KATA PENGANTAR

Pertama-tama marilah kita panjatkan puja dan puji syukur kita kehadirat Allah SWT, karena berkat limpahan rahmat dan hidayah-Nya lah saya dapat menyelesaikan makalah yang bertemakan tentang Potensi Tsunami di Balikpapan ini dengan baik dan lancar tanpa kekurangan satu apapun. Makalah ini dibuat dalam rangka untuk menyelesaikan tugas pembuatan makalah pada bidang studi Kimia Analitik. Selain itu juga, tujuan dalam pembuatan makalah ini adalah untuk menambah wawasan kita tentang apa itu yang dimaksud dengan teknik analisis modern.Tak lupa saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada seluruh pihak terkait yang telah membantu saya dalam pembuatan makalah ini dari awal pembuatan hingga selesai.Saya berharap untuk kedepannya, makalah ini dapat menjadi sumber referensi tentang teknik analisis kimia dan juga agar makalah ini bisa menambah wawasan dan pengetahuan kita. Saya juga menyadari bahwasannya makalah ini masih jauh dari kata sempurna, maka dari itu saya selalu terbuka untuk menerima kritik dan saran dari para pembaca semuanya demi penyempurnaan dan perbaikan makalah ini ke depannya.

Balikpapan, 11 Oktober 2013

Kelompok 4 Penyusun

DAFTAR ISI

Halaman Awal ........................................................................................................................iKata PengantariiDaftar IsiiiiBab 1: Atomic absorption spectrometry11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 2: ICP Mass Spectrometry11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 3: Atomis Emission Spectrometry11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 4: Ion Cromatography11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 5: Capillary Elektrophoresis11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 6: Mass Spectrometry11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 7: Gas Cromatography11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 8: Nuclear Magnetic Resonance11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 9: UV Vis Spectrophotometry11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 10: X Ray Absorption11.1 Latar Belakang11.2 Fungsi21.3 Cara Kerja21.4 Sasaran ....................................................................................................................2Bab 11: Kesimpulan dan Saran1Bab 12: Daftar Pustaka1

Bab VISpektrometri Massa1. Pendahuluan Spektroskopi Massa (MS) .

Pada tahun 1886, Eugen Glodskin mengamati sinar dalam gas tidak bermuatan pada tekanan rendah yang berpindah dari anoda dan melalui chanels dalam lubang katoda, berlawanan dengan arah muatan negative sinar katoda ( yang berpindah dari katoda ke anoda). Goldstrein menyebutnya dengan muatan positif sinar anoda. kanalstraklen , dalam bahasa inggris disebut canal rays . Wilhelm Wien menemukan bahwa medan listrik dan medan magnet yang kuat membelokkan sinar canal, pada tahun 1899, di buatlah peralatan madan magnet dan medan listrik parallel yang dapat memisahkan sinar positif berdasarkan perbandingan muatan per massa ( Q/M ). Wiem menemukan bahwa rasio muatan per massa bergantung pada sifat gas dalam tabung tidak bermuatan, panamuan Wien dengan mengurangi tekanan untuk menghasilkan massa spectrograph.Aplikasi pertama dari spektrometri massa adalah untuk ,menganalis asam amino dan peptide yang di laporkan tahun 1958. Carl-Ove Andersson mengobservasikan Ion-ion fragmen utama dalam metil ester. Beberapa teknik modern dari massa-spectrometry di fikirkan oleh Arthur Jeffrey Dempster dan f.w Aston pada tahun 1918 dan 1919. Tahun 1989 Hains Dehmelt dan Wilfgang Paul memperoleh nobel dalam bidang fisika untuk teknik perangkat pengembangan. Hadiah nobel dalam bidang kimia di peroleh John Bennett Fenn untuk pengembangan electrospray ionization ( ESI ) dan Koichi Tanaka untuk pengembangan Sof Laser Desorphion ( SLD ) dan aplikasinya pada ionisasi makromolekul biologi seperti protein.Kata spectrograph telah di gunakan sejak tahun 1884 sebagai International Scientific Vocabulary . Akar katanya adalah gabungan dari spektrum dan phot-ograph-ic. Peralatan spektroskop di gunakan untuk mengukur rasio massa atau muatan disebut massa spektroskopi terdiri dari instrument yang dapat merekam nilai spectrum masa pada sebuah plat photographic. Spectroscopy massa sama dengan spetograph massa kecuali ion sinar yang langsung terhubung dengan layar phosphor. Konfigurasi spektoskopi massa digunakan dalam instrument ketika diinginkan bahwa efek penyesuaian dapat diobservasi dengan cepat.Baru-baru ini kedua instrument ini digabungkan. Specthroscopy massa yang meggunakan layar phosphor diganti dengan oscilloscope agar dapat memberikan penerangan secara langsung. Pengguanaan istilah spektroscopy massa tidak di beranikan sekarang karena kumungkinan membigungkan dengan alat spectroscopy pada umumnya, oleh karena itu sekarang di gunakan istilah Massa spektrometri yang di singkat mass-spsec (MS). Thomson juga menulis bahwa spectroscope sama dengan massa spectrograf, dengan sumber ion di hubungakan secara lansung dengan layar phosphor. Akhiran-scope disini bermakna pengamatan daerah ( range ) massa.2. Mekanisme umum Spektroskopi Massa (MS)

MS adalah teknik analisis yang mengukur perbandingan massa dengan muatan. MS digunakan untuk menentukan massa partikel, komposisi unsur dari suatu sampel atau molekul serta untuk menuangkan struktur kimia dari molekul, seperti peptida dan senyawa lainnya. Prinsip MS adalah pengionisasian senyawa kimia menghasilkan molekul atau fragmen molekul dan mengukur rasio massa / muatan.

Gambar 1: komponen dan proses kerja MSSecara umum prosedur MS :Sampel di masukkan dalam instrument MS dan mengalami penguapan. Komponen dari sample diionisasikan, dapat digunakan berbagai metode, salah satunya mengenai nya dangan sinar berelectron, sehingga menghasilkan partikel bermuatan (ion). Ion di pisahkan berdasarkan rasio massa atau muatan dalam analizer oleh medan elektromagnetik. Ion-ion dideteksi, metode yang di gunakan biasanya kuantitatif. Sinyal ion diproses menjadi spectra massa. Instrument MS terbagi 3 bagian.Sumber ion-ion mengubah molekul sample dari fasa gas menjadi ion-ion ( memindahkan ion-ion dalam larutan menjadi fasa gas ) Massa analyzer memilih ion-ion berdasarkan massanya dengan menggunakan medan elektromagnetik. Detektor : mengukur nilai kuantitas dan menyediakan data untuk menghitung kelimpuhan masing-masing ion. Teknik yang di gunakan adalah kualitatif dan kuantitatif, meliputi identifikasi suatu senyawanya, menentukan komposisi isotop unsure dalam molekul dan menentukan struktur senyawa dengan mengamati fragmen-fragmen nya. Penggunaan lain, menghitung jumlah senyawa dalam sample dan mempelajari kimia ion fasa gas ( kimia ion dan neutron dalam vakum ). MS sekarang sangat umum di gunakan dalam labor analitik yang mempelajari sifat fisika atau sifat biologi dari senyawa-senyawa yang luar biasa bervariasi.Contoh sederhana aplikasi pada mass-spect, contoh berikut mendeskripsikan operasi mass analizer yang merupakan sector penting dari MS. Sample natrium klorida dalam komponen sumber ion, di uapkan ( membentuk gas ) dan diionkan ( di rubah ke dalam partikel yang bermuatan listrik ) Ion natrium ( Na ) dan klorida (C1). Atom natrium adalah monoisotop, dengan massa sekitar 23 amu. Atom klorida dan ion terdiri dari 2 isotop dengan kelimpahan 75 % 35 amu dan 25% 27 amu. Bagian analizer terdiri dari medan magnet dan medan listrik yang menggunakan sumber ion-ion yang berpindah melalui medan ,kecepatan partikel bermuatan dapat di tingkatkan atau di turunkan ketika melalui medan listrik dan arah tersebut dapat diubah oleh medan magnet. Tingkat pembelokan pada ion-ion yang bergerak bergantung pada rasio massa atau muatan ion-ion tersebut. Ion-ion yang lebih besar massa atau muatannya lebih sulit di belokkan oleh sumber magnet dari pada ion yang massa atau muatannya kecil, sesuai dengan hukum ke 2 newton f = m.a. Arus yang melewati analizer masuk ke defector, detektor merekam kelimpahan relatif masing-masing ion. Informasi ini di gunakan untuk menghitung kelimpahan relative masing-masing tipe ion. Sehingga dapat di gunakan untuk menentukan komposisi sampel ( natrium dan klorin ) dan komposisi isotop ( perbandingan 35 C1 dan 37 C1 ).

Gambar 2: Proses kerja pemisahan ion berdasarkan massanya pada MS3. Komponen Spektroskopi Massa (MS)3.1. Teknologi sumber ion Sumber ion adalah bagian MS yang berfungsi untuk mengionkan material analit. Ion kemudian di transfer oleh medan listrik dan medan magnet ke massa analizer . Karena ion sangat reaktif dan massa hidupnya singkat, pembentukan dan pemanipulasian harus di lakukan di ruang vacum, tekanan atmosfer sekitar 760 toor. Tekanan ion dapat di gunakan sekitar 10 sampai 10 torr. Pada umumnya, ionisasi di pengaruhi oleh energy sinar yang tinggi dari electron, dan pemisahan electron di capai dengan meningkatkan dan memfokuskan sinar ion, yang kemudian di bengkokkan oleh medan magnet eksternal. Ion ion kamudian di deteksi sehingga menghasilkan informasi dan di analisis dalam computer.Jantung spectometer adalah sumber ion ( gambar 2), disini molekul sample ( titik hitam ) di hancurkan oleh electron ( garis biru ) dikeluarkan dari filaman panas. Ini disebut sumbar EI ( electron-impact ). Gas dan sampel volatil padatan dan cairan non volatil dapat di hubungkan secara lansung. Cation dibentuk oleh pembom electron ( titik merah ) yang di dorong oleh plat repeller lain, mempunyai celah yang berbanding terbalik dengan massa tiap-tiap ion. Ion berat di belokkan lebih sulit dangan memvariasikan medan magnet, ion yang mempunyai massa berbeda dapat difokuskan untuk di lanjutkan ke defector.

Gambar 3: Proses pengionan sampelKatika electron berenergi tinggi bertumbukan dengan molekul analit akan terjadi ionisasi dengan mengetuk salah satu electron molekul ( electron ikatan dan non ikatan ). Ini meninggalkan ion molekul ( berwarna merah gambar 3 ). Energy yang tersisa dari tumbukan dapat menyebapkan ion molekul terbagi menjadi bagian neutron ( warna hijau ) dan bagian ion yang lebih kecil ( warna pink dan orange ). Ion molekul adalah kation bebas, tetapi fragmen ion dapat berupa kation bebas ( pink ) atau karbokation ( orange ) bergantung pada sifat neutron.

Gambar 4: Fragmen fragmen analit saat diionisasikanTeknik ionisasi adalah kunci menentukan apakah tipe sampel yang dapat dianalisis oleh MS. ionisasi electron dan ionisasi kimia digunakan untuk gas dan uap. Dalam sumber ionisasi kimia, analit di ionisasikan oleh reaksi ion-molekul selama tumbuhan dan dua teknik yang ini sering digunakan pada sampel cairan atau padatan biologis meliputi ionisasi electrospray ( di kembangkan oleh John Fenn ) dan matrix-assisted laser desorption / ionization ( MAIDI di kembangkan oleh K. Tanaka ).Inductively Couple Plasma ( ICP ), sumber yang digunakan untuk menganalisis kation. Plasma keseluruhannya adalah listrik netral, tetapi punya fraksi atom yang terionisasi oleh temperature tinggi, digunakan untuk mengatokan molekul sampel selanjutnya memotong electron terluar dari atom ini. Plasma biasanya dihasilkan dari gas argon, energy ionisasi pertama gas argon lebih tinggi dari ite, O,F dan Nc, tetapi lebih rendah dari energy ionisasi kedua untuk semua unsure kecuali arus logam frekuensi yag melewati coil sekeliling plasma.3.2. Mass Analzer memisahkan ion berdasarkan perbandingan massa dengan muatan. Dua hukum dinamika muatan partikel dalam medan magnet dan medan listrik dalam vakumF = Q ( E+V+B ) hukum lorentzF = ma( Hukum kedua neoton pada kasus non relative vistik, kecepatan ion lebih rendah dari kecepatan cahaya )F adalah gaya yang dipilih untuk ion, m=massa ionA= percepatan ionQ= muatan ionE= medn listrikV X B vector kecepatan ion dan medan magnetPersamaan disederhanakan( M/Q ) a = E+V x BBanyak massa analyzer yang dapat digunakan di antaranya :Sector Sector field mass analyzer manggunakan medan magnet dan medan listrik untuk meningkatkan kecepatan partikel bermuatan dan mengukur berdasarkan rasio massa atau muatan. Time-of-flightMenggunakan medan listrik untuk meningkatkan kecepatan ion-ion melalui pokusial sama, dan mengukur waktu yang di perlukan untuk mensapai defaktor. Jika partikel mempunyai muatan sama, energy kinetik sama dan kecepatan akan bergantung pada massa nya. Ion ringan akan mencapai defaktor terlebih dahulu. Quadrupole mass filterMenggunakan madan listrik yang bergerak-gerak untuk menstabilkan ion yang melewati medan rasio frekuensi ( rf ) quadrupole di buat 4 tangkai parallel. Hanya ion dalam batas mass atau muatan tertentu, tetapi nilai potensial terhadap muatan di biarkan tersapu dengan cepat. Quadrupole pertama bertindak sebagai massa filter dan quadrupole ke dua bertindak sebagai sel penumbuk dimana ion di pecah menjadi fragmen-fragmen. Fragmen yang di filter oleh quadrupole ke tiga yang selanjutnya dibiarkan melewati defector menghasilkan rumus fragmen ms/ms. Three-dimensional qudrupoleIon dapat juga di keluarkan dengan metode eksitasi resonansi, dimana tegangan eksitasi penggerak tambahan dipilih sebagai elektroda dan memerangkap tegangan amplitude atau frekuensi tegangan eksitasi di keluarkan untuk membawa ion-ion dalam kondisi resonansi dan di susun menurut perbandingan massa atau muatan. Linear qudrupole ion trapSama dengan quadrupole ion trap, tapi pemerangkap ion 2 (2D)dimensi diganti dengan medan tiga dimensi ( 3 D ).3.3. DetektorUnsure tarakhir dari MS adalah detector. Detector menghitung muatan yang terinduksi atau arus yang dihasilkan ketika ion dilewatkan atau mengenai suatu permukaan. Dalam scanning instrument, sinyal dihasilkan dalam detector selama scanning, dimana scanning massa dan menghitung ion sebagai m/z. menurut tipenya, beberapa tipe elektron multipileir digunakan, meliputi faradaycups dan detektor ion ke photon karena jumlah ion yang yang meninggalkan massa analizer cukup kecil, maka sering di gunakan Microchanels plate defector, defector ini terdiri dari sepasang logam pada permukaan dengan massa analizer atau daerah pemerangkap ion.Karakteristik penganalisis : Mass Rosolving power Adalah ukuran kemampuan membeda-badakan dua puncak yang perbedaannya kecil ( m/z ) Mass Accuracy adalah rasio kesalahan pengukuran m/z di banding dengan kebenaran m/z biasanya di ukur dalam ppm atau mili massa unit. Mass Range adalah batas m/z yang dapat di terima, yang di berikan oleh analizer. Linear Dinamic Range adalah batas yang menunjukkan bahwa sinyal ion linear dengan konsentrasi analit3.4. SpeedMenunjukkan waktu awal dan akhir, percobaan di gunakan untuk menentuksn jumlah spectra per unit waktu yang dapat di hasilkan. Spectrum massa biasanya di tampilkan sebagai grafik vertical menunjukkan rasio massa atau muatan dan horizonta menunujukkan kelimpahan relatif unsur.Bentuk- Bentuk Spektrometri Massa (MS) :1. Spekta MS n-dekana

2. Spectra MS benzyl alcohol

3. Spectra MS unsure yang mempunyai isotop (2 kloropropana)

2. Cara KerjaSampel dalam bentuk gas mula-mula ditembaki dengan berkas elektron berenergi tinggi. Perlakuan ini menyebabkan atom atau molekul sampel berionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion positif). Ion-ion positif ini kemudian dipercepat oleh suatu beda potensial dan diarahkan ke dalam suatu medan magnet melalui suatu celah sempit. Di dalam medan magnet, ion-ion tersebut akan mengalami pembelokan yang bergantung kepada:1. Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.2. Kuat medan magnet. Makin kuat magnet, makin besar pembelokan.3. Massa partikel (ion). Makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan.4. Muatan partikel. Makin besar muatan, makin besar pembelokan.

Gambar Alur kerja Spektrometri Massa

Bab VIIKromatografi Gas1. Pendahuluan Kromatogafi (CHROMATOGRAPHY)Kromatografi adalah teknik pemisahan campuran didasarkan atas perbedaan distribusi dari komponen-komponen campuran tersebut diantara dua fase, yaitu fase diam (padat atau cair) dan fase gerak (cair atau gas). Bila fase diam berupa zat padat yang aktif, maka dikenal istilah kromatografi penyerapan (adsorption chromatography). Bila fase diam berupa zat cair, maka teknik ini disebut kromatografi pembagian (partition chromatography).A. Jenis-Jenis KromatografiFasa stasioner bisa berupa padatan maupum cairan, sedangkan fasa bergerak bisa berupa cairan maupun gas. Jadi semua jenis kromatografi yang diketahui diorganisir jadi satu dalam empat kategori yang ditunjukakan dalam tabel sebagai berikut:Fasa stasionerPadatCair

Fasa bergerakCairgascairGas

Contoh-contohKromatografi asli Tswett,dengan larutan petroleumeter dan kolom CaCO3,

Kromatografi pertukaran ionKromatografi gas-padat, atau GSCKromatografi partisi pada kolom silika gel

Kromatografi kertasKromatografi gas-cair atau GLC

Seluruh bentuk kromatografi terdiri dari fase diam dan fase gerak. Dalam seluruh bentuk kromatografi yang lain, anda akan menemui fase gerak adalah cairan. Dalam kromatografi gas-cair, fase gerak adalah gas seperti helium dan fase diam adalah cairan yang mempunyai titik didih yang tinggi diserap pada padatan.Bagaimana kecepatan suatu senyawa tertentu bergerak melalui mesin, akan tergantung pada seberapa lama waktu yang dihabiskan untuk bergerak dengan gas dan sebaliknya melekat pada cairan dengan jalan yang sama.Pembagian ini selanjutnya dapat dibagi lagi seperti telihat pada skema berikut: Kromatografi Gas

GLCUntuk mendalami GLC, dapat ditinjau terlebih dahulu bagaimana cara kerja alat tersebut.Dasar kerja dari GLC adalah sebagai berikut : Cuplikan diinjeksikan ke dalam injector. Aliran gas dari gas pengangkut akan membawa cuplikan yang telah teruapkan masuk kedalam kolom. Kolom akan memisahkan komponen-komponen dari cuplikan. Kemudian komponen-komponen dideteksi oleh detector, dan sinyal dalam bentuk puncakakan dihasilkan oleh pencatat.

Gambar GLC GSCDasar kerja dari GSC adalah adsorpsi (serapan). Dengan alasan ini maka GSC sangat sukar untuk digunakan secara berulang dengan hasil yang sama. Hal ini disebabkan oleh kenyataan-kenyataan bahwa : a. Aktivitas penyerapan (adsorben) tergantung pada cara pembuatannya. b. Aktivitas juga tergantung pada bagaimana ia diperlakukan setelah pembuatannya.Keadaan 1 dan 2 sangat sukar untuk distandarisasi. Hal-hal inilah yang menyebabkan Reproducibility yang rendah dari GSC. Yang sering dijumpai adalah :

1. Puncak berekor disebabkan permukaan aktif yang tidak homogen dari penyerap.2. Waktu retensi relatif panjang. 3. Waktu retensi sangat tergantung pada jumlah dari cuplikan. 4. Kemungkinan penyerap dapat berkelakuan sebagai katalisator yang aktif.

Kromatogarafi Caira.HPLCHigh performance liquid chromatography(HPLC) mempunyai prinsip yang mirip dengan reverse phase. Hanya saja dalam metode ini, digunakan tekanan dan kecepatan yang tinggi. Kolom yang digunakan dalam HPLC lebih pendek dan berdiameter kecil, namun dapat menghasilkan beberapa tingkatan equilibrium dalam jumlah besar.

Foto High performance liquid chromatography(HPLC)b.LLC-PCLLC adalah kromatografi pembagian dimana partisi terjadi antara fase gerak dan fase diam yang kedua-duanya zat cair. Dalam hal ini fase diam tidak boleh larut dalam fase gerak. Umumnya sebagai fase diam digunakan air dan sebagai fase gerak adalah pelarut organik. Misalnya pada kromatografi kertas, sebagai fase diam adalah air yang terserap pada serat selulosa dari kertas.c.LSC-TLC, KolomLSC adalah kromatografi penyerapan. Sebagai adsorben digunakan silika gel, alumina, penyaring molekul atau gelas berpori dipak dalam sebuah kolom dimana komponen-komponen campuran dipisahkan dengan adanya fase gerak. Kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis (TLC) merupakan teknik pemisahan yang masuk golongan ini.d.Ion ExcangeTeknik ini menggunakan zeolitas, resin organik atau anorganik sebagai penukar ion. Senyawaan yang mempunyai ion-ion dengan afinitas yang berbeda terhadap resin yang digunakan dapat dipisahkan.Analisa asam-asam amino adalah yang umum dilakukan dengan cara ini. Contoh lain adalah asam-asam nukleat dan analisis garam-garam anorganik.e.Ekslusi : GP, GFDalam teknik ini, gel nonionik berpori banyak dengan ukuran yang sama digunakan untuk memisahkan campuran berdasarkan perbedaan ukuran molekulnya (BM). Molekul-molekul yang kecil akan memasuki pori-pori dari gel sedangkan molekul besar akan melewati sela-sela gel lebih cepat bila dibandingkan dengan molekul yang melewati pori-porinya. Jadi urutan elusi mula-mula adalah molekul yang lebih besar, molekul sedang, dan terakhir molekul yang paling kecil. Bila sebagai penyaring digunakan gel yang hidrofil (Sephadex) maka teknik ini disebutgel filtration chromatographydan bila digunakan gel yang hidrofob (polystyrene-divinylbenzene) disebutgel permeation chromatography.Dalam semua teknik kromatografi, zat-zat terlarut yang dipisahkan bermigrasi sepanjang kolom (seperti dalam kromatografi kertas atau lapisan tipis, ekivalen fisik kolom), dasar pemisahan terletak dalam laju perpindahan yang berbeda untuk larutan berbeda. Laju perpindahan sebuah zat terlarut sebagai hasil dari dua faktor, yang satu cenderung menggerakkan zat terlarut itu, dan yang lain menahannya. Perbedaan kecil antara dua zat terlarut dalam kekuatan adsorbsi dan dalam interaksinya dalam pelarut yang bergerak menjadi dasar pemisahan bila zat molekul-molekul zat terlarut itu berulangkali menyebar diantara dua fasa keseluruh panjang kolom. Ada beberapa cara untuk mengklasifikasi teknik kromatografi didasarkan atas tipe penamaan dari fasa (fasa tetap dan fasa bergerak) seperti gas-cairan(GLC), gas-padat (GSC), cairan-cairan(LLC), dan cairan-padat(LSC). Klasifikasi lain didasarkan pada teknik penggunaan contohnya.Teori kromatografi didasarkan pada kesetimbangn distribusi sampel antara fasa yang ditetapkan oleh konstanta kesetimbangan K, disebut dengan koefisien distribusi. Rata-rata konsentrasi mengikuti hukum distribusi :K=Cs/CmDimana Cs adalah konsentrasi fasa stasioner dan Cmkonsentrasi fasa bergerak.Laju rata-rata perpindahan molekul ditentukan oleh :1.Kecepatan molekul pembawa2.Perbandingan volume fasa stasioner dengan fasa bergerak3.Koefisien distribusu dari zat terlarutKeterangan :GLC = Gas LiquidChromatographyGSC = Gas Solid ChromatographyLLC = Liquid Liquid ChromatographyLSC = Liquid Solid ChromatographyPC = Paper ChromatographyTLC = Thin Layer ChromatographyGP = Gel PermeationGF = Gel FiltrationHPLC = High Performance Liguid Chromatography.Tetapi dalam makalah ini kita akan membahas tentang kromatografi gas saja.A.Pendahuluan Kromatografi GasKromatografigas-cair (GLC), ataukromatografi gas (GC), merupakan jenis kromatografi yang digunakan dalam kimia organik untuk pemisahan dan analisis. GC dapat digunakan untuk menguji kemurnian dari bahan tertentu, atau memisahkan berbagai komponen dari campuran. Dalam beberapa situasi, GC dapat membantu dalam mengidentifikasi sebuah kompleks.

Foto Kromatografi GasB.Landasan TeoriKromatografiGas adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponennya dengan menggunakan gas sebagai fase bergerak yang melewati suatu lapisan serapan (sorben) yang diam. Seluruh bentuk kromatografi terdiri dari fase diam dan fase gerak. Sebagaiman dalam dalam fase gas-cair, Kromatografi gas fase gerak dan fase diamnya diantaranya : Fase gerak adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak Fase diam berupa cairan dengan titik didih tinggi (tidak mudah menguap) yang terikat pada zat padat penunjangnya.Bagaimana kecepatan suatu senyawa tertentu bergerak melalui mesin, akan bergantung pada seberapa lama waktu yang dihabiskan untuk bergerak dengan gas dan sebaliknya melekat dengan cairan dengan jalan yang sama.Dalam kromatografi gas, fase yang bergerak (atau "mobile phase") adalah sebuah operator gas, yang biasanya gas murni seperti helium atau yang tidak reactive seperti gas nitrogen. Stationary atau fasa diam merupakan tahap mikroskopis lapisan cair atau polimer yang mendukung gas murni, di dalam bagian dari sistem pipa-pipa kaca atau logam yang disebut kolom. Instrumen yang digunakan untuk melakukan kromatografi gas disebut gas chromatograph (atau "aerograph", "gas pemisah").senyawa gas yang sedang dianalisis berinteraksi dengan dinding kolom yang dilapisi dengan berbagai tahapan stationary. Ini menyebabkan setiap kompleks ke elute di waktu yang berbeda, yang dikenal sebagai ingatan waktu yang kompleks. Perbandingan dari ingatan kali yang memberikan kegunaan analisis GC-nya.Kromatografigas yang pada prinsipnya sama dengan kromatografi kolom (serta yang lainnya bentuk kromatografi, seperti HPLC, TLC), tapi memiliki beberapa perbedaan penting. Pertama, proses memisahkan compounds dalam campuran dilakukan antara stationary fase cair dan gas fase bergerak, sedangkan pada kromatografi kolom yang seimbang adalah tahap yang solid dan bergerak adalah fase cair. (Jadi, nama lengkap prosedur adalah "kromatografi gas-cair", merujuk ke ponsel dan stationary tahapan, masing-masing.) Kedua, melalui kolom yang lolos tahap gas terletak di sebuah oven dimana temperatur gas yang dapat dikontrol, sedangkan kromatografi kolom (biasanya) tidak memiliki kontrol seperti suhu. Ketiga, konsentrasi yang majemuk dalam fase gas adalah hanya salah satu fungsi dari tekanan uap dari gas.Kromatografi gas juga mirip dengan pecahan penyulingan, karena kedua proses memisahkan komponen dari campuran terutama berdasarkan titik didih (atau tekanan uap) perbedaan. Namun, pecahan penyulingan biasanya digunakan untuk memisahkan komponen campuran pada skala besar, sedangkan GC dapat digunakan pada skala yang lebih kecil (yakni microscale).Kromatografi gas terkadang juga dikenal sebagai uap-tahap kromatografi (VPC), atau gas-cair kromatografi partisi (GLPC). Alternatif nama ini, serta masing-masing singkatan, sering ditemukan dalam literatur ilmiah.Diagram alir kromatografi gas-cair

C.Mekanisme kerja GCdan Komponen dalam Kromatografi Gas :1.Fase Mobil (Gas Pembawa).Fasa mobil (gas pembawa) dipasok dari tanki melalui pengaturan pengurangan tekanan. Kemudian membawa cuplikan langsung ke dalam kolom. Jika hal ini terjadi, cuplikan tidak menyebar sebelum proses pemisahan. Cara ini cocok untuk cuplikan yang mudah menyerap.Gas pembawa ini harus bersifat inert dan harus sangat murni. Seringkali gas pembawa ini harus disaring untuk menahan debu uap air dan oksigen. Gas sering digunakan adalah N2, H2 He dan Ar.2.Injeksi sampelSejumlah kecil sampel yang akan dianalisis diinjeksikan pada mesin menggunakan semprit kecil. Jarum semprit menembus lempengan karet tebal (Lempengan karet ini disebut septum) yang mana akan mengubah bentuknya kembali secara otomatis ketika semprit ditarik keluar dari lempengan karet tersebut.Injektor berada dalam oven yang mana temperaturnya dapat dikontrol. Oven tersebut cukup panas sehingga sampel dapat mendidih dan diangkut ke kolom oleh gas pembawa misalnya helium atau gas lainnya.Fase bergerak dalam kromatografi ini adalah gas, yang paling lazim adalah helium, hidrogen, atau nitrogen. Kompenen pilihan gas spembawa terutama tergantung pada karakteristik detektor. Kromatografi gas komersial biasanya menyediakan katup pengatur tambahan untuk pengendalian tekanan yang baik pada inlet kolom. Dekat inlet kolom ada suatu alat dimana sampel-sampel dapat dimasuukan kedalam aliran gas pembawa. Sampel-sampel tersebut bisa berupa gas atau cairan yang mudah menguap. Lubang injeksi dipanaskan agar sampel cair teruapkan dengan cepat.3.KolomAliran gas selanjutnya menemui kolom yang diletakkan dalam oven bertemperatur konstan. Ini adalah jantung instrumen tesebut, tempat dimana proses kromartgrafi dasar berlangsung. Kolom memilki variasi dalam hal ukuran dan bahan isian. Tabung diisi dengan bahan padat halus dengan luas permukaan besar yang relatif inert. Padatan iitu sebenarnya hanya sebuah penyangga mekanik untuk cairan, sebelum diisi kedalam kolom, padatan tersebut diimpregnasi dengan cairan yang diinginkan yang berpareran sebagai fasa stasioner sesungguhnya. Cairan ini harus stabil dan nonfolatil pada temperatur kolom,pemisahan dan harus sesuai untuk pemisahan tertentu.Ada dua tipe utama kolom dalam kromatografi gas-cair. Tipe pertama,Kolom Partisi, berisi bahan padat inert menyangga lapisan tipis cairan, disebut Chromatography Gas Cair (GLC); Tipe kedua,Kolom Adsorbsi, berisi partikel penyerap yang umumnya digunakan untuk analisa gas permanen dan hydrokarbon rendah, biasa disebut Chromatography Gas Padat (GSC).Kolom biasanya dibuat dari baja tak berkarat dengan panjang antara 1 sampai 4 meter, dengan diameter internal sampai 4 mm. Kolom digulung sehingga dapat disesuakan dengan oven yang terkontrol secara termostatis.Kolom dipadatkan dengan tanah diatomae, yang merupakan batu yang sangat berpori. Tanah ini dilapisis dengan cairan bertitik didih tinggi, biasanya polimer lilin.Temperatur kolomTemperatur kolom dapat bervariasi antara 50oC sampai 250oC. Temperatur kolom lebih rendah daripada gerbang injeksi pada oven, sehingga beberapa komponen campuran dapat berkondensasi pada awal kolom. Kolom memulai pada temperatur rendah dan kemudian terus menerus menjadi lebih panas dibawah pengawasan komputer saat analisis berlangsung.Proses pemisahan pada kolomAda tiga hal yang dapat berlangsung pada molekul tertentu dalam campuran yang diinjeksikan pada kolom: Molekul dapat berkondensasi pada fase diam.Molekul dapat larut dalam cairan pada permukaan fase diamMolekul dapat tetap pada fase gasDari ketiga kemungkinan itu, tak satupun yang bersifat permanen.Senyawa yang mempunyai titik didih yang lebih tinggi dari temperatur kolom secara jelas cenderung akan berkondensasi pada bagian awal kolom. Namun, beberapa bagian dari senyawa tersebut akan menguap kembali dengan dengan jalan yang sama seperti air yang menguap saat udara panas, meskipun temperatur dibawah 1000C. Peluangnya akan berkondensasi lebih sedikit selama berada didalam kolom.Sama halnya untuk beberapa molekul dapat larut dalam fase diam cair. Beberapa senyawa akan lebih mudah larut dalam cairan dibanding yang lainnya. Senyawa yang lebih mudah larut akan menghabiskan waktunya untuk diserap pada fase diam: sedangkan senyawa yang suka larut akan menghabiskan waktunya lebih banyak dalam fase gas.Proses dimana zat membagi dirinya menjadi dua pelarut yang tidak bercampurkan karena perbedaan kelarutan, dimana kelarutan dalam satu pelarut satu lebih mudah dibanding dengan pelarut lainnya disebut sebagai partisi. Sekarang, anda bisa beralasan untuk memperdebatkan bahwa gas seperti helium tidak dapat dijelaskan sebagai pelarut. Tetapi, istilah partisi masih dapat digunakan dalam kromatografi gas-cair.Substansi antara fase diam cair dan gas. Beberapa molekul dalam substansi menghabiskan waktu untuk larut dalam cairan dan beberapa lainnya menghabiskan waktu untuk bergerak bersama-sama dengan gas.4.DetektorSetelah muncul dari kolom itu, aliran gas lewat melalui sis lain detektor. Maka elusi zat terlarut dari kolom itu mengatur ketidakseimbangan antaradua sisi detektor yang direkam secara elektrik. Laju aliran gas pembawa adalah hal yang sangat penting, dan biasanya pengukur aliran untuk itu tersedia. Secara normal gas-gas yang muncul dialirkan keluar pada tekanan atmosfir. Karena pekerja laboratorium secara terus menerus terpapar oleh uap senyawa-senyawa yang terkromatogafi yang mungkin tak baik walaupun kadarnya biasanya kecil maka ventilasi pada keluaran instrumen harus diperhatikan. Ketentuan bisa dibuat untuk menjebak zat terlarut yang dipisahkan setelah muncul dari kolom jika hal ini dibutuhkan untuk penyelidikan lebih lanjut.Ada beberapa tipe detektor yang biasa digunakan. Detektor ionisasi nyala dijelaskan pada bagian bawah penjelasan ini, merupakan detektor yang umum dan lebih mudah untuk dijelaskan daripada detektor alternatif lainnya.

Detektor ionisasi nyalaDalam mekanisme reaksi, pembakaran senyawa organik merupakan hal yang sangat kompleks. Selama proses, sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dihasilkan dalam nyala. Kehadiran ion dan elektron dapat dideteksi.Seluruh detektor ditutup dalam oven yang lebih panas dibanding dengan temperatur kolom. Hal itu menghentikan kondensasi dalam detektor.Jika tidak terdapat senyawa organik datang dari kolom, anda hanya memiliki nyala hidrogen yang terbakar dalam air. Sekarang, anggaplah bahwa satu senyawa dalam campuran anda analisa mulai masuk ke dalam detektor.Ketika dibakar, itu akan menghasilkan sejumlah ion-ion dan elektron-elektron dalam nyala. Ion positif akan beratraksi pada katoda silinder. Ion-ion negatif dan elektron-elektron akan beratraksi pancarannya masing-masing yang mana merupakan anoda.Hal ini serupa dengan apa yang terjadi selama elektrolisis normal.Pada katoda, ion positif akan mendatangi elektron-elektron dari katoda dan menjadi netral. Pada anoda, beberapa elektron dalam nyala akan dipindahkan pada elektroda positif; ion-ion negatif akan memberikan elektron-elektronnya pada elektroda dan menjadi netral.Kehilangam elektron-elektron dari satu elektroda dan perolehan dari elektroda lain, akan menghasilkan aliran elektron-elektron dalam sirkuit eksternal dari anoda ke katoda. Dengan kata lain, anda akan memperoleh arus listrik.Arus yang diperoleh tidak besar, tetapi dapat diperkuat. Jika senyawa-senyawa organik lebih banyak dalam nyala, maka akan banyak juga dihasilkan ion-ion, dan dengan demikian akan terjadi arus listrik yang lebih kuat. Ini adalah pendekatan yang beralasan, khususnya jka anda berbicara tentang senyawa-senyawa yang serupa, arus yang anda ukur sebanding dengan jumlah senyawa dalam nyala.Kekurangan utama dari detektor ini adalah pengrusakan setiap hasil yang keluar dari kolom sebagaimana yang terdeteksi. Jika anda akan mengrimkan hasil ke spektrometer massa, misalnya untuk analisa lanjut, anda tidak dapat menggunakan detektor tipe ini.5.Pencatat (Recorder)Fungsi recorder sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas yang hasilnya disebut kromatogram (kumpulan puncak grafik).Hasil akan direkam sebagai urutan puncak-puncak; setiap puncak mewakili satu senyawa dalam campuran yang melalui detektor. Sepanjang anda mengontrol secara hati-hati kondisi dalam kolom, anda dapat menggunakan waktu retensi untuk membantu mengidentifikasi senyawa yang tampak-tentu saja anda atau seseorang lain telah menganalisa senyawa murni dari berbagai senyawa pada kondisi yang sama.

Area dibawah puncak sebanding dengan jumlah setiap senyawa yang telah melewati detektor, dan area ini dapat dihitung secara otomatis melalui komputer yang dihubungkan dengan monitor. Area yang akan diukur tampak sebagai bagian yang berwarna hijau dalam gambar yang disederhanakan.Perlu dicatat bahwa tinggi puncak tidak merupakan masalah, tetapi total area dibawah puncak. Dalam beberapa contoh tertentu, bagian kiri gambar adalah puncak tertinggi dan memiliki area yang paling luas. Hal ini tidak selalu merupakan hal seharusnya..Mungkin saja sejumlah besar satu senyawa dapat tampak, tetapi dapat terbukti dari kolom dalam jumlah relatif sedikit melalui jumlah yang lama. Pengukuran area selain tinggi puncak dapat dipergunakan dalam hal ini.Waktu retensiWaktu yang digunakan oleh senyawa tertentu untuk bergerak melalui kolom menuju ke detektor disebut sebagi waktu retensi. Waktu ini diukur berdasarkan waktu dari saat sampel diinjeksikan pada titik dimana tampilan menunujukkan tinggi puncak maksimum untuk senyawa itu.Setiap senyawa memiliki waktu retensi yang berbeda. Untuk senyawa tertentu, waktu retensi sangat bervariasi dan bergantung pada: Titik didih senyawa. Senyawa yang mendidih pada temperatur yang lebih tinggi daripada temperatur kolom, akan menghabiskan hampir seluruh waktunya untuk berkondensasi sebagai cairan pada awal kolom. Dengan demikian, titik didih yang tinggi akan memiliki waktu retensi yang lama.Kelarutan dalam fase cair. Senyawa yang lebih mudah larut dalam fase cair, akan mempunyai waktu lebih singkat untuk dibawa oleh gas pembawa.. Kelarutan yang tinggi dalam fase cair berarti memiiki waktu retensi yang lama.Temperatur kolom. Temperatur tinggi menyebakan pergerakan molekul-molekul dalam fase gas; baik karena molekul-molekul lebih mudah menguap, atau karena energi atraksi yang tinggi cairan dan oleh karena itu tidak lama tertambatkan. Temperatur kolom yang tinggi mempersingkat waktu retensi untuk segala sesuatunya di dalam kolom.Untuk memberikan sampel dan kolom, tidak ada banyak yang bisa dikerjakan menggunakan titik didih senyawa atau kelarutannya dalam fase cair, tetapi anda dapat mempunyai pengatur temperatur.Semakin rendah temperatur kolom semakin baik pemisahan yang akan anda dapatkan, tetapi akan memakan waktu yang lama untuk mendapatkan senyawa karena kondensasi yang lama pada bagian awal kolom.Dengan kata lain, menggunakan temperatur tinggi, segala sesuatunya akan melalui kolom lebih cepat, tetapi pemisihannya kurang baik. Jika segala sesuatunya melalui kolom dalam waktu yang sangat singkat, tidak akan terdapat jarak antara puncak-puncak dalam kromatogram.Jawabannya dimulai dengan kolom dengan suhu yang rendah kemudian perlahan-lahan secara teratur temperaturnya dinaikkan.Pada awalnya, senyawa yang menghabiskan lebih banyak waktunya dalam fase gas akan melalui kolom secara cepat dan dapat dideteksi. Dengan adanya sedikit pertambahan temperatur akan memperjelas perlekatan senyawa. Peningkatan temperatur masih dapat lebih `melekatan` molekul-molekul fase diam melalui kolom.

D.Penerapan kromatografi gas1.Untuk identifikasi senyawaDengan suatu kolom tertentu dan dengan semua fariabelnya seperti temperatur dan laju alir, dikendalikan secara cermat, waktu retensi atau volume retensi suatu zat terlarut merupakan suatu besaran dari zat terlarut tersebut, seperti halnya titk didih atau halnya indek bias adalah besaran. Ini menunjukkan bahwa sifat retensi dapat digunakan untuk mengetahui suatu senyawa.2.Analisis kuantitatifDengan GC tergantung pada hubungan antara jumlah suatu zat terlarut dan ukuran dari pita elusi yang dihasilkan. Secara umum dengan detektor diferensial, ukuran jumlah zat terlarut yang paling baik adalah luas dibawah pita elusi. Jumlah zat terlarut = faktor kalibrasi x luas dibawah pita elusi.Keterbasan GC adalah volatilitas sampel itu harus mempunyai tekanan uap yang cukup pada temperatur kolom tersebut, dan ini segera menghilangkan banyak jenis sampel. Suatu perhitungan yang aktual tidak mungkin dilakukan tetapi harus diperkirakan bahwa sekitar 20% senyawa kimia yang diketahui kurang cukup volatil.kebanyakan sampel organik tidak cukup volatil untuk memungkinkan penerapan langsung dari GC.

E.CARA KERJA KROMATOGRAFI GAS1.Mencuci jarum suntik dengan aseton dengan mengisi jarum suntik mendepak sepenuhnya dan aseton limbah ke kertas handuk. Cuci 2-3 kali.2.Tarik beberapa sampel Anda ke dalam jarum suntik. Anda mungkin perlu untuk menghilangkan gelembung udara di dalam tabung suntik oleh plunyer bergerak cepat ke atas dan ke bawah sementara jarum dalam sampel. Biasanya 1-2 mL sampel disuntikkan ke dalam GC. Boleh saja memiliki gelembung udara kecil dalam jarum suntik. Namun, Anda tidak ingin menyuntikkan sebagian besar udara atau puncak Anda akan terlalu kecil pada tabel perekam.3.Pastikan tabel perekam dan diatur ke kecepatan grafik yang sesuai (Arrow A). Mengatur baseline menggunakan nol pada tabel perekam (Arrow B). Dengan pena di tempat, menyalakan bagan (Arrow D), pastikan pena ke bawah (yang menandai kertas) dan kertas bergerak.4.Menyuntikkan sampel Anda baik ke kolom A atau kolom B sesuai instruksi. Pegang tingkat jarum suntik dan mendorong jarum sepenuhnya ke injector. Setelah Anda tidak dapat lagi melihat jarum, dengan cepat mendorong pendorong dan kemudian tarik jarum suntik injeksi keluar dari pelabuhan.

Injeksi Catatan : injector sangat panas, jadi berhati-hatilah untuk tidak menyentuh perak disk. Jarum akan melewati septum karet, sehingga Anda akan merasa beberapa perlawanan. Untuk beberapa GC kita itu, kolom tidak menyelaraskan benar dalam injector, sehingga jarum hits bagian depan kolom logam. Jika Anda merasa bahwa Anda mendorong terhadap logam, menarik jarum keluar dari injector dan coba lagi, mungkin di sudut yang sedikit berbeda. Jarum harus benar-benar menghilang ke dalam injeksi untuk injeksi yang tepat sampel ke kolom GC.Suntikkan dengan cepat untuk hasil terbaik. Jangan ragu untuk menyuntikkan jarum setelah benar diposisikan di pelabuhan injeksi.Lepaskan jarum suntik segera setelah injeksi. (Pelaksanaan catatan C dan D membantu untuk memastikan bahwa semua sampel memasuki GC kolom di sekitar waktu yang sama.)5.Menandai waktu injeksi Anda pada tabel perekam. Ini dapat dilakukan dengan menyesuaikan nol tepat setelah sampel disuntikkan. Hal ini sering nyaman bagi satu orang untuk menyuntikkan sampel sementara pasangan laboratorium menandai waktu injeksi di bagan perekam.6.Bersihkan jarum suntik Anda segera setelah injeksi. Jarum suntik sering tersumbat dengan cepat dan harus diganti jika mereka tidak dibersihkan setelah setiap penggunaan.7.Catatan pengaturan perekam grafik Anda selama berjalan. Anda perlu mengetahui kecepatan grafik dan pengaturan skala penuh.8.Catatan pengaturan GC selama Anda berlari. Sebuah tombol di bagian tengah bawah GC dapat diubah untuk membaca kolom (atau oven) suhu, suhu detektor dan suhu injektor pelabuhan dalam C. Jembatan saat ini ditampilkan dalam mA. Perhatikan bahwa ada dua skala pada layar. Berhati-hati untuk membaca skala yang tepat!

F.SAMPEL YANG DAPAT DIANALISIS DENGAN GCSampel yang dapat dianalisis dengan GC diantaranya adalah :1.Produk Gas Alam2.Kemurnian Pelarut3.Asam Lemak4.Residu Pestisida5.Polusi Udara6.Alkohol7.Steroid8.Minyak Atsiri9.Flavor10.Ganja (mariyuana)G.APLIKASI KROMATOGRAFI GASKromatografi gas telah digunakan pada sejumlah besar senyawa-senyawa dalam berbagai bidang. Dalam senyawa organic dan anorganik, senyawa logam, karena persyaratan yang digunakan adalah tekanan uap yang cocok pada suhu saat analisa dilakukan. Berikut beberapa kegunaan kromatografi gas pada bidang-bidangmya adalah :1.Polusi udaraKromatografi gas merupakan alat yang penting karena daya pemisahan yang digabungkan dengan daya sensitivitas dan pemilihan detector GLC menjadi alat yang ideal untuk menentukan banyak senyawa yang terdapat dalam udara yang kotor, KGCdipakai untuk menetukan Alkil-Alkil Timbal, Hidrokarbon, aldehid, keton SO , H S, dan beberapa oksida dari nitrogen dll.2.KlinikDiklinik kromatografi gas menjadi alat untuk menangani senyawa-senyawa dalam klinik seperti : asam-asam amino, karbohidrat, CO , dan O dalam darah, asam-asam lemak dan turunannya, trigliserida-trigliserida, plasma steroid, barbiturate, dan vitamin3.Bahan-bahan pelapisDigunakan untuk menganalisa polimer-polimer setelah dipirolisa, karet dan resin-resin sintesis.4.Minyak atsiriDigunakan untuk pengujian kulaitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat, dll.5.Bahan makananDigunakan dengan TLC dan kolom-kolom, untuk mempelajari pemalsuanatau pencampuran, kontaminasi dan pembungkusan dengan plastic pada bahan makanan, juga dapat dipakai unutk menguji jus, aspirin, kopi dll.6.Sisa-sisa peptisidaKGC dengan detector yang sensitive dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa peptisida yang diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen, dan fosfor.7.PerminyakanKromatografi gas dapat digunakan unutk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasildari gas-gas hidrokarbon yang ringan.8.Bidang farmasi dan obat-obatanKromatografi gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasilbaru dalam pengamatan metabolisme dalam zat-zatalir biologi9.Bidang kimia/ penelitianDigunakan untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil.

H.KELEBIHAN DAN KEKURANGAN KROMATOGRAFI GASKelebihan1.Waktu analisis yang singkat dan ketajaman pemisahan yang tinggal.2.Dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi.3.Gas mempunyai vikositas yang rendah.4.Kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi.5.Pemakaian fase cair memungkinkan kita memilih dari sejumlah fase diam yang sangat beragam yang akan memisahkan hampir segala macam campuran.Kekurangan1.Teknik Kromatografi gas terbatas untuk zat yang mudah menguap2.Kromatografi gas tidak mudah dipakai untuk memisahkan campuran dalam jumlah besar. Pemisahan pada tingkat mg mudah dilakukan, pemisahan pada tingkat gram mungkin dilakukan, tetapi pemisahan dalam tingkat pon atau ton sukar dilakukan kecuali jika ada metode lain.3.Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat terlarut.

Bab VIIIResonansi Magnetic Nuklir

1. Pendahuluan Nuclear Magnetic Resonance(NMR)Resonansi Magnetik Inti (RMI) atau jika dialih bahasa kedalam bahasa Inggris yaituNuclear Magnetic Resonance(NMR) merupakan salah satu metode analisis untuk menentukan struktur dari komponen alami dan sintetik yang baru, kemurnian dari komponen, dan arah reaksi kimia. RMI ini adalah metode analisis yang paling mudah digunakan pada kimia modern. Spektrokopi NMR khususnya digunakan pada studi molekul organik karena biasanya membentuk atom hidrogen dengan jumlah yang sangat besar. Pada tahun 1946, fenomena Resonansi Magnetik Inti (RMI) atauNucleic Magnetic Resonance(NMR) pertama kali diperkenalkan oleh dua kelompok fisikawan asal USA yang bekerja secara terpisah, yaitu Edward Purcell dari Harvard University dan Felix Bloch dari Standford University. Blonch dan Purcell menemukan bahwa inti atom berorientasi terhadap medan magnet. Setiap proton di dalam molekul yang sifat kimianya berbeda akan memberikan garis-garis resonansi orientasi magnet yang berbeda. Penggunaan spektrofotometer NMR ini berkembang dengan cepat. Pada tahun 1960, teknik ini sudah menjadi metode yang penting untuk elusidasi struktur. Spektrofotometri NMR adalah salah satu teknik utama yang digunakan untuk mendapatkan informasi fisik, kimia, elektronik dan tentang struktur molekul. Spektrofotometri NMR pada dasarnya merupakan spektrofotometri absorbsi, sebagaimana spektrofotometri infra merah maupun spektrofotometer ultraviolet. Pada kondisi yang sesuai, suatu sampel dapat mengabsorpsi radiasi elektromagnetik daerah frekuensi radio, pada frekuensi yang tergantung dari sifat-sifat sampel. Suatu plot dari frekuensi puncak-puncak absorbsi versus intensitas puncak memberikan suatu spektrum NMR. NMR digunakan untuk menentukan struktur dari komponen alami dan sintetik yang baru, kemurnian dari komponen, dan arah reaksi kimia sebagaimana hubungan komponen dalam larutan yang dapat mengalami reaksi kimia. Spektroskopi NMR merupakan alat yang dikembangkan dalam biologi struktural. Dasar dari spektroskopi NMR adalah absorpsi radiasi elektromagnetik dengan frekuensi radio oleh inti atom. Frekuensi radio yang digunakan berkisar dari 0,1 sampai dengan 100 MHz. Bahkan, baru-baru ini ada spektrometer NMR yang menggunakan radio frekuensi sampai 500 MHz. Inti proton (atom hidrogen) dan karbon (karbon 13) mempunyai sifat-sifat magnet. Bila suatu senyawa mengandung hidrogen atau karbon diletakkan dalam bidang magnet yang sangat kuat dan diradiasi dengan radiasi elektromagnetik maka inti atom hidrogen dankarbon dari senyawa tersebut akan menyerap energi melalui suatu proses absorpsi yang dikenal dengan resonansi magnetik. Absorpsi radiasi terjadi bila kekuatan medan magnet sesuai dengan frekuensi radiasi elektromagnetik. Proton tunggal 1H adalah isotop yang paling penting dalam hidrogen. Isotop ini melimpah hampir 100% dan jaringan hewan mengandung 80% air. 1H memproses momen magnetik yang besar dari inti yang penting secara biologi. Ketika pada medan magnet konstan, frekuensi NMR dari inti hanya bergantung pada momen magnetnya, frekuensi 1H paling tinggi pada spektrometer yang sama. Sebagai contoh, pada spektrometer 360MHz untuk 1H, frekuensi untuk 31P adalah 145,76 MHz dan untuk 13C adalah sekitar 90MHz.Adapun komponen-komponen dari spektrofotometer RIM/NMR adalah sebagai berikut :1.Magnet ; kekuatan magnet menentukan akurasi dan kualitas suatu alat RIM/NMR. Ada tiga jenis magnet yang dipakai :Magnet permanenElektromagnetMagnet superkonduksi2.Generator medan magnet penyapu ; Suatu pasangan kumparan terletak sejajar terhadap permukaan magnet, digunakanuntuk mengubah medan magnet pada suatu range yang sempit.3.Sumber frekuensi radio ;Sinyal frekuensi oskilasi radio (transmiter) disalurkan pada sepasang kumparan yangpossinya 90 terhadap jalar dan magnet.4.Detektor sinyal ; Sinyal frekuensi radio yang dihasilkan oleh inti yang beresolusi dideteksi dengankumparan yang mengitari sampel dan tegak lurus terhadap sumber.5.Perekaman (Rekorder) ; Pencatat sinyal NMR disinkronisasikan dengan sapuan medan, rekordermengendalikan laju sapuan spektrum.6.Tempat sampel dan kelengkapannya (Tempat sampel dan probe) ; Tempat sampel merupakan tabung gelas berdiameter 5mm dan dapat diisi cairansampai 0,4 ml. Probe sampel terdiri atas tempat kedudukan sampel, sumber frekuensipenyapu dan kumparan detektor dengan sel pembanding.

Spektrofotometer NMR 400MHZ

Alur Kerja Spektrofotometer NMR

Sesuai namanya NMR (nuklear magnetic resonance, resonansi magnetik inti), spektroskopi NMR berhubungan dengan karakter inti dari suatu atom dalam suatu molekul yang dianalisis.Pada dasarnya spektrometri NMR merupakan bentuk lain dari spektroskopi absorbsi sama halnya dengan UV-VIS dan IR. Perbedaan dengan IR dan UV-VIS adalah

1. Sistem absorbsi dibawah pengaruh medan magnet dan hal ini tidak ada pada UV-VIS dan IR.2. Pada NMR energi radiasi elektromagnetik pada daerah frekuensi radio.

Instrumen NMR seperti pada Gambar.Spekktroskopi NMR sangat penting artinya dalam analisis kualitatif, khususnya dalam penentuan struktur molekul zat organik. Lebih tepatnya letak suatu atom dalam molekulnya.Seperti yang diketahui semua inti atom bermuatan karena mengandung proton dan juga mempunyai spin inti. Sifat inti atom dan karakter spinnya menyebabkanbeberapainti bersifat magnet.Perputaran elektron pada porosnya (spin) menyebabkan dihasilkan momen dipol magnet. Perilaku dipol magnetik ini dicirikan olehbilangan kuantum spininti megnet yang dinyatakan atau diberi simbol I.Apabila inti diletakan pada suatu medan magnet (medan magnet eksternal) maka akan terjadi interaksi inti dengan magnet ekternal tersebut. Interaksinya tergantung pada jenis inti yang berinteraksi. Berikut merupakan kriteria penggunaaan medan magnet pada spektroskopi NMR:1. Medan magnet harus kuat. Karena kepekaan spektroskopi NMR makin tinggi seiring meningkatnya kekuatan medan magnet.2. Medan magnet harus cukup homogen terhadap semua sampel yang dianalisis. Apabila tidak terjadi kemogenan medan magnet akan menghasilkan pita-pita yang melebar dan terjadi distorsi sinyal.3. Medan magnet harus sangat stabil. Dengan kestabilan yang tinggi menjadikan analisis secara akurat dari detik ke detik bahkan hingga orde jam.Seperti yang telah disinggung bahwa berhubungan dengan karakter inti dari suatu atom dalam suatu molekul, oleh sebab itu spektroskopi NMR digunakan untuk mendeteksi berbagai jenis inti sesuai dengan sifat khas inti, misalnya1H,13C,19F dan31P.Karakter jenis inti yang dapat dideteksi menggunakan spkektroskopi NMR yaitu jenis kategori inti yang dalam kaitannya dengan bilangan kuantum spin inti, yakni: Kategori I, yakni inti dengan I = 0. Inti dalam kategori ini tidak berinteraksi dengan medan magnet yang diterapkan pada NMR (medan magnet eksternal) sehingga disebut tidak ada kromofor NMR atau tidak aktif NMR. Inti dengan I = 0 adalah atom-atom dengan jumlah proton genap dan jumlah netron yang genap pula.Inti dengan I = 0 misalnya12C,16O dan32S. Walaupun tidak dapat dicermati namun ketiga atom tersebut terdapat isotop yang dapat di deteksi. Kategori 2 yakni inti dengan I = . Inti ini memiliki nomor massa ganjil sehingga mempunyai momen magnet tidak sama dengan nol.Hal inilah yang meneyebabkan inti dapat berinteraksi dengan medan magnet eksternal, oleh sebab itu disebut ada kromofor NMR. Inti dengan kategori ini misalnya1H.13C,19F. Kategori 3 yakni inti dengan proton dan netron ganjil. Inti ini memiliki I = 1, 2 atau lebih tinggi.Yang tergolong kategori ini adalah2H,14N,10B. Isotop-isotop ini lebih sukar diamati dan pola spektranya melebar.Geseran Kimia Dalam Spektroskopi NMRDalam spektroskopi NMR setiap jenis inti yang memiliki sifat yang khas dinyatakan dengan istilahgeseran kimia (chemical shift)dankopling spin-spin (Spin-spin coupling).Kedua besaran atau fenomena ini merefleksikan lingkungan kimia spin inti yang diamati dalam eksperimen NMR dan ini dapat dipandang sebagai efek kimia dalam spektroskopi NMR.Frekuensi resonansi yang dialami inti bergantung pada besarnya kuat medan magnet yang diterapkan.Jadi frekuensi resonansi sebanding dengan medan magnet yang dialami oleh inti yang diamati. Makin besar spektrometer NMR, maka perpisahan antar puncak resonansi pada spektrum NMR makin besar dan kondisi demikian dikenal denganNMR resolusi tinggi.Geseran kimia inti yang terbaca dalam spektrometer NMR sebagai ppm (part per million) dan dilambangkan . Perlu diperhatikan bahwa ppm disini tidak sama dengan ppm konsentrasi. Nilai ppm tergantung pada frekuensi alat yang di gunakan yang ditulis denga persamaan berikut.ppm = v/v x 106dengan ppm = geseran kimia inti senyawa v = frekuensi sampel 0 (frekuensi senyawa pembanding biasanya nol) v = frekuensi yang dipasang atau digunakanSenyawa Pembanding dalam NMRDalam mempelajari NMR digunakan suatu senyawa sebagai pembanding. Suatu senyawa pembanding yang biasa di gunakan adalah tetrametilsilana, (CH3)4Si atau yang disingkat TMS. Struktur TMS diberikan pada Gambar.

TMS biasanya langsung ditambahkan ke dalam larutan sampel yang akan diuji. TMS digunakan sebagai pembanding karena memiliki beberapa keunggulan antara lain:1. Bersifat inert.2. Tingkat simetri yang tinggi, dalam hal ini semua atom H dan C berada pada lingkungan kimia yang sama sehingga memberikan puncak absorbsi tunggal karena semua atom H dan C ekivalen.3. Volatil, memiliki titik didih 27C.4. Nonpolar sehingga mudah larut dalam pelarut organik.5. Geseran kimia TMS tidak dipengaruhi oleh kekompleksan pelarut atau tidak dipengaruhi pelarut karena tidak mengandung gugus-gugus polar.Selain TMS terdapat pula beberapa senyawa pembanding lain yaitu Na-2,2-dimetil-2-silapentana-5-sulfonat (DSS) dan Na-2,2,3,3-tetradeuterio-4-4-dimetil-4silapentanoat (TSP-d4). Struktur kedua senyawa tersebut sebagai berikut.

Spektrometer dan penanganan SampelSpektrometer NMR adalah alat atau instrumen untuk mengukur resosnansi magnetik inti.Intrumen ini menghasilkan medan magnet pada tingkat energi gelombang radio dan digunakan untuk mendeteksi radiasi yang dipancarkan pleh suatu inti. Kualitas spektrometer NMR tergantung pada dua hal yakni:1. Kekuatan dan kehomogenan medan magnet yang digunakan.2. Kestabilan kekuatan medan magnet selama digunakan.Sampel atau cuplikan yang akan dianalisa dipreparasi dalam bentuk larutan. Larutan yang akan dianalisa menggunakan NMR memiliki beberapa kriteri sebagai berikut:1. Spektrometer NMR 60 MHz. Masa sampel 5-10 mg dalam 0,4 mL pada tabung gelas dengan diameter 5 mm dan kedalaman tabung 35 mm. Sedangkan untuk spektrometer NMR 500 MHz diperlukan jumlah cuplikan < 1 mg (mikrogram) dalam tabung mikro pula.2. Kualitas hasil sprktrum yang dihasilkan tergantung pada. Kemurnian cuplikan Kebersihan tabung Kemurnian pelarut3. Tabung untuk cuplikan di buat dari gelas sangat tipis, mudah pecah dan sangat rapus terutama pada saat dibuka tutupnya.4. Jika tabung yang digunakan tidak dipecahkan (mungkin disebabkan jumlah sampel yang sedikit dan harganya relatif mahal) maka segera dicuci dengan aseton atau dikloroetana bila telah selesai digunakan, dikeringkan dengan blower dalam udara bersih atau nitrogen dengan menggunakan pelat tipis dari logam selanjutnya dijaga dan disimpan pada tempat yang aman.Pengeringan tabung menggunakan oven atau dengan cara pemanasan sangat tidak dianjurkan.Pelarut yang digunakan untuk mempreparasi sampel memiliki beberapa kriteria, yakni:1. Tidak mengandung inti yang akan dideteksi atau diamati. Misalnya untuk 1H-NMR pelarutnya tidak boleh mengandung hidrogen-1 sedangkan untuk 13C-NMR pelarutnya tidak boleh mengandung 13-C.2. Bersifat iner,3. Nopolar4. Titik didih rendah.5. Tidak mahal.Dari semua sifat di atas, CCl4merupakan pelarut yang ideal yang hampir memenuhi semua persyaratan, tetapi pelarut ini sangat nonpolar sehingga mempunyai kapsitas pelarutan yang relatif rendah. Misalnya tidak dapat melarutkan senyawa-senyawa yang bersifat polar. Karena hal-hal tersebut maka terdapat beberapa pelarut yang sering digunakan pada spektrometer NMR yakni pelarut yang telahterdeuterasi,misalnya Deuterokloroform (CDCl3) Heksadeterobenzena (C6D6) Aseton-d6 (CD3COCD3)Spektra atau Spektrum NMRGeseran kimia yang menunjukan terjadinya resonansi spin inti dalam lingkungan kimia yang berbeda pada suatu molekul digambarkan atau ditunjukan dalam bentuk grafik. Grafik NMR menggambarkan nilai (geseran kimia) dari setiap inti tertentu dalam lingkungan kimia yang tertentu pula.Berdasarkan perjanjian atau yang telah ditetapkan pada ujung kanan memiliki geseran kimia sama dengan nol (0) merupakan inti yang memiliki atau memerlukan frekuensi kuat medan magnet besar (biasanya disebut juga kuat medan atas), sedangkan pada ujung kiri merupakan inti yang memiliki atau memerlukan frekuensi kuat medan magnet yang kecil (biasanya disebut juga kuat medan bawah).Secara ringkas dapat digambarkan sebagai berikut.

Inti Terlindungi Dan Kurang TerlindungiSetiap inti dilindungi atau dilingkupi oleh elektron-elektron yang megelilininya. Akibatnya setiap inti akan mengalami atau menerima pengaruh medan magnet eksternal atau medan magnet alat yang berbeda pula dan hal ini bergantung pada beberapa efek keterlindungan ini.Karena hal inilah inti-inti yang berbeda keterlindungannya akan mempunyai geseran kimia yang berbeda pada spektrum NMR-nya.Hal ini memberikan magna bahwa, jumlah sinyal dalam spektrum NMR menunjukan banyaknya inti dengan lingkungan kimia yang berbeda dari molekul yang dianalisis. Inti yang efek keterlindungan tinggi (inti makin terlindung) maka inti akan beresonansi pada kuat medan magnet yang tinggi sehingga mempunyai geseran kimia () yang rendah dibanding senyawa standar (TMS). Sebaliknya inti yang memiliki efek keterlindungan rendah (inti semakin tidak terlindung) maka inti akan beresonansi pada kuat medan magnet yang rendah sehingga mempunyai geseran kimia () yang tinggi dibanding senyawa pembanding (TMS).Dari penjelasan ini dapat digambarkan sebagai berikut.

Secara umum inti-inti yang mengalami geseran diamagnetik dan paramagnetik dijelaskan sebagai berikut.1. Distribusi awan elektron disekita inti. Distribusi awan elektron disekita inti sangat menentukan derajat keterlindungan inti. Makin besar kerapan distribusi awan elektron disekita inti makin besar dan makin efektif derajat keterlindungan dan menyebabkan inti harus beresonansi pada kuat medan magnet tinggi (medan magnet atas) dan mempunyai geseran kimia yang kecil atau semakin mendekati TMS = 0. Hal ini tentu berlaku juga untuk kondisi yang sebaliknya.2. Gugus atau substituen penarik elektron.Gugus-gugus atau substituen penarik elektron seperti OH, -OR, -OCOOH, -OCOR, -NO2, -halogen, yang terikat pada rantai alifatik menyebabkan derajat keterlindungan inti dan merubah geseran kimia ke arah medan rendah.3. Karakter aniostropik magnetik.Contoh sirkulasi elektron dalam cincin bensena. Pengaruh anisotropik terhadap keterlindungan inti ini bekerja pada senyawa-senyawa aromatik, karbonil dan alkuna. Pengaruh karakter ini menyebabbkan inti semakin terlindung dan menggeser nilai geseran kimia pada kuat medan bawah atau kuat medan rendah.Nilai geseran kimia dalam ppm semakin besar dibanding TMS.4. Karakter hibridisasi atom karbon dalam molekul.Perbedaan jenis atom karbon, yakni sp3, sp2, atau sp mempengaruhi derajat keterlindungan inti dalam spektroskopi NMR. Distribusi awan elektron pada atom karbon sp3lebih rendah daripada sp2, dan lebih rendah dibanding sp akibatnya nilai geseran kimia sp3