Kimiawan Bolos

A place to share about Chemistry and Chemical Analyst

Beranda » Penelusuran Kimia Analitik

Metode Pemisahan dan Analisis Kimia

Pendahuluan tentang metode pemisahan dan analisis kimia. Teknik pemisahan adalah suatu metode yang digunakan untuk memisahkan atau memurnikan senyawa kimia tunggal, kelompok senyawa dengan susunan yang berkaitan, atau suatu zat yang terdapat dalam bahan alam, hasil proses reaksi kimia baik dalam skala laboratorium maupun skala industri. Teknik pemisahan merupakan salah satu bidang kimia analitik yang berkembang dengan cepat, terutama setelah penemuan kromatografi gas.

Pelaksanaan pemisahan kimia terkadang menghadapi banyak kesulitan dan memerlukan biaya yang mahal, yang tingkatannya tergantung pada keadaan bahan, susunan bahan dan tingkat persyaratan yang diinginkan.

metode pemisahan analisis kimia

Berdasarkan prosesnya, pemisahan dapat dibagi menjadi dua golongan, yaitu :

Pemisahan dengan proses sederhana

Pemisahan dengan proses sederhana hanya menggunakan cara tunggal. Misalnya dua cairan yang tidak bercampur dipisahkan dengan pipet atau corong pisah, dua campuran yang bercampur homogen dipisahkan melalui destilasi, pemisahan dengan cara sentrifugasi, filtrasi dan sebagainya. Proses sederhana biasanya terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yang relatif sederhana. Proses ini pelaksanaannya serta dasar metodenya terkadang tidak bisa disebut sederhana.

Pemisahan dengan proses yang kompleks

Proses yang kompleks ini biasanya memerlukan pembentukan fase kedua, yaitu dengan menambah cairan, padatan atau gas. Proses ini juga memerlukan pengaturan dengan proses mekanis ataupun reaksi kimia untuk menghasilkan pemisahan yang efektif.

Beberapa faktor yang perlu diperhatikan pada proses pemisahan yaitu:
  1. Tempat senyawa atau komponen yang akan dipisahkan.
  2. Kadar senyawa yang akan dipisahkan.
  3. Sifat-sifat fisika dan kimia senyawa yang akan dipisahkan.
  4. Standar kemurnian yang dikehendaki.
  5. Cemaran atau campuran yang akan menjadi sumber gangguan pada proses pemisahan.
  6. Keadaan dan harga senyawa yang akan dipisahkan.

Destilasi

Pengertian Destilasi

Destilasi adalah suatu metode pemisahan campuran yang didasarkan pada perbedaan tingkat volatilitas (kemudahan suatu zat untuk menguap) pada suhu dan tekanan tertentu. Destilasi merupakan proses fisika dan tidak terjadi adanya reaksi kimia selama proses berlangsung.

Dasar Pemisahan dengan Destilasi

Dasar utama pemisahan dengan cara destilasi adalah perbedaan titik didih cairan pada tekanan tertentu. Proses destilasi biasanya melibatkan suatu penguapan campuran dan diikuti dengan proses pendinginan dan pengembunan. Sebagai contoh ada sebuah campuran yang di dalamnya terdapat dua zat, yaitu zat A  dan zat B. Zat A mempunyai titik didih sekitar 120º C, sedangkan zat B mempunyai titik didih sebesar 80º C. Zat A dapat dipisahkan dengan zat B dengan cara mendestilasi campuran tersebut pada suhu sekitar 80º C. Pada suhu tersebut, zat B akan menguap sedangkan zat A tetap tinggal.

Proses Destilasi

Secara sederhana, proses destilasi dapat dijelaskan melalui gambar berikut:

destilasi, bagan destilasi, gambar destilasi
Rangkaian destilasi sederhana
Suatu campuran yang berupa cairan (15) dimasukkan ke dalam labu (2) yang dipanaskan melalui penangas (14) dengan heater (13). Suhu pemanasan dapat diatur dengan mengamati termometer (4). Pada saat dipanaskan, sedikit demi sedikit campuran akan menguap. Uap kemudian naik melalui pipa (3) den mengalir menuju pendingin / kondenser (5). Pendinginan uap adalah dengan cara mengalirkan air melalui dinding pendingin. Setelah melalui pendingin, uap akan mengembun membentuk cairan kembali dan melaju ke adaptor (10) dan menetes ke labu destilat (8).

Penerapan Destilasi

Aplikasi destilasi dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu skala laboratorium dan skala industri. Perbedaan untama destilasi skala laboratorium dan industri adalah sistem ketersinambungan. Pada skala laboratorium, destilasi dilakukan sekali jalan. Dalam artian pada destilasi skala laboratorium, komposisi campuran dipisahkan menjadi komponen fraksi yang diurutkan berdasarkan volatilitas, dimana zat yang paling volatil akan dipisahkan terlebih dahulu. Dengan demikian, zat yang paling tidak volatil akan tersisa pada bagian bawah. Proses ini dapat diulangi ketika campuran ditambahkan dan memulai proses destilasi dari awal.

Pada destilasi skala industri, senyawa asli (campuran), uap, dan destilat tetap dalam komposisi konstan. Fraksi yang diinginkan akan dipisahkan dari sistem secara hati-hati, dan ketika bahan awal habis maka akan ditambahkan lagi tanpa menghentikan proses destilasi.

Penggunaan Destilasi

Destilasi mempunyai peranan yang sangat banyak dalam kehidupan manusia. Destilasi adalah kunci utama dalam pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi. Minyak bumi dipisahkan menjadi fraksi-fraksi tertentu didasarkan pada perbedaan titik didih. Alkohol yang terbentuk dari proses fermentasi juga dimurnikan dengan cara destilasi.

Minyak-minyak atsiri alami yang mudah menguap dapat dipisahkan melalui destilasi. Banyak sekali minyak atsiri alami yang dapat diperoleh dengan cara destilasi, yakni minyak serai, minyak jahe, minyak cengkeh, dsb. Minyak kayu putih juga didapatkan dengan cara destilasi.

Selain itu, destilasi juga dapat memisahkan garam dari air laut.

Kromatografi Lapis Tipis (KLT)

Pengertian Kromatografi Lapis Tipis

Kromatografi lapis tipis (KLT) adalah salah satu metode pemisahan komponen menggunakan fasa diam berupa plat dengan lapisan bahan adsorben inert. KLT merupakan salah satu jenis kromatografi analitik. KLT sering digunakan untuk identifikasi awal, karena banyak keuntungan menggunakan KLT, di antaranya adalah sederhana dan murah. KLT termasuk dalam kategori kromatografi planar, selain kromatografi kertas.

KLT

Peralatan KLT

Kromatografi lapis tipis menggunakan plat tipis yang dilapisi dengan adsorben seperti silika gel, aluminium oksida (alumina) maupun selulosa. Adsorben tersebut berperan sebagai fasa diam.

Fasa gerak yang digunakan dalam KLT sering disebut dengan eluen. Pemilihan eluen didasarkan pada polaritas senyawa dan biasanya merupakan campuran beberapa cairan yang berbeda polaritas, sehingga didapatkan perbandingan tertentu. Eluen KLT dipilih dengan cara trial and error. Kepolaran eluen sangat berpengaruh terhadap Rƒ (faktor retensi) yang diperoleh.

Faktor Retensi

Faktor retensi (Rƒ) adalah jarak yang ditempuh oleh komponen dibagi dengan jarak yang ditempuh oleh eluen. Rumus faktor retensi adalah:

Rf KLT
Nilai Rƒ sangat karakterisitik untuk senyawa tertentu pada eluen tertentu. Hal tersebut dapat digunakan untuk mengidentifikasi adanya perbedaan senyawa dalam sampel. Senyawa yang mempunyai Rƒ lebih besar berarti mempunyai kepolaran yang rendah, begitu juga sebaliknya. Hal tersebut dikarenakan fasa diam bersifat polar. Senyawa yang lebih polar akan tertahan kuat pada fasa diam, sehingga menghasilkan nilai Rƒ yang rendah.

Rƒ KLT yang bagus berkisar antara 0,2 - 0,8. Jika Rƒ terlalu tinggi, yang harus dilakukan adalah mengurangi kepolaran eluen. Sebaliknya jika Rƒ terlalu rendah, maka kepolaran eluen harus ditambah.

Cara Menggunakan KLT

KLT sangat berguna untuk mengetahui jumlah komponen dalam sampel. Peralatan yang digunakan untuk KLT adalah chamber (wadah untuk proses KLT), pinset, plat KLT, dan eluen. Inilah langkah-langkah memakai KLT:
  1. Potong plat sesuai ukuran. Biasanya, untuk satu spot menggunakan plat selebar 1 cm. Berarti jika menguji 3 sampel (3 spot) berarti menggunakan plat selebar 3 cm.
  2. Buat garis dasar (base line) di bagian bawah, sekitar 0,5 cm dari ujung bawah plat, dan garis akhir di bagian atas.
  3. Menggunakan pipa kapiler, totolkan sampel cairan yang telah disiapkan sejajar, tepat di atas base line. Jika sampel padat, larutkan pada pelarut tertentu. Keringkan totolan.
  4. Dengan pipet yang berbeda, masukkan masing-masing eluen ke dalam chamber dan campurkan.
  5. Tempatkan plat pada chamber berisi eluen. Base line jangan sampai tercelup oleh eluen. Tutuplah chamber.
  6. Tunggu eluen mengelusi sampel sampai mencapai garis akhir, di sana pemisahan akan terlihat.
  7. Setelah mencapai garis akhir, angkat plat dengan pinset, keringkan dan ukur jarak spot. Jika spot tidak kelihatan, amati pada lampu UV. Jika masih tak terlihat, semprot dengan pewarna tertentu seperti kalium kromat, asam sulfat pekat dalam alkohol 96%, atau ninhidrin.
Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar di bawah ni.

proses KLT

Kromatografi Kolom

Pengertian Kromatografi Kolom

Kromatografi kolom adalah salah satu metode yang digunakan untuk pemurnian senyawa dari campuran dengan memakai kolom. Kromatografi kolom termasuk kromatografi preparatif.

Peralatan Kromatografi Kolom

Alat utama yang digunakan adalah sebuah tabung dengan diameter 5-50 mm dan tinggi 5 cm - 1 m. Pada bagian dasar tabung diberi semacam penyaring dari glass wool untuk menghindari hilangnya fasa diam.

Fasa gerak

Fasa gerak atau eluen adalah campuran cairan murni. Eluen dipilih sedemikian rupa sehingga faktor retensi senyawa berkisar antara 0,2-0,3 supaya meminimalisasi penggunaan waktu dan jumlah eluen melewati kolom. Jenis eluen yang digunakan pada kromatografi kolom dipilih supaya senyawa yang berbeda dapat dipisahkan secara efektif. Eluen yang digunakan dapat dicoba terlebih dahulu menggunakan kromatografi lapis tipis. Setelah dirasa cocok, eluen yang sama digunakan untuk mengelusi komponen dalam kolom.

Fasa diam

Fasa diam yang digunakan dalam kromatografi kolom adalah suatu adsorben padat. Biasanya berupa silika gel atau alumina. Dahulu juga sering digunakan bubuk selulosa. Fasa diam berbentuk serbuk microporous untuk meningkatkan luas permukaan.

Metode

Dua metode utama yang digunakan yaitu metode kering dan metode basah:

Metode kering

Pada metode kering, kolom diisi dengan fasa diam kering, diikuti dengan penambahan fasa gerak yang disiramkan pada kolom sampai benar-benar basah.

Metode basah

Pada metode basah, bubur (slurry) disiapkan dengan mencampurkan eluen pada serbuk fasa diam dan dimasukkan secara hati-hati pada kolom. Dalam langkah ini harus benar-benar hati-hati supaya tidak ada gelumbung udara. Larutan senyawa organik dipipet di bagian atas fasa diam, kemudian eluen dituangkan pelan-pelan melewati kolom.

Cara Kerja Kromatografi Kolom

Komponen tunggal ditahan pada fasa diam berupa adorben karena telah terikat. Ketika eluen dialirkan, maka senyawa akan melakukan migrasi, terbawa oleh eluen sesuai dengan kesesuaian kepolaran. Masing-masing senyawa dalam komponen mempunyai kecepatan yang berbeda-beda dalam melewati kolom. Selama proses berlangsung, akan didapatkan beberapa fraksi. Masing-masing fraksi kemungkinan mengandung senyawa yang berbeda. Untuk mengujinya, fraksi hasil kromatografi kolom dapat diamati menggunakan KLT. Fraksi dengan Rf yang mirip, kemungkinan mengandung senyawa yang sama. Fraksi dapat diamati lebih lanjut menggunakan spektroskopi.

Seluruh proses kromatografi kolom dapat dilihat pada gambar berikut:


Kromatografi

Pengertian Kromatografi

Kromatografi adalah salah satu metode pemisahan kimia yang didasarkan pada adanya perbedaan partisi zat pada fasa diam (stationary phase) dan fasa gerak (mobile phase). Kromatografi berasal dari bahasa Yunani yaitu χρῶμα yang berarti warna dan γράφειν yang berarti menulis.

Kromatografi dapat bersifat preparatif maupun analitik. Tujuan kromatografi preparatif biasanya adalah untuk memisahkan senyawa dalam campuran (biasanya digunakan untuk pemurnian). Kromatografi analitik digunakan untuk mengetahui perbandingan senyawa dalam campuran.

Istilah dalam Kromatografi

Dalam kromatografi, dikenal beberapa istilah, antara lain:
  • Analit adalah zat yang dipisahkan.
  • Kromatogram adalah output visual yang diperoleh dari hasil pemisahan. Adanya puncak karakterisitik yang berbeda menunjukkan adanya senyawa yang berbeda.
  • Eluen adalah pelarut yang digunakan untuk memisahkan analit.
  • Fasa gerak adalah fasa zat yang bergerak pada arah tertentu.
  • Fasa diam adalah fasa yang tetap pada tempatnya.
  • Waktu retensi adalah waktu yang diperlukan analit untuk melewati sistem.
  • Volume retensi adalah volume fasa gerak yang dibutuhkan untuk mengelusi komponen analit.

Dasar Teori Kromatografi

Distribusi analit antara dua fasa dapat dijelaskan secara sederhana. Pada dasarnya, analit berada dalam kesetimbangan dalam fasa gerak dan fasa diam.
Amobile ⇌ Astationary
Konstanta kestimbangan, K, sering disebut dengan koefisien partisi. Koefisien partisi adalah konsentrasi molar analit pada fasa diam dibagi dengan konsentrasi molar analit pada fasa gerak.


Waktu antara injeksi sampel hingga akhir proses dinamakan waktu retensi (tR). Masing-masing analit dalam sampel akan mempunyai waktu retensi yang berbeda. Waktu yang diukur dari fase gerak melewati kolom disebut tM .
Faktor retensi (k') sering digunakan untuk mengetahui laju migrasi analit pada kolom. Faktor retensi analit ditentukan dengan rumus:
k'A A = [tR- tM ]/ tM
Back To Top