antara electrode. 5) Flame Ionization Detector (FID); terdiri dari hydrogen/air flame dan collectorplate; sample yang keluar dari column dilewatkan ke flame yang akan menguraikanmolekul organik dan menghasilkan ion-ion; ion-ion tersebut dihimpun pada biasedelectrode (collector plate) dan menghasilkan sinyal elektrik. 6) Flame Photometric Detector (FPD); digunakan untuk mendeteksi kandungansulfur atau phosphorous pada sample. Peralatan ini menggunakan reaksichemiluminescent sample dalam hydrogen/air flame; sinar eksitasi sebagai hasilreaksi ini kemudian diukur oleh PMT. 7) Mass Spectrometry (MS); mengukur perbedaan mass-to-charge ratio (m/e)dari ionisasi atom atau molekul untuk menentukan kuantitasi atom atau molekultersebut. 8.) Nitrogen Phosphorus Detector (NPD); prinsip kerjanya hampir samadengan FID, perbedaan utamanya adalah hydrogen/air flame pada FID diganti olehheated rubidium silicate bead pada NPD; sample dari column dilewatkan ke hotbead; garam rubidium yang panas akan memancarkan ion ketika sample yangmengandung nitrogen dan phosphorous melewatinya; sama dengan pada FID,ion-ion tersebut dihimpun pada collector dan menghasilkan arus listrik. 9) Photoionization Detector (PID); digunakan untuk mendeteksi aromatichydrocarbon atau organo-heteroatom pada sample; sample yang keluar daricolumn diberi sinar ultraviolet yang cukup sehingga terjadi eksitasi yangmelepaskan electron (ionisasi); ion/electron ini kemudian dikumpulkan padaelectroda sehingga menghasilkan arus listrik. 10) Thermal Conductivity Detector (TCD); TCD terdiri dari electrically-heatedwire atau thermistor; temperature sensing element bergantung pada thermalconductivity dari gas yang mengalir disekitarnya; perubahan thermal conductivityseperti ketika adanya molekul organik dalam sample yang dibawah carrier gas,menyebabkan kenaikan temperature pada sensing element yang diukur sebagaiperubahan resistansi. 11) Photodiode Array Detector (PAD); merupakan linear arraydiscrete photodiode pada sebuah IC; pada spectroscopy, PAD ditempatkan padaimage plane dari spectroscopy sehingga memungkinkan deteksi panjanggelombang pada rentang yang luas bisa dilakukan secara simultan.

Data Aquisition, berfungsi sebagai: 1) Control automatic calibration; 2) Gasanalysis; dan 3) Graphics & Reporting. Data aquisition merupakan perangkatgabungan dari Software dan Hardware (PC, Interface & Communication).

page 3 / 4

Kimia itu Mudah | GC, dalam Pandangan Instrument EngineerCopyright Ashadi Sasongko ashadisasongko@ipb.ac.idhttp://ashadisasongko.staff.ipb.ac.id/2012/03/04/gc-dalam-pandangan-instrument-engineer/

Technical Specification; Beberapa parameter yang menjadi ukuran spesifikasiteknis GC, antara lain: 1) Analytes; menyatakan komponen-komponen yang akan dianalisa/dideteksi. 2) Quantification limit (detectability); menyatakan kemampuan deteksi terkecil,dinyatakan dalam persen. 3) Measurement range; menyatakan kemampuan rentang pengukuran GC. 4) Communication Port ; digital port untuk komunikasi dengan PC atau perangkatdigital lainnya. 5) Electrical Power Supply (voltage, phase, frequency, power).

 

Penulis : Ir Yosep Asro Wain (Mantan Instrument Project Engineer, Kilang Putri Tujuh, UP II Dumai, PT Pertamina)

Baca artikel terkait : GC, Pemisahan Berdasarkan Titik Didih ?

page 4 / 4