1.
PENGERTIAN KROMATOGRAFI
Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul
berdasarkan perbedaan pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk
memisahkan komponen (berupa molekul) yang berada pada larutan. Molekul yang
terlarut dalam fase gerak, akan melewati kolom yang merupakan fase diam.
Molekul yang memiliki ikatan yang kuat dengan kolom akan cenderung bergerak
lebih lambat dibanding molekul yang berikatan lemah. Dengan ini, berbagai macam
tipe molekul dapat dipisahkan berdasarkan pergerakan pada kolom.
Kromatografi
dapat dibedakan atas berbagai macam tergantung pada pengelompokannya. Contoh pada mekanisme
pemisahannya
kromatografi dibedakan menjadi
berdasarkan
pada alat yang dignakn kromatografi dibedakan atas
a. kromatografi lapis
tipis
b. kromatografi penukar ion
c.
Kromatografi Penyaringan Gel
d.
Kromatografi Elektroforesis
e. Kromatografi kertas
f. kromatografi
gas
Macam-macam
kromatografi :
a.
Kromatografi Lapis Tipis

Yaitu
kromatografi yang menggunakan lempeng gelas atau alumunium yang dilapisi
dengan lapisan tipis alumina, silika gel, atau bahan serbuk lainnya.
Kromatografi lapis tipis pada umumnya dijadikan metode pilihan
pertama pada pemisahan dengan kromatografi.
b.
Kromatografi Penyaringan Gel


Merupakan proses pemisahan dengan gel yang terdiri dari
modifikasi dekstran-molekul polisakarida linier yang mempunyai ikatan
silang. Bahan ini dapat menyerap air dan membentuk susunan seperti
saringan yang dapat memisahkan molekul-molekul berdasarkan ukurannya.
Molekul dengan berat antara 100 sampai beberapa juta dapat
dipekatkan dan dipisahkan. Kromatografi permeasi gel merupakan teknik
serupa yang menggunakan polistirena yang berguna untuk
pemisahan polimer.
d.
Elektroforesis
Merupakan kromatografi yang diberi medan listrik
disisinya dan tegak lurus aliran fasa gerak. Senyawa
bermuatan positif akan menuju ke katode dan anion menuju ke anoda.
Sedangkan kecepatan gerak tergantung pada besarnya muatan.
1.KROMATOGRAFI
KERTAS
Kromatografi kertas merupakan salah satu metode
pemisahan berdasarkan distribusi suatu senyawa pada dua fasa yaitu fasa diam
dan fasa gerak. Pemisahan sederhana suatu campuran senyawa dapat dilakukan
dengan kromatografi kertas, prosesnya dikenal sebagai analisis kapiler dimana lembaran
kertas berfungsi sebagai pengganti kolom.
Kromatografi kertas adalah salah satu pengembangan dari
kromatografi partisi yang menggunakan kertas sebagai padatan pendukung fasa
diam. Oleh karena itu disebut kromatografi kertas. Sebagai fasa diam adalah air
yang teradsorpsi pada kertas dan sebagai larutan pengembang biasanya pelarut
organik yang telah dijenuhkan dengan air.
Dalam kromatografi kertas fasa diam didukung oleh suatu zat
padat berupa bubuk selulosa. Fasa diam merupakan zat cair yaitu molekul H2O
yang teradsorpsi dalam selulosa kertas.fasa gerak berupa campuran pelarut yang
akan mendorong senyawa untuk bergerak disepanjang kolom kapiler. Analisis
kualitatif menggunakan kromatografi kertas dilakukan dengan cara membandingkan
harga relative response factor (Rf). Nilai Rf identik dengan time retention (tR)
atau volume retention (VR).
Nilai Rf dapat ditentukan dengan cara:
Nilai Rf dapat ditentukan dengan cara:
Rf = jarak yang ditempuh noda jarak yang ditempuh pelarut.
Harga Rf zat baku dapat diidentifikasikan komponen campuran,
karena harga besaran ini bersifat khas untuk setiap zat asal digunakan jenis
pengembang yang sama. Kadang-kadang pemisahan dalam satu arah belum memberikan
hasil yang memuaskan. Untuk mendapatkan hasil yang lebih baik, dapat dipakai
cara kromatografi kertas dua dimensi, yang mana letak kertas diubah sehingga
arah pemisahan juga berubah.
Secara umum kromatografi kertas dilakukan dengan menotolkan
larutan yang berisi sejumlah komponen pada jarak 0,5 sampai 1cm dari tepi
kertas. Setelah penetesan larutan pada kertas, maka bagian bawah kertas
dicelupkan dalam larutan pengambang(developing solution). Larutan ini umumnya
terdiri atas campuran beberapa pelarut organik yang telah dijenuhkan dengan
air.
Sistem ini akan terserap oleh kertas dan sebagai akibat dari
gaya kapiler akan merambat sepanjang kertas tersebut. Rambatan ini dapat
diusahakan dalam modus naik atau menurun. Selama proses pemisahan dilakukan,
sistem secara keseluruhannya disimpan dalam tempat tertutup, ruang didalamnya
telah jenuh dengan uap sistem pelarut ini.

Kromatografi gas
Campuran gas dapat dipisahkan dengan kromatografi gas. Fasa
stationer dapat berupa padatan (kromatografi gas-padat) atau cairan
(kromatografi gas-cair).
Umumnya, untuk kromatografi gas-padat, sejumlah kecil padatan inert misalnya karbon teraktivasi, alumina teraktivasi, silika gel atau saringan molekular diisikan ke dalam tabung logam gulung yang panjang (2-10 m) dan tipis. Fasa mobil adalah gas semacam hidrogen, nitrogen atau argon dan disebut gas pembawa. Pemisahan gas bertitik didih rendah seperti oksigen, karbon monoksida dan karbon dioksida dimungkinkan dengan teknik ini.
Umumnya, untuk kromatografi gas-padat, sejumlah kecil padatan inert misalnya karbon teraktivasi, alumina teraktivasi, silika gel atau saringan molekular diisikan ke dalam tabung logam gulung yang panjang (2-10 m) dan tipis. Fasa mobil adalah gas semacam hidrogen, nitrogen atau argon dan disebut gas pembawa. Pemisahan gas bertitik didih rendah seperti oksigen, karbon monoksida dan karbon dioksida dimungkinkan dengan teknik ini.
Dalam kasus kromatografi gas-cair, ester seperti ftalil
dodesilsulfat yang diadsorbsi di permukaan alumina teraktivasi, silika gel atau
penyaring molekular, digunakan sebagai fasa diam dan diisikan ke dalam kolom.
Campuran senyawa yang mudah menguap dicampur dengan gas pembawa disuntikkan ke
dalam kolom, dan setiap senyawa akan dipartisi antara fasa gas (mobil) dan fasa
cair (diam) mengikuti hukum partisi. Senyawa yang kurang larut dalam fasa diam
akan keluar lebih dahulu
Metoda ini khususnya sangat baik untuk analisis senyawa
organik yang mudah menguap seperti hidrokarbon dan ester. Analisis minyak
mentah dan minyak atsiri dalam buah telah dengan sukses dilakukan dengan teknik
ini.
Efisiensi pemisahan ditentukan dengan besarnya interaksi
antara sampel dan cairannya. Disarankan untuk mencoba fasa cair standar yang
diketahui efektif untuk berbagai senyawa. Berdasarkan hasil ini, cairan yang
lebih khusus kemudian dapat dipilih. Metoda deteksinya, akan mempengaruhi
kesensitifan teknik ini. Metoda yang dipilih akan bergantung apakah tujuannya analisik
atau preparatif.
HPLC (high precision liquid chromatography atau high performance liquid chromatography)
HPLC (high precision liquid chromatography atau high performance liquid chromatography)
Akhir-akhir ini, untuk pemurnian (misalnya untuk keperluan
sintesis) senyawa organik skala besar, HPLC (high precision liquid
chromatography atau high performance liquid chromatography) secara ekstensif
digunakan. Bila zat melarut dengan pelarut yang cocok, zat tersebut dapat
dianalisis. Ciri teknik ini adalah penggunaan tekanan tinggi untuk mengirim
fasa mobil kedalam kolom. Dengan memberikan tekanan tinggi, laju dan efisiensi
pemisahan dapat ditingkatkan dengan besar.
Silika gel atau oktadesilsilan yang terikat pada silika gel
digunakan sebagai fasa stationer. Fasa stationer cair tidak populer. Kolom yang
digunakan untuk HPLC lebih pendek daripada kolom yang digunakan untuk
kromatografi gas. Sebagian besar kolom lebih pendek dari 1 m.
Kromatografi
penukar ion menggunakan bahan penukar ion sebagai fasa diam dan telah berhasil
digunakan untuk analisis kation, anion dan ion organik.
2.KROMATOGRAFI
GAS
A.Teori Kromatografi Gas
Kromatografi gas termasuk dalam salah satu alat analisa
(analisa kualitatif dan analisa Ckuantitatif), kromatografi gas dijajarkan
sebagai cara analisa yang dapat digunakan untuk menganalisa senyawa-senyawa
organic. Kita telah mengetahui bahwa ada dua jenis kromatografi gas, yatiu
kromatografi gas padat (KGP), dan kromatografi gas cair (KGC). Dalam kedua hal
ini sebagai fasa bergerak adalah gas (hingga keduanya disebut kromatografi
gas), tetapi fasa diamnya berbeda. Meskipun kedua cara tersebut mempunyai banya
persamaan. Perbedaan antara kedunya hanya tentang cara kerja.
Pada kromatografi gas padat (KGP) terdapat adsorbsi dan pada
kromatografi gas cair (KGC) terdapat partisi (larutan). Kromatografi ga padat
(KGP) digunakan sebelum tahun 1800 untuk memurnikan gas. Metode ini awalnya
kurang berkembang. Penemuan jenis-jenis padatan baru sebagi hasil riset
memperluas penggunaan metode ini. Kelemahan metode ini mirip dengan
kromatografi cair padat. Sedangkan kromatografi gas cair sering disebut oleh
para pakar kimia organic sebagai kromatografi fasa uap. Pertama kali dikenalkan
oleh James dan Martin pada tahun 1952. metode ini paling banyak digunakan
karena efisien, serba guna, cepat dan peka. Cuplikan dengan ukuran beberapa
microgram sampel dengan ukuran 10 gram masih dapat dideteksi. Sayangnya
komponen cuplikan harus mempunyai tekanan beberapa torr pada suhu kolom.
B.
Prinsip kerja
Kromatografi merupakan medan yang bergerak cepat karena
sangat pentingya dalam praktek dalam banyak bidang penelitian. Usaha-uasaha
berlanjut sepanjang banyak jalur, beberapa diantaranya adalah : detector yang
lebih baik, bahan kemasan kolom yang baru, hubungan dengan instrument lain
(seperti spectrometer massa) yang dapat membantu untuk mengidentifikasi
komponen-komponen yang dipisahkan.
Untuk memahami prinsip kerja dari kromatografi gas khususnya kromatigrafi gas cair (KGC), yang lazim ditemui adlah pada helium, hydrogen, dan juga nitrogen dapat digambarkan dengan menggunakan gambar dari kamar-kamar khayal yang masing-masing berisi suatu porsi cairan atsiri, yang berfungsi sebagai fase stasionernya. Pada kamar pertama dimasukan suatu sampel fasa gerak, suatu gas seperti nitrogen, yang mengandung uap suatu senyawa organic, katakan benzene, jika cairan itu cocok maka sejumlah benzena akan melarut kedalamnya, dan sejumlah lain akan tetap tinggal dalam runag diatasnya. Hal ini dinyatakan dalam Hukum Henry dalam bentuknya yang biasa menyatakan bahwa tekanan parsial yang dilakukan oleh sutau zat terlarut dalam larutan encer akan berbanding lurus dengan fraksi molnya. Jadi untuk disrribusi dalam keadaan setimbang (dari) benzena antara cairan dan fase-fase uap dalam kamar tersebut dapat dituliskan
Untuk memahami prinsip kerja dari kromatografi gas khususnya kromatigrafi gas cair (KGC), yang lazim ditemui adlah pada helium, hydrogen, dan juga nitrogen dapat digambarkan dengan menggunakan gambar dari kamar-kamar khayal yang masing-masing berisi suatu porsi cairan atsiri, yang berfungsi sebagai fase stasionernya. Pada kamar pertama dimasukan suatu sampel fasa gerak, suatu gas seperti nitrogen, yang mengandung uap suatu senyawa organic, katakan benzene, jika cairan itu cocok maka sejumlah benzena akan melarut kedalamnya, dan sejumlah lain akan tetap tinggal dalam runag diatasnya. Hal ini dinyatakan dalam Hukum Henry dalam bentuknya yang biasa menyatakan bahwa tekanan parsial yang dilakukan oleh sutau zat terlarut dalam larutan encer akan berbanding lurus dengan fraksi molnya. Jadi untuk disrribusi dalam keadaan setimbang (dari) benzena antara cairan dan fase-fase uap dalam kamar tersebut dapat dituliskan
Pbenzena = kXbenzena
Dimana Pbenzena dalah tekanan parsial benzene dalam fase
uap, Xbenzena fraksi mol benzene dalam cairan, dan k suatu tetapan. Dealam
kromatografi gas, tekana parsial dan fraksi mol sering digantikan oleh
factor-faktor konsentrasi yang menghasilkan koefisien distribusi K yang tak
berdimensi :
K= konsebtrasi benzene dalam fase cair, bbt/mol = C Konsentrasi
cair dalam fase gas, bbt/mol C Kamar-kamar kesetimbangan dalam gambaran
sebelumya disebut Lempeng teoritis, selanjutnya suatu kolom kromatografi
bekerja pada kondisi aliran berkesinambungan (dari) fase gerak, dan
kesetimbangan tidak akan tercapai pada titik manapun dalam kolom itu. Namun
setelah menjalani penggal tertentu kolom, suatu campuran akan telah mengalami
derajat fraksionasi yang samaseperti yang akan dicapai dalam satu tahap
kesetimbangan. Penggal kolom yang mencapai ini disebut Tinggi Ekivalen suatu
Lempeng Teoritis atau HETP. Panjang kolom total dibagi dengan HETP adalah
banyaknya lempeng teoritis n dalam kolom, dan lazim untuk menilai penampilan
kolom dengan menggunakan banyaknya lempeng ini.
C. Kelebihan dan kekurangan
kelebihan menggunakan kromatografi
padatan gas adalah :
a. Untuk memisahkan gas-gas H , N , O ,
CO, gas-gas mulia, dan hidrokarbon-hidrokarbon rendah
b. Perkembangan KGP pada saat sekarang
yaitu digunakanya polimer-polimer yang berpori sperti PORAPAK dan POLYPAK, yang
penyerap-penyerap ini cocok untuk memisahkan senyawa-senyawa yang polar sperti
H O, NH , R-NH , R-OH dan glikol-glikol, dan asam lemah rendah, juga untuk
gas-gas seperti CO , N O, O dan sebagainya.
c. Dapat digunakan ubtuk menyerap pada
fasa diam yang berupa alumina (Al O ) atau pada silica gel.
Kelebihan
dan keuntungan menggunakan krometografi cairan gas (KGC)
a. Kecepatan - Gas merupakan fasa bergerak sangat cepat mengadakan kesetimbangan antara fasa bergerak dengan fasa diam
- Kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan
b. Sederhana
c. Sensitive Karena sensitifitas yang tinggi dari KGC maka hnay memerlukan sejumlah kecil dari cuplikan, biasanya dalam ukuran mikroliter
d. Dapat memisahkan molekul-molekuldari suatu campuran yang sulit dipisahkan dengan cara-cara lain contohnya pemisahan metal ester-metil ester dari asam stearat dengan titik didih 232 C pada tekanan 15 mmHg seperti CH (CH ) COOH
e. Dapat digunakan utnuk analisa kulaitatif dan analisa kuntitatif
f. Alat KGC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-ulang
Kekurangan menggunakan kromatografi padatan gas (KGP) adalah :
a. KGP sangat sukar digunakan secara berulang dengan hasil yang sama hal ini disebabkan oleh :
- Aktifitas dari penyerap (adsorbent) tergantung pada cara pembuatanya
- Aktifiytas tergantung pada bagaimana ia diperlukan setelah pembuatanya
b. Reproducibility KGP yang rendah karena :
- Puncak-puncak berekor disebabkan permukaan aktif yang tidak homogen dari penyerap
- Waktu retensi relative panjang
- Waktu retensi sangat tergantung pada jumlah pada cuplikan
- Kemungkinan penyerap dapat berkelakuan sebagai katalisator yang aktif, sehingga KGP penggunaanya sangat terbatas sekali untuk senyawa yang mempunyai titik didih yang rendah maupun tinggi.
Sedangkan kekurangan menggunakan kromatografi cairan gas (KGC) adalah :
a. Kecepatan - Gas merupakan fasa bergerak sangat cepat mengadakan kesetimbangan antara fasa bergerak dengan fasa diam
- Kecepatan gas yang tinggi dapat juga digunakan
b. Sederhana
c. Sensitive Karena sensitifitas yang tinggi dari KGC maka hnay memerlukan sejumlah kecil dari cuplikan, biasanya dalam ukuran mikroliter
d. Dapat memisahkan molekul-molekuldari suatu campuran yang sulit dipisahkan dengan cara-cara lain contohnya pemisahan metal ester-metil ester dari asam stearat dengan titik didih 232 C pada tekanan 15 mmHg seperti CH (CH ) COOH
e. Dapat digunakan utnuk analisa kulaitatif dan analisa kuntitatif
f. Alat KGC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang-ulang
Kekurangan menggunakan kromatografi padatan gas (KGP) adalah :
a. KGP sangat sukar digunakan secara berulang dengan hasil yang sama hal ini disebabkan oleh :
- Aktifitas dari penyerap (adsorbent) tergantung pada cara pembuatanya
- Aktifiytas tergantung pada bagaimana ia diperlukan setelah pembuatanya
b. Reproducibility KGP yang rendah karena :
- Puncak-puncak berekor disebabkan permukaan aktif yang tidak homogen dari penyerap
- Waktu retensi relative panjang
- Waktu retensi sangat tergantung pada jumlah pada cuplikan
- Kemungkinan penyerap dapat berkelakuan sebagai katalisator yang aktif, sehingga KGP penggunaanya sangat terbatas sekali untuk senyawa yang mempunyai titik didih yang rendah maupun tinggi.
Sedangkan kekurangan menggunakan kromatografi cairan gas (KGC) adalah :
- KGC berkembang sangat cepat,
sehingga sangat sukar dalam memilih fasa cair untuk proses pemisahan.
- Tr berharga dua kali dari waktu
retensi udara
- Dalam KGC didasarkan pada
polaritas dari komponen
Biasanya pada KGC terdapat
kesalahan-kesalahan pada analisanya yang timbul dari :
1. Cara penyiapan cuplikan
2. Penampilan detejtor
3. Penampilan pencatat
4. Cara kuantitatif
5. Perhitungan
D. Aplikasi kromatografi gas
Kromatografi 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 akan kita lihat beberapa kegunaan
kromatografi gas pada bidang-bidangmya adalah :
a. Polusi udara
Kromatografi
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
b. klinik
Diklinik
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
vitamin
c. Bahan-bahan pelapis
Digunakan
untuk menganalisa polimer-polimer setelah dipirolisa, karet dan resin-resin
sintesis.
d. Minyak atsiri
Digunakan
untuk pengujian kulaitas terhadap minyak permen, jeruk sitrat, dll
e. Bahan makanan
Digunakan
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
f. Sisa-sisa peptisida
KGC
dengan detector yang sensitive dapat menentukan atau pengontrolan sisa-sisa
peptisida yang diantaranya senyawa yang mengandung halogen, belerang, nitrogen,
dan fosfor
g. Perminyakan
Kromatografi
gas dapat digunakan unutk memisahkan dan mengidentifikasi hasil-hasildari
gas-gas hidrokarbon yang ringan
h. Bidang farmasi dan obat-obatan
Kromatografi
gas digunakan dalam pengontrolan kualitas, analisa hasil-hasilbaru dalam
pengamatan metabolisme dalam zat-zatalir biologi
i.
Bidang kimia/ penelitian
Digunakan
untuk menentukan lama reaksi pada pengujian kemurnian hasil
Kromatografi partisi
Prinsip kromatografi partisi dapat dijelaskan dengan hukum
partisi yang dapat diterapkan pada sistem multikomponen yang dibahas di bagian
sebelumnya. Dalam kromatografi partisi, ekstraksi terjadi berulang dalam satu
kali proses. Dalam percobaan, zat terlarut didistribusikan antara fasa
stationer dan fasa mobil. Fasa stationer dalam banyak kasus pelarut diadsorbsi
pada adsorben dan fasa mobil adalah molekul pelarut yang mengisi ruang antar partikel
yang ter adsorbsi.
Contoh khas kromatografi partisi adalah kromatografi kolom
yang digunakan luas, karena sangat efisien untuk pemisahan senyawa organik.
Kolomnya (tabung gela) diisi dengan bahan seperti alumina,
silika gel atau pati yang dicampur dengan adsorben, dan pastanya diisikan
kedalam kolom. Larutan sampel kemudian diisikan kedalam kolom dari atas
sehingga sampel diadsorbsi oleh adsorben. Kemudian pelarut (fasa mobil;
pembawa) ditambahkan tetes demi tetes dari atas kolom.
Partisi zat terlarut berlangsung di pelarut yang turun ke
bawah (fasa mobil) dan pelarut yang teradsorbsi oleh adsorben (fasa stationer).
Selama perjalanan turun, zat terlarut akan mengalami proses adsorpsi dan
partisi berulang-ulang. Laju penurunan berbeda untuk masing-masing zat terlarut
dan bergantung pada koefisien partisi masing-masing zat terlarut. Akhirnya, zat
terlarut akan terpisahkan membentuk beberapa lapisan.
Akhirnya, masing-masing lapisan dielusi dengan pelarut yang
cocok untuk memberikan spesimen murninya. Nilai R didefinisikan untuk tiap zat
terlarut dengan persamaan berikut :
Kromatografi Penukar
Ion
A. Pengertian
Kromatografi Pertukaran ion adalah proses pemurnian senyawa spesifik di dalam larutan campuran atau proses substitusi satu jenis senyawa ionik
dengan yang lain terjadi pada permukaan fase stasioner. Fase stasioner tersebut
merupakan suatu matriks yang kuat (rigid), yang permukaannya mempunyai muatan,
dapat berupa muatan positif maupun negatif. Mekanisme
pemisahan berdasarkan pada daya tarik elektrostatik.
Bila matriks padat
trsebut mempunyai gugus fungsional yang bermuatan negatif seperti gugus
sulfonat (-SO3-), maka akan dapat berfungsi sebagai
penukar kation. Sebaliknya, bila bermuatan positif, misalnya mempunyai gugus
amin kuaterner (-N(CH)3+), maka akan dapat berfungsi
sebagai penukar anion. Kromatografi ini sangat bermanfaat untuk memisahkan
molekul – molekul bermuatan terutama ion – ion baik anion maupun kation. Metode
ini pertama kali dikembangkan oleh seorang ilmuwan bernama Thompson pada tahun
1850. Secara umum, teradapat dua jenis kromatografi pertukaran ion, yaitu:
- Kromatografi
pertukaran kation, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan positif
dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan negatif. Kolom yang
digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus karboksil
(-CH2-CH2-CH2SO3- dan -O-CH2COO-). Larutan penyangga (buffer)
yang digunakan dalam sistem ini adalah asam sitrat,
asam laktat,
asam asetat,
asam malonat,
buffer MES dan fosfat.
- kromatografi
pertukaran anion, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan negatif
dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan positif. Kolom yang
digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus
-N+(CH3)3, -N+(C2H5)2H, dan –N+(CH3)3. Larutan penyangga (buffer) yang
digunakan dalam sistem ini adalah N-metil piperazin, bis-Tris, Tris, dan
etanolamin.
Metode
ini banyak digunakan dalam memisahkan molekul protein
(terutama enzim).
Molekul lain yang umumnya dapat dimurnikan dengan menggunakan kromatografi
pertukaran ion ini antara lain senyawa alkohol,
alkaloid,
asam amino,
dan nikotin.

Kromatografi
penukar ion dilakukan dengan fasa diam yang mempunyai gugus fungsi bermuatan.
Kebanyakan mekanisme penukaran ion sederhana:
(a)
X-
+ R+Y-
Y-
+ R+X- (penukar anion)

Dimana X adalah ion cuplikan
Y adalah ion fasa gerak
R adalah bagian
Inc. Pada resina
Pada
kromatografi penukar anion ion cuplikan X- bersaing dengan ion fasa
gerak Y-, terhadap bagian ionik pada penukar ion R. Pemisahan ion
sederhana berdasarkan pada perbedaan kekuatan interaksi ion terlarut dengan
resina. Jika senyawa terlarut berinteraksi lemah dengan adanya ion fasa gerak, ion terlarut keluar awal pada
kromatogram, sedangkan senyawa terlarut yang berinteraksi kuat dengan resina,
berarti lebih kuat terikat dan keluar belakangan.
B. Fase
Diam dan Fase Gerak
a. Fase
Diam
Ada
banyak macam penukar ion, tetapi penukar ion polisterina berikatan silang
paling luas penggunaannya.Gambar 65. b menggambarkan
struktur resina penukar anion dengan matriks poliestirena berikatan silang yang
sama, tetapi dengan gugus tetraalkilamonium. Resina poliestirena kerng cenderng
mengembang jika dimasukkan dalam
pelarut. Air menetrasi ke
dalam resina dan hidrasi, membentuk larutan sangat pekat dalam resina. Tekanan
osmosa cenderung menekan air lebih banyak ke dalam resina dan padatan itu
mengembang, jadi volumenya bertambah. Jumlah air yang diambil resina tergantung
pada ion penukar dari resina dan menurun dengan bertambahnya jumlah ikatan
silang. Resina penukaran ion juga mengembang dalam pelarut organik, tetapi
pengembangannya lebih kecil daripada dalam air.

b. Fase
Gerak
Kebanyakan
pemisahan kromatografi penukar ion dilakukan dalam media air sebab sifat ionisasi
dari air. Dalam beberapa hal, digunakan pelarut campuran seperti air, alkohol
dan juga pelarut organik. Kromatografi penukar ion dengan fase gerak media air,
reteni puncak dipengaruhi oleh kadar garam total atau kekuatan ionik dan oleh
pH fasa gerak. Kenaikkan kadar garam dalam fasa gerak menurunkan retensi
senyawa cuplikan. Hal ini disebabkan oleh penurunan kemampuan ion cuplikan
bersaing dengan ion fasa gerak untuk gugus penukar ion pada resina.
Macam ion dalam
fase gerak dapat berpengaruh nyata pada retensi molekul cuplikan, sebagai
akibat dari perbedaan kemampuan ion fasa gerak berinteraksi dengan resina
penukar ion. Urutan retensi dari berbagai aniom untuk resina penukar anion
poliestirena berikatan silang konvensional adalah sebagai berikut;
Sitrat > sulfat > oksalat > yodida > nitrat
> kromat >bromida >sianida > klorida > format > asetat >
hidroksida > fluorida.
Untuk retensi ini
bervariasi jika resina yang digunakan berbeda, tetapi urutan di atas merupakan
petunjuk kualitatif dari kemampuan berbagai anion untuk berinteraksi dengan
penukar anion kuat. Dalam urutan ini, sitrat terikat sangat kuat dengan resina
sedangkan ion fluorida terikat paling rendah. Molekul cuplikan biasanya lebih
cepat terelusi dengan ion sitrat daripada dengan fluorida.
Pemisahan
senyawa-senyawa organik seperti asam-asam amino pun telah dapat dicapai dengan
metode penukar ion. Metode ini juga digunakan dalam berbagai operasi seperti
pelunakan air, menaikkan kadar logam, pemisahan logam. Pada awalnya penukar ion
adalah silikat-silikat, tanah diatonema, aluminosilikat sintetis seperti
zeolit. Penemuan ini adalah suatu kebetulan.
C. Sintesis
dan karakteristik penukar ion

Untuk memperoleh
penukar anion, kopolimer styren dan divinil benzena diaminasi kemudian
diklorometilasikan untuk memperoleh produk seperti terlihat dalam gambar 10.3.
Berdasarkan pada
keberadaan gugusan labilnya; resin penukar ion dapat secara luas
diklasifikasikan dalam empat golongan, yakni :
a.
resin
penukar kation bersifat asam kuat (mengandung gugusan HSO3).
b.
Resin
penukar kation bersifat asam lemah (mengandung gugusan –COOH).
c.
Resin
penukar anion bersifat basa kuat (mengandung gugusan amina tersier atau
kuartener).
d.
Resin
penukar anion bersifat basa lemah (mengandung OH sebagai gugusan labil).
D. Pemakaian
penukar ion untuk pemisahan
Pemisahan
logam-logam secara penukar anion dilakukan pada berbagai media asam tergantung dari kapasitas logam-logam yang
membentuk kompleks anion. Media klorida, nitrat, sulfat, flourida, fosfat dan
karbonat digunakan untuk pembentukan kompleks anion dan menghasilkan pemisahan.
Kromatografi
pertukaran ion juga merupakan cara analisis dengan teknik pemisahan. Pertukaran
ion adalah proses substitusi atau penggantian satu jenis senyawa ionik dengan
yang lain yang terjadi pada permukaan fase stasioner.
E. Matriks
penukar ion
Untuk mempercepat
proses difusi dalam partikel telah dibuat juga bentuk pellicular (c) dan
superficially porous (d) dengan penyangga glass bead.
F. Perhatian
dalam preparasi kolom
- Pemilihan
dan preparasi resin
Sifat-sifat yang perlu diperhatikan dalam membeli resin
dalam perdagangan ialah ukuran partikel (mesh), tingkat ikatan silang, dan
kualitasnya (analitycal grade; AG).
- Pembengkakan
(swelling)
Bila penukar ion, misalnya resin yang tersulfonasi diberi
air, gugus SO3- dan H+ seolah-olah terlarut
dalam konsentrasi yang tinggi dalam matriks. Karenanya air bertendensi untuk
mendifusi kedalam matriks.
- Kapasitas
kolom
Kapasitas penukar ion akan mempengaruhi banyaknya sampel
maksimum yang dapat dianalisis dan dipakai untuk mengetahui stabilitas resin.
- Cara
deteksi
Untuk hal-hal khusus digunakan : adsorbsi sinar, indeks
refraksi, pH, radioaktivitas dan pengukuran polarografik.
G. Penggunaan
kromatografi penukar ion
1.
Untuk
menghilangkan ion
Untuk
menghilangkan ion-ion keseluruhannya, air tersebut dapat dialirkan melalui
penukar kation, kemudian dialirkan melalui penukar anion, yang akan
menghilangkan semua anion dan diganti dengan ion hidroksida. Bila kedua resin
tersebut (kation dan anion) dijadikan
satu, penghilangan kedua jenis ion tersebut sekaligus dapat dikerjakan.
2.
Mengkonsentrasikan
komponen berkadar kecil
Ion-ion
yang jumlahnya kecil (trace element) dapat dikonsentrasikan dengan penukar ion.
Setelah ion solut terikat dalam kolom, kemudian dielusi dengan jumlah eluen
yang kecil.
3.
Pemisahan
asam-asam amino
Pada
suatu pH, Asam-asam amino dapat dipisahkan menjadi tiga golongan berdasarkan
titik isoelektrisnya. Dengan demikian campuran asam-asam amino dapat dipisahkan
dalam suatu aliran fase mobil dengan secara gradual dengan merubah pH untuk
elusi (gradient elution). Perubahan pH sering dikombinasikan dengan perubahan
suhu.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar