1.2 . Permasalahan
Adapun permasalahan yang di bahas dalam karya ilmiah ini adalah : Bagaimana menentukan besarnya komposisi dari komponen yang terdapat dalam gas alam
dengan menggunakan analisa kromatografi gas Gas Chromatography ?. Dengan mengetahui komposisi komponen yang terdapat dalam gas alam maka dapat di
tentukan kualitas dari gas alam tersebut. Selain itu, kita juga dapat mengetahui komponen inert yang terdapat dalam sampel gas alam sehingga kita dapat mengurangi
atau bahkan menghilangkannya dari sampel gas alam untuk mendapatkan gas alam yang memiliki kualitas yang lebih baik. Selain itu, letak dari sumur pengeboran gas alam juga
sangat mempengaruhi komposisi dari komponen yang terdapat dalam sampel gas alam.
1.3. Tujuan Percobaan
- Untuk mengetahui besarnya volume komposisi dari komponen yang terdapat dalam sampel gas alam
- Untuk mengetahui komponen - komponen yang terdapat dalam gas alam
- Untuk mengetahui pengaruh komposisi dari komponen penyusun gas alam
terhadap kualitas gas alam - Untuk mengetahui komponen inert yang terdapat dalam sampel gas alam
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
1.4.Manfaat
Karya ilmiah ini disusun sebagai salah satu sumber untuk mengetahui komposisi dari senyawa hidrokarbon dan kandungan senyawa inert yang terdapat dalam
sampel gas alam. Karya ilmiah ini juga bermanfaat untuk mengetahui urutan senyawa hidrokarbon sebagai penyusun gas alam.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Komposisi gas alam
Komponen terbesar di dalam gas dan minyak mengandung senyawa hidrokarbon seperti metana CH
4
dengan rumus homolognya C
n
H
2n + 2
, etana C
2
H
6
, propana C
3
H
8
, butana C
4
H
8
, pentana C
5
H
12
dan senyawa – senyawa hidrokarbon diatas pentana. Gas juga sering mengandung sejumlah kecil karbondioksida CO
2
, hidrogen sulfida H
2
S dan nitrogen N
2
pada suhu dan temperatur normal 76 mmHg dan 0 .
Hidrokarbon dari metana sampai butana berada dalam fase gas. Sisa dari cairan hidrokarbon yang berubah menjadi gasolin alami. Komposisi gas kemungkinan dapat
dinyatakan dengan persentasi dari berat per volume atau sebagai fraksi mol.
Densitas dari gas menunjukkan sejumlah dimana diindikasikan seberapa lama dari massa yang diberikan kandungan gas dalam volume yang diberikan pada suhu dan
tekanan yang lebih besar, atau lebih kecil daripada massa udara kering yang di kandung dalam volume yang sama dalam keadaan suhu dan tekanan yang normal. Gas yang kaya
yang mengandung sebagian besar hidrokarbon yang ringan juga memiliki densitas yang lebih besar.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Tabel densitas relatif dari gas yang sesungguhnya pada suhu dan tekanan yang normal adalah sebagai berikut :
Gas Densitas relative
Nitrogen N
2
0,9673
Karbondioksida CO
2
1,5291 Hidrogen sulfida H
2
S 1,1906
Metana CH
4
0,553
Etana C
2
H
6
1,038 Propana C
3
H
8
1,523
Butana C
4
H
10
2,007
Gas alam yang utama digunakan sebagai bahan bakar industri dan domestik. Sebelum digunakan, gas tersebut harus dibersihkan lebih dahulu dari pengotor pengotor
padat dan cairan. Kotoran dan air digunakan untuk tekanan pengujian yang biasa dilakukan di dalam sebuah pipa gas yang baru. Permukaan inert dari pipa akan dimakan
karat dan menghasilkan produk korosi padatan, seperti karat besi ditemukan sejak operasi dari pipa – pipa gas dalam cara asing dimasukkan dan dijalankan dengan gas
yang rendah pada kecepatan yang tinggi. Kerusakan yang total adalah terjadinya pembengkokan. Memasukkan pipa piston kompressor silinder, tongkatnya lebih dahulu
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
dilumuri permukaannya. Hal ini untuk mengurangi kerusakan. Kumpulan debu kering dari gas fraksi gasoline juga digunakan sebagai penyerap dari kumpulan debu.
Kumpulan debu diisikan dengan solar atau minyak untuk keperluan industri. Gas dapat juga dibersihkan di dalam tangki operasi dengan gaya berat.
Minyak dan gas dari beberapa sumber juga mengandung sejumlah kecil senyawa belerang. Belerang terdapat dalam gas alam dalam bentuk hidrogen sulfida H
2
S yaitu gas dengan berat lebih ringan dari udara dimana spesifik gravity relatif dari udara
adalah 1,176 dan memiliki bau yang khas. Bau ini dapat diidentifikasi ketika konsentra si dengan volume dari hidrogen sulfida H
2
S dalam udara adalah 0,002 . Dalam standard kesehatan konsentrasi maksimum yang diijinkan dari hidrogen sulfida di
atmosfer adalah 0,01 mgL. Produk pembakaran dari hidrogen sulfida sebagian besar yang sangat berbahaya adalah belerang dioksida SO
3
, dengan konsentrasi yang diijinkan dalam udara adalah 0,02 mgL. Hidrogen sulfida di dapat dalam gas dan dapat
menyebabkan korosi pada peralatan, terutama jika gas tersebut juga mengandung oksigen, karbondioksida atau campuran. Panas besi belerang juga dihasilkan dari proses
ini. Jika dalam gas pembawa banyak hidrogen sulfida, itu dapat ditoleransi untuk menutupinya untuk menghasilkan produk belerang komersil dan asam sulfur. Oleh
karena itu, pengolahan hidrogen sulfida dari gas sangat penting untuk mencegah pengotoran, perkaratan peralatan, kelayakan dari hasil akhir dan juga untuk menutupi
sulfur yang terdapat pada material yang berharga. Gas domestik seharusnya tidak mengandung lebih dari 2 gram hidrogen sulfida per 100 m
3
gas pada suhu dan tekanan normal. Gas yang digunakan sebagai bahan baku kimia seharusnya mengandung tidak
lebih dari 0,06 mgm
3
hidrogen sulfida pada keadaan suhu dan temperatur yang normal.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Biasanya gas dibersihkan lebih dahulu sebelum dimasukkan ke dalam kompressor, sebelum dialirkan ke dalam pipa gas dan sebelum digunakan. Tujuan
utama adalah untuk melindungi terhadap perkaratan. Efisiensi dari proses desulfurisasi diteliti dengan menganalisa gas sampel sebelum dan sesudah pemurnian. Komponen
uap air dalam gas alam dikarakterisasikan dengan kelembaban absolut dan relatif. Kelembaban relatif adalah perbandingan dari jumlah sesungguhnya dari uap air
di dalam gas terhadap jumlah kemungkinan maksimumnya dalam kondisi rendah yang diberikan. Kelembaban absolut dapat diartikan dari kondisi dimana tekanan parsial dari
uap air di dalam gas dan secara rata – rata, persamaan itu diberikan pada temperatur yang diberikan. Dehidrasi dari gas sangat penting sekali untuk mencegah pengendapan
kondensat, formasi dari es dan penyumbatan dari hidrat di dalam jalur gas dan juga korosi pada peralatan. Pemompaan gas kering biasanya dengan menggunakan tenaga
yang rendah meningkat seiring dengan kapasitasnya, dan pembuangan diperlukan untuk menjerat air, dan diijinkan pada pipa gas dengan kedalaman yang rendah. Keuntungan
kalori dari gas kering adalah lebih tinggi, dan hal itu akan membuatnya lebih baik digunakan sebagai bahan bakar. Proses dehidrasi pada gas dengan adsorpsi gas
kering dan absorpsi gas basah . Metode ini dilakukan dengan menggunakan pendingin. Adsorben padat yang biasa digunakan adalah campuran dari kalsium klorida
CaCl
2
, sodium hidroksida, silika gel, dan aluminium oksida aktif. Dalam kromatografi gas, fase bergeraknya adalah gas, dan zat terlarut terpisah
sebagai uap. Pemisahan tercapai dengan partisi sampel antara fase gas bergerak dan fase diam berupa cairan dengan titik didih yang tinggi tidak mudah menguap yang terikat
pada zat padat penunjangnya. Sedangkan dalam kromatografi padat – gas, digunakan suatu zat penyerap.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Ide untuk memfraksionasikan gas - gas dengan menginteraksikannya terhadap su atu zat padat atau cairan tidak bergerak melalui suatu aksi selektif terhadap suatu
komponen tertentu. Pertama kali disarankan pada tahun1941. Metode ini menjadi populer setelah tahun 1955. Pemakaian zat cair sebagai fase diam ternyata lebih dahulu
dibandingkan zap padat, sehingga teknik ini kadangkala dikenal sebagai kromatografi gas – cair.
Volume pembawa yang diperlukan untuk menggerakkan pita zat terlarut pada keseluruhan panjang suatu kolom adalah volume retensi yaitu besaran fundamental yang
diukur dengan kromatografi gas. Untuk suatu kolom tertentu yang dioperasikan pada suatu temperatur tertentu dan pada laju aliran gas pembawa, maka waktu yang
diperlukan untuk masing – masing komponen untuk tinggal di dalam suatu kolom dikenal dengan waktu retensi. Jarak pada sumbu waktu dari titik injeksi sampel sampai
puncak suatu komponen yang terelusi dikenal sebagai waktu retensi tanpa koreksi. Karena gas bergerak lebih lambat dekat wilayah inletnya dibandingkan pada saat
keluarnya, maka suatu koreksi gradien tekanan harus dilakukan pada volume retensi yaitu berupa faktor kompresibilitas. Jika zat terlarut masuk ke dalam kolom, zat tersebut
akan menyeimbangkan dirinya antara fase diam dengan fase geraknya. Zat terlarut akan tinggal selama separuh dari waktunya dalam cairan, separuh waktunya lagi digunakan
untuk tinggal dalam fase cairnya. Jika isoterm partisinya linear, maka partisinya tidak tergantung pada konsentrasi zat terlarutnya. Bila pengaruh temperatur diperhatikan,
maka jelas waktu elusi untuk masing – masing komponen dapat dipengaruhi dengan mengatur temperatur kolom. Menurunkan temperatur operasi menyebabkan
bertambahnya waktu retensi. Pada anggota – anggota suatu deret homolog, maka volume retensi spesifik suatu zat terlarut merupakan fungsi dari temperatur kolom dan
dapat dihubungkan dengan titik didihnya.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Sifat retensi biasanya dinyatakan sebagai retensi relatif, yaitu waktu retensi dibandingkan dengan suatu zat referans yang kedua – duanya dianalisis pada kondisi
yang identik. Retensi relatif tidak bergantung pada panjang kolom, laju aliran gas pembawa, faktor kompresibilitas dan perbandingan banyaknya cairan fase diam
terhadap zat padat penunjang, tetapi bergantung pada temperatur. Suatu kolom yang efisien adalah bila puncak elusinya terpelihara dalam bentuk tajam serta resolusinya
terjaga dengan baik. Sampel yang ideal dalam kromatografi gas adalah sampel yang hanya
mengandung senyawa yang akan dipisahkan dalam kolom, dan dalam banyak hal juga pelarut yang mudah menguap yang melarutkan sampel tersebut. Walaupun cairan yang
mudah menguap tidak dalam larutan serta zat padat yang mudah menguap dapat langsung disuntikkan, tetapi kebanyakan dilarutkan dahulu dalam pelarut organik baru
kemudian disuntikkan. Konsentrasi sampel biasa berkisar antara 1 – 10 . Komponen yang tidak mudah menguap atau tingkat menguapnya rendah tidak boleh ada dalam
sampel, karena komponen ini akan tinggal dalam ruang suntik yang pada akhirnya akan mengurangi kinerja kolom.
Pelarut sampel yang paling banyak digunakan adalah hidrokarbon bertitik didh rendah, etil eter, alkohol, dan keton. Pelarut yang dipilih harus mempunyai sifat yang
berbeda secara nyata dengan sampel yang dianalisis. Penyuntikan dalam kromatografi gas dapat dilakukan dengan memakai alat suntik kedap gas atau sistem penyuntikan
yang telah dirancang secara khusus. Kebanyakan penyuntikan dilakukan dengan menggunakan alat penyuntik mikro. Dalam kasus tertentu, dalam dilakukan penyuntik -
an langsung ke dalam kolom on coloum injection tanpa melalui lubang penyuntikan. Teknik ini digunakan untuk senyawa – senyawa yang mudah menguap sehingga kalau
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
penyuntikannya melalui lubang suntik secara langsung, dikhawatirkan dapat terjadi peruraian senyawa tersebut karena suhu yang tinggi pirolisis .
Setelah kolom dipakai dalam jangka waktu sekian lama, kemungkinan yang paling sering terjadi adalah penyumbatan kolom. Hal ini sering terjadi pada kolom
kapiler. Akibat dari hal tersebut maka kinerja kolom akan menurun, khususnyan untuk kolom yang fase diamnya adalah fase terikat. Apabila terjadi penyumbatan pada kolom
kapiler atau menurunnya kinerja kolom, maka perlu dilakukan regenerasi untuk meremajakan atau mengembalikan kinerja kolom pada kondisi semula. Ada tiga cara
regenerasi kolom yaitu : a. Pemotongan kolom
Pemotongan kolom biasanya dilakukan jika terjadi penyumbatan pada ujung depan kolom terutama kolom kapiler. Komponen-komponen sampel yang tidak dapat
diatsirikan diuapkan sering menyumbat kolom pada ujung depannya. Salah satu tanda adanya penyumbatan pada kolom adalah adanya puncak komatrogram yang melebar
atau berekor. Pengatasan masalah ini yang umum dilakukan adalah dengan cara memotong kolom kapiler tersebut sepanjang 50 cm dari ujung depannya. Biasanya
pemotongan dilakukan dengan kinerja dengan memakai pemotong intan yang ujungnya sangat tajam pensil intan.
b. Pengkondisian Conditioning
Pengkondisian ini bersifat untuk memelihara kolom agar waktu hidup life time- nya cukup lama. Pengkondisian ini dilakukan kurang dari 30 menit sebelum dan
sesudah analisis, tergantung pada kontaminasinya. Suhu yang dipakai pada saat
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
pengkondisian sebaiknya terprogram dengan kenaikan 5
o
Cmenit sampai suhu opeerasional.
c. Pencucian kolom
Untuk kolom fase terikat sebaiknya dilakukan pencucian dengan memakai tangkai tabung pencuci yang dilakukan diluar oven. Yang terbaik yang dipakai sebagai
larutan pencuci adalah pentana yang dapat dipakai sebagai larutan pencuci semua janis kolom. Untuk mencuci material pengotor yang lebih polar dapat juga dipakai metilen
klorida atau metanol. Setelah proses pencucian maka diusahakan semua cairan pencuci keluar dari kolom. Pada saat instalasi kembali, kolom yang telah dicuci jangan
dihubungkan langsung dengan detektor. Detektor pada Kromatografi Gas
Komponen selanjutnya adalah kromatografi gas adalah detektor. Detektor merupakan perangkat yang diletakkan pada ujung kolom tempat keluar fase gerak gas
pembawa yang membawa komponen hasil pemisahan. Detektor pada kromatografi adalah suatu sensor elektronik yang berfungsi mengubah sinyal gas pembawa dan
komponrn-komponen didalamnya menjadi sinyal elektronik. Sinyal elektronik detektor akan sangat berguna untuk analisai kualitatif maupun kuantitatif terhadap komponen-
komponen ynag terpisah diantara fase diam dan fase gerak. Pada garis besarnya detektor pada kromatografi gas termasuk detektor
diferensial, dalam arti respons yang keluar dari detektor memberikan relasi yang liniar dengan kadar atau lajur aliran massa komponen yang teresolusi. Kromatogram yang
merupakan hasil pemisahan fisik komponen-komponen oleh kromatografi gas disajikan oleh detektor sebagai deretan luas puncak terhadap waktu. Waktu tambat tertentu dalam
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
kromatogram dapat digunakan sebagai dat kualitatif, sedangkan luas puncak dalam kromatogram dapat dipakai sebagai data kuantitatif yang keduanya telah dikonfirmasik -
an dengan senyawa baku. Akan tetapi, apabila kromatografi gas digabung dengan instrumen yang multipleks misalnya GCFT-IRMS, kromatogram akan disajikan dalam
bentuk lain. Sampling Untuk Analisa Gas Bumi
- Komposisi hidrokarbon - Impuritis zat pengotor
- Kandungan air Persyaratan Personil Petugas Sampling
- Harus mempunyaki kemampuan dalam pengambilan keputusan, keahlian dan pengalaman
- Memahami tentang keselamatan kerja yang di perlukan - Menggunakam ADP lengkap
Hal-hal yang harus di perhatikan dalam pengambilan sampling gas bumi - Uap hidrokarbon bersifat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan maka harus
jauh dari alat yang dapat memicu percikan api sumber api - Uap hidrokarbon selama sampling harus di kontrol karena pada kondisi tertentu
dapat menggantikan udara - Sampel gas alam kemungkinan mengandung gas berbahaya seperti H
2
S sehingga di perlukan cara untuk mengetahui keberadaaan dan penanggulangannya
- Lakukan uji kebocoran botol percontoh untuk meyakinkan bahwa percontoh aman dalam botol
- Wadah sampel yang baik adalah kontainer yang dapat menjaga kondisi sampel sesuai dengan kondisi yang sebenarnya
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
- Sampel yang akan di uji korosivitasnya seperti kandungan sulfur harus ditempatkan dalam tabung siliko steel
- Ketelitian dan kecermatan penentuan titik sampling - Lakukan uji kebocoran botol sample
Syarat sampling gas bumi - Untuk mendapatkan sampel yang mewakili beberapa kontaminan seperti
kodensat cair harus dipisahkan terlebih dahulu dari sistem sampling dan biasanya memakai separator
- Material sampel probe harus di buat dari material yang tidak bereaksi dengan aliran gas, probe harus di kontruksi baik sehingga tidak mudah membengkok
atau rusak bila dilewati lairan gas - Sample probe harus diletakkan pada aliran laminar untuk menjaga homogenitas
sampel. Jangan meletakkan sample probe pada lokasi meter monifolds, tee, belokan, downstream of turbulance generators
- Untuk gas yang tidak diketahui sama sekali sifat-sifatnya, sebaiknya di kategorikan sebagai gas bumi basah
Dimana pada GPA 2166 gas bumi dibedakan menjadi : - Gas bumi kering
Gas bumi kering didefenisikan sebagai gas yang tidak mengalami kondensasi akibat pendinginan oleh ekspansi yang cepat dari tekanan pada sumber ke
tekanan atmosfer atau tekanan intermediet lainnya. - Gas bumi basah
Gas bumi basah didefenisikan sebagai gas yang terkondensasi sebagian karena pendinginan atau adanya perubahan tekanan pada tekanan sumber. Adanya
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
sedikit perubahan suhu atau perubahan pada tekanan sumber yang dapat menyebabkan kondensasi sebagian.
Pemilihan prosedur sampling - Metode purge-fill empty
- Metode purge-controlled rate - Metode water displacement
- Metode glycol displacement - Metode reduced pressure
- Metode helium pop - Metode evacuated containe
Tahapan kerja metode purge-fill empty Peralatan yang di gunakan :
- Silinder wadah sample dengan 2 valve - Tubing
- Separator - Penunjuk tekanan
- Valve - Konektor dan
- Peralatan kunci
NB : Sebelum digunakan, bersihkan silinder botol percontoh dengan deterjen panas atau pelarut
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Tahapan kerja - Rangkaian probe, valve, separator, penunjuk tekanan, silinder wadah sampel
seperti pada gambar dengan semua valve pada posisi tertutup. Pasang pipa tambahan clan valve pada outlet silinder botol untuk menghindari kondensasi
hidrokarbon - Buka penuh valve pada titik pengambilan sampel
- Buka penuh valve 1, 2, dan 3, biarkan tekanan pada wadah sampel naik sampai sama dengan tekanan aliran dengan melihat penunujuk tekanan
- Tutup valve 2 dan buka valve 4 secara perlahan – lahan hingga tekanan mendekati atmosfer
Tabel jumlah purging :
Tekanan gas maksimum Psig
Jumlah pengulangan Purging
15 – 30 13
30 – 60 8
60 – 90 6
90 – 150 5
150 – 500 4
Lebih dari 500 3
Metode Glycol water displacement - Tabung sampel di isi dengan glycol atau air dari suatu vessel
- Air harus mempunyai pH 5 – 7, air yang mempunyai pH lebih dari 7 harus di asamkan agar pH berada pada kisaran yang diinginkan 0,1 N H
2
SO
4
- Glyco yang digunakan yaitu etylen glycol
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Metode helium POP - Vakumkan wadah sampel hingga mendekati 1 mmHg
- Alirkan isikan tabung dengan helium, hingga tekanan cukup besar mendekati 5 psig, tutup valve tabung
- Sambungkan wadah sampel dengan sumber gas yang akan disampling hingga tekanan tabung mendekari tekanan sumber
Metode floating piston cylinder - Rangkai peralatan sampling
- Buka sampling valve pada sampling point dan aliran gas untuk mendorong udara dan material lainnya pada sistem sampling kemudian tutup valve sampling
Penangan tabung percontoh di laboratorium - Wadah sample harus di simpan dalam rak
- Jika tabung bocor, amankan percontoh - Jika harus di bawa dengan mengguanakan alat transportasi maka harus
dilaporkan pada pihak yang berwewenang - Wadah sample sebaiknya di panaskan sampai mendekati temperatur sumber
untuk analisis komposisi Manfaat pengawasan mutu gas bumi dan LPG pada sistem suplai dan distribusi
- Menjamin spesifikasi gas bumi dan atau LPG, sesuai dengan spesifikasi produk dari sumbernya dan kesepakatan B to B produsen dengan transporter dan
konsumen - Untuk menjamin terhindarnya kerusakan pada peralatan yang menggunakan gas
bumi dan atau LPG pada konsumen - Menjamin produk yang di salurkan sesuai dengan spesifikasi peralatan
konsumen
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Teori Kromatografi Gas Volume pembawa yang diperlukan untuk menggerakkan pita zat terlarut pada
keseluruhan panjang suatu kolom adalah volume retensi V
B
, yaitu besaran fundamental yang diukur dalam kromatografi gas. Untuk suatu kolom tertentu yang
dioperasikan dalam temperatur t
c
dan laju aliran gas pembawa R
c
, maka yang diperlukan masing - masing komponen untuk tinggal dalam kolom dikenal sebagai
waktu retensinya t
g
. Jarak pada sumbu waktu, dari titik injeksi sampel sampai puncak suatu komponen yang terelusi dikenal sebagai waktu retensi tanpa koreksi t
g
, dan hubungannya dengan volume retensi adalah :
V
R
= t
R
. R Suatu kromatograf yang baik terdiri dari komponen - komponen penting berikut,
yaitu : regulator tekanan, sistem injeksi sampel, kolom penunjang fase diam, fase diam, detektor, pencatat signal rekorder .
Tinjaun masing – masing alat : 1. Regulator tekanan
Tekanan diatur pada sekitar 1-4 atmosfer, sedangkan aliran diatur 1-1000 liter gas permenit. Katub pengatur aliran diatur oleh pengatup berbentuk jarum terletak pada
bagian bawah penunjuk aliran. Sebelum kolom, gas pengemban dialirkan dulu pada silinder berisi molekuler sieve untuk menyaring adanya kontaminasi pengotor. Gas
pembawa He, N
2
, H
2
, Ar, umumnya digunakan, tetapi untuk detektor konduktivitas termalnya yang tinggi.
2. Sistem injeksi sampel Sampel diinjeksikan dengan suatu macro syringe melalui suatu septum karte
silikon ke dalam kotak logam yang panas. Kotak logam tersebut dipanaskan dengan pemanas listrik. Banyaknya sampel berkisar anatara 0,5 – 10µl.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
3. Kolom kromatografi Terbuat dari tabung yang dibuat berbentuk spiral terbuka. Baja tahan karat
digunakan untuk tabung kolom kromatografi bila bekerja pada temperatur tinggi. Diameter kolom bervariasi dari 116 sampai 316. Panjang umunya adalah 2 meter.
4. Penunjang stasioner Struktur dan sifat permukaan memegang peranan penting. Struktur berperanan
pada efisiensi kolom, sedangakan sifat permukaan menentukan tingkat pemisahan. Permukaan penunjang akan terselimuti oleh fase cair stasioner berupa lapisan film tipis.
Penunjang yang sering digunakan adalah tanah diatomeaus dan kieselguhr. 5. Fase stasioner
Salah satu keunggulan kromatografi gas cair terletak pada variasi fase cair untuk partisi yang dapat tersedia dalam jumlah tidak terbatas. Pembatasannya adalah
penguapan, kestabilan termal dan kemampuannya membasahi penunjang fase cair dapat dikelompokkan pada cairan nonpolar, cairan dengan kepolaran menengah. Karbowax
yang bersifat polar dan senyawa-senyawa yang berikatan hidreogen seperti glikol. Temperatur maksimum yang dapat diperlakukan terhadap suatu kolom ditentukan oleh
penguapan fase stasioner. Banyaknya fase stasioner suatu kolom dinyatakan dengan persen berat. Suatu kolom dengan fase stasioner 15 berarti tiap 100 g kolom
mengandung 15 g fase stasioner. Bergantung pada cara fase stasioner dilekatkan pada kolom, maka dikenal kolom WCOT wall coater open tubular , yaitu fase stasioner
langsung dilekatkan pada dinding pipa kapiler, dan kolom SCOT support coated open tubular
, yaitu fase stasioner dilapiskan pada penunjang. 6. Detektor
Peka terhadap komponen - komponen yang terpisahkan di dalam kolom serta mengubah kepekaannya menjadi sinyal listrik. Kuat lemahnya sinyal bergantung pada
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
laju aliran massa sampel dan bukan pada konsentrasi sampel gas penunjang. Range suatu detektor dinyatakan sebagai sinyal terbesar yang diamati dibagi sinyal terlemah
yang masih terdeteksi dan masih memberikan respon yang linear. Detektor harus terletak dekat kolom baik untuk menghindarkan kondensasi cairan maupun dekomposisi
sampel sebelum mencapai detektor. Untuk kolom berpenunjang packed column detektor TCD thermal conductivity detector paling cocok tetapi untuk kolom terbuka
tanpa penunjang , FID merupakan detektor yang tepat. FID pada kolom berpenunjang bisa digunakan bila efluent diperkuat oleh suatu splitter aliran. TCD, FID dan ECD
electron capture detector merupakan detektor-detektor yang umum digunakan ,
tetapi TCD-lah yang paling populer. Alat ini terdiri atas empat komponen thermal sensing
yang terbuat dari thermistor atau kawat tahanan yang dapat dibuat tetap kencang selama pemanasan. Thermistor adalah semi konduktor elektronik yang terbuat
dari lelehan oksida suatu logam yang tahanan listiknya bervariasi terhadap temperatur. Detektor ini bermanfaat terutama pada volume sel yang kecil dan tidak ada kontak
langsung dengan aliran gas. Perbedaan konduktivitas termal antara gas penunjang dan campuran sampel dengan gas penunjanglah biasanya diukur. Dengan TCD, maka
konduktivitas termal komponen sampel. Gas H
2
, He cocok untuk hal ini. 7. Pencatat sinyal
Akurasi suatu kromatogram pada suatu daerah pembacaan ditentukan oleh pemilihan pencatat sinyalnya. Kadangkala sinyal perlu diperkuat. Respon melewati
skala penuh haruslah 1 detik. Kepekaan perekam adalah 10 mV dan berjangkauan dari 1-10 mV. Kadangkala mutlak diperlukan penguatan sinyal. Dalam operasi saluran
langsung dua elektrometer dibangun menjadi satuan sinyal.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
Cara kerja kromatografi Sampel diinjeksikan melalui suatu sampel injection port yang temperaturnya
dapat diatur, senyawa-senyawa dalam sample akan menguap dan akan dibawa oleh gas pengemban menuju kolom. Zat terlarut akan teradsorbsi pada bagian atas kolom oleh
fase diam, kemudian akan merambat dengan laju rambatan masing-masing komponen yang sesuai dengan nilai K
d
masing-masing komponen tersebut. Gas
Komponen - komponen tersebut terelusi sesuai dengan urut - urutan makin membesarnya nilai koefisien partisi K
d
menuju detektor. Detektor mencatat sederetan sinyal yang timbul akibat perubahan konsentrasi dan perbedaan laju elusi. Pada alat
pencatat sinyal ini akan tampak sebagai kurva antara waktu terhadap komposisi aliran gas pembawa.
Ada beberopa kelebihan kromatografi gas, diantaranya kita dapat menggunakan kolom lebih panjang untuk menghasilkan efisiensi pemisahan yang tinggi. Gas dan uap
mempunyai viskositas yang rendah, demukian juga kesetimbangan partisi antara gas dan cairan berlangsung cepat, sehingga analisis relatif cepat dan sensitifitasnya tinggi.
Fase gas dibandingkan sebagian besar fase cair tidak bersifat reaktif terhadap fase diam dan zat-zat terlarut. Kelemahannya adalah teknik ini adalah terbatas untuk zat yang
mudah menguap. Pemakaian Gas Kromatografi
Dalam kromatografi gas untuk mengikuti reaksi, senyawa dilewatkan melalui zona reaksi dalam sistem tertutup antara tempat injeksi sampel dan detektor. Reaksi
berlangsung setelah melalui tempat injeksi sampel. Reaksi seharusnya berlangsung seketika dan hasil reaksi mempunyai waktu retensi normal, yaitu 8-10 detik.
Pengambilan suatu komponen senyawa dengan gugusan tertentu juga dapat dilakukan dengan membubuhkan dalam kolom kromatografi, suatu reagen yang relatif
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
untuk menahan komponen tersebut. Untuk perbandingan dua kolom dengan instrumen pencatat dapat dimanfaatkan . senyawaan dapat diubah menjadi bentuk lain dengan beda
waktu retensi, misal dengan melewatkan H
2
O pada CaC
2
dapat terbentuk CH=CH asetilena.
Hasil pirolisis materi yang sukar menguap juga dapat dianalisis dengan menggunakan kromatografi gas. Cracking materi tersebut dilakukan dalam gas
pengemban, sehingga hasil - hasil degradasinya yang mudah menguap dapat terbawa langsung menuju kromatografi gas. Teknik pirolisis ini juga bermanfaat untuk
identifikasi polimer dan analisis struktur polimer.
Jefri Tampubolon : Penentuan Volume Komposisi Gas Alam Dengan Menggunakan Metode Kromatografi gas GC, 2009.
BAB 3
BAHAN DAN METODE
3.1. ALAT DAN BAHAN
Kategori