Sistem kromatografi gas ditunjukan pada Gambar 12.4. Kromatograf gas terdiri dari gas pembawa, injektor, kolom, detektor dan sistem data.

Gambar 18.4. Skema Sistim Kromatografi Gas

Injektor (Cara masuknya sampel)

Ada berbagai cara sampel dimasukkan ke dalam kolom. Sebagian besar kromatografi gas dilengkapi dengan jenis injektor yang bisa memasukkan cairan langsung ke dalam kolom menggunakan jarum suntik. Tipe injektor yang digunakan tergantung jenis kolom yang dipakai.

Gambar 18.4. GC Pneumatik / Capillary GC

Oleh karena itu sampel yang dimasukkan harus memiliki reproducibly. Hal ini bisa dilakukan dengan menggunakan alat yang dinamakan Splitter (Gambar 18.5).

Gambar 18.5. Injektor pada kolom konvensional dan kolom kapiler

Jumlah komponen yang dipisah ditentukan dari split valve dan ditentukan dari split ratio :Sekat pembersih (septum purge) diperlukan untuk menghindari kontaminasi sampel dengan materi yang berasal dari sekat.

Sampel GasMetode yang mudah untuk memasukkan gas-gas adalah lewat katup sampling gas. Volume gas dapat divariasikan tergantung pada ukuran loop. Loop tambahan dapat dijadikan satu untuk menjebak sampel dengan pendinginan. Pemanasan pada loop kemudian bisa melepaskan sampel.

Gambar 18.6. Katup sampling pada GC

Sampel PadatSampel padat misalnya; parfum dalam bentuk bedak atau serpihan sampel dapat dikemas dalam kapsul dan pecah di injektor. Sampel gelas/kaca dapat dihancurkan sebelum diinjeksikan sedangkan campuran yang memiliki titik lebur rendah dapat dilelehkan untuk pelepasan sampel.

KolomKolom dapat dibuat dari berbagai jenis material,seperti stainless steel, aluminium, tembaga, gelas dan paduan silika. Sebagian besar sistem kolom modern terbuat dari gelas atau paduan silika. Kolom konvensional dibuat dari material pendukung yang dilapisi fase diam dari berbagai pembebanan yang dikemas di dalam kolom. Kolom kapiler terdiri dari tabung kapiler panjang yang didalamnya dilapisi dengan fase diam (fase diam dapat juga direkatkan langsung pada permukaan silika). Sebagian besar kolom kapiler terbuat dari paduan silika yang dilapisi polimer di bagian luarnya. Paduan silika sangat mudah pecah sedangkan lapisan polimer tersebut bertindak sebagai pelindungnya.

Tipe Kolom dan Pengoperasian KolomKolom dimana pemisahan terjadi, memiliki dua tipe dasar yaitu Kolom kemasan konvensional dan Kolom kapiler atau Kolom tabung terbuka. Kolom dapat dioperasikan dengan dua cara , yaitu : secara isotermal (temperatur konstan) dan temperatur terprogram (variabel peningkatan temperatur dan waktu ditahan pada temperatur konstan).

Operasi IsotermalPada operasi isotermal, temperatur kolom dijaga konstan. Batas temperatur maksimum dan minimum dipengaruhi stabilitas dan karakter fisik fase diam. Batas bawah ditentukan oleh titik beku dan batas atas ditentukan oleh “bleed” dari fase diam. Bleed adalah fase diam masuk ke detektor. Secara umum pada mode operasional ini, injektor dioperasikan 30oC diatas temperatur komponen dengan titik didih maksimum (kolom kemasan konvensional).

Operasi temperatur terprogram (TPGC)Pada kromatografi gas temperatur terprogram, temperatur oven dikendalikan oleh sebuah program yang dapat mengubah tingkatan pemanasan yang terjadi antara 0,25oC sampai 20oC. Sebuah oven massa rendah mengijinkan pendinginan dan pemanasan cepat dari kolom yang dapat ditahan sampai 1oC dari temperatur yang diperlukan. Pada operasi temperatur terprogram diperlukan pengendali aliran untuk memastikan kesetabilan aliran gas. Kestabilan aliran sangat diperlukan untuk mencapai stabilitas hasil detektor yang baik yang ditunjukan pada garisbawah/baseline datar yang stabil. Fase diam harus stabil secara termal melewati range temperatur yang lebar. Bleed dapat diganti dengan menjalankan dua kolom yang identik secara tandem, satu untuk pemisahan komponen dan yang lain untuk melawan “bleed”.

DetektorUntuk mendeteksi komponen yang terpisah dari kolom, diperlukan alat pendeteksi. Pada kolom kapiler penambahan gas (make up gas) digunakan untuk menghilangkan komponen yang terpisah dari bagian akhir kolom ke dalam

detektor untuk mengurangi efek “dead volume” dan kecepatan aliran yang rendah. Sebuah detektor yang ideal seharusnya:

Mempunyai sensitifitas yang tinggi untuk mengenali unsur dalam bentuk gas. (1 volume terlarut : 1000 volume pelarut)Mempunyai respon yang linear terhadap jumlah unsur dengan cakupan yang luas.Tidak bergantung pada kondisi operasi, seperti : kecepatan alir.

Mempunyai stabilitas baseline yang baik.Mudah perawatannyaMempunyai volume internal yang kecil (resolusi puncak)Mempunyai respon yang cepat untuk menghindari gugusan puncakMurah dan dapat dipercaya.

Ada dua tipe detektor, yaitu detektor integral dan differensial. Sebagian besar kromatografi gas dikerjakan dengan menggunakan analisis elusi dengan memanfaatkan detektor differensial, yang menghasikan deretan puncak yang terpisah.Detektor differensial banyak digunakan dalam kromatografi. Respon terhadap konsentrasi bahan/larutan dalam fase bergerak ditampilkan dalam sekejap. Respon detektor yang ditampilkan secara grafik adalah kromatogram diferensial.

Alat kromatografi gas terdiri atas 7 bagian pokok, yaitu:1) Silinder tempat gas pembawa/ pengangkut2) Pengatur aliran dan tekanan3) Tempat injeksi sampul4) Kolom5) Detector6) Pencatat7) Terminal untuk 3, 4 dan 5 (tempat injeksi sampel, kolom dan detector)Keterangan:

a. Gas Pengangkut (Fasa mobile)Gas pengangkut (Carrier Gas) ditempatkan dalam silinder bertekanan

tinggi. Biasanya tekanan silinder sebesar 150 atm. Gas pembawa harus bersifat inert dan murni, seringkali gas pembawa ini harus disaring untuk menahan debu uap air dan oksigen. Gas yang sering digunakan yaitu N2, H2, He dan Ar.

b. Sistem Injeksi sampel Untuk mendapatkan efisiensi maka sampel dimasukkan ke dalam aliran gas dan jumlah yang sedikit dengan waktu yang tepat. Jika sampel berupa cairan, maka harus diencerkan terlebih dahulu dalam bentuk larutan. Injeksi sampel dapat diambil melalui karet silicon ke dalam oven, banyak sampel + 0,1 -10 µL.

c. Kolom Fungsi kolom merupakan “jantung” kromatografi gas dimana terjadi pemisahan komponen- kompinen cuplikan kolom terbuat dari baja tahan karat, nikel, kaca.

d. Detektor Fungsi detektor adalah untuk memonitor gas pembawa yang keluar dari kolom dan merespon perubahan komposisi solut yang terelusi.

e. Pencatat (recorder) Fungsi recorder adalah sebagai alat untuk mencetak hasil percobaan pada sebuah kertas yang hasilnya disebut kromatogram (kumpulan puncak grafik)

Kalau bicara tentang kromatografi pasti ada beberapa definisi dengan kata-kata yang beda. Salah satunya menyebutkan bahwa,

“Kromatografi merupakan suatu proses pemisahan yang mana analit-analit dalam sampel terdistribusi antara 2 fase, yaitu fase diam dan fase gerak.”

Dari pengertian di atas dapat diketahui kalo ada dua komponen penting dalam kromatografi yaitu fase diam dan fase gerak. Dan perlu dicatat bahwa hasil pemisahan kromatografi yang baik bukan lagi berbentuk senyawa melainkan berbentuk tunggal.

Fase diam (Stationary phase)

Fase diam merupakan salah satu komponen yang penting dalam proses pemisahan dengan kromatografi. kenapa? karena dengan adanya interaksi dengan fase diamlah terjadi perbedaan waktu retensi (tR) dan terpisahnya komponen senyawa analit.

Fase diam dapat berupa bahan padat atau porous (berpori) berbentuk molekul kecil atau cairan yang umumnya dilapiskan pada padatan pendukung.

Fase gerak (Mobile phase)

Fase gerak merupakan pembawa analit dapat bersifat inert maupun berinteraksi dengan analit tersebut. Nah fase gerak ini g melulu hanya cairan. Tapi juga dapat berupa gas inert yang umumnya dapat dipakai sebagai carrier gas senyawa mudah menguap (volatil)

Pemisahan dengan kromatografi

Pemisahan dengan kromatografi sendiri lebih baik daripada ekstraksi. kenapa? Karena sering diibaratkan dengan corong pisah yang saling berhubungan yang bergerak dari atas ke bawah dimana pada setiap corong pisah terjadi pemisahan. Selain itu permukaan antar fase pada kromatografi lebih besar.

Lalu apa yang menyebabkan senyawa tersebut dapat dipisahkan?

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya kalo pemisahan senyawa-senyawa dapat diamati dengan perbedaan waktu retensi (tR) pada kromatogram.

“Waktu retensi (tR) adalah waktu yang diperlukan oleh analit dari awal kolom sampai ke detektor”

Semakin lama analit berinteraksi dengan fase diam –> semakin lama ia keluar –> tR semakin besar

Sehingga ada suatu konstanta yang menyatakan kecepatan migrasi solut melalui fase diam. Kecepatan migrasi solut dipengarui oleh perbandingan distribusinya (Kd atau kadang disebut D) yang ditentukan oleh afinitas relatif solut pada fase diam dibanding fase gerak:

Kd = Kadar senyawa dalam fase diam/Kadar senyawa dalam fase gerak

Dari persamaan tersebut dapat ditarik kesimpulan kalo semakin besar harga Kd suatu senyawa maka waktu retensinya (tR) akan semakin besar karena interaksi dengan fase diam besar dan migrasinya semakin lambat.