PENGGUNAAN KROMATOGRAFI GAS-CAIR UNTUK
MENGANALISIS PESTISIDA METIDATION PADA TOMAT
OLEH
SRI WILDA ALBETA
PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN 2010
BAB I
PENDAHULUAN
Untuk memenuhi kebutuhan makanan penduduk yang meningkat dari waktu ke
waktu terutama di negara berkembang, upaya produksi pangan sering menghadapi
kendala serangan hama yang menyebabkan gagal panen atau minimal hasil panen
kurang. Salah satu cara yang terbukti meningkatkan produksi tanaman pangan adalah
penggunaan pestisida, namun di sisi lain karena pestisida adalah bahan kimia beracun,
pemakaian pestisida berlebihan dapat menjadi pencemar bagi bahan pangan, air dan
lingkungan hidup.
Residu sejumlah bahan kimia yang ditinggalkan melalui berbagai siklus,
langsung atau tidak langsung, dapat sampai ke manusia, terhirup melalui pernapasan,
dan masuk ke saluran pencernaan bersama makanan dan air minum. Maka sangat
diperlukan pengontrolan dan analisa dari pestisida-pestisida tersebut.
Pestisida metidation merupakan golongan senyawa organofospat, dimana
senyawa ini dapat dianalisis dengan menggnakan kromatografi gas yang dilengkapi
dengan detektor fotometri nyala. Karena detektor fotometri nyala ini dilngkapi dengan
filter P yang hanya dapat mendeteksi senyawa mengandung fosfor, menjadikan
detektor ini sangat tepat digunakan dalam analisis pestisida golongan organofospat,
tanpa terganggu oleh adanya pengotor di dalam matriks sampel dibandingkan metode
pemisahan lainnya.
Pada penentuan kadar pestisida ini kita juga menggunakan sistem ekstraksi,
dimana sistem ekstraksi merupakan metode yang digunakan sebelum dilakukannya
metode GC. Dengan adanya bantuan metode ektraksi, kita dapat memperoleh
senyawa yang akan dideteksi secara kromatografi gas. Kromatografi gas memainkan
peranan yang penting karena tersedianya detektor yang sensitif dan selektif untuk
senyawa-senyawa halogen dan organophosphat.
Kromatografi gas merupakan metoda secara fisika kimia, yang digunakan untuk
senyawa-senyawa yang volatil. Pada cara ini komponen-komponen campuran
mengalami partisi antara fasa gerak dan fasa diam. Untuk kromatografi gas-cair, fase
geraknya gas murni tetapi fasa diam berupa cairan (gas liquid chromatography).
Untuk lebih memahaminya, dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:1. Apakah teknik kromatografi gas ini dapat menganalisis
kandungan Pestisida Metidation dalam sampel tomat?2. Apakah keunggulan kromatografi gas dibandingkan dengan
metode lain?
3. Mengapa digunakan metode kromatografi gas?
Adapun tujuan dari pembahasan pada makalah ini yaitu:
1. Untuk mengetahui cara kerja kromatografi gas.
2. Untuk mengetahui bagian-bagian utama dari kromatografi gas beserta
fungsinya.
3. Untuk mengetahui keunggulan metode kromatografi gas dibandingkan
dengan metode lain.
4. Untuk mengetahui senyawa-senyawa yang terdapat pada pestisida metidation.
BAB II
TELAAH PUSTAKA
Sejarah Kromatogarfi Gas
Pada tahun 1952, james dan martin menciptakan suatu bentuk kromatografi
yang menggunakan gas sebagai fasa gerak. Terjadinya pemisahan disini, selain
didasarkan pada interaksi komponen dengan fasa diam, juga bergantung dari
perbedaan titik didih komponen-komponen yang akan dipisahkan. Tetapi tidak semua
campuran komponen dapat dipisahkan dengan kromatografi gas, terutama apabila
komponen tersebut mempunyai titik didih yang terlalu tinggi sehingga sukar untuk
menguap atau jika komponen mengurai pada suhu yang relatif tinggi.
Kromatografi gas merupakan metoda secara fisika kimia, yang digunakan
untuk senyawa-senyawa yang volatil. Pada cara ini komponen-komponen campuran
mengalami partisi antara fasa gerak dan fasa diam. Kromatografi gas-padat adalah
kromatografi gas yang fasa gerak gas murni, sedangkan sebagai fasa diam bisa berupa
padatan (gas solid chromatography). Untuk kromatografi gas-cair, fase geraknya juga
gas murni tetapi fasa diam berupa cairan (gas liquid chromatography ; GLC).
Apabila konsentrasi masing-masing komponen didalam fasa gerak dialurkan
terhadap banyaknya fasa gerak (ml) yang dibutuhkan untuk membawa keluar setiap
komponen dari kolom, maka akan diperoleh kurva yang disebut kromatogram.
Contoh kromatogram
Waktu retensi (tR) adalah perbedaan waktu antara penyuntikan komponen
sampel dengan puncak maksimum yang tercatat pada kromatogram. Volume retensi
(vR) adalah produk dari waktu retensi dan kecepatan aliran gas pengemban.
Umumnya, waktu retensi yang sudah disetel(t’R) dan volume retensi yang sudah
disetel (v’R), dan retensi relatif (T A/B) digunakan untuk analisis kualitatif.
Waktu retensi atau volume retensi yang sudah disetel adalah perbedaan antara
waktu retensi atau volume retensi dari sampel dengan suatu komponen yang inert,
biasanya udara. Retensi relatif adalah rasio dari waktu retensi atau volume retensi
yang disetel dari standar dengan waktu retensi atau volume retensi yang disetel dari
komponen sampel.
Sistem Kromatografi Gas (GLC)
Sistem peralatan dari kromatografi gas terdiri dari 7 bagian utama diantaranya
1. Tabung gas pembawa
2. pengontrolan aliran dan regulator tekanan
3. injection port (tempat injeksi cuplikan)
4. kolom
5. detektor
6. rekorder (pencatat)
7. sistem termostat untuk (3), (4), (5)
Cara pemisahan dari sistem ini sangat sederhana sekali, cuplikan yang akan
dipisahkan diinjeksikan kedalam injektor, aliran gas pembawa yang inert akan
membawa uap cuplikan kedalam kolom. Kolom akan memisahkan komponen-
komponen cuplikan tersebut. Komponen-komponen yang telah terpisah tadi dapat
dideteksi oleh detektor sehingga memberikan sinyal yang kemudian dicatat pada
rekorder dan berupa puncak-puncak (kromatogram).
1. Gas Pembawa
Gas pembawa ditempatkan dalam tabung bertekanan tinggi. Untuk
memperkecil tekanan tersebut agar memenuhi kondisi pemisahan maka digunakan
drager yang dapat mengurangi tekanan dan mengalirkan gas dengan laju tetap.
Aliran gas akan mengelusi komponen-komponen dengan waktu yang karaterisitik
terhadap komponen tersebut (waktu retensi). Karena kecepatan gas tetap maka
komponen juga mempunyai volume yang karateristik untuk gas pembawa
(volume retensi).
Adapun persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi oleh gas pembawa
adalah :
1. inert, agar tidak terjadi interaksi dengan pelarut.
2. murni, mudah didapat dan murah harganya.
3. dapat mengurangi difusi dari gas
4. cocok untuk detektor yang digunakan.
2. Tempat Injeksi
Sebelum memasuki kolom maka ia harus dirubah menjadi uap dan ini
dilakukan pada tempat injeksi. Suhu pada tempat injeksi ini haruslah ± 50 C
diatas titik didih tertinggi yang ada dalam campuran cuplikan dan tidak boleh
terlalu tinggi karena kemungkinan dapat mengurai senyawa yang akan dianalisa.
3. Kolom
Ada 2 jenis kolom yang digunakan dalam kromatografi gas secara umum,
yaitu kolom jejal (packed columns) dan kolom tubuler terbuka (open tubulas
columns). kolom jejal (packed columns) adalah kolom metal atau gelas yang diisi
bahan pengepak terdiri dari penunjang padatan yang dilapisi fase cair yang tidak
menguap (untuk kromatografi gas-padatan). Kolom tubuler terbuka sangat
berbeda dengan kolom jejal, yaitu gas yang mengalir sepanjang kolom tidak
mengalami hambatan, karena kolomnya merupakan tabung tanpa bahan pengisi.
Kolom jejal umumnya mempunyai panjang yang berkisar antara 0,7 sampai 2
meter, sedangkan kolom tubuler terbuka dapat mempunyai panjang dari 30
sampai 300 meter. Kolom yang panjang ini biasanya dibuat dalam bentuk melilit
bergulung seperti spiral.
Kemampuan memisahkan komponen per meter kolom pada kolom tubuler
terbuka tidak jauh berbeda dengan pemisahan pada kolom jejal. Meskipun
demikian, penggunaan kolom yang sangat panjang bersama-sama dengan waktu
analisis yang relatif cepat merupakan alat penolong yang berharga bagi para ahli
kimia untuk dapat memisahkan komponen-komponen yang perbedaannya kecil
didalam sifat-sifat fisiknya.
Ada 2 jenis kolom tubuler terbuka, yaitu WCOT (Wall Coated Open Tubular
Columns) dan SCOT (Support Coated Open Tubular Columns).
4. Detektor
Detektor dapat menunjukan adanya sejumlah komponen didalam aliran gas
pembawa serta sejumlah dari komponen-komponen tersebut. Detektor yang
diinginkan adalah detektor yang mempunyai sensitifitas yang tinggi, noisenya
rendah, responnya linear, dapat memberikan respon dengan setiap senyawa, tidak
sensitif terhadap perubahan temperatur dan kecepatan aliran dan juga tidak mahal
harganya.
5. Rekorder (pencatat)
Rekorder jenis potensiometer yang dipergunakan dalam kromatografi gas
adalah servo-operated voltage balancing device.
Adapun keunggulan dari kromatografi gas-cair (GLC) yaitu :
1. Kecepatan
a. gas yang merupakan fasa bergerak sangat cepat mengadakan
kesetimbangan antara fase bergerak dengan fase diam.
b. kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan
2. Sederhana
Alat GLC relatif sangat mudah dioperasikan. Intrepretasi langsung dari
data yang diperoleh dapat dikerjakan. Harga dari alat GLC relatif murah.
3. Sensitif
GLC sanagt sensitif . Alat yang paling sederhana dapat mendeteksi
konsentrasi dalam ukuran 0,01% (= 100 ppm). GLC hanya memerlukan
sejumlah kecil dari cuplikan, biasanya dalam ukuran mikroliter karena
sensitivitas dari GLC ini sangat tinggi.
4. Pemisahan
Dengan GLC memungkinkan untuk memisahkan molekul-molekul dari
suatu campuran, di mana hal ini tidak mungkin dipisahkan dengan cara-
cara yang lain.
5. Analisa, dapat digunakan sebagai :
1) Analisa kualitatif yaitu dengan membandingkan
waktu retensi.
2) Analisa kuantitatif yaitu dengan perhitungan luas
puncak.
6. Alat GLC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-
ulang
EKSTRAKSI
Prinsip metode ini didasarkan pada distribusi zat terlarut dengan perbandingan tertentu antara dua pelarut yang tidak saling bercampur. Ektraksi banyak digunakan dalam pemisahan. Ektraksi sangat mirip dengan distilasi.Proses ekstraksi pelarut berlangsung tiga tahap, yaitu :1) Pembentukan kompleks tidak bermuatan yang merupakan golongan ekstraksi.2) Distribusi dari kelompok yang terekstraksi.3) Interaksinya yang mungkin dalam fase organik.
Ada beberapa macam pelarut pengsolvasi seperti eter ester dan senyawa-
senyawa organofosfor netral dimana pada prinsipnya hanya berguna untuk
pemisahan saja. Dietileter, etil-asetat, metil-isobutil keton, mesitil-oksida
merupakan pelarut teroksigenasi. Ekstraktan seperti asam organofosfor sering
digunakan untuk ekstraksi kuntitatif dari unsur-unsur transisi dan unsur-unsur
transisi dalam.
Pestisida metidation
Pestisida metidation merupakan salah satu golongan pestisida organofosfat
yang heterosiklik.
Metidation
Identitas
Nama kimia
O,O-dimetil-S-(2-metoksi-1,3,4-thiadiazol-5(4H)-onyl-(4)-metil)-ditiopospat
Nama lain
SUPRACIDE / ULTRACIDE Ciba-geigy (GS 13005)
Struktur kimia
Sifat fisik
Bentuk fisik : kristal bubuk bewarna putih
Titik lebur : 39-40 C
Tekanan uap : 1.0 x 10 mm Hg pada 20 C
Massa jenis : 1.495 g/cm pada 20 C
Kelarutan : pada air 240 ppm = 0.024% pada 20 C,tidak larut pada
metanol, aseton, benzena
Kestabilan : relatif stabil pada pH netral dan unsur yang bersifat Asam
lemah, tidak ada perubahan selama 3 hari didalam
penyangga pospat atau dalam larutan HCl 0,01 N.
Kestabilan pada unsur alkali sangat rendah.
Kemurnian material : minimum 95 %
BAB III
PEMBAHASAN
Analisis pestisida metidation yang merupakan golongan senyawa
organofospat yang terdapat pada tomat dapat dianalisis dengan menggunakan alat
kromatografi gas karena alat ini memiliki sensitivitas yang sangat tinggi
dibandingkan dengan metode lain, hanya memerlukan sejumlah kecil cuplikan.
Alat kromatografi gas juga dilengkapi dengan detektor fotometri nyala. Karena
detektor fotometri nyala ini dilngkapi dengan filter P yang hanya dapat
mendeteksi senyawa mengandung fosfor, menjadikan detektor ini sangat tepat
digunakan dalam analisis pestisida golongan organofospat, tanpa terganggu oleh
adanya pengotor di dalam matriks sampel dibandingkan metode pemisahan
lainnya.
Sebelum dilakukan metode kromatografi gas, terlebih dahulu dilakukan
ektraksi pada sampel tomat agar kita dapat memperoleh senyawa yang akan
dideteksi, pelarut dan ekstrak dipisahkan dengan menggunakan rotary evaporator,
sehingga ekstrak sampel yang diperoleh lebih pekat. Kemudian ekstrak yang
diperoleh dinjeksikan ke dalam injektor. Fungsi utama dari sistem penyuntikan
sampel adalah untuk menerima sampel, menguapkannya segera jika sampel dalam
bentuk bukan gas. Sampel disuntikkan dengan suntikan mikro, penyuntikan harus
terjadi secara kilat. Setelah sampel diinjeksikan kedalam injektor, sampel akan
diubah menjadi uap, lalu aliran gas pembawa yang inert akan membawa cuplikan
yang telah teruapkan masuk ke dalam kolom. Kolom yang digunakan adalah
kolom jejal (kolom tertutup) dimana tabung diisi dengan bahan padat yang
lembam (inert) yang dilapisi dengan fase cairan kental yang tidak menguap. Suhu
kolom harus dipertahankan dalam kisaran kurang lebih 0,1 C. Kolom akan
memisahkan komponen-komponen dideteksi oleh detektor. Sebelum
dihubungkan dengan detektor, kolom perlu diberi perlakuan kondisioning yang
bertujuan untuk menghilangkan komponen-komponen yang menguap yang dapat
mengganggu detektor dan menyebabkan terbentuknya garis dasar yang tidak
stabil. Dari detektor, akan terbentuk sinyal dalam bentuk puncak yang dihasilkan
oleh pencatat (rekorder) berupa kromatogram. Pada detektor, akan diperoleh juga
waktu retensi, dimana dari waktu retensi yang diperoleh akan diketahui senyawa
yang terdapat dalam sampel.
BAB IV
KESIMPULAN
Pestisida metidation merupakan golongan senyawa organofospat, dimana
senyawa ini dapat ditentukan kadarnya dengan menggunakan kromatografi gas
yang lengkapi dengan detektor fotometri nyala. Karena detektor fotometri nyala
ini dilengkapi dengan filter P yang hanya dapat mendeteksi senyawa mengandung
fosfor, menjadikan detektor ini sangat tepat digunakan dalam analisis pestisida
golongan organofospat, tanpa terganggu oleh adanya pengotor di dalam matriks
sampel.
Pada penentuan kadar pestisida ini kita juga menggunakan sistem
ekstraksi, dimana sistem ekstraksi merupakan metode yang digunakan sebelum
dilakukannya metode GC. Dengan adanya bantuan metode ekstraksi, kita dapat
memperoleh senyawa yang akan dideteksi secara kromatografi gas.
DAFTAR PUSTAKA
Arthur E. Schwarting, Roy J. Girtter, James M. Bobbitt. 1991. Kromatografi Edisi
Ke 2. Penerbit ITB. Bandung .
Fardiaz, Dedi. 1989. Kromatografi Gas Dalam Analisis Pangan. Penerbit IPB.
Bandung.
Kantasubrata, Julia dkk. 1990. Dasar-Dasar Kromatografi. Lembaga Ilmu
Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bandung.
Panut, Djojosurmarto. 2000. Teknik Aplikasi Pestisida Pertanian. Penerbit
kanisius. Yogyakarta.
Saatrohamidjojo, Hardjono. 1991. Kromatografi. Penerbit Liberty. Yogyakarta.
S. M. Khopkar. 2003. Konsep Dasar Analitik. Penerbit UI. Jakarta.
www. Incem.com