Kromatografi Adsorpsi

BAB I

PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang

Kromatografi (dari bahasa Yunani warna “untuk menulis”) adalah istilah kolektif untuk satu set teknik laboratorium untuk pemisahan campuran berdasarkan pada distribusi diferensial dari komponen sampel. Pada dasarnya semua cara kromatografi menggunakan dua fasa yaitu  satu fasa tetap (stationary) dan yang lain fasa bergerak (mobile). Pemisahan-pemisahan tergantung pada gerakan relative pada dua fasa ini.

Kromatografi sudah dimulai pada pertengahan abad ke-19. Kromatografi secara harfiah artinya “warna tulisan”,digunakan dan diberi nama dalam dekade pertama abad 20, terutama untuk pemisahan tanaman pigmen seperti klorofil. Jenis baru kromatografi dikembangkan selama 1930-an dan 1940-an membuat teknik yang berguna untuk berbagai jenis proses pemisahan.

Kromatografi menjadi dikembangkan secara substansial sebagai hasil karya Archer John Porter Martin dan Richard Laurence Millington Synge selama 1940-an dan 1950-an. Mereka membentuk prinsip dan teknik dasar kromatografi partisi, dan pekerjaan mereka mendorong perkembangan pesat dari beberapa jenis metode kromatografi, diantaranya yaitu : kromatografi kertas, kromatografi gas, dan apa yang akan menjadi dikenal sebagai kromatografi cair kinerja tinggi. Sejak itu, teknologi telah maju pesat. Para peneliti menemukan bahwa prinsip-prinsip utama kromatografi Tsvet’s dapat diterapkan dalam berbagai cara, menghasilkan berbagai varietas kromatografi dijelaskan di bawah ini. Bersamaan dengan itu, kemajuan terus meningkatkan kinerja teknis kromatografi, memungkinkan pemisahan molekul semakin serupa.

Kromatografi adsorpsi atau Adsorpsi kromatografi merupakan gejala yang timbulnya konsentrasi zat yang lebih besar pada perbatasan antara dua fasa dari pada dalam masing-masing fasa, diakibatkan gaya tarik fasa stationer yang kuat terhadap komponen-komponen yang harus dipisahkan. Melihat kondisi mahasiswa yang ada keinginan untuk mengetahui suatu materi khususnya tentang Kromatatografi (kromatografi Adsorpsi), serta sangat sedikit sekali referensi tentang Kromatografi (kromatografi Adsorpsi). Oleh karena itu, kiranya perlu ada suatu makalah yang bisa membantu mahasiswa dalam memahami materi tersebut.

B.       Rumusan Masalah

1.         Pengertian kromatografi adsorpsi

2.         Prinsip kerja kromatografi adsorpsi

3.         Manfaat penggunaan kromatografi adsorpsi

4.         Kelebihan dan kekurangan kromatografi adsorpsi

C.      Tujuan Masalah

1.         Mengetahui pengertian kromatografi adsorpsi

2.         Mengetahui prinsip kerja kromatografi adsorpsi

3.         Mengetahui manfaat penggunaan kromatografi adsorpsi

4.         Mengetahui kelebihan dan kekurangan kromatografi adsorpsi

BAB II

PEMBAHASAN

A.      Pengertian Kromatografi Adsorpsi

Adsorpsi ialah gejala timbulnya konsentrasi zat yang lebih besar pada bidang perbatasan antara dua fasa dari pada dalam masing-masing fasa. Terjadinya pemisahan ialah akibat gaya tarik fasa stasioner yang kuat terhadap komponen-komponen yang harus dipisahkan. Gaya tarik yang kuat ini disebabkan oleh interaksi kimiawi dan atau interaksi Van Der Walls.

Kromatografi adsorpsi adalah teknik kromatografi tertua dioperasikan berdasarkan retensi terlarut pada permukaan adsorben. Adsorben yang umum digunakan adalah silika gel dan alumina karena mereka dimiliki daerah yang besar permukaan dan banyak situs aktif. Terlarut dan pelarut dalam cairan dapat bersaing satu sama lain untuk mendapatkan situs yang aktif. Karena ini, memilih pelarut yang tepat sangat penting untuk mendapatkan adsorpsi maksimum zat terlarut pada situs aktif permukaan. Pada kromatografi adsorpsi, fasa stasionernya terdiri atas zat padat dan fasa mobilnya terdiri atas zat gas atau zat cair.

B.       Prinsip Kromatografi Adsorpsi

Prinsip kromatografi adsorpsi yaitu memisahkan komponen secara selektif  berdasarkan sifat fisik adsobrs dengan fase stationer berupa adsorben alumina yang mengisi kolom dan fase mobile PE-aseton dengan perbandingan 10:1. Kecepatan pergerakan suatu komponen tergantung pada kemampuannya untuk tertahan atau terhambat oleh penyerap di dalam kolom (Sastrohamidjojo, 2004).

Fasa diam dan fasa gerak pada kromatografi adsorpsi diantaranya yaitu :

-            Fasa diam (absorben atau lapisan penyerap)

Betindak sebagai pemisah campuran tersebut. Contoh pelarut yang digunakan adalah slika gel, aluminium oksida, selulosa. Namun yang paling banyak digunakan adalah slika gel dan alumunium oksida karena kadar air yang digunakan berpengaruh terhadap daya.

Syarat fasa diam dalam kromatografi adsorpsi adalah :

1.      Tidak larut dalam fase gerak

2.      Inert

3.      Cukup aktif

4.      Sebaiknya tidak berwarna

5.      Memungkinkan aliran baik dan teratur fase gerak. Missal : sukrosa, pati, CaCO3, MgCO3, Mg Silikat aktif, alumina aktif, arang aktif, florisil.

Pemilihan pelarut tergantung dari sifat kelarutannya, akan tetapi lebih baik untuk memilih suatu pelarut yang tidak tergantung pada kekuatan elusi sehingga zat-zat elusi yang lebih kuat dapat dicoba. “kekuatan” dari zat elusi adalah daya penyerapan pada penyerap dalam kolom.

-            Fasa gerak (Eluen)

Bertindak sebagai pembawa campuran tersebut. Komponen-komponen campuran akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda-beda akibat hambatan dari fase diam sehingga terjadi pemisahaan.

Kromatografi didasarkan pada retensi suatu zat terlarut oleh adsorpsi permukaan. Kromatografi adsorpsi banyak digunakan dalam pemisahan senyawa-senyawa organik, senyawa-senyawa nonpolar dan konsistuen-konstituen yang sulit untuk menguap.

Sebagai Adsorben dapat digunakan adsorben anorganik maupun adsorben organik. Adsorben anorganik yang bisa digunakan antara lain kalsium karbonat, alumina, magnesium silikat, kalsium hidroksida, silika gel, dan tanah diatom. Adsorben organik bisa digunakan antara lain karbon aktif dan arang gula.

Gambar 1 : Alat Kromatografi Sederhana

Cara kerja alat kromatografi sederhana diantaranya yaitu :

-          Wadah eluen (fase gerak).

-          Kolom, biasanya terbuat dari gelas yang berfungsi sebagai penunjang fase diam. Pada bagian dasar dari kolom mempuny bentuk sedemikian rupa agar fase diam dapat tetap dalam keadaan statis. Terdapat glass woll atau kapas, atau bahan dari pasir kuarsa yang dikemas dengan kolom.

-          Wadah penampung, untuk menampung Eluat dari kolom dalam bentuk fraksi-fraksi. Pada dasarnya penampung dapat dilakukan secara manual, namun jik total volume dari eluat besar dengan setiap fraksi yang diinginkan dalam volume kecil, maka diperlukan suatu alat penampung tertentu. Untuk hal ini biasanya digunakan suatu alat penampun otomatis yng dikenal sebagai kolektor.

Contoh-contoh yang termasuk kromatografi adsorpsi diantaranya yaitu :

-          Kromatografi kolom Adsorpsi

a.       Prinsip

Prinsip yang mendasari kromatografi kolom adsorpsi ialah bahwa komponen-komponen dalam zat contoh yang harus diperiksa mempunyai afinitas yang berbeda-beda terhadap adsorben dalam kolom. Apabila kita mengalirkan cairan (elutor) secara kontinue melalui kolom yang berisi zat contoh yang telah diadsorpsikan oleh penyarat kolom, maka yang pertama-tama dihanyutkan elutor ialah komponen yang paling lemah terikat kepada adsorben. Komponen-komponen lainnya akan dihanyutkan menurut urutan afinitasnya terhadap adsorben, sehingga terjadi pemisahan daripada komponen-komponen tersebut.

b.      Penyarat kolom

Pola kecepatan arus elutor pada tiap irisan kolom yang dipilih di sembarang tempat suddah tentu sedapat mungkin harus sama. Keseragaman ini dapat dicapai dengan memilih adsorben yang ukuran butir-butirnya sama (diayak) dan dengan cara penyaratan yang baik.
Makin kecil ukuran butir adsorben, makin cepat keseimbangan adsorpsi akan tercapai, dan makin besar pula kecepatan elusi yang boleh dipergunakan. Tetapi dilain pihak, makin kecil butir adsorben, makin besar hambatan bagi cairan yang harus mengalir melalui kolom. Apabila kecepatan lintas bagi cairan elutor terlalu kecil, dapat dipergunakan pompa vakum yang menimbulkan tekanan rendah dalam ruang di bawah kolom sehingga cairan dapat mengalir lebih cepat melalui kolom. Cara yang lain ialah menambahkan tekanan dalam ruang di atas kolom dengan menggunakan pompa pneumatic.

c.       Bentuk kolom

Penempatan adsorben dalam kolom secara uniform betul sangat sukar dilaksanakan. Sebagai akibatnya, zona-zona komponen yang dipisahkan menjadi kurang teratur bentuknya. Bagi kolom yang lebar hal ini dapat menyebabkan pembauran. Tetapi bagi kolom kecil bahaya ini seberapa besar. Namun di lain pihak, kolom yang lebar dan pendek itu lebih memudahkan dalam pemakaiannya. Oleh karena itu, tinggi kebanyakan kolom ialah ± 20 kali diameternya. Di bawah tabung yang umumnya terbuat dari gelas terdapat lempengan meduk yang terbuat dari porselen atau dari serbuk gelas yang dipanaskan hingga melengket jadi satu. Lempengan yang berbentuk cakram ini bergawai sebagai penahan fasa yang stasioner. Di bagian tabung yang paling bawah terdapat kapiler penyulur dilengkapi dengan pancur. Kapiler beserta pancur dirakitkan dengan kolom memakai suku asah sehingga mudah dilepaskan guna membersihkan kolom dan untuk meniup kolom sehingga menjadi bersih dari cairan. Ruang antara pancur dan cakram penyaring harus sekecil mungkin supaya tidak terjadi pembauran antara cairan-cairan yang keluar dari kolom.

d.      Kecepatan arus

Semakin rendah kecepatan arus cairan, semakin baik akibatnya bagi tercapainya keseimbangan adsorpsi dan akan semakin baik pula pemisahannya. Bentuk zona pun menjadi lebih teratur. Tetapi kecepatan arus yang terlalu rendah dapat menimbulkan efek difusi axial dalam fasa mobil yang harus dihindarkan sejauh mungkin.

Jadi dapat dikatakan bahwa pemisahan yang terbaik dapat dicapai dengan mempergunakan kolom yang panjang dan sempit, diisi dengan adsorben yang berbutir halus, dan arus yang lambat. Elusi dapat dimulai apabila campuran yang harus dipisahkan sudah dimasukan dalam kolom. Elusi ini dilakukan dengan memasukan cairan elutor berenyai – renyai melalui kolom dan harus dijaga supaya arusnya tidak berhenti. Komponen-komponen yang telah diadsorpsikan oleh adsorben akan bergerak dalam bentuk gelang-gelang atau zona dengan kecepatan yang berbeda-beda melalui kolom dan ditampung di bawah kolom secara terpisah memakai beberapa tabung yang dibubuhi tanda-tanda. Tabung-tabung ini ditempatkan dalam sebuah fraksikolektor. Setelah itu fraksi-fraksi yang diperoleh mulai dapat diselidiki.

-          Kromatografi gas

Kromatografi Gas adalah metode kromatografi pertama yang dikembangkan pada jaman instrument dan elektronika yang telah merevolusikan keilmuan selama lebih dari 30 tahun. Sekarang kromatografi gas dipakai secara rutin di sebagian besar laboratorium industri dan perguruan inggi. kromatografi gas dapat dipakai untuk setiap campuran yang komponennya atau akan lebih baik lagi jika semua komponennya mempunyai tekanan uap yang berarti pada suhu yang dipakai untuk pemisahan.

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. 

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.  

-          Kromatografi lapis tipis

Kromatografi lapis tipis merupakan kromatografi adsorpsi dan adsorben (silika gel (asam silikat), alumina (aluminium oxide), kieselguhr (diatomeous earth), dan selulosa) bertindak sebagai fase stasioner. Dalam kromatografi lapis tipis, bahan penyalut yang digunakan beraneka macam. Silika gel yang paling banyak dipakai (Djide, 2003).

Teknik ini dikembangkan tahun 1938 oleh Ismailoff dan Schraiber. Adsorbent dilapiskan pada lempeng kaca yang bertindak sebagai fase diam. Fase bergerak (Untuk senyawa organik yang polar akan lebih mudah larut dengan air dari pada pelarut organik, dan hendaknya untuk senyawa-senyawa tertentu menggunakan pelarut sesuai dengan kepolaran pelarut yang digunakan dan pembuatan fase mobil harus hati-hati karena sulitnya keterulangan dalam campuran serta pelarut jangan digunakan dalam selang yang lama) akan merayap sepanjang fase diam dan terbentuklah kromatogram. 

Dikenal juga sebagai kromatografi kolom terbuka. Metode ini sederhana, cepat dalam pemisahan dan sensitif. Kecepatan pemisahan tinggi dan mudah untuk memperoleh kembali senyawa-senyawa yang dipisahkan (Petrucci, 1987).

C.      Manfaat Penggunaan Kromatografi Adsorpsi

            Dalam bidang bioteknologi, kromatografi mempunyai peranan yang sangat besar. Misalnya dalam penentuan, baik kualitatif maupun kuantitatif, senyawa dalam protein. Protein sering dipilih karena ia sering menjadi obyek molekul yang harus di-purified (dimurnikan) terutama untuk keperluan dalam bio-farmasi. Kromatografi juga bisa diaplikasikan dalam pemisahan molekul-molekul penting seperti asam nukleat, karbohidrat, lemak, vitamin dan molekul penting lainnya. Dengan data-data yang didapatkan dengan menggunakan kromatografi ini, selanjutnya sebuah produk obat-obatan dapat ditingkatkan mutunya, dapat dipakai sebagai data awal untuk menghasilkan jenis obat baru, atau dapat pula dipakai untuk mengontrol kondisi obat tersebut sehingga bisa bertahan lama.

            Dalam bidang clinical (klinik), teknik ini sangat bermanfaat terutama dalam menginvestigasi fluida badan seperti air liur. Dari air liur seorang pasien, dokter dapat mengetahui jenis penyakit yang sedang diderita pasien tersebut. Seorang perokok dapat diketahui apakah dia termasuk perokok berat atau ringan hanya dengan mengetahui konsentrasi CN- (sianida) dari sampel air liurnya. Demikian halnya air kencing, darah dan fluida badan lainnya bisa memberikan data yang akurat dan cepat sehingga keberadaan suatu penyakit dalam tubuh manusia dapat dideteksi secara dini dan cepat. Sekarang ini, deteksi senyawa oksalat dalam air kencing menjadi sangat penting terutama bagi pasien kidney stones (batu ginjal). Banyak metode analisis seperti spektrofotometri, manganometri, atau lainnya, akan tetapi semuanya membutuhkan kerja ekstra dan waktu yang cukup lama untukmendapatkan hasil yang lebih baik.

D.      Kelebihan Dan Kekurangan Kromatografi Adsorpsi

1.         Kelebihan kromatografi adsorpsi yaitu :

-            Dapat digunakan untuk analisis

-            Digunakan untuk menentukan jumlah komponen campuran digunakan untuk memisahkan .

2.         Kekurangan kromatografi adsorpsi yaitu :

-            Metode ini sangat membutuhkan waktu yang lama (time consuming)

BAB III

PENUTUP

A.      Kesimpulan

1.      Kromatografi adsorpsi adalah teknik kromatografi tertua dioperasikan berdasarkan retensi terlarut pada permukaan adsorben.

2.      Prinsip kromatografi adsorpsi yaitu memisahkan komponen secara selektif  berdasarkan sifat fisik adsobrs dengan fase stationer berupa adsorben alumina yang mengisi kolom dan fase mobile PE-aseton dengan perbandingan 10:1.

3.      Contoh-contoh yang termasuk kromatografi adsorpsi diantaranya yaitu :

kromatografi kolom adsorpsi, kromatografi gas, dan kromatografi lapis tipis.

4.      Manfaat penggunaan kromatografi adsorpsi yaitu misalnya, dalam Dalam bidang bioteknologi, kromatografi mempunyai peranan yang sangat besar. Misalnya dalam penentuan, baik kualitatif maupun kuantitatif, senyawa dalam protein.

B.       Saran

Dengan adanya makalah sederhana ini, penulis mengharapkan agar para pembaca dapat memahami materi Fitokimia II ini dengan mudah. Saran dari penulis agar para pembaca dapat menguasai materi singkat dalam makalah ini dengan baik, kemudian dilanjutkan dengan pelatihan soal dan mencari literatur lain yang berhubungan agar semakin menguasai materi.