Download - pendahuluan kromatografi
SejarahMichael Tsweet (Ahli botani Rusia) pada 1906
Pemisahan pigmen tumbuhan
Kolom gelas diisi kalsium karbonat Terdapat pita warna setelah dielusi
DefinisiTeknik pemisahan multitahap yang didasarkan pada
perbedaan kemampuan senyawa untuk teradsorpsi pada suatupermukaan atau terlarut di dalam suatu lapisan tipis cairan
Proses yang berdasarkan distribusi (keterbagian/partisi) komponen, bersifat differensial di antara dua fase
Teknik komponen dari suatu campurandipisahkan berdasarkan lajunya selama pergerakan melaluifase diam oleh fase gerak (cairan/gas)
Kesamaan:Sistem dua fase (fase diam dan fase gerak)Kesetimbangan Proses dinamik
[ ] konstan bila kesetimbangan tercapai
Teknik pemisahan Kromatografi
Komponen dalam komponen dalamfase diam fase gerak
Kromatografi Separasi/pemisahanIdentifikasi/deteksi
Driving Force Hidrodinamik
Sistem Dual phase
Klasifikasi teknik kromatografiTeknik kromatografi diklasifikasikan berdasarkan sudutpandang yang dipakai:
Berdasarkan faseBerdasarkan mekanisme retensiBerdasarkan konfigurasi secara fisikBerdasarkan pengembangan gerak sampel
Klasifikasi Berdasarkan faseFase gerak Fase stasionerGas CairGas PadatCair CairCair Padat
}}
Kromatografi gas
Kromatografi cairan
Klasifikasi teknik kromatografi
Klasifikasi Berdasarkan mekanisme retensi
PartisiAdsorpsiEksklusi
Klasifikasi Berdasarkan konfigurasi secara fisik
KolomPlanar
Klasifikasi teknik kromatografi
Klasifikasi Berdasarkan pengembangan gerak sampelFrontalDisplacementElusi
Penjelasan
Teknik Kromatografi berdasarkan faseFase stasioner padatan Cairan
Fase gerak Cair-Kromatografi Tsweet (adsorpsi)-kromatografi pertukaran ion-filtrasi gel
GasKromatografi gas padatan (GSC)
Cair-Kromatografi partisi-Kromatografi kertas-Kromatografi lapis tipis
GasKromatografi gas-cairan (GLC)
Klasifikasi teknik kromatografiTeknik Kromatografi berdasarkan mekanisme retensi
Pembagian berdasarkan mekanisme retensi antara lain kromatografi pertukaran ion, kromatografi adsorpsi, kromatografi partisi, kromatografi filtrasi gel, kromatografi pertukaran elektron dan lain-lain.
Teknik Kromatografi berdasarkan Konfigurasi secara fisikKlasifikasi ini sering disebut dengan kromatografi konvensional, yang merupakan perkembangan awal dari kromatografia. Kromatografi planar, fase stasionernya disangga suatu bahan
yang berbentuk segi empat datar. Contohnya ialah kromatografi kertas dan kromatografi lapistipis (KLT)
Klasifikasi teknik kromatografi
Jenis:cairan-cairan, fase stasioner ialahlapisan pelarut/pengembang yang teradsorpsi pada permukaan kertas. Fase mobil ialah pelarut pengembang (eluen)
atau
Kromatografi kertas
Kromatografi lapis tips (KLT)
atau
Lempeng plastik ataugelas dilapisi adsorben
Jenis:cairan-cairan, fase stasioner ialahlapisan pelarut/pengembang yang teradsorpsi pada permukaan adsorben. TapiPada kondisi tertentu pelat KLT (penyanggaPelat Lapis tipisnya dapat berfungsi sebagaiadsorben) Fase mobil ialah pelarutpengembang (eluen)
Klasifikasi teknik kromatografib. Kromatografi kolom, fase stasionernya disangga suatu bahan
yang berbentuk kolom. Contohnya ialah kolom gelas (kromatografi Tsweet) dankolom baja (GLC, HPLC)
i. Fase stasioner diisikan ke dalam kolom, disebutKolom kemas (packed column)
ii. Fase stasioner dilapiskan tipis-tipis padapermukaan dalam suatu kolom, disebut kolomkapiler (capilary column)
i ii
Retensi solut (Migrasi komponen)
Volume retensi (VR): Volume fase gerak yang diperlukan untukMengelusi suatu komponen mencapai konsentrasi maksimumnya
Waktu retensi (tR): Waktu yang diperlukan untuk mengelusi soluthingga mencapai konsentrasi maksimumnya dan keluar dariKolom/fase diam
Laju alir volumetrik fase gerak (F): Laju/Kecepatan aliran rata-ratafase gerak
tR = VR/F
Retensi solut (Migrasi komponen)Rasio retensi (R): Besaran yang mencerminkan derajatketertahanan solut/komponen di dalam fase diam
R= kecepatan linier rata-ratasolut yang melalui fase diam/kolomkecepatan rata-rata eluen melalui fase diam/kolom
R = VM/VR
Dapat pula dikalkulasi dengan persamaan berikutVM ialah volume fase gerak di dalam kolom(dead volume/void volume/volume ruang kosong)
R = CM VMCM VM + CsVs
R= jumlah solut pada fase gerakjumlah total solut
Retensi solut (Migrasi komponen)VM: Volume pada fase gerakVs : Volume pada fase diamCM: Konsentrasi solut pada fase gerakCs: Konsentrasi solut pada fase diam
R = VMVM + CsVs/ CM
KD = koefisien distribusi = Cs/CM
VM/VR = VMVM + KD Vs
VR = VM + KD Vs
Contoh Soal
Hitunglah perbedaan volume retensi untuk komponen A dan B yang dipisahkan melalui kolom yang berisi 1.5ml fase stasioner dan 3.2 ml fase gerak. Koefisien distribusi untuk A dan B berturut-turut adalah 10.2 dan 7.5. Hitung pula waktu retensinya bila laju alir rata-rata = 1.2 ml/menit
VR = VM + KD.VsJawab
Untuk komponen A → VR = 3.2 + (10.2 x 1.5 ml)= 18.5 ml
tR = VR/F tR = 18,5 ml1,2 ml/menit
Efisiensi Kolom: Teori LempengElusiSolut bergerak melalui kolom dengan kecepatan berbeda-beda
Solut tersebar dari suatu pita kompak menjadi pita yang agaklebar dan bergerak di sepanjang kolom pelebaran pita
Martin and Synge 1940Kolom kromatografi dapat dilihat sebagai suatu seri lapisan-lapisan yang sangat tipis yang berkesinambungan dan melekatSatu sama lain sehingga memungkinkan suatu proses partisi solutYang berkesinambungan
Efisiensi Kolom: Teori Lempeng
Kesetimbangan yang terjadi padamasing-masing pelat
kolom kolom
Lempeng yang dimaksud ialah lempeng/pelat teoritis/theoritical plates
Efisiensi Kolom: Teori Lempeng
Efisiensi kolom ~ ketebalan/tinggi pelat teoritis (H)H: tinggi pelat teoritisL : panjang kolomN: jumlah pelat teoritis
H = L/N
N dapat dihitung secara eksperimental melalui persamaan
N = tR2/W atau N = 16 VR
2/W
W
tR : waktu retensiVR : volume retensiW : lebar puncak
Pelebaran Pita: Teori lajuPelebaran pita dapat terjadi akibat:a. unevennes of flow (Eddy diffusion)b. Longitudinal diffusionc. Resistance to mass transfer
unevennes of flow (Eddy diffusion)
Longitudinal diffusion
Resolusi KomponenResolusi (Rs)~ menggambarkan keterpisahan dua buah pita/puncak
Rs = 2(tRB – tRA)WA + WB
tRA: waktu retensi solut A tRB : Waktu retensi BWA: Lebar kurva AWB: Lebar kurva B
Parameter yang penting pada kromatografi1. Koefisien/konstanta partisi
K = CsCM
K: Koefisien partisi CS: Konsentrasi solut pada fase diamCM: Konsentrasi solut pada fase gerak
Parameter yang penting pada kromatografi
2. Laju migrasi linier rata-rata
V = LtR
V : Laju linier rata-rata L : Panjang kolomtR: waktu retensi komponen
Laju migrasi linier rata-rata fase gerak
µ = LtM
V : Laju linier rata-rata fase gerak L : Panjang kolomtM: waktu retensi fase gerak
V = µ x 11 + K Vs/VM
Vs : volume pada saat Cs VM : volume pada saat CM
Parameter yang penting pada kromatografi
3. Faktor kapasitas kolom
k’A = KA VsVM
Vs : volume saat Cs KA : konstanta partisi komponen Ak’A : faktor kapasitas kolom
V = µ x 11 + K Vs/VM
Dapat dituliskan menjadi
V = µ x 11 + k’A
V = Lt
µ = LtM
karena dan
R
L = L x 1tR tM 1 + k’A
k’A = tR - tMtM
3. Faktor selektivitas kolom
α = KBKA
B adalah komponen yang ditahan lebih kuat
Dapat juga dihitung dengan persamaan
α = k’Bk’A
Secara eksperimental α= tRB - tMtRA - tM
Latihan soal
1.Suatu solut dipisahkan dengan kromatografi kolom. Bila solut tersebut keluar dari kolom dan mencapai konsentrasi maksimum dalam waktu 3 menit 50 detik, hitunglah volume retensi bila laju alirnya 32.0 ml menit-1
2. Suatu kolom menghasilkan puncak setelah dielusi dengan waktu 256 detik, yang mempunyai lebarpuncak 3.30 detik (½ dari tinggi kurva). Hitunglah
(a)jumlah pelat teoritis kolom tersebut dan (b) efisiensi kolom (H), jika panjang kolom 28.5 cm