LAPORAN Kromatografi Kolom dan Kromatografi Lapis Tipis

I.                   JUDUL PERCOBAAN

Kromatografi Kolom dan Kromatografi Lapis Tipis

II.                TUJUAN PERCOBAAN

Pada akhir percobaan mahasiswa harus mengerti mengenai :

a.       Teknik-teknik dasar kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis

b.      Prinsip dasar kromatografi

c.       Prinsip dasar dari pengaruh substituent terhadap substitusi elektofil pada senyawa aromatik

III.             LATAR BELAKANG TEORI

Kromatografi adalah teknik untuk memisahkan campuran menjadi komponennya dengan bantuan perbedaan sifat fisik masing-masing komponennya. Alat yang digunakan terdiri atas  komponennya. Alat yang digunakan terdiri atas kolom yang di dalamnya diisikan fasa stasioner (padatan atau cairan). Campuran ditambahkan ke dalam kolom dari ujung satu dan campuran akan bergerak dengan bantuan pengemban yang cocok (fasa mobil). Pemisahan dicapai oleh perbedaan laju turun masing-masing komponen dalam kolom, yang ditentukan oleh kekuatan adsorpsi atau koefisien partisi antara fasa mobil dan fasa diam (stasioner)               (Takeuchi Yoshito, 2009).

Pemisahan secara kromatografi dilakukan dengan cara mengotak-atik langsung beberapa rapa sifat fisiknyasifat fisika umum dari molekuli molekul. Sifat utama yang terlibat langsung ialah: (1) kecendrungan molekul untuk melekat . Sifat utama yang terlibat langsung ialah: (1) kecendrungan molekul untuk melekat pada permukaan serbuk halus (adsorpsi penyerapan), (2) kecendrungan molekul untuk melarut dalam cairan (klerutan), dan (3) kecendrungan molekul untuk menguap atau berubah ke keadaan uap (keatisirian). Pada sistem kromatografi, campuran yang akan dipisahkan ditempatkan dalam keadaan demikian rupa sehingga kaomponen-komponennya harus menunjukkan dua dari ketiga sifat tersebut (Gritter,1991:1).

Komponen-komponen utama kromatografi adalah fasa stasioner dan fasa mobil dan kromatogarfi dibagi menjadi beberapa jenis bergantung pada jenis fasa mobil dan mekanisme pemisahannya,seperti ditunjukkan pada table dibawah ini

Kriteria	Nama
Fase mobil	Kromatografi cair, kromatografi gas kromatografi adsorpsi, kromatografi partisi
Mekanisme	Kromatografi pertukaran ion, kromatografi gel
Fase stasioner	Kromatografi kolom, kromatografi lapis tipis, kromatografi kertas

(Takeuchi, Yoshito, 2009).

Dalam semua teknik kromatografi, zat-zat terlarut yang dipisahkan bermigrasi sepanjang kolom (atau, seperti dalam kromatografi kertas atau lapis tipis, ekivalen fisik kolom), dan tentu saja dasar pemisaha terletak dalam laju perpindahan yang berbeda untuk larutan yang berbeda. Kita boleh menganggap laju perpindahan sebuah zat terlarut sebagia hasil dari dua faktor, yang satu cendrung menggerakkan zat terlarut itu dan yang lain menahannya. Dalam proses asli tswett, kecendrungan zat-zat terlarut untuk menyerap pada fasa padat menahan pergerakan mereka, sementara kelarutannya dalam fasa cair bergerak cendrung menggerakkan mereka. Perbedaan yang kecil antara dua zat terlarut dalam kekuatan adsorpsi dan dalam inetraksinya dengan pelarut yang bergerak menajdi dasar pemisahan bila molekul-molekul zat terlarut itu berulang kali menyebar di antara dua fasa itu ke seluruh panjang kolom (Underwood, 2002:487).

Kromatografi kolom klasik merupakan yang tetua dari cara kromatografi yang banyak itu dan seperti yang dipraktekkan secara tradisional merupakan bentuk kromatografi cair. Fase diam, baik bahan yang jerap (kcp) atau film zat cair pada penyangga (kcc), ditempatkan di dalam tabung kaca berbentuk silinder, pada bagian bawah tertutup dengan ketup atau keran, dan fase gerak dibiarkan mengalir ke bawah melaluinya karena gaya berat   (Gritter, 1991:9),

Berbagai ukuran kolom dapat digunakan, dimana hal utama yang dipertimbangkan adalah kapasitas yang mamadai untuk menerima sampel-sampel tanpa melamapaui fasa diamnya. Merupakan aturan praktis yang umum bahwa panjang kolom harus sekurang-kurangnya sepuluh kali ukuran diameternya. Bahan pengemasnya, suatu adsorsben seperti alumina atau mungkin suatu resin pertukaran ion, dimasukkan dalam bentuk suspense ke dalam porsi fasa bergerak dan dibiarkan diam di dalam hamparan basah dengan sedikit cairan tetap berada di atas permukaannya. Keran dibuka, dan permukaan cairan dibiarkan turun sampai mencapai puncak permukaan hamparan kemudian porsi kecil dari larutan sampel dipipet dengan hati-hati ke atas puncak permukaan hamparan. Larutan efluen keluaran dikumpulkan dalam sederatan fraksi volume yang tidak merepotkan. Larutan tersebut dapat menetes jatuh ke dalam sebuah gelas beker atau tabung uji tiap kali telah terkumpul sejumlah volume tertentu (Underwood, 2002:547).

Pada fenol, gugus OH mengaktifkan cincin benzena. Oleh karena itu, pada nitrasi fenol dengan asam nitrat pekat, dihasilkan campuran yang terdiri dari o-nitrofenol sebagai hasil utama,p-nitrofenolerdiri dari o-nitrofenol sebagai hasil utama,p-nitrofenol dalam jumlah yang lebih sedikit dan sedikit 2,4-dinitrofenol setra 2,4,6-trinitrofenol. Bila campuran hasil nitrasi yang masih kotor ini dimasukkan ke dalam kolom yang berisi alumina (Al₂O₃) dan dielusi dengan metilen klorida, maka fraksi-fraksi eluen dapat dikumpulkan, dimana masing-masing fraksi mengandung satu komponen yang identitasnya ditentukan dengan kromatografi lapis tipis (Tim Dosen , 2011:39-40).

Jika kita menangani senyawa tidak berwarna, efluen yang keluar dari dasar yang keluar dari dasar kolom harus dipantau untuk mengetahui dimana larutan itu berada. Ini dapat dilakukan secara terus-menerus dengan memakai detector yang cocok atau menganalisanya, biasanya dengan KLT atau dengan menimbang masing-masing fraksifraksi setelah pelarutnya diuapkan (Gritter,1991:10).

Dalam kromatografi lapis tipis maupun kertas sedikit bahan di taruh pada daerah terbatas di dekat ujung selembar kertas saring atau lapis tipis, dan suatu pelaruting atau lapis tipis, dan suatu pelarut dibiarkan berdifusi dari ujung kertaas atau lapis tipis oleh kerja kapiler; pada kondisi yang sesuai setelah beberapa waktu, campuran akan dijumpai telah berpindah dari penotolan tadi da telah terpisah seluruhnya atau sebagian menjadi komponen-komponennya sebagai zona yang jelas. Zona-zona dalam bentuk noda-noda atau pita-pita dapat ditentukan letaknya dengan penggunaan reagensia kimiayang sesuai kepada kertas itu atau oleh pendarah fluor nitra-violet. Difusi pelarut dan pemisahan yang dihasilkan menjadi noda-noda atau pita-pita kadang-kadang diberi istilah pengembangan kromatografi; istilah ini sedikti menyesatkan dan tak boleh dikelirukan bila digunakan dalam arti tersebut di atas dengan proses identifikasi berikutnya dengan mana zona-zona itu dibuat nampak jelas oleh pengolahan kertas atau lapis tipi situ dengan berbagai reagensia (Svehla, 1979:535).

Harga Rf cukup konstan asal semua variable dikendalikan baik-baik. Namun dijumpai bahwa laju-luju relatif gerakan itu konstan meskipun kendali kurang ketat, sehingga memungkinkan identifikasi suatu pita pada sepotong kertas berdasarkan posisi relatif pita itu terhadap pita-pita yang diketahui. Lagi pula dengan besarnya jumlah uji ‘bercak’ yang tersedia untuk mendeteksi ion-ion anorganik secara terpisah, keharusan mengenai harga Rf secara cermat, telah berkurang. Jika kemurnian pelarut, temperature dan penjenuhan atmosfernya benar-benar dijaga, maka harga Rf dipengaruhi antara lain oleh faktor-faktor berikut : (a) kehadiran ion lain, misalnya adanya klorida dalam pemisahan yang dilakukan dengan larutan-larutan nitrat, (b) keasaman larutan aslinya; ini dapat disebabkan oleh kebutuhan akan asam dalam pembentukan kompleks yang dapat larut dalam pelarut  organik, untuk mencegah hidrolisis garam, (c) waktu melakukan percobaan untuk sepotong kertas; kadang-kadang harga-harga Rf mengikat dengan bertambahnya waktu dan ini mungkin berpadanan dengan berkurangnya laju gerak garis depan pelarut, (d) adanya kation-kation lain dan konsentrasi mereka                (Svehla, 1979:536).

IV.             ALAT DAN BAHAN

A.    Alat :

1.      Kolom gelas  1 buah

2.      Erlemeyer 250 ml 1 buah

3.      Gelas ukur 10 ml 1 buah

4.      Gelas kimia 50 ml 7 buah

5.      Gelas kimia 100 ml 4 buah

6.      Botol elusi/chamber 1 buah

7.      Termometer 100⁰C 1 buah

8.      Batang pengaduk

9.      Corong pisah

10.   Sendok panjang

11.  Botol semprot

12.    Bunsen, kaki tiga dan kasa asbes

13.  Statif dan klem

14.  Pipet tetes

B.     Bahan :

1.      Asam nitrat pekat

2.      Fenol

3.      Natrium sulfat anhidrat

4.      Kloform

5.      Kristal iod

6.      Aquades

7.      Silika gel TLC

8.      Alumunium oksida

9.      Pelat KLT

10.  Es batu

11.  Korek api

12.  benzena

V.                PROSEDUR KERJA

A.    Nitrasi Fenol

1.      Memasukkan 3 ml HNO₃ pekat ke dalam 7 ml air, mendinginkan sampai 5⁰C.

2.      Menambahkan campuran ini dengan 3 gram fenol di dalam erlemeyer

3.      Sambil mengaduk, mengatur suhu campuran antara 20-5⁰C selam 15 menit

4.      Menambahkan 7 ml air es lalu mengekstrak dua kali dengan 10 ml kloroform

5.      Mencuci lapisan-lapisan organik yang telah digabung dua kali dengan air

6.      Mengeringkan dengan Na₂SO₄ anhidrat

7.      Menyaring campuran untuk memperoleh hasil dari nitrasi.

B.     Pembuatan Kromatografi Kolom

1.      Menuangka perlahan-lahan kloroform ke dalam kolom gelas dan menambahkan silika gel TLC

2.      Melakukan berulang-ulang penambahan kloroform dan silika gel sampai tidak ada lagi ruang untuk pengeluaran cairan

3.      Menuang lagi kloroform ke dalam kolom gelas lalu mengelusi dengan kloroform hingga lapisan bening habis.

4.      Menampung hasil elusi lalu memasukkannya kembali ke dalam kolom gelas dan mengaduknya hingga terbentuk dua lapisan

5.      Membuang lapisan atas lalu memasukkan hasil nitrasi fenol

6.      Menambahkan kloroform dan melakukan elusi

7.      Mangatur pengeluaran kloroform dengan teratur

8.      Satu pita kuning akan terlihat dengan jelas bila campuran bergerak menuruni kolom

9.      Menampung fraksi-fraksi eluen bila tetes-tetes kuning sudah mulia keluar

C.     Pemerikasaan Lapis Tipis

1.      Masing-masing fraksi yang telah diperoleh di atas, meneteskannya pada pelat lapis tipis silika gel.

2.      Menempatkan pelat lapis tipis yang telah ditetesi fraksi tersebut secara berdiri dalam chamber yang telah berisi benzena setinggi kira-kira 1 cm, lalu mengelusi dengan benzena

3.      Tetesan noda awal jangan sampai terendam. Setelah selesai mengelusi, kemudian mengeringakan di udara dan bercak-bercak hasil pemisahan dapat dilihat setelah pelat disimpan dalam botol yang berisi uap iod

4.      Menetukan harga Rf dari noda-noda yang diperoleh.a-noda yang diperoleh.

VI.             HASIL PENGAMATAN

A.    Nitrasi Fenol

3 ml HNO₃ + 7 ml H₂O  larutan bening + 3 gram fenol  larutan hitam (panas) endapan hitam larutan merah + H₂O dingin   endapan hitam larutan merah + klorofrom  2 kali denga 10 ml kloroform  2 lapisan, lapisan bawah hitam, lapisan atas merah, lapisan bawah dicuci dengan 10 ml H₂O (dalam corong pisah)  2 lapisan, lapisan bawah hitam lapisan atas merah. Lapisan bawah + Na₂SO₄  sampai larutan jenuh  e ndapan putih larutan berwarna hitam.

B.     Pembuatan Kromatografi Kolom

Silika gel TLC + kloroform (bening)  silika gel larut + silika gel TLC  terbentuk 2 lapisan, atas bening dibawah silika gel (fase diam)  sampai larutan habis. Hasil penampungan masukkan kembali dalam kolom gelas  terbentuk 2 lapisan, lapisan atas bening, bawah bentuk gel. Lapisan bening dibuang, lapisan gel + hasil nitrasi fenol  2 lapisan, atas hitam, lapisan bawah putih, keruh (padat) + kloroform  mengmpulkan fraksi sampai 8 fraksi

C.     Pemeriksaan Lapis Tipis

Hasil dari 8 fraksi ditetesi pada pelat KLT dengan menggunakan pipa kapiler  dengan gelas kimia yang berisi kristal iod yang telah diuapkan. Menentukan Rf dengan cara mengeringkan di udara setelah diuapkan dengan benzena

Diketahui : Jarak noda

Noda I = 0,50cm                   Noda V = 0,50 cm

Noda II = 0,55cm                  Noda VI = 0,50 cm

Noda III = 0,55cm                Noda VII = 0,55 cm

Noda IV = 0,45cm                Noda VIII = 0,55 cm

Jarak pelarut = 4 cm

Ditanyakan : Rf = ……………………….?

Penyelesaian : (2,4,6-trinitrofenol)

  (2,4,6- trinitrofenol )

  (2,4,6- trinitrofenol )

  (2,4,6- trinitrofenol )

  (2,4,6- trinitrofenol )

  (2,4,6- trinitrofenol )

  (2,4,6- trinitrofenol )

  (2,4,6- trinitrofenol )

VII.          ANALISIS DATA

Diketahui : Jarak noda

Noda I = 0,50cm                         Noda V = 0,50 cm

Noda II = 0,55cm                        Noda VI = 0,50 cm

Noda  III = 0,55cm                     Noda VII = 0,55 cm

Noda IV = 0,45cm                      Noda VIII = 0,55 cm

Jarak pelarut = 4 cm

Ditanyakan : Rf = ……………………….?

Penyelesaian :

n= fraksi ke I-VIII

Untuk fraksi I

(2,4,6-trinitrofenol)

Untuk fraksi II

  (2,4,6- trinitrofenol )

Untuk fraksi III

  (2,4,6- trinitrofenol )

Untuk fraksi IV

  (2,4,6- trinitrofenol )

Untuk fraksi V

  (2,4,6- trinitrofenol )

Untuk fraksi VI

  (2,4,6- trinitrofenol )

Untuk fraksi VII

  (2,4,6- trinitrofenol )

Untuk fraksi VIII

  (2,4,6- trinitrofenol )

VIII.       PEMBAHASAN

Pada percobaan kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis kita melakukan 3 langkah umum yaitu nitrasi fenol, pembuatan kromatografi kolom dan pengujian kromatografi lapis tipis. Ketiga tahapan ini saling berkaitan satu sama lain.

Pada nitrasi fenol kita memasukkan HNO₃ ke dalam air menyebabkan larutan menjadi panas yang deisebabkan oleh sifat HNO₃ yag pekat. Larutan ini kemudian didinginkan hingga suhunya 5⁰C. Larutan didinginkan hingga suhunya 5⁰C karena produk dari nitrasi fenol hanya akan terbentuk pada suhu 5⁰C. Setelah didinginkan larutan ditambahkan dengan kristal fenol menghasilkan larutan berwarna hitam kemudian didinginkan kembali hingga suhunya 5⁰C. Tujuan pendinginan kedua sama dengan yang pertama yaitu agar produk nitrasi fenol terbentuk. Larutan ini kemudian diekstraksi dengan kloroform di dalam corong pisah hingga terbentuk 2 lapisan, lapisan atas berwarna merah dan lapisan bawah berwarna hitam. Kedua lapisan ini dapat terbentuk karena adanya perbedaan massa jenis dari kedua senyawa. Tujuan penambahan klorofrom saaat ekstraksi adalah untuk memisahkan larutan nitrofenol dengan air. Lapisan bawah larutan yang telah diekstraksi dicuci dengan air yang kemudia ditambahkan dengan Na₂SO₄ anhidrat yang bertujuan untuk mengikat air yang masih ada dalam larutan. Penambahan Na₂SO₄ dilakukan hingga menghasilkan endapan putih. Kemudian diuapkan untuk memperoleh hasil nitrasi fenol.

Tahap kedua pada percobaan ini yaitu pembuatan kromatografi kolom dimana kolom gelas telah berisi silika gel TLC dan kloroform. Silika gel TLc disini berperan sebagai fase diam (stasioner). Saat silika gel berperan sebagai fase diam maka kita menambahnakan lagi kloroform sehingga homogen dengan silika gel. Setelah silika gel larut maka ditambahkan lagi silika gel agar terbentuk kembali fase diam pada bagian bawah dan bagian atas berupa larutan bening.  Kemudian kita memasukkan hasil nitrasi fenol yang telah diuapkan dan ditambahkan dengan kloroform. Saat larutan dimasukkan dalam kolom gelas larutan menjadi berwarna hitam pada bagian atas dan keruh pada bagian bawah. Kita mengamati larutan hingga tampak satu pita kuning kemudian menampung fraksi-fraksi eluen hingga diperoleh 8 fraksi. Fraksi-fraksi yang dihasilkan awal hingga fraksi 8 memiliki warna yang semakin pekat.

Fraksi-fraksi eluen yang telah dihasilkan tadi kemudian ditetesi pada pelat KLT dengan menggunakan pipa kapiler. Pelat KLT ini kemudian dielusi dengan benzena, kemudian dikeringkan di udara. Setelah itu ditempatkan pada gelas kimia yang berisi Kristal iod yang sebelumnya telah diuapkan. Saat dimasukkan maka warna-warna dari setiap perembesan noda terlihat jelas. Setelah Nampak jelas maka kita dapat menentukan Rfnya. Dari hasil percobaan nilai Rf yang diperoleh yaitu farksi I= 0,13, fraksi II= 0,1375, fraksi III= 0,1375, fraksi IV= 0,1125, fraksi V= 0,125, fraksi VI= 0,125, fraksi VII= 0,1375 dan fraksi VIII= 0,1375. Dari nilai Rf ini dapat diketahui bahwa campuran yang dihasilkan adalah 2,4,6 –trinitrofenol. Adapun reaksinya yaitu :

 

       Fenol

(2,4,6-trinitrofenol)

IX.             KESIMPULAN DAN SARAN

A.    Kesimpulan

Dari hasil percobaan yanh dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :

1.      Prinsip dasar kromatografi kolom dan kromatografi lapis tipis adalah pemisahan senyawa menjadi komponen-komponennya berdasarkan perbedaan kecepatan perpindahan masing-masing komponen diantara dua fasa

2.      Pada kromatografi kolom diperoleh delapan fraksi eluen yang memiliki warna fraksi yang semakin pekat dan pada kromatografi lapis tipis diperoleh suatu campuran yaitu 2,4,6-trinitrofenol.

3.      Substituen sangat berpenagruh pada reaksi substitusi elektrofil, hal ini terbukti melalui hasil Rf yang di dapatkan.

B.     Saran

1.      Disarankan pada praktikan selanjutnya untuk memperhatikan suhu campuran dan mengetahui dengan jelas prosedur kerja agar praktikum dan hasil percobaan dapat sesuai dengan yang diharapkan

2.      Sebelum praktikum sebaiknya telah mengetahui teori dasar dari percobaan dan telah ada pembagian tugas agar waktu praktikum yag digunakan lebih efisien.

DAFTAR PUSTAKA

Gritter, Roy J, dkk. 1991. Pengantar Kromatografi Edisi Kedua. Bandung : ITB

JR, Ray,Day dan Underwood. 2002. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keenam. Jakarta: Erlangga

Svehla, G. 1979. Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro. Jakarta : PT. Kalman Media Pusaka.

Takeuchi Yoshito. 03-01-2009. Kromatografi. Online. http://www.chem-is-try.org/materi kimia/kimia dasar/pemurnian-material/kromatografi/ . Diakses tanggal 14 Mei 2011.

Tim Dosen Kimia Organik . 2011. Penuntun Praktikum Kimia Organik I. Makassar : UNM

LAMPIRAN

JAWABAN PERTANYAAN

1.      Dengan memperhatikan nilai Rf dari turunan fenol di atas dan mengetahui pula prinsip kromatografi lapis tipis adalah partisi, bagaimana urutan kepolaran fraksi fenol di atas? Ingat benzena digunakan sebagai pelarut

Jawaban :Uruatan kepolaran fraksi fenol dengan memperhatikan nilai Rf-nya maka yang paling polar adalah o-nitrofenol

2.      Sarankan suatu teknik penggunaan kromatografi lapis tipis untuk memperoleh senyawa murni

Jawaban :Sebaiknya memilih pelarut yang memiliki kemurnian tinggi sehingga menghasilkan nilai Rf yang sesuai