Kromatografi gas

1.     polaritas

            Dalam kimia, polaritas mengacu pada pemisahan muatan listrik yang mengarah ke molekul memiliki listrik. Molekul polar ikatan dapat bersama-sama karena dipol-dipol gaya antarmolekul antara satu molekul (atau bagian dari molekul besar) dengan asimetris distribusi muatan dan molekul lain juga dengan distribusi muatan asimetris.. Polaritas molekul bergantung pada perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam suatu senyawa dan asimetri dari struktur senyawa. Sebagai contoh, molekul air adalah polar karena berbagi tidak seimbang dari elektron dalam "membungkuk" struktur, sedangkan metana dianggap non-polar karena karbon berbagi elektron dengan hidrogen atom seragam. Polaritas mendasari sejumlah sifat fisik termasuk tegangan permukaan, kelarutan, dan meleleh-dan-titik didih.

2.     senyawa polar dan non polar

Senyawa dikatakan polar bila momen dipolnya tidak sama dengan nol. jadi kalau momen dipolnya sama dengan nol maka senyawa tersebut adalah senyawa non polar. selain itu senyawa nonpolar juga tidak larut dalam air.Polar dan non polar itu berdasarkan susunan elektron penyusunnya. Biasanya orang menyusun struktur elektron sustu molekul manggunakan struktur Lewis. Nah apabila pada struktur Lewis tersebut terdapat elektron bebas, (biasanya mengandung atom oksigen) maka bisa dibilang itu adalah senyawa polar. Dan apabila pada struktur Lewis tersebut tidak ada pasangan elektron bebas, maka itu adalah senyawa non polar. dari unsure-unsure tersebut. yang termasuk senyawa Polar: air, alkohol, air garam, CHCl₃ NH₃, PCl₃, H₂O, HCl, HBr, SO₃, N₂O₅, Cl₂O₅, non polar: minyak tanah, CCl₄, F₂, Cl₂, Br₂, I₂, O₂, H₂, N₂, CH₄.

Pada senyawa polar akan terdapat atraksi yang kuat antara pelarut polar dan molekul polar dalam campuran yang melalui kolom. Atraksi yang terjadi tidak akan sekuat atraksi antara rantai-rantai hidrokarbon yang berlekatan pada silika (fase diam) dan molekul-molekul polar dalam larutan. Oleh karena itu, molekul-molekul polar dalam campuran akan menghabiskan waktunya untuk bergerak bersama dengan pelarut.

Senyawa-senyawa non polar dalam campuran akan cenderung membentuk atraksi dengan gugus hidrokarbon karena adanya dispersi gaya van der Waals. Senyawa-senyawa ini juga akan kurang larut dalam pelarut karena membutuhkan pemutusan ikatan hydrogen sebagaimana halnya senyawa-senyawa tersebut berada dalam molekul-molekul air atau metanol misalnya. Oleh karenanya, senyawa-senyawa ini akan menghabiskan waktu dalam larutan dan akan bergerak lambat dalam kolom.

Senyawa ½ polar dan ½ non-polar

            Senyawa ½ polar dan ½ non-polar(hybrid) adalah Molekul-molekul besar yang memiliki satu ujung dengan gugus polar dan ujung yang lain dengan kelompok non-polar yang baik contohnya surfaktan. Mereka dapat membantu dalam pembentukan emulsi stabil, atau campuran, air dan lemak.. Surfaktan mengurangi ketegangan antarmuka antara minyak dan air oleh adsorbing pada antarmuka cair-cair.

3.     Kolom apieozon dan kolom carbowax

• Kolom apiozone: Sebuah kolom Scot berlapis yang mendukung kolom tubular terbuka. Kolom ini telah disiapkan oleh sebuah proses yang khusus deposito dukungan lapisan partikel dengan fase cair di dinding pipa stainless steel. Scot kolom memiliki kapasitas sampel yang lebih besar memungkinkan lebih rendah rasio split atau bahkan pengenalan sampel tanpa perpecahan. (Kolom Semakin lama semakin tinggi kapasitas sampel). Suhu maksimum 185 ⁰C. Apiezon L dan M gemuk memiliki kekuatan penyerapan yang kuat, terutama bagi molekul hidrokarbon lain karena mereka struktur hidrokarbon yang kompleks dan berat molekul yang sangat tinggi. Mereka sering digunakan sebagai fase stasioner kromatografi gas. Bagian lintas fitur kunci dari kolomapieozon  ini ditunjukkan di bawah ini:

1. Kisaran vakum Sangat tinggi  
2. Temperatur
3. Aplikasi kriogenik
4. Tahan radiasi
5. Ditambahkan bantalan
6. Excellent pelumas

• Kolom carbowax: Sebuah kolom Scot berlapis yang mendukung kolom tubular terbuka. Kolom ini telah disiapkan oleh sebuah proses yang khusus deposito dukungan lapisan partikel dengan fase cair di dinding pipa stainless steel. Scot kolom memiliki kapasitas sampel yang lebih besar memungkinkan lebih rendah rasio split atau bahkan pengenalan sampel tanpa perpecahan. (Kolom Semakin lama semakin tinggi kapasitas sampel). pada kolom carbowax, mengikat hidrogen terjadi dengan senyawa yang mengandung gugus hidroksil (s). karena itu, etanol adalah dipertahankan dan etil asetat eluted pertama.Carbowax adalah nama merek untuk polietilen glikol Sebuah Carbowax kromatografi kolom adalah kolom mana Carbowax digunakan sebagai fase stasioner; preferentially akan bahan yang mempertahankan ikatan hidrogen adalah mungkin.

Kolom kapiler dan kolom isian

 Kromatografi gas kolom dari dua desain: isian atau kapiler. Kolom isian biasanya gelas atau stainless steel coil (biasanya panjang total 1-5 m dan diameter 5 mm) yang dipenuhi dengan fase stasioner, atau kemasan dilapisi dengan fase stasioner. Kolom kapiler melebur tipis-silika (gelas silikat dimurnikan) kapiler (biasanya 10-100 m panjang dan 250 μm diameter) yang memiliki fase stasioner dilapisi pada permukaan batin. . Kolom kapiler memberikan efisiensi pemisahan yang jauh lebih tinggi daripada kolom isian tetapi lebih mudah overload karena terlalu banyak sampel.

Kolom kapiler memiliki diameter internal yang sangat kecil, di urutan beberapa sepersepuluh milimeter, dan panjang antara 25-60 meter adalah umum. ). Dinding kolom bagian dalam dilapisi dengan bahan aktif (WCOT kolom), beberapa kolom yang semu padat diisi dengan berbagai paralel micropores (PLOT kolom). Sebagian besar kolom kapiler terbuat dari melebur-silika dengan polyimide lapisan luar. Kolom ini fleksibel, sehingga kolom yang sangat panjang dapat luka ke kumparan kecil.

Kolom isian :      Fasa stasioner dalam GLC adalah cairan, tetapi cairan itu tidak boleh dibiarkan bergerak-gerak di dalam tabung. Cairan tersebut harus diimobilisasi, biasanya dalam bentuk suatu lapisan tipis dengan luas permukaan besar. Ini paling lazim dilakukan dengan mengimpregnasi suatu bahan padat dengan fase cair kolom diisi.

Jadi dapat disimpulkan kalau kolom apieozon merupakan kolom kapiler karena terdiri dari silica dan cocok untuk senyawa hidrokarbon karena struktur hidrokarbon yang kompleks dan berat molekul yang tinggi sedangkan kolom carbowax merupakan kolom isian karena dukungan lapisan cair dan cocok untuk larutan etanol karena  mengikat hidrogen terjadi dengan senyawa yang mengandung gugus hidroksil (s). Jadi jika pada kolom apieozon dialirkan larutan etanol dan juga senyawa hidrokarbon maka yang lebih dahulu keluar adalah senyawa hidro karbon sedangkan jika menggunakan kolom carbowax maka yang lebih dahulu keluar adalah larutan etanol.

4.     Standar dalam gas kromatografi

Standar Istilah kromatografi digunakan dalam dua cara. . Ini dapat digunakan untuk menggambarkan substansi referensi, waktu retensi yang dibandingkan dengan waktu retensi zat yang tidak diketahui untuk tujuan identifikasi. Atau, ini dapat digunakan untuk memberikan referensi puncak puncak ketinggian atau daerah yang dapat dibandingkan dengan puncak ketinggian atau wilayah substansi kepentingan untuk menyediakan informasi kuantitatif. Standar juga digunakan dalam aplikasi dapat digunakan dalam dua cara, baik sebagai standar internal atau sebagai standar eksternal.

 Standar internal ditambahkan sebagai kuantitas yang dikenal ke sampel itu sendiri, tetapi harus dipilih sehingga cukup diselesaikan dari tetangga-tetangganya pengukuran yang akurat sehingga dapat dibuat. Dengan menggunakan sampel sintetis campuran faktor tanggapan dari zat terlarut bunga dan standar internal dapat ditentukan. Kemudian, dari retensi standar dan rasio retensi dari zat terlarut yang menarik bagi standar, identitas komponen minat dapat dikonfirmasikan. Dari puncak ketinggian atau area standar dan orang-orang dari zat terlarut bunga sekarang jumlah setiap zat terlarut kepentingan juga dapat dinilai.

 Standar eksternal digunakan ketika yang sesuai standar internal yang dapat dipisahkan dari komponen-komponen dari campuran tidak dapat dipilih. . Dalam hal ini standar eksternal dijalankan sebagai kromatogram terpisah di bawah kondisi yang persis sama. Sifat standar dari kromatogram terpisah ini kemudian dibandingkan dengan sifat-sifat zat terlarut dalam kromatogram dari campuran. . Secara umum, analisis yang diperoleh dengan menggunakan standar internal memberikan hasil yang lebih akurat daripada menggunakan standar eksternal.

Eksternal Standar Metode

Dalam metode standar eksternal, terlarut dipilih sebagai rujukan chromatographed terpisah dari sample. Namun, hasil dari dua kromatogram akan dibandingkan kondisi kromatografi sehingga harus dipertahankan sangat konstan. Untuk mengurangi efek dari setiap perubahan dalam kondisi operasi sampel dan referensi solusi dapat chromatographed bergantian. Data dari kromatogram referensi dijalankan sebelum dan sesudah sampel kemudian digunakan untuk menghitung hasil dari masing-masing alat tes. Dengan metode standar eksternal, standar acuan (atau standar) dapat dipilih untuk menjadi sama dengan terlarut (atau zat terlarut) dalam sampel. Selain itu, standar eksternal (s) dapat dibuat untuk memiliki konsentrasi (s) erat mirip dengan komponen (s) dari sampel, dengan demikian, kesalahan yang mungkin timbul sedikit non-linearitas detektor dikurangi secara signifikan. Dengan asumsi, tanggapan detektor indeks adalah kesatuan, jika (p) th terlarut dalam campuran adalah pada konsentrasi (c p (s)) dalam sampel dan (c p (st)) dalam standar

solusi, maka

(29) (29)

di mana (a p (s)) adalah luas puncak untuk terlarut (p) dalam sampel

kromatogram,

(a p (st)) adalah luas puncak untuk terlarut (p) dalam referensi

kromatogram,

dan (c p (st)) adalah konsentrasi standar dalam acuan

solusi.

ketinggian puncak bekerja, maka

(30) (30)

sample dimana (h p (s)) adalah tinggi puncak untuk terlarut (p) dalam sampel

kromatogram,

(h p (st)) adalah tinggi puncak untuk terlarut (p) dalam referensi

kromatogram,

dan (cp (st)) adalah konsentrasi standar dalam acuan

 solusi.

Jika nilai atau indeks respons, (r), bukan kesatuan, maka daerah dikoreksi dan tinggi harus digunakan. Thus again assuming Jadi sekali lagi dengan asumsi

maka persamaan (29) menjadi

(31) (31)

dan persamaan (30) menjadi

(32) (32)

Secara teori, jika kondisi kromatografi tetap konstan, kromatogram referensi hanya perlu dijalankan sekali sehari. . Namun, dalam praktiknya, kromatogram referensi harus sekurang-kurangnya setiap dua jam dan, banyak analis menjalankan kromatogram referensi segera sebelum dan setelah setiap sampel.

Internal Standar Metode

Hasil yang lebih akurat dalam GC dan LC mungkin diperoleh dengan menggunakan standar internal. Namun, hal itu mungkin sulit untuk menemukan yang sesuai substansi yang akan elute dalam posisi pada kromatogram yang tidak mengganggu atau menggabungkan dengan salah satu komponen alam campuran. Namun demikian, setelah mengidentifikasi standar referensi, faktor respon untuk masing-masing komponen dalam campuran harus ditentukan (yang mungkin tidak harus mencakup semua komponen). . Dalam banyak contoh komponen-komponen tertentu saja dituntut untuk diuji. Sebuah campuran sintetis kemudian dibuat diketahui mengandung konsentrasi masing-masing komponen bunga bersama-sama dengan standar.

Sekarang, jika ada (n) komponen, dan (p) komponen terdapat pada konsentrasi (c p), standar pada konsentrasi (c st) dan indeks respon detektor dapat dianggap sebagai kesatuan. , Kemudian, (17) (17)

di mana (a p) adalah luas puncak untuk komponen (p),

dan (y p) adalah faktor respons komponen (p).

 (a st) adalah luas puncak untuk standar,

Akibatnya, faktor respons (y p) untuk komponen (p) dapat dihitung sebagai berikut:

(18) (18)

Jika tinggi puncak digunakan bukan daerah puncak, kemudian oleh pengganti sederhana,

(19) (19)

dimana (h p) adalah tinggi puncak untuk komponen (p),

(h st) adalah tinggi puncak untuk standar,

dan (y p) adalah faktor respons komponen (p).

Dengan demikian, mengatur ulang, faktor respons (y p) untuk komponen (p) diberikan oleh

(20) (20)

Sebuah jumlah beratnya standar sekarang ditambahkan ke sampel dan chromatographed. Biarkan konsentrasi standar adalah (C st), konsentrasi dari setiap komponen (p) akan (C p) dan daerah puncak komponen (p) dan bahwa dari standar (A p), (A st) masing-masing kemudian

Standar internal terutama digunakan untuk meningkatkan akurasi dan presisi dari metode analitis yang melekat besar variabilitas. Metode ini digunakan dalam kromatografi (GC, HPLC) di mana suatu senyawa yang mirip dengan bunga analyte ditambahkan ke sampel dan lari. Dengan memiliki analyte dan standar yang sama elute lari, lari untuk menjalankan variabilitas dihilangkan memberikan hasil yang lebih tepat. Jelas kita perlu mengkalibrasi tanggapan dari standar internal dengan bahwa dari analyte. Insidentil manfaat yang menghemat waktu dan uang dengan memiliki kurang berjalan.

5.    Perbedaan TCD dan FID

Konduktivitas termal detector

Konduktivitas termal detector (TCD) adalah properti massal detektor dan detektor spesifik kimia yang biasa digunakan dalam kromatografi gas-cair. ^[1] ini perubahan indera detektor konduktivitas termal dari kolom limbah dan membandingkannya dengan referensi aliran gas pembawa . Karena kebanyakan senyawa memiliki konduktivitas termal jauh lebih kecil daripada yang umum gas pembawa helium atau hidrogen, ketika sebuah analyte elutes dari kolom, konduktivitas termal limbah berkurang dan menghasilkan sinyal yang terdeteksi.

Operasi

The TCD terdiri dari filamen dipanaskan listrik pada suhu-sel dikendalikan. Kondisi normal ada aliran panas yang stabil dari filamen ke tubuh detektor. Ketika sebuah analyte elutes dan konduktivitas termal kolom limbah berkurang, filamen memanas dan perubahan resistensi. Resistensi ini perubahan sering dirasakan oleh sebuah jembatan Wheatstone rangkaian yang menghasilkan perubahan tegangan yang dapat diukur. Kolom limbah mengalir di atas salah satu resistor sementara aliran referensi atas resistor kedua dalam rangkaian resistor empat.

TCD Schematic TCD Schematic

Sebuah skema klasik desain detektor konduktivitas termal memanfaatkan jembatan Wheatstone sirkuit. Aliran referensi di resistor 4 dari rangkaian mengkompensasi melayang karena aliran atau fluktuasi suhu. Perubahan dalam konduktivitas termal kolom di aliran limbah cair resistor 3 akan mengakibatkan perubahan temperatur resistor dan karena itu perubahan resistansi yang dapat diukur sebagai sinyal.

Aplikasi

Karena semua senyawa organik dan anorganik, memiliki konduktivitas termal yang berbeda dari helium, semua senyawa dapat dideteksi oleh detektor ini The TCD ini sering disebut universal detektor karena menanggapi semua senyawa. Juga, karena konduktivitas termal senyawa organik serupa dan sangat berbeda dari helium, sebuah TCD akan merespon mirip dengan konsentrasi analyte serupa. Oleh karena itu TCD dapat digunakan tanpa kalibrasi dan konsentrasi komponen sampel dapat diperkirakan oleh rasio analyte daerah puncak untuk semua komponen (puncak) dalam sampel.

The TCD adalah tujuan umum yang baik detektor untuk penyelidikan awal dengan sampel yang tidak diketahui. Karena TCD kurang sensitif dibandingkan dengan detektor ionisasi nyala dan memiliki volume yang lebih besar itu mati tidak akan memberikan penyelesaian sebaik sebagai FID. Namun, dalam kombinasi dengan film tebal kolom dan Sejalan dengan volume sampel yang lebih besar, batas deteksi secara keseluruhan dapat serupa dengan yang dilakukan oleh seorang FID. Dalam kesimpulan yang TCD tidak sensitif detektor lain tetapi non-spesifik dan non-destruktif.

            Yang TCD juga digunakan dalam analisis gas permanen (argon, oksigen, nitrogen, karbon dioksida) karena menanggapi semua zat murni ini berbeda dengan FID yang tidak dapat mendeteksi senyawa yang tidak mengandung karbon-ikatan hidrogen.

Detektor ionisasi nyala

Sebuah detektor ionisasi nyala (FID) adalah jenis detektor gas yang digunakan dalam kromatografi gas. Api pertama detektor ionisasi dikembangkan pada 1957 oleh para ilmuwan yang bekerja untuk CSIRO di Melbourne, Australia. ^{[1] [2]}

Deteksi senyawa organik yang paling efektif dilakukan dengan ionisasi nyala. Biokimia senyawa seperti protein, nukleotida, dan obat-obatan dapat dipelajari dengan ionisasi nyala serta detektor lainnya, seperti konduktivitas termal, thermionic, atau konduktivitas elektrolitik karena kehadiran nitrogen, fosfor, atau belerang atom atau karena universalitas konduktivitas termal detektor. Namun, biasanya senyawa biokimia memiliki jumlah karbon yang lebih besar hadir dari unsur-unsur lain. Ini berarti bahwa senyawa tertentu mungkin lebih mudah dideteksi menggunakan ionisasi api atas metode lain karena konsentrasi karbon yang lebih tinggi dan juga kepekaan ionisasi nyala.

Aplikasi

Sebagai contoh, sebuah FID ini sangat baik untuk mendeteksi metana di nitrogen, karena akan menanggapi metana tetapi tidak nitrogen.

Jumlah besar yang terbaik untuk mendeteksi hidrokarbon dan komponen lain yang mudah terbakar dengan mudah. Mereka sangat sensitif terhadap komponen-komponen ini, dan tanggapan cenderung linier di berbagai konsentrasi.

Namun, sebuah FID menghancurkan sebagian besar - jika tidak semua - dari komponen itu mendeteksi. Sebaliknya, dengan TCD komponen-komponen yang dapat melanjutkan ke detektor lain setelah melewati TCD; karenanya dianggap non-destruktif detektor (ini dapat berguna untuk menganalisis campuran kompleks dimana detektor yang berbeda diperlukan karena selectivities detektor yang berbeda). Namun, dengan FID, sebagian besar komponen yang rusak dan tidak ada deteksi lebih lanjut adalah mungkin.

Untuk alasan ini, dalam beberapa situasi detektor, yang FID hampir selalu detector.An terakhir FID dasarnya hanya dapat mendeteksi komponen yang dapat dibakar. Komponen lain dapat terionisasi dengan hanya melewati FID's api, tetapi mereka cenderung tidak cukup membuat sinyal untuk naik di atas kebisingan dari detektor.

Jumlah besar juga dapat diintegrasikan ke dalam perangkat portabel dan pengukuran yang digunakan, misalnya, untuk pemantauan gas TPA.

Operasi

Seperti namanya, melibatkan analisis deteksi ion. Sumber ion ini adalah hidrogen kecil-api udara. Kadang-kadang api hidrogen-oksigen digunakan karena kemampuan untuk meningkatkan sensitivitas deteksi, namun bagi sebagian besar analisis, penggunaan kompresi udara bernapas cukupApi yang dihasilkan seperti luka bakar pada suhu seperti untuk pyrolyze kebanyakan senyawa organik, menghasilkan ion yang bermuatan positif dan elektron.

Dalam rangka untuk mendeteksi ion ini, dua elektroda digunakan untuk memberikan beda potensial. Elektroda positif ganda sebagai kepala nossel di mana nyala api yang dihasilkan. Lain, elektrode negatif diposisikan di atas api. Ketika pertama kali dirancang, elektrode negatif itu baik berbentuk tear-drop atau potongan sudut platinum. Saat ini, desain telah dimodifikasi menjadi elektrode tubular, sering disebut sebagai seorang kolektor piring. Demikian ion tertarik ke kolektor memukul piring dan di atas piring, menimbulkan arus. Arus ini diukur dengan impedansi tinggi picoammeter dan dimasukkan ke sebuah integrator. Bagaimana data akhir yang ditampilkan didasarkan pada komputer dan perangkat lunak. Secara umum, grafik akan ditampilkan yang memiliki waktu pada sumbu x dan total ion pada sumbu-y.

Diukur saat ini kurang lebih sesuai dengan proporsi atom karbon berkurang dalam api. Khususnya bagaimana ion yang diproduksi tidak selalu dimengerti, tapi respon dari detektor ditentukan oleh jumlah karbon atom (ion) memukul detektor per satuan waktu. Hal ini membuat detektor peka terhadap massa daripada konsentrasi, yang berguna karena respon dari detektor tidak terlalu terpengaruh oleh perubahan pada laju aliran gas pembawa.

6.     Kailbrasi

Kalibrasi merupakan proses verifikasi bahwa suatu akurasi alat ukur sesuai dengan rancangannya. Kalibrasi biasa dilakukan dengan membandingkan suatu standar yang terhubung dengan standar nasional maupun internasional dan bahan-bahan acuan tersertifikasi.

Sistem manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif, termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi, untuk semua perangkat pengukuran. ISO 9000 dan ISO 17025 memerlukan sistem kalibrasi yang efektif.

Kalibrasi diperlukan untuk:

• Perangkat baru
• Suatu perangkat setiap waktu tertentu
• Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu (jam operasi)
• Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang berpotensi mengubah kalibrasi
• Ketika hasil observasi dipertanyakan

Kalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu. Contohnya, termometer dapat dikalibrasi sehingga kesalahan indikasi atau koreksi dapat ditentukan dan disesuaikan (melalui konstanta kalibrasi), sehingga termometer tersebut menunjukan temperatur yang sebenarnya dalam celcius pada titik-titik tertentu di skala.

Di beberapa negara, termasuk Indonesia, terdapat direktorat metrologi yang memiliki standar pengukuran (dalam SI dan satuan-satuan turunannya) yang akan digunakan sebagai acuan bagi perangkat yang dikalibrasi. Direktorat metrologi juga mendukung infrastuktur metrologi di suatu negara (dan, seringkali, negara lain) dengan membangun rantai pengukuran dari standar tingkat tinggi/internasional dengan perangkat yang digunakan.

Hasil kalibrasi harus disertai pernyataan "traceable uncertainity" untuk menentukan tingkat kepercayaan yang di evaluasi dengan seksama dengan analisa ketidakpastian.

Sumber :http;//id.wikipedia.org