21
a. Molekul non-linear, tiga buah derajat kebebasan menunjukkan rotasi dan tiga yang lainnya
menunjukkan translasi, sehingga 3n-6 derajat kebebasan merupakan derajat kebebasan vibrasivibrasi fundamental.
b. Molekul linear, Memiliki 3n-5 derajat kebebasan vibrasi, dengan hanya dua derajat
kebebasan yang diperlukan untuk menyatakan terjadinya rotasi Silverstein, 2005.
Vibrasi fundamental tidak melibatkan perubahan pada pusat gravitasi molekul. Untuk membedakan keduanya, dapat dibandingkan antara vibrasi
fundamental dari molekul air serta molekul karbon dioksida. Molekul air memiliki tiga vibrasi dasar, yaitu vibrasi ulur simetris v
s
OH, 3652 cm
-1
, vibrasi ulur asimetris v
as
OH, 3756 cm
-1
, dan scissoring � OH, 1596 cm
-1
. Molekul CO
2
adalah molekul linear dan terdiri dari tiga buah atom, sehingga membuat molekul ini memiliki empat vibrasi dasar. Vibrasi ulur simetris bersifat inaktif pada IR
dikarenakan tidak menghasilkan perubahan apapun terhadap momen dipol molekulnya. Kedua macam vibrasi tekuk pada molekul CO
2
adalah setara, serta merupakan komponen-komponen yang dipisahkan antara gerakan tekuk yang
berpusat pada sudut manapun terhadap aksis antar-inti; memiliki frekuensi yang sama, atau ganda. Sementara itu untuk gugus-gugus AX
2
yang menjadi suatu bagian dari molekul seperti gugus CH
2
suatu molekul hidrokarbon tidak dapat diberlakukan aturan 3n-6. Hal tersebut dikarenakan gugus CH
2
hanya sebagai satu bagian dari molekul yang lebih besar Silverstein, 2005.
22
J. Kromatografi Gas
Kromatografi gas merupakan teknik pemisahan solut-solut volatil yang stabil terhadap suhu tinggi, bermigrasi melalui kolom yang mengandung fase
diam dengan kecepatan yang bergantung pada rasio distribusinya. Solut akan terelusi berdasarkan peningkatan titik didihnya dikurangi dengan semua interaksi
yang mungkin terjadi antara solut dengan fase diamnya. Fase gerak berupa gas akan mengelusi solut dari ujung kolom lalu menghantarkannya ke detektor.
Peningkatan suhu yang dilakukan dilakukan untuk dapat menguapkan solut sehingga mampu cepat terelusi Gandjar dan Abdul, 2009.
Jenis-jenis kromatografi gas: 1. Kromatografi gas cair
Digunakan fase diam berupa cairan yang dijerap dalam suatu pendukung sehingga solut dapat terlarut; mekanisme sorpsinya berupa partisi.
2. Kromatografi gas padat Digunakan fase diam berupa padatan misalnya polimerik; mekanisme
sorpsinya berupa adsorpsi Gandjar dan Abdul, 2009. Sistem peralatan kromatografi gas:
1. Fase gerak Suatu zat cair liquid chromatography, LC ataupun gas gas chromatography,
GC yang mengalami perkolasi melalui fase diam menuju ke arah tertentu. Dalam kromatografi gas, yang disebut dengan karier gas digunakan untuk fase
gerak, sementara itu dalam kromatografi elusicair disebut dengan eluent. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
2. Ruang suntik sampel Tempat di mana sampel mengalami volatilisasi sehingga menyebabkan gas
masuk ke aliran zat pembawa dalam kolom kromatografi gas. Beberapa tipe inlet yang ada misalnya splitsplitless, Programmed Thermal Vaporizing
PTV, serta cool-on-column COC. 3. Kolom
Dalam kromatografi gas, retensi molekul-molekul analit timbul karena terjadinya interaksi yang lebih kuat dengan fase diam daripada fase geraknya;
karenanya interaksi analit dengan fase diam menjadi hal yang penting. Interaksi yang terjadi dapat berupa interaksi dispersi, dipol, maupun interaksi
hidrogen Crawford Scientific, 2016.
Gambar 6. Interaksi dipol-dipol dan dipol-terinduksi dipol Crawford Scientific, 2016
4. Detektor dan macamnya TCD, FID, ECD, NPD, fotometri nyala, konduktivitas elektrolitik, foto-ionisasi, MS
24
a. Thermal Conductivity Detector TCD Konduktivitas
termal mengukur
kemampuan senyawa
untuk memindahkan panas dari daerah panas menuju dingin. Dalam TCD, gas
mengalir dari aliran kolom kromatografi melalui filamen tungsten-rhenium panas. Saat solut mengalir dari kolom, konduktivitas termal aliran gas
menurun, filamennya memanas, resistensi elektriknya meningkat, dan tegangannya turun karena adanya perubahan filamen. Detektor merespon
perubahan yang
terjadi dalam
konduktivitas termal,
sehingga konduktivitas solut dan gas pembawa menjadi sangat berbeda. Adapun
sensitivitas TCD berbanding tebalik inversely proportional terhadap kecepatan alirnya: lebih sensitif dalam kecepatan aliran lebih rendah.
b. Flame Ionization Detector FID Dalam FID, eluat dibakar dalam campuran H
2
dan udara. Atom karbon kecuali karbon karbonil dan karboksil memproduksi radikal CH, yang
selanjutnya menghasilkan ion CHO
+
dalam flame. CH + O
CHO
+
+ e
-
. Hanya sekitar 1 dalam 10
5
atom karbon diproduksi suatu ion, namun produksi ion sebanding terhadap jumlah atom karbon
yang masuk ke dalam flame. FID relatif tidak sensitif terhadap O
2
, CO
2
, H
2
O, dan NH
3
. Batas deteksi FID 100 kali lebih kecil daripada TCD dan berkurang 50 saat tidak digunakan gas pembawa He, melainkan N
2
. Untuk open tubular columns, gas N
2
ditambahkan dalam eluat H
2
atau He sebelum masuk ke dalam detektor.
25
c. Detektor lainnya, antara lain: capture detector, flame photometric detector, alkali flame detector, sulfur chemiluminescence detector, atomic
emission detector Harris, 1982. 5. Komputer
Sinyal yang dihasilkan dari detektor terdigitalisasi dan disimpan ke dalam penyimpanan yang memudahkan akses data, sehingga waktu retensi, area
puncak, dan data lain yang dibutuhkan dapat dengan mudah didapatkan kembali.
6. Derivatisasi esterifikasi, asilasi, alkilasi, sililasi, kondensasi, siklisasi Derivatisasi dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:
a. Sifat fisik solut yang tidak mendukung dalam hal volatilitas serta stabilitasnya
b. Meningkatkan batas deteksi dan bentuk kromatogram; dalam analisis belum tentu kromatogram yang dihasilkan sesuai dengan kriteria atau
terkadang ditemui adanya tumpang tindih, atau tidak terdeteksinya sampel tujuan
c. Meningkatkan volatilitas seperti senyawa-senyawa gula yang tidak mudah menguap; biasanya senyawa dengan bobot molekul yang rendah,
disebabkan keberadaan gaya tarik inter-molekuler antara gugus-gugus polar yang dapat ditutup melalui derivatisasi sehingga meningkatkan
volatilitas senyawa secara dramatis d. Meningkatkan deteksi, misalnya untuk kolesterol dan senyawa-senyawa
steroid PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
e. Meningkatkan stabilitas; biasanya dialami oleh senyawa volatil yang mengalami dekomposisi parsial karena panas sehingga diperlukan
derivatisasi f. Meningkatkan batas deteksi pada penggunaan electron capture detector
ECD Rohman, 2009. Penentu dasar retensi solut umumnya adalah volatilitasnya, namun
tergantung pula pada fase diam yang digunakan. Fase diam yang sangat polar menahan solut-solut polar dengan kuat. Interaksi hidrogen pada fase diam
mungkin merupakan gaya terkuat yang berperan dalam retensi; maka dari itu tiga alkohol adalah yang terakhir terelusi, dikuti dengan empat keton, dan empat
alkena berdasarkan contoh kromatogram pada gambar 7. Interaksi dipol pada keton merupakan gaya terkuat kedua Harris, 1982.
Gambar 7. Pemisahan 10 senyawa dalam a dimetilsiloksan non-polar dan b etilen glikol polar Harris, 1982
