Download - Makalah Pemicu III Kimia Analitik
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
1/31
MAKALAH PEMICU III KIMIA ANALITIK
KROMATOGRAFI GAS
KELOMPOK 7
AFDHAL HANAFI / 1306370751
ANISSA LARASATI / 1306405761
KIANTI KASYA KIRESYA / 1306409381
MUHAMMAD MADANI / 1306405755
NUR SHARFAN / 1306370386
TEKNIK KIMIA S1 REGULER
( RABU PAGI )
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
JURUSAN TEKNIK KIMIA
DEPOK, 02 DESEMBER 2014
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
2/31
ii Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
KATA PENGANTAR
Pertamatama kami mengucapkan puji syukur kepada Tuhan Yang Maha
Esa karena atas kuasa-Nya kami bisa menyelesaikan makalah ini dengan baik dan
tepat pada waktunya. Makalah ini dibuat atas dasar pemicu ketiga dari mata
kuliah Kimia Analitik dengan tema Analisis Alkohol dan obat-obat terlarang
dalam darah.
Dalam penulisan makalah ilmiah ini, banyak halangan dan rintangan yang
terjadi. Kami juga berterima kasih kepada seluruh pihak yang terlibat baik secara
langsung maupun tidak langsung dalam penyelesaian makalah ilmiah ini, yaitu:
1.
Dosen mata kuliah Kimia Analitik, Ibu Dianursanti yang telah
membimbing kami selama proses penulisan makalah ini.
2.
Kak Tiara, selaku asisten dari mata kuliah Kimia Analitik yang ikut
membimbing kami selama proses penulisan makalah.
Tim penulis menyadari banyaknya kekurangan yang terdapat dalam makalah
ilmiah ini. Oleh karena itu, kami meminta maaf atas semua kesalahan yang terjadi
pada makalah ini. Tim penulis juga mengharapkan saran, masukan, dan umpan
balik dari para pembaca untuk tulisan ini. Akhir kata kami mengucapkan terima
kasih atas bantuan dari berbagai pihak dan berharap semoga makalah ini dapat
bermanfaat bagi para pembaca.
Depok, 02 Desember 2014
Tim Penulis
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
3/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah iii
Kelompok 7
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ....................................................................................................ii
Daftar Isi..............................................................................................................iii
Daftar Gambar ....................................................................................................iv
Daftar Tabel .......................................................................................................iv
Daftar grafik .......................................................................................................iv
Bab I Pendahuluan
Latar Belakang .......................................................................................1
Teori Dasar ..............................................................................................2
Bab II Jawaban Pemicu
Tugas 1 ...................................................................................................7
Tugas 2 ...................................................................................................10
Tugas 3 ...................................................................................................20
Bab III Kesimpulan .............................................................................................25
Daftar Pustaka .....................................................................................................26
Lampiran
DAFD15
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
4/31
iv Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Instrumen Kromatografi Gas .............................................................2
Gambar 2. Rangkaian instrument HPLC ............................................................5
Gambar 3. Output HPLC ....................................................................................6
Gambar 4. Waktu retensi.....................................................................................10
Gambar 5. Nilai-nilai dalam kromatogram ........................................................13
Gambar 6. Rangkaian instrument HPLC ............................................................18
Gambar 7. Output HPLC ...................................................................................19
DAFTAR TABEL
Tabel 1.Variabel yang mempengaruhi efisiensi kromatografi...........................9
Tabel 2. Konsentrasi ethanol dalam larutan standar............................................20
Tabel 3. Konsentrasi ethanol dan peak ethanol ..................................................20
DAFTARGRAFIK
Grafik 1. Kurva kalibrasi ethanol dalam larutan standar ..................................21
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
5/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 1
Kelompok 7
BAB I
PENDAHULUAN
LATAR BELAKANG
Sekarang ini banyak terjadi kasus penggunaan obat-obat terlarang pada
masyarakat. Padahal hal ini sudah dilarang oleh pemerintah. Akibat dari penggunaan
obat-obat ini tentunya sangatlah buruk bagi orang yang mengkonsumsnya apabila
melebihi ambang batas pada tubuh manusia. Misalnya pada orang yang
mengkonsumsi kokain, dapat membuat orang tersebut berhalusinasi tingkat tinggi.
Sesuatu yang tidak ada bisa menjadi ada bagi orang yang mengkonsumsi obat ini.
Efek dari obat ini tentunya membuat orang menjadi ketagihan dan ingin
mengonsumsinya lagi. Jika tidak terpenuhi keinginannya maka tingkat emosi si
pengguna bisa naik. Bahkan ia bisa menyakiti orang lain untuk mendapatkan obat ini.
Hal yang paling berbahaya dari p obat ini tentunya dapat menyebabkan kematian. Hal
ini dikarenakan obat-obat terlarang bisa merusak jaringa yang ada dalam tubuh.
Selain kasus diatas, juga ada kasus yang marak terjadi pada saat ini yaitu para
pengemudi kendaraan bermotor yang mengkonsumsi alkohol. Pengemudi yang
mengkonsumsi alkohol tentunya dapat membahayakan keselamatan ia dan orang lain
saat mengemudi. Hal ini dikarenakan alkohol dapat membuat emosi orang yang
mengkonsumsinya berubah-ubah. Dengan kata lain saat mengemudi, si pengemudi
bisa saja ugal-ugalan, mengemudi dengan kecepatan tinggi bahkan bisa
mendatangkan kantuk. Akibatnya tentu membahayakan nyawanya sendiri dan nyawa
orang lain.
Obat-obat terlarang dan alkohol yang terkonsumsi, bisa masuk dalam darah
manusia saat proses metabolik. Saat melewati usus halus, alkohol dan obat-obat
terlarang akan terserap dan masuk kealiran darah. Dan untuk mendeteksi hal tersebut,
dalam makalah kali ini akan dibahas teknik analisis alkohol dan obat-obat terlarang
dalam darah.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
6/31
2 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
TEORI DASAR
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.
Sistem peralatan kromatografi gas (gc)
Gambar 1. Instrumen Kromatografi Gas
(sumber :http://lansida.com/2010/06/gc-kromatografi-gas.html)
1. Kontrol dan penyedia gas pembawa;
2. ruang suntik sampel;
3. kolom yang diletakkan dalam oven yang dikontrol secara termostatik;
4. sistem deteksi dan pencatat (detektor dan recorder); serta
5. komputer yang dilengkapi dengan perangkat pengolah data.
HPLC (High Performance Liquid Chromatography) atau biasa juga disebut
dengan Kromatografi pertama sekali diperkenalkan oleh TSWETT pada tahun 1903
dan dikembangkan pada akhir tahun 1960-an dan awal tahun 1970-an. Kromatografi
Cair Kinerja Tinggi (KCKT)/HPLC merupakan bentuk kromatografi kolom yang
memompa campuran sampel atau analit dalam suatu pelarut (dikenal sebagai fase
http://lansida.com/2010/06/gc-kromatografi-gas.htmlhttp://lansida.com/2010/06/gc-kromatografi-gas.htmlhttp://lansida.com/2010/06/gc-kromatografi-gas.htmlhttp://4.bp.blogspot.com/__CUS_kG2Y3A/TDCkDG_ZSwI/AAAAAAAAAJs/ZSbouev0968/s1600/gc.jpghttp://lansida.com/2010/06/gc-kromatografi-gas.html -
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
7/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 3
Kelompok 7
gerak) pada tekanan tinggi melalui kolom kromatografi dengan bahan kemasan (fase
diam).
HPLC memiliki kemampuan untuk memisahkan dan mengidentifikasi senyawa
yang hadir dalam sampel yang dapat dilarutkan dalam cairan di jejak konsentrasi
serendah bagian per triliun. Karena fleksibilitas ini, HPLC digunakan dalam berbagai
aplikasi industri dan ilmiah, seperti farmasi, lingkungan, forensik, dan bahan kimia
baik dalam bulk atau dalam sediaan farmasetik.
Kromatografi cair adalah teknik pemisahan yang melibatkan:
Penempatan (injeksi) dari volume kecil sampel cairan ke dalam tabung
dikemas dengan partikel berpori (fase diam) di mana masing-masing
komponen sampel diangkut sepanjang tabung dikemas (kolom) dengan cairan
digerakkan oleh gravitasi.
Komponen sampel terpisah dari satu sama lain dengan kemasan kolom yang
melibatkan berbagai bahan kimia dan / atau interaksi fisik antara molekul dan
partikel kemasan.
Komponen dipisahkan dikumpulkan di pintu keluar dari kolom ini dan
diidentifikasi oleh teknik pengukuran eksternal, seperti spektrofotometer yang
mengukur intensitas warna, atau dengan perangkat lain yang dapat mengukur
jumlah mereka.
Instrumentasi dari HPLC terdiri atas beberapa komponen utama, yaitu wadah
fase gerak, pompa, system injector, kolom, detector, dan computer.
Wadah Fase gerak
Reservoir memegang pelarut, yangbergerak. Biasanya ada minimal dua waduk
di sistem, dengan masing-masing memegang sampai dengan 1000 cc pelarut
dan biasanya dilengkapi dengan diffuser gas melalui helium yang dapat
digelembungkan
Pompa
Pompa yang cocok digunakan untuk HPLC adalah pompa yang mempunyai
syarat sebagaimana syarat wadah pelarut yakni: pompa harus inert terhadap fase
gerak. Bahan yang umum dipakai untuk pompa adalah gelas, baja tahan karat,
Teflon, dan batu nilam. Pompa yang digunakan sebaiknya mampu memberikan
tekanan sampai 5000 psi dan mampu mengalirkan fase gerak dengan kecepatan
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
8/31
4 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
alir 3 mL/menit. Untuk tujuan preparatif, pompa yang digunakan harus mampu
mengalirkan fase gerak dengan kecepatan 20 mL/menit. Tujuan penggunaan
pompa atau sistem penghantaran fase gerak adalah untuk menjamin proses
penghantaran fase gerak berlangsung secara tepat, reprodusibel, konstan, dan
bebas dari gangguan. Ada 2 jenis pompa dalam HPLC yaitu: pompa dengan
tekanan konstan, dan pompa dengan aliran fase gerak yang konstan. Tipe pompa
dengan aliran fase gerak yang konstan sejauh ini lebih umum dibandingkan
dengan tipe pompa dengan tekanan konstan.
System in jector
Sampel-sampel cair dan larutan disuntikkan secara langsung ke dalam fase
gerak yang mengalir di bawah tekanan menuju kolom menggunakan alat
penyuntik yang terbuat dari tembaga tahan karat dan katup teflon yang
dilengkapi dengan keluk sampel (sample loop) internal atau eksternal.
Kolom
Ada 2 jenis kolom pada HPLC yaitu kolom konvensional dan kolom mikrobor.
Kolom merupakan bagian HPLC yang mana terdapat fase diam untuk
berlangsungnya proses pemisahan solut/analit.
Kolom mikrobor mempunyai 3 keuntungan yang utama dibanding dengan
kolom konvensional, yakni:
Konsumsi fase gerak kolom mikrobor hanya 80% atau lebih kecil dibanding
dengan kolom konvensional karena pada kolom mikrobor kecepatan alir
fase gerak lebih lambat (10 -100 l/menit).
Adanya aliran fase gerak yang lebih lambat membuat kolom mikrobor lebih
ideal jika digabung dengan spektrometer massa.
Sensitivitas kolom mikrobor ditingkatkan karena solut lebih pekat,
karenanya jenis kolom ini sangat bermanfaat jika jumlah sampel terbatas
misal sampel klinis.
Kolom merupakan jantung dari HPLC karena terjadi proses pimsahan
komponen di sini.
Detector
Detektor pada HPLC dikelompokkan menjadi 2 golongan yaitu: detektor
universal (yang mampu mendeteksi zat secara umum, tidak bersifat spesifik, dan
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
9/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 5
Kelompok 7
tidak bersifat selektif) seperti detektor indeks bias dan detektor spektrometri
massa; dan golongan detektor yang spesifik yang hanya akan mendeteksi analit
secara spesifik dan selektif, seperti detektor UV-Vis, detektor fluoresensi, dan
elektrokimia. Idealnya, suatu detektor harus mempunyai karakteristik sebagaiberikut:
o Mempunyai respon terhadap solut yang cepat dan reprodusibel.
o Mempunyai sensitifitas yang tinggi, yakni mampu mendeteksi solut pada
kadar yang sangat kecil.
o Stabil dalam pengopersiannya.
o Mempunyai sel volume yang kecil sehingga mampu meminimalkan
pelebaran pita.o Signal yang dihasilkan berbanding lurus dengan konsentrasi solut pada
kisaran yang luas (kisaran dinamis linier).
oTidak peka terhadap perubahan suhu dan kecepatan alir fase gerak.
Computer
Komputer merupakan rangkaian alat yang digunakan untuk menerima informasi
yang diberikan oleh detector dan memplot hasilnya ke dalam output HPLC yaitu
Kromatogram.
Gambar 2. Rangkaian instrument HPLC
(sumber: Fundamentals of Liquid Chromatography (HPLC) courtesy to Agilent
Technologies, Inc)
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
10/31
6 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Gambar 3. Output HPLC
(sumber: Fundamentals of Liquid Chromatography (HPLC) courtesy to Agilent
Technologies, Inc)
Output HPLC berupa Kromatogram yang membaca titik puncak atau peak dari
satu komponen berdasarkan waktu retensinya, yang diukur mulai dari saat
penginjeksian. Waktu yang dibutuhkan oleh senyawa untuk bergerak melalui kolom
menuju detektor disebut sebagai waktu retensi.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
11/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 7
Kelompok 7
BAB II
ISI
Jawaban Pemicu
Tugas 1 : Susunlah pertanyaan penting atau variabel peneltian untuk
merancang suatu penelitian analisis alkohol dan obat-obat
terlarang dalam darah, paling sedikit terdapat tujuh pertanyaan.
Jawab :
Pertanyaan yang penting dalam rancangan penelitian ini adalah
- Apakah sampel darah diambil dari jauh hari atau pada waktu melakukan
penelitian ? (dalam penelitian ini lebih baik menggunakan sampel yang masih
baru)
- Saat pengambilan sampel darah, pada bagian tubuh mana yang diambil
darahnya ? (dalam penelitian ini tidak boleh mengambil darah pada area yang
juga menggunakan bahan yang bersifat desinfektan organik volatil)
- Jarum suntik yang digunakan saat mengambil sampel apakah steril dan kering
? (dalam penelitian, tidak boleh menggunakan jarum yang basah)
-
Wadah tempat sampel, apakah bersih dari zat lain?
- Apakah sampel ditambahkan antikoagulan atau tidak ?
-
Apakah sampel darah ditambahkan pengawet atau tidak ?
- Apakah sampel perlu dihangatkan atau tidak ?
Variabelpentingdalam rancangan penelitian ini adalah :
Etanol dalam tubuh
Di dalam tubuh, etanol atau C2H5OH diencerkan oleh cairan tubuh. Kemudian
untuk mengeliminasi etanol dalam tubuh, tubuh melakukan proses
metabolisme (oksidasi).
Makanan dan jenis kelamin mempengaruhi penyerapan dan metabolisme
etanol dalam tubuh
Semakin tinggi kandungan lemak pada makanan yang dikonsumsi, semakin
banyak waktu yang diperlukan untuk mengosongkan lambung maka semakin
lama proses penyerapan alkohol akan terjadi.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
12/31
8 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Wanita memiliki konsentrasi alkohol dalam darah (BAC/Blood
Alcohol Concentration) lebih tinggi setelah mengkonsumsi alkohol dalam
jumlah yang sama dengan pria
Jika di konsumsi dalam dosis rendah, etanol dapat menekan
penghambat otak sehingga dapat membuat pikiran lebih jernih,
namun pada dosis tinggi etanol memiliki beragam dampak buruk, yaitu
jaringan saraf memproduksi gejala klasik keracunan : pembicaraan kacau,
langkah tidak stabil, persepsi sensorik terganggu, dan ketidakmampuan untuk
bereaksi dengan cepat, dsb.
Mengetahui kadar alkohol dalam darah (BAC)
Untuk mengetahui kadar alkohol dalam darah dapat dengan
menggunakan tabel BAC (Blood Alcohol Concentration). Caranya yaitu
dengan menemukan tabel berat badan, lalu melihat jumlah porsi total
minuman beralkohol yang telah dikonsumsi.
Analisis Alkohol dalam darah
Analisis alkohol dalam darah dapat dilakukan dengan menggunakan metoda
analisis GC/MS pada darah maupun pada urine, ataupun yang sering
digunakan menggunakan analisis napas (breath analysis).
Analisis dengan GC/MS
Analisis darah menggunakan GC/MS sangat akurat namun biayanya
mahal dan memerlukan petugas terlatih untuk pengambilan dan penelitian
sampel darah.
Parameter bebas alkohol dengan GC/MS pada darah
Pada analisis etanol dengan GC/MS pada darah, seseorang dikatakan bebas-
alkohol bila dengan menggunakan analisis ini didapat hasil lebih
kecil dari 0,01 gram alkohol per 100 ml darah. Dan untuk sampel
darah yang diambil post-mortem dikatakan negatif (bebas alkohol) bila
hasilnya lebih kecil dari 0,02 gram alkohol per 100 ml darah.
Analisis napas (Breath analysis)
Analisis napas mudah untuk dilaksanakan namum kurang akurat dan metode
analisis ini tidak spesifik terhadap etanol.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
13/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 9
Kelompok 7
Parameter bebas alkohol untuk analisis napas
Untuk metode analisis napas, hasil dikatakan negatif (subjek yang
dites tidak memiliki kandungan alkohol/kandungan alkohol sangat rendah)
bila hasil tes lebih kecil dari 0,01 gram per 210 liter.
Akurasi analisis alkohol dalam darah
Analisis alkohol dalam darah yang paling akurat adalah analisis darah
menggunakan GC/MS, lebih akurat dari analisis napas, dan yang paling tidak
akurat adalah analisis urine.
Dalam kromatografi ini, variabel yang mempengaruhi efisiensinya dapat dilihat pada
tabel dibawah ini :
Tabel 1. Variabel yang mempengaruhi efisiensi kromatografi
Variabel Simbol Satuan
Kecepatan linear fasa mobile U Koefisien difusi fasa mobile Koefisien difusi fasa stationary Capacity factor -Diameter Ketebalan liquid
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
14/31
10 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Tugas 2 : Bila anda hendak mengunakan GC/MS dalam analisis darah
1.
Parameter apa saja yang harus diketahui pada metode analisis GC/MS?
Jawab :
Rasio partisi
Pada saat fasa bergerak mengalir sepanjang kolom terjadi kesetimbanga dinamis
antara komponen yang terlarut. Untuk zat terlarut spesies A, kesetimbangan dinamis
yang terlibat dapat dilihat pada persamaan dibawah ini.
A bergerak A diamKonstanta kesetimbangan untuk reaksi diatas adalah rasio partisi / koefisien partisi,
yang nilainya
= ....(1)
Dimana :
K = rasio partisi / koefisien partisi
= konsentrasi molar analitik dari zat terlatur saat berada dalam fasa diam= konsentrasi molar analitik dari zat terlarut saat berada dalam fasa bergerak.Idealnya rasio partisi konstan dalam jangkauan konsentrasi zat terlatur yang bervariasi
dan cs berbanding lurus dengan cm.
Waktu Retensi
Gambar 4. Waktu retensi
( sumber :www.chem-is-try.com)
Pada gambar 4 dapat dilihat sebuah kromatogram sederhana yang memiliki 2
puncak. Puncak kecil yang berada di kiri merepresentasikan spesies yang tidak
http://www.chem-is-try.com/http://www.chem-is-try.com/http://www.chem-is-try.com/http://www.chem-is-try.com/ -
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
15/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 11
Kelompok 7
ditahan oleh fasa diam. Waktu (tm) setelah injeksi sampel sampai dengan munulnya
puncak ini seringkali dinamakan waktu mati (dead time). Waktu mati memberikan
pengukuran dari laju migrasi rata-rata dari fasa bergerak dan merupakan suatu
parameter yang penting dalam mengidentifiasi puncak analit. Seringkali suatu sampel
akan mengandung spesies yang tidak ditahan, jika mereka tidak memiliki spesies yang
tidak ditahan maka penambahan spesies dengan sifat seperti ini dapat dilakukan untuk
membantu identifikasi puncak.
Puncak lebih besar yang terdapat di bagian kanan gambar 2 merupakan puncak
dari spesies analit. Waktu yang diperlukan puncak ini untuk mencapai detektor atau
waktu yang diperlukan spesies analit untuk keluar dari kolom dan mencapai detektor
dinamakan waktu retensi (tr). Laju linear rata-rata dari migrasi zat terlarut (v) dan
kecepatan linear rata-rata dari spesies dalam fasa bergerak (u) diberikan pada
persamaan dibawah ini
= .... (2) = ....(3)
Dimana :
L = panjang dari kolom
= waktu retensi
= waktu matiNilai dari v juga dapat dinyatakan dalam u dan rasio partisi (K) dengan cara
mengekspresikan nilai laju v sebagai fraksi dari kecepatan pada fasa bergerak.
Penurunannya adalah sebagai berikut:
V = u fraksi waktu zat terlarut dalam fasa bergerak
V = u jumlah mol zat terlarut dalam fasa bergerak jumlah mol total
= = 11 = 11 ....(4)
Dimana :
Vs = volume dari fasa diam
Vm = volume dari fasa bergerak.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
16/31
12 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Faktor kapasitas
Faktor kapasitas merupakan parameter eksperimental yang menyatakan
perbandingan mol komponen analit dalam fasa diam terhadap mol komponen dalam
fasa gerak, yang nilainya tergantung pada temperatur. Faktor ini banyak digunakan
untuk mendeskrispsikan laju migrasi zat terlarut dalam kolom. Untuk spesies A nilai
faktor kapasitasnya adalah sebagai berikut. (dengan KA adalah nilai rasio partisi
untuk spesies A)
= 5Persamaan 5 dapat disubstitusi ke persamaan (4).
= 11 .6Agar nilai kA dapat dicari dalam kromatogram maka persamaan (2) dan (3) dapatdisubstitusi ke persamaan (6)
= 11 .7 = . 8
Besarnya faktor kapasitas menentukan laju elusi komponen. Jika k > 1 maka elusi
akan berlangsung dengan cepat dan jika k > 20-30 maka waktu elusi akan
berlangsung sangat panjang.
Faktor Selektivitas atau Pemisahan
Faktor Selektivitas adalah faktor yang menyatakan ukuran untuk distribusi relatif
komponen diantara fasa diam dan fasa gerak yang nilainya tergantung pada
temperatur. Faktor selektivitas disebut juga faktor pemisahan. Faktor seletivitas untuk
dua spesies A dan B dinyatakan dengan rumusan:
= = 9 Jumlah dan Tinggi Plat Rata-Rata
Plat teoritik adalah istilah yang berasal dari teori destilasi yang kemudian
diadaptasi ke dalam kromatografi. Plat ini menandakan suatu titik dalam kolom
dimana terdapat kesetimbangan antara fasa cair dan gas (platnya hanya imaginer).
Jumlah plat teoritik (n) dapat diukur dengan menggunakan rumus di bawah ini.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
17/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 13
Kelompok 7
= 16 .10Dimana :
= waktu retensi
= lebar puncak pada pita elusi hasil kromatografi
Ilustrasi yang dapat memperjelas nilai Wb dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Nilai-nilai dalam kromatogram
( sumber :http://free-zg.t-com.hr/Svjetlana_Luterotti/09/091/0911.htm)
Walaupun didefinisikan sebagai waktu, tetapi sebenarnya kita dapat mengukurjarak pada kertas daftar perekam dalam cm atau mm, perlu diingat bahwa dan harus diukur dalam satuan yang sama.
Tinggi plat teoritik disebut juga HETP (Height Equivalent Theoritical Plate).
HETP berfungsi untuk merepresentasikan efisiensi dari kolom. Nilai HETP secara
sederhana dapat dicari dengan menggunakan rumus dibawah ini.
HETP = H = Ln ....(11)
Dimana :
L = panjang kolom
n = jumlah plat teoritik
Semakin besar nilai N maka semakin kecil nilai HETP dan semakin besar efisiensi
kolom.
http://free-zg.t-com.hr/Svjetlana_Luterotti/09/091/0911.htmhttp://free-zg.t-com.hr/Svjetlana_Luterotti/09/091/0911.htmhttp://free-zg.t-com.hr/Svjetlana_Luterotti/09/091/0911.htmhttp://free-zg.t-com.hr/Svjetlana_Luterotti/09/091/0911.htm -
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
18/31
14 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Variabel yang Mempengaruhi Efisiensi Kolom
Faktor-faktor yang menyebabkan pelebaran pita elusi adalah difusi difusi
longitudinal / memanjang, efek transfer massa untuk fasa bergerak (karena difusi
eddy) dan fasa diam. Nilai efisiensi kolom non-linear dapat dihitung melalui
persamaan dibawah ini.
= = 12Dimana :
B = koefisien difusi longitudinal
Cs dan Cm = koefisien transfer massa untuk fasa diam dan bergerak.
Resolusi Kolom
Resolusi kolom (Rs) dapat mengukur kemampuan kolom untuk memisahkan dua
analit secara kuantiitatif. Untuk lebih jelasnya dapat dituliskan dalam persamaan
berikut:
= 2 =2 13
Dimana dZ merupakan jarak puncak analit A dan B yang terbaca pada kromatogram.Resolusi kolom dapat dipengaruhi oleh faktor selektivitas, kapasitas sepasang zat
terlarut pada kolom yang dapat dilihat pada persamaan berikut:
= 4 1
1 14
Dimana a adalah faktor selektivitas. Dari persamaan di atas dapat digunakan juga
untuk mencara jumlah piringan yang dibutuhkan untuk mencapai resolusi kolom
dengan nilai tertentu.
= 16 1 1
.15Selain itu resolusi kolom dapat mempengaruhi retention time (tR), dan kita dapat
melihat hubungan keduanya sebagai berikut:
= 16
11 1
1 . 16
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
19/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 15
Kelompok 7
2. Mengapa metode GC/MS sering digunakan untuk penentuan kandungan alkohol
dan obat-obatan terlarang dalam darah?
Jawab :
Metode GC/MS memiliki beberapa keuntungan dibanding metode analisis alkohol
lainnya, yaitu :
Sangat akurat, spesifik dan sensitif dan merupakan prosedur standar untuk
analisis alkohol dan senyawa-senyawa volatil dalam bidang toksikologi forensik.
Akurat dan spesifik karena teknik ini menghasilkan molekular fingerpint atau
spektrum massa yang unik. Spektrum ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi
ada/tidaknya alkohol dalam sampel. Sensitif karena alkohol dalam darah dapatdiketahui jumlahnya, walaupun dalam kuantitas kecil.
Dengan menggunakan analisis darah GC/MS, sampel yang sama dapat diuji
beberapa kali, jika sampel dijaga dengan baik.
Waktu yang diperlukan cepat (penentuan alkohol dapat dilakukan dalam 6-8
menit) bila alat-alatnya dihangatkan secara teratur.
3.
Dalamanalisis komponen, dikenal dengan HPLC. Apa yang anda ketahui tentang
alat tesebut ?
Jawab :
HPLC (High Performance Liquid Chromatography) atau biasa juga disebut
dengan Kromatografi pertama sekali diperkenalkan oleh TSWETT pada tahun 1903
dan dikembangkan pada akhir tahun 1960-an dan awal tahun 1970-an. Kromatografi
Cair Kinerja Tinggi (KCKT)/HPLC merupakan bentuk kromatografi kolom yang
memompa campuran sampel atau analit dalam suatu pelarut (dikenal sebagai fase
gerak) pada tekanan tinggi melalui kolom kromatografi dengan bahan kemasan (fasediam).
HPLC memiliki kemampuan untuk memisahkan dan mengidentifikasi senyawa
yang hadir dalam sampel yang dapat dilarutkan dalam cairan di jejak konsentrasi
serendah bagian per triliun. Karena fleksibilitas ini, HPLC digunakan dalam berbagai
aplikasi industri dan ilmiah, seperti farmasi, lingkungan, forensik, dan bahan kimia
baik dalam bulk atau dalam sediaan farmasetik.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
20/31
16 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Kromatografi cair adalah teknik pemisahan yang melibatkan:
Penempatan (injeksi) dari volume kecil sampel cairan ke dalam tabung
dikemas dengan partikel berpori (fase diam) di mana masing-masing
komponen sampel diangkut sepanjang tabung dikemas (kolom) dengan
cairan digerakkan oleh gravitasi.
Komponen sampel terpisah dari satu sama lain dengan kemasan kolom yang
melibatkan berbagai bahan kimia dan / atau interaksi fisik antara molekul dan
partikel kemasan.
Komponen dipisahkan dikumpulkan di pintu keluar dari kolom ini dan
diidentifikasi oleh teknik pengukuran eksternal, seperti spektrofotometer
yang mengukur intensitas warna, atau dengan perangkat lain yang dapat
mengukur jumlah mereka.
Instrumentasi dari HPLC terdiri atas beberapa komponen utama, yaitu wadah fase
gerak, pompa, system injector, kolom, detector, dan computer.
Wadah Fase gerak
Reservoir memegang pelarut, yangbergerak. Biasanya ada minimal dua
waduk di sistem, dengan masing-masing memegang sampai dengan 1000 cc
pelarut dan biasanya dilengkapi dengan diffuser gas melalui helium yang
dapat digelembungkan
Pompa
Pompa yang cocok digunakan untuk HPLC adalah pompa yang mempunyai
syarat sebagaimana syarat wadah pelarut yakni: pompa harus inert terhadap
fase gerak. Bahan yang umum dipakai untuk pompa adalah gelas, baja tahan
karat, Teflon, dan batu nilam. Pompa yang digunakan sebaiknya mampu
memberikan tekanan sampai 5000 psi dan mampu mengalirkan fase gerak
dengan kecepatan alir 3 mL/menit. Untuk tujuan preparatif, pompa yang
digunakan harus mampu mengalirkan fase gerak dengan kecepatan 20
mL/menit. Tujuan penggunaan pompa atau sistem penghantaran fase gerak
adalah untuk menjamin proses penghantaran fase gerak berlangsung secara
tepat, reprodusibel, konstan, dan bebas dari gangguan. Ada 2 jenis pompa
dalam HPLC yaitu: pompa dengan tekanan konstan, dan pompa dengan
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
21/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 17
Kelompok 7
aliran fase gerak yang konstan. Tipe pompa dengan aliran fase gerak yang
konstan sejauh ini lebih umum dibandingkan dengan tipe pompa dengan
tekanan konstan.
System in jector
Sampel-sampel cair dan larutan disuntikkan secara langsung ke dalam fase
gerak yang mengalir di bawah tekanan menuju kolom menggunakan alat
penyuntik yang terbuat dari tembaga tahan karat dan katup teflon yang
dilengkapi dengan keluk sampel (sample loop) internal atau eksternal.
Kolom
Ada 2 jenis kolom pada HPLC yaitu kolom konvensional dan kolom
mikrobor. Kolom merupakan bagian HPLC yang mana terdapat fase diam
untuk berlangsungnya proses pemisahan solut/analit.
Kolom mikrobor mempunyai 3 keuntungan yang utama dibanding dengan
kolom konvensional, yakni:
Konsumsi fase gerak kolom mikrobor hanya 80% atau lebih kecil
dibanding dengan kolom konvensional karena pada kolom mikrobor
kecepatan alir fase gerak lebih lambat (10 -100 l/menit).
Adanya aliran fase gerak yang lebih lambat membuat kolom mikrobor
lebih ideal jika digabung dengan spektrometer massa.
Sensitivitas kolom mikrobor ditingkatkan karena solut lebih pekat,
karenanya jenis kolom ini sangat bermanfaat jika jumlah sampel terbatas
misal sampel klinis.
Kolom merupakan jantung dari HPLC karena terjadi proses pimsahan
komponen di sini.
Detector
Detektor pada HPLC dikelompokkan menjadi 2 golongan yaitu: detektor
universal (yang mampu mendeteksi zat secara umum, tidak bersifat spesifik,
dan tidak bersifat selektif) seperti detektor indeks bias dan detektor
spektrometri massa; dan golongan detektor yang spesifik yang hanya akan
mendeteksi analit secara spesifik dan selektif, seperti detektor UV-Vis,
detektor fluoresensi, dan elektrokimia.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
22/31
18 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Idealnya, suatu detektor harus mempunyai karakteristik sebagai berikut:
o Mempunyai respon terhadap solut yang cepat dan reprodusibel.
o Mempunyai sensitifitas yang tinggi, yakni mampu mendeteksi solut pada
kadar yang sangat kecil.o Stabil dalam pengopersiannya.
o Mempunyai sel volume yang kecil sehingga mampu meminimalkan
pelebaran pita.
o Signal yang dihasilkan berbanding lurus dengan konsentrasi solut pada
kisaran yang luas (kisaran dinamis linier).
o Tidak peka terhadap perubahan suhu dan kecepatan alir fase gerak.
ComputerKomputer merupakan rangkaian alat yang digunakan untuk menerima
informasi yang diberikan oleh detector dan memplot hasilnya ke dalam
output HPLC yaitu Kromatogram.
Gambar 6. Rangkaian instrument HPLC
(sumber: Fundamentals of Liquid Chromatography (HPLC) courtesy to Agilent
Technologies, Inc)
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
23/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 19
Kelompok 7
Gambar 7. Output HPLC
(sumber: Fundamentals of Liquid Chromatography (HPLC) courtesy to Agilent
Technologies, Inc)
Output HPLC berupa Kromatogram yang membaca titik puncak atau peak dari
satu komponen berdasarkan waktu retensinya, yang diukur mulai dari saat
penginjeksian. Waktu yang dibutuhkan oleh senyawa untuk bergerak melalui kolom
menuju detektor disebut sebagai waktu retensi.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
24/31
20 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Tugas 3 : Bagaimana anda menentukan
1. Konsentrasi senyawa etanol dalam sampel darah
Jawab :
Dari data-data yang didapat dalam pemicu bahwa volume etanol dan n-propanol
adalah sebagai berikut :
Tabel 2. Konsentrasi ethanol dalam larutan standar
No Ethanol n-Propanol Konsentrasi etanol dalam larutan standar
1 0.1 1.9 5.26%
2 0.2 1.8 11.11%
3 0.3 1.7 17.65%
4 0.4 1.6 25%
5 0.5 1.5 33.33%
Tabel 3. Konsentrasi ethanol dan peak ethanol
No Konsentrasi ethanol dalam larutan standar Tinggi puncak ethnol (mm)
1 5.26% 3.75
2 11.11% 7.5
3 17.65% 11.25
4 25% 15
5 33.33% 18.75
Dari data diatas diatas dapat dibuat kurva kalibrasi standar dengan sumbu x
adalah konsentrasi ethanol dalam larutan standar, dan sumbu y adalah tinggi puncak
ethanol.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
25/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 21
Kelompok 7
Grafik 1. Kurva kalibrasi ethanol dalam larutan standar
Dari kurva tersebut didapatkan persamaan garis =53.2891.4075. Dan untukmengetahui kandungan ethanol dalam darah yang mempunyai puncak 12.5 mm, dapat
digunakan persamaan garis yang didapat
=53.289 1.4075 .........(17)
Dengan y adalah tinggi puncak dan x adalah konsentrasi maka didapatkan = 53.289 ......(18)
12.5 = 53.289 =0.235
Sehingga kandungan ethanol dalam 1.5 ml sampel sama dengan 0.3525 ml. Maka
kandungan senyawa ethanol dalam 5darah adalah :5 0.3525 101.5 = .
Jadi kandungan ethanol dalam 5 sampel darah adalah sebesar 1.175
y = 53,289x + 1,4075
0
5
10
15
20
25
0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35%
TinggiPuncak
Konsentrasi Ethanol
Kurva Kalibrasi Ethanol dalam Larutan
Standar
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
26/31
22 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
2.
Menentukan resolusi kolom
Jawab :
Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:
= waktu retensi etanol= 2,4 menit= waktu retensi n-propanol= 7,2 menitWa = lebar dasar puncak etanol= 1,45 menit
Wb = lebar dasar puncak n-propanol= 3,65 menit
Persamaan yang digunakan untuk mencari nilai Rs adalah sebagai berikut:
= + = + ......(19)
=2 7,22,4
1,45 3,65 = ,
Jadi, resolusi kolomnya adalah 1,88
3. Jumlah piringan rata-rata ( )Jawab :
Diketahui : Karena waktu retensi merupakan waktu yang dibutuhkan sejak sampel
diinjeksikan hingga puncak yang besar muncul, maka didapat :
( tR)A = Waktu retensi etanol = 2,4 menit
( tR)B = Waktu retensi n-propanol = 7,2 menit
WA = Lebar dasar puncak etanol = 1,45 menit
WB = Lebar dasar puncak n-propanol = 3,65 menit
Ditanya : Jumlah piringan ratarata ( N rata-rata) ?
Jawaban :
Jumlah piringan :
N = 16 (2 ..................................... ( 20)a.
Jumlah piringan etanol
N = 16 (,
,2= 43,834
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
27/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 23
Kelompok 7
b.
Jumlah piringan n-propanol
N = 16 (,
,2= 62,259
c.
Jumlah piringan rata-rata
Nrata-rata = +
= , +,
= 53,047
= 53 piringan
Jadi jumlah piringan rata-rata adalah 53 piringan.
4.
Tinggi piringan (H) dalam m
Jawab :
Misalkan panjang kolom (L) = 50 cm
Maka, tinggi piringan (H) adalah
= = 50 53 = . 5. Panjang Kolom bila resolusi kolom menjadi 1.5
Jawab :
Panjang kolom bila resoliusi kolom menjadi 1.5 (Rs)2
Dari persamaan:
= (+) ..(21)
diketahui bahwa dan kB konstan (tidak berubah) dengan berubahnya N dan L,
sehingga didapat persamaan:
=
.....(22)
Subtitusi (Rs)1 = 1.88 ; (Rs)2 = 1.5 ; N1 = 53.045 ke dalam persamaan di atas,
sehingga didapat jumlah piringan (N2) bila resolusi diharapkan menjadi 1.5:
2.4 =
1.881.5
= 1.53 = 91.67
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
28/31
24 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
Jadi, panjang kolom bila resolusi kolom diharapkan menjadi 1.5:
= . .....(23)
L = 340.943 cm = 32.062 cm 32cm
6. Waktu elusi senyawa ethanol pada panjang kolom yang baru
Jawab :
= (+) ....(24)
Dari persamaan diatas dapat terlihat bahwa ~ (sebanding)Sehingga bisa dituliskan persamaan baru :
= .....(25)Jadi waktu elusi ethanol pada kolomyang telah diperpanjang tersebut adalah
2.4 =
1.881.5
= 1.528 = 91.67
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
29/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 25
Kelompok 7
BAB III
KESIMPULAN
1. Kromatografi merupakan salah satu metode pemisahan komponen-
komponen campuran di mana cuplikan berkesetimbangan di antara
dua fasa, fasa gerak yang membawa cuplikan dan fasa diam yang
menahan cuplikan secara selektif. Kadar alcohol dalam darah dapat di
analisa melalui metode analisis kromatografi gas.
2. Pada kromatograf, jumlah peak (puncak) menunjukkan jumlah komponen
yang terdapat dalam cuplikan, sedang luas peak menunjukkan
konsentrasi komponen.
3.
Analisis dalam kromatografi gas dapat bersifat analisis kualitatif
maupun kuantitatif.
4. Analisis kualitatif berupa pengidentifikasian senyawa yang terkandung
dalam suatu campuran dengan menggunakan perbandingan waktu retensi
antara analit standar dengan sampel.
5. Analisis kuantitatif dapat diaplikasikan untuk mengetahui nilai-nilai yang
berhubungan dengan kromatogram. Nilai-nilai yang dapat diketahui adalah
resolusi kolom, konsentrasi sampel (dengan metode kurva kalibrasi), efisiensi,dan lain-lain.
6. Penggunaan Gas kromatografi dapat dipadukan dengan spektroskopi massa
guna memperoleh data yang lebih akurat dalam mengidentifikasi senyawa gas.
-
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
30/31
26 Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Kromatografi Gas
Kelompok 7
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Kromatografi. [online]
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22015/4/Chapter%20I
I.pdf(diakses pada 24 November 2014)
Anonim, Analysis of Blood Plasma for Ethanol by Gas Chromatography
http://www.oberlin.edu/chem/ForChemLab/Alcohol/AlcoholPStudents.pdf
(diakses pada 24November 2014)
Anonym. 2014. Fundamentals of Liquid Chromatography (HPLC). Agilent
Technologies,Inc.
Day, R.A. dan Underwood,A.L. 1986. Analisis Kimia Kuantitatif (terjemahan). Edisi
kelima. Jakarta: Erlangga.Hendayana, Sumar.1995.Kimia Analitik Instrumen. Semarang: IKIP Semarang Press.
Skoog, West, James F. Holler, Stanley R. Crouch. 2014. Skoog and Wests
Fundamentals of Analytical Chemistry (International edition) 9thedition. USA.
PreMediaGlobal.
Wiryawan, Adam. 2011. Analisis Kromatrografi Gas. [online].http://www.chem-
is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-
dengan-kromatografi-gas/(diakses pada 24 November 2014)
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22015/4/Chapter%20II.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22015/4/Chapter%20II.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22015/4/Chapter%20II.pdfhttp://www.oberlin.edu/chem/ForChemLab/Alcohol/AlcoholPStudents.pdfhttp://www.oberlin.edu/chem/ForChemLab/Alcohol/AlcoholPStudents.pdfhttp://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/instrumen_analisis/kromatografi1/analisis-dengan-kromatografi-gas/http://www.oberlin.edu/chem/ForChemLab/Alcohol/AlcoholPStudents.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22015/4/Chapter%20II.pdfhttp://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/22015/4/Chapter%20II.pdf -
7/23/2019 Makalah Pemicu III Kimia Analitik
31/31
Makalah Pemicu 3 Kimia Analitik Analisis Alkohol dan Drugs dalam Darah 27
Kelompok 7
LAMPIRAN