Teknik Pemisahan-Kromatografi: Kromatografi Gas

James dan Martin adalah 2 ilmuwan yang pertama kali mengajukan kosep kromatografi gas (KGC) pada tahun 1952. Tetapi ada pendapat lain yang mengemukakan bahwa konsep KGC telah diajukan sebelumnya yaitu oleh Martin dan Synge pada tahun 1941.

Kromatografi gas di aplikasikan sebagai salah satu instrumen analisis fisiko-kimia yang sasarannya sampai saat ini adalah untuk analisis kualitatif dan kuantitatif.

Kromatografi gas adalah suatu metode yang didasarkan pemisahan fisik zat organik atau anorganik yang stabil pada pemanasan dan mudah diatsirikan.

Kromatografi sebagai instrument untuk analisis fisika kimia menduduki posisi yang sangat penting dan banyak dipakai, hal ini disebabkan oleh :

1. Aliran fase gerak (gas) sangat terkontrol dan kecepatannya tetap

2. Sangat mudah terjadi pencampuran uap sample ke dalam aliran fase gerak

3. Pemisahan fisik terjadi di dalam kolom yang jenisnya banyak sekali, panjang dan suhunya dapat diatur.

4. Banyak detektor yang dapat dipakai.

5. Mudah digabung dengan instrumen lain (GC-MS, GC-FTIR-MS)

Kelima hal tersebut di atas telah melebarkan jangkauan penggunaan kromatografi gas yang sampai saat ini secara luas banyak digunakan / dibutuhkan untuk analisis fisiko-kimia (kualitatif dan kuantitatif)

Pada kromatografi gas sample diuapkan di dalam gerbang suntik (injection port) dan selanjutnya mengalami pemisahan fisik pada kolom setelah dielusi dengan fase gerak (gas pembawa) yang inert (lembam).

Ada dua metode kromatografi gas, yaitu :

Image 1 : KGC

1. Kromatografi Gas Padat (KGP) : Fase diam pada KGP adalah butiran-butiran adsorben padat dan fase geraknya adalah gas. Mekanisme pemisahan komponen sample adalah perbedaan fisik adsorpsi oleh fase diam. Ada beberapa kelemahan KGP yaitu : adsorpsi fase diam terhadap komponen-komponen sample bersifat semipermanen terutama terhadap molekul yang aktif atau molekul yang polar. Di samping itu, KGP sering kali memberikan bentuk kromatogram yang berekor. Kelemahan yang lain dari KGP adalah efektivitas pemisahan komponen sanhat dipengaruhi oleh bobot molekul. KGP lebih efektif untuk pemisahan komponen-komponen dengan massa relative (Mr) rendah.

2. Kromatografi Gas Cair (KGC) dikemukakan pertama kali oleh Martin dan Synge. Pada KGC sebagai fase diamnya adalah cairan yang disalut tipis pada permukaan butiran padat sebagai pendukung, sedangkan fase geraknya adalah gas yang lembam. mekanisme pemisahannya adalah perbedaaan partisi komponen-komponen sample diantara fase diam dan fase geraknya.

Partisi Gas - Cair

Sample di dalam kolom akan memisah, karena perbedaan partisi antara 2 fase. Untuk molekul, suhu dan fase cair tertentu akan memberikan konstanta distribusi (Kp) yang tertentu :

Image 2 : KGP

Kp sama dengan rasio antara konsentrasi komponen dalam fase cair dengan konsentrasi komponen dalam fase gas atau rasio antara berat komponen dalam fase cair / volume fase cair dengan berat komponen dalam fase cair / volume fase cair.

Kp = Kβ

K = rasio partisi ; β = rasio fase

K disebut sebagai rasio partisi atau rasio kapasitas sedangkan β disebut sebagai rasio fase.

Harga K sangat erat hubungannya dengan waktu tambat / retensi (t_R).

Harga β erat hubungannya dengan jenis kolom dan volume fase cair dalam kolom sebagai fase diam.

Untuk kolom "open tubuler" harga β = r / 2.d.f

- r = jari-jari penampang kolom

- d.f = lapis tipis fase cair yang menyalut support dalam kolom

Profil Kromatogram

Pada kromatografi gas, respon detektor terhdapa molekul-molekul di dalama sample secara ideal tergambar sebgai kurva Gauss yang dikenal sebagai bentuk kromatogram yang ideal. Kromatogram merupakan hubungan antara respon detektor waktu (menit) hingga terlihat puncak dari kromatogram tersebut.