KROMATOGRAFI GAS

1. KROMATOGRAFI GAS Any Guntarti

3. Gas Chromatography

4. Dasar Pemisahan • Penyebaran cuplikan antara 2 fase → fase diam & fase gerak • Aplikasi → senyawa mudah ↑

5. erdasarkan Fase Diam • KGP → fase diam padat Dasar → penyerapan fase diam / adsorpsi Ex: silika gel, ayakan nol, arang dsb. • KGC → fase diam cair Dasar pemisahan → partisi sampel yang masuk/keluar dari lapisan cair Sampel / cuplikan : bisa cair, padat, gas Contoh Fase Gerak : gas H2, He, N2

6. Keuntungan • Kolom scr kontinyu dijaga oleh FG/ gas • Sampel terpisah secara sempurna • Waktu relatif pendek • Sensitivitas tinggi • Sampel sedikit • mudah

7. Kerugian • Komponen yang tertahan kuat dalam fase diam → sulit dipisahkan ↓ diatasi dengan suhu kolom ↑ • Personal tertentu • Mahal

8. agian Dasar Kromatografi Gas Tangki gas pembawa Pengendali aliran & pengatur tekanan Gerbang suntik Kolom Detektor Perekam Termostat

9. SCHEMATIC OF GC Recorder and Data processing Detector Injector Carrier gas Column

11. 1. Tangki gas pembawa/fase gerak

12. Gas pembawa → H2, He, N2 Syarat : • Lembam • Meminimumkan difusi • Mudah didapat & murni • Cocok dengan detektor → pers. Van Deemter H = A + B/u + C.u

13. Gas Purity A. Molecular Sieve Trap B. Hydrocarbon Trap C. Oxygen Trap

14. Traps Hydrocarbon Trap Molecular Sieve Trap (moisture trap) Oxygen Trap

15. 2. Sample Injection System • Introduced as a plug of vapor with suitable size • Slow injection or oversized samples cause band spreading and poor resolution • Microsyringes • Injection ports • diperkenalkan sebagai plug uap dengan ukuran yang cocokInjksi lambat atau sampel kebesaran menyebabkan band yang menyebar dan miskin resolusiMicrosyringesport injeksi

16. Injection port • 50º C greater than boiling point of the least volatile component • Sample size: L • Split mode (1:100) • Split/splitless mode • Autosampler • 50 º C lebih besar dari titik didih komponen paling volatilUkuran sampel:  LMode split (1:100)Split / modus pisahautosampl Carrier gas Septum Septum purge Heated injection port Vent Inlet liner Column

17. Vaporization Injectors • Basic design • a glass liner resides inside the heated, metal injector body • Sample introduction • rapidly vaporizes as of high temperature • carried by the movement of carrier gas into the column • dasar desainliner kaca berada dalam panas, injector tubuh logampengenalan sampelcepat menguap pada suhu tinggidibawa oleh pergerakan gas pembawa ke dalam kolom

18. Microsyringes/ Autosampler Autosampler Gas-tight syringe Microsyringe

19. Inlet Liners

20. Accessories: Vial, Septa and Caps

21. 3. Kolom Mengkondisikan kolom • Minimum 2 jam, 250C di atas suhu maksimum kolom yang digunakan • Aliran gas pembawa lambat (5 – 10 ml/menit) • Jangan disambung ke detektor

22. Contoh Penyangga • Chromosorb P • Chromosorb W • Chromosorb G • Chromosorb T • Bata • Fluoropak 80 • Sifat penyangga : • Lembam • Tidak mudah remuk • Permukaan luas • Bentuk teratur, ukuran • sama

23. Column Dimensions • Column Length: 10 – 60 m • Column Internal Diameter: 0.10 – 0.53 mm • Stationary Phase Film Thickness: 0.10 – 0.25 mm

24. Jenis kolom • Kolom packed dan kolom kapiler

26. Packed vs Capillary • Length: 2-50 m or more • Stainless steel, glass, fused silica, or Teflon Open-tubular Column (capillary column) Packed Column

27. Packed Column • Glass or metals • 2-3 m long, 2-4 mm i.d. • Densely packed with packing materials or solid support coated with thin layer of stationary liquid phase • Diatomaceous earth • Size: 60-80 mesh (250-170 m) or 80-100 mesh (170-149 m) • Kaca atau logam2-3 m panjang, 2-4 mm i.d.Padat dengan bahan kemasan atau dukungan padat dilapisi dengan lapisan tipis fase cair stasionertanah diatomUkuran: 60-80 jala (250-170  m) atau 80-100 jala (170-149  m)

29. Open Tubular Column • Better resolution – efficient mass transfer between gas and SP • Tubing – fused silica, glass, copper, stainless steel

30. Types of Open Tubular Column Solid support coated with liquid phase Porous Adsorbent Liquid phase Wall-coated Open Tubular (WCOT) Support-coated Open Tubular (SCOT) Porous Layer Open Tubular (PLOT) FSOT: Fused-silica open tubular column

31. Characteristics *Megabore column

32. Stationary Phases • Low volatility, thermal stability, chemical inertness • Provide k and  within a suitable range • consider the polar characteristics of the analytes and select SP of similar polarity ‘Like dissolves like’ • Volatilitas yang rendah, stabilitas termal, inertness kimiaMenyediakan k dan  dalam kisaran yang cocokmempertimbangkan karakteristik kutub analit dan pilih SP polaritas yang sama

33. Stationary Phases • Solid phase • Most uses for separation of low MW compounds and gases • Common SP: silica, alumina, molecular sieves such as zeolites, cabosieves, carbon blacks • Liquid phase • Over 300 different phases are widely available • grouped liquid phases • Non-polar, polar, intermediate and special phases • Polymer liquid phase • fase padatSebagian besar menggunakan untuk pemisahan senyawa MW rendah dan gasSP umum: silika, alumina, saringan molekuler seperti zeolit​​, cabosieves, karbon hitamfase cairLebih dari 300 fase yang berbeda tersedia secara luasdikelompokkan fasa cairNon-polar, polar, fase perantara dan khususFase cair Polimer

34. Stationary Phase Polymers • Arylene • Siloxane • Polyethylene glycol

35. Liquid phases • Non-polar phase • Primarily separated according to their volatilities • Elution order varies as the boiling points of analytes • Common phases: dimethylpolysiloxane, dimethylphenylpolysiloxane • Polar phase • Contain polar functional groups • Separation based on their volatilities and polar-polar interaction • Common phases: polyethyleneglycol • Intermediate phase • Fase non-polarTerutama dipisahkan menurut volatilitas merekaAgar Elusi bervariasi sebagai titik didih analitFase umum: dimetil, dimethylphenylpolysiloxanefase polarMengandung gugus polarPemisahan berdasarkan volatilitas mereka dan interaksi kutub-kutubFase umum: polietilenaglikolfase menengah

36. Bonded and Cross-linked SP • Bonded and cross-linked SP provides long term stability, better reproducibility and performance. Polymer chains Cross-linking Bonding Fused silica tubing surface

37. Common stationary phase coating for capillary column

39. 4. Suhu/Termostat :sistempengendali • Suhu gerbang suntik - cukup panas me↑ suhu cuplikan - cukup rendah mencegah penguraian 2. Suhu kolom - cukup tinggi → analisis tercapai - cukup rendah → Rs 3. Suhu detektor - jenis detektornya

40. 5. Purpose of Detector - Monitor the carrier gas as it emerges from the column • Generate a signal in response to variation in its composition due to eluted components. • Memantau gas pembawa seperti itu muncul dari kolom- Menghasilkan sinyal dalam menanggapi variasi dalam komposisi karena komponen dielusi.

41. Ideal Detector • Adequate sensitivity 10-8 – 10-15 g solute/s • Good stability and reproducibility • Linear response to analytes • Temperature range from room temperature to at least 400oC • Short response time • High reliability and ease of use • Similarity in response • Nondestructive of sample • Low background noise and ease of operation

42. Sensitivitas yang memadai 10-8 - 10-15 g zat terlarut / sStabilitas yang baik dan reproduktifitasRespon linier untuk analitKisaran suhu dari suhu kamar sampai setidaknya 400oCWaktu respon yang singkatKehandalan tinggi dan kemudahan penggunaanKesamaan dalam menanggapiNondestructive sampelRendah kebisingan latar belakang dan kemudahan operasi

43. DETEKTOR, ada 2 jenis : A. DHB (detektorhantarbahang) → TCD ( thermal ConductivityDetector) • Pekaterhadaplajualiran gas pembawa • Makin besarjumlahtumbukanmolekuldengankawatpijar per waktu → makinbesarpelepasanbahang • Nama lain Katarometer → Claesson (1946)

44. Prinsip Operasional T.C.D • Thermal conductivity detector didasarkan pada prinsip bahwa suatu badan yang panas akan melepaskan panas pada suatu tingkat yang tergantung pada komposisi dari lingkungan sekitarnya. Kebanyakan thermal conductivity detector berisi kawat logam yang dipanaskan secara elektrik dan menjulang pada aliran gas. Resistan elektrik adalah secara normal diukur oleh Wheatstone brigde circuit. • TCD merupakan detektor universal dan tidak mudah rusak

45. B. DPN (detektor pengionan nyala) → FID (flame ionization det) • Bahwa hantar listrik suatu gas berbanding lurus dengan konsentrasi zarah bermuatan dalam gas

46. lanjutan • Sejumlah besar detektor dalam kromatografi gas diklasifikasikan sebagai Ionization Detectors. Dalam ionization detectors, konduktivitas elektrik dari gas diukur pada kehadiran komponen analit. • Jenis ionization detector adalah : • Flame Ionization Detector (F.I.D.) • Electron Capture Detector (E.C.D.) • Thermionic Spesific Detector N, P spesific (T.S.D.) • Photo Ionization Detector (P.I.D.)

47. FID Assembly

48. Flame Ionization Detector (F.I.D.) • Pada F.I.D, sumber ionisasi adalah pembakaran biasanya berasal dari hidrogen dan udara atau oksigen. • FID ini sempurna dan mungkin merupakan detektor yang paling banyak digunakan. Bersifat sensitif dan digunakan secara ekstensif dengan kolom kapiler. • FID akan memberi respon hanya terhadap senyawa organik, tidak pada udara atau air atau gas ringan yang telah ditetapkan. • Pada senyawa-senyawa organik, selektivitas sangat kecil.

49. Electron Capture Detector (E.C.D.) • Nitrogen sebagai gas pembawa mengalir melalui detektor dan terionisasi oleh sumber elektron biasanya tritum yang teradsorbsi pada Titanium atau Scandium (TiH3, ScH3) atau Nickel 63 (Ni63). • Nitrogen terionisasi akan membentuk arus antar elektroda-elektroda.

50. Analit tertentu masuk ke detektor akan bereaksi dengan elektron-elektron untuk membentuk ion negatif. • R- X + e → R- X – • Pada saat ini terjadi, arus akan berkurang sebagai respon negatif. Detektor akan sangat sensitif terhadap molekul yang mengandung atom-atom elektronegatif. ( N. O, S, F, Cl)