2. Tinjauan Pustaka 2.1 Kecubung Kecubung merupakan tanaman yang hidup di dataran rendah sampai ketinggian tanah 800 m di atas permukaan laut. Selain itu tumbuh liar di ladang-ladang, Kecubung juga sering ditanam di kebun atau pelataran halaman rumah di pedesaan. Perkembangbiakan tanaman ini melalui biji dan stek.
Gambar 2. 1 Kecubung (Datura metel)
Komposisi : hiosin, co-oksalat, zat lemak, atropin (hyosiamin) dan skopolamin Asal : Asia dan Amerika Habitat : dataran rendah sampai ketinggian 800 m dpl (diatas permukaan laut) Familia : solanaceae. Sinonim: Datura fastuosa, Daturae folium, Hindu datura, Datura sauveolens, Datura stramonium Kecubung yang berbunga putih sering dianggap paling beracun dibanding jenis kecubung lainnya yang juga mengandung zat alkaloid. Untuk itu pemakaiannya sangat hati-hati dan terbatas sebagai obat luar. Penggunaan kecubung sebagai obat diantaranya dapat mengobati asma, reumatik, sakit pinggang, pegel linu, bisul, eksim, sakit gigi, sakit perut bagian atas, bengkak (obat luar), ketombe (obat luar), sulit buang air besar (obat luar), terkilir (obat luar).
3
Sedangkan keracunan oleh atropin kebanyakan terjadi akibat makan buah atau biji kecubung. Gejala keracunana adalah hipertermia akibat terhambatnya sekresi keringat, keadaan terstimulasi, halusinasi, dan kejang-kejang klonik yang diikuti dengan stadium hilangnya kesadaran yang dalam. Kematian terjadi akibat kelumpuhan pernapasan pusat.
2.2 Asap Asap adalah suspensi partikel kecil di udara yang berasal dari pembakaran tak sempurna dari suatu bahan bakar. Asap umumnya merupakan produk samping yang tak diinginkan dari api (termasuk kompor dan lampu) serta pendiangan, tapi dapat juga digunakan untuk pembasmian hama (fumigasi), komunikasi (sinyal asap), pertahanan (layar asap, smokescreen) atau penghirupan tembakau atau obat bius. Asap kadang digunakan sebagai agen pemberi rasa (flavoring agent) dan pengawet untuk berbagai bahan makanan. Partikel asap terutama terdiri dari aerosol (atau kabut) partikel padat atau butiran cairan yang mendekati ukuran ideal untuk penyebaran cahaya tampak.
2.3 Asap Cair 2.3.1 Pengertian asap cair Asap cair diartikan sebagai suatu suspensi partikel-partikel padat cair dalam medium gas. Sedangkan asap cair merupakan campuran larutan dari dispersi asap dalam air yang dibuat dengan mengkondensasikan asap hasil pirolisis. Asap yang semula merupakan partikel padat yang terdispersi dalam gas, kemudian didinginkan menjadi cair disebut dengan nama asap cair atau Liquid Smoke. Bahan yang potensial untuk membuat asap cair adalah kayu bakau, rasamala, dan serbuk kayu jati. Asap yang dihasilkan dari kayu keras akan berbeda komposisinya dengan asap yang dihasilkan dari kayu lunak. Pada umumnya kayu keras akan menghasilkan aroma yang lebih baik, lebih kaya kandungan aromatik dan lebih banyak mengandung senyawa asam dibandingkan kayu lunak. Asap cair sangat adaptif, mempunyai aktivitas antioksidan, dan dapat menurunkan pertumbuhan bakteri. Komponen yang terkandung dalam proses pembakaran itu antara lain terdiri dari selulosa hemiselosa dan lignin yang mengalami pirolisa sehingga menghasilkan asap dengan komposisi yang sangat kompleks. Wama dari asap cair itu adalah kuning cemerlang dan wama itu akan berubah menjadi gelap apabila asap cair itu disimpan. Senyawaan hasil pirolisa itu adalah kelompok fenol, karbonit dan kelompok asam yang
4
secara simultan mempunyai sifat antioksidasi dan antimikroba. Kelompok-kelompok itu mampu mencegah pembentukan spora dan pertumbuhan bakteri dan jamur serta menghambat kehidupan bakteri dan jamur serta menghambat kehidupan virus. Sifat-sifat itu dapat dimanfaatkan untuk pengawetan makanan. Asap cair disebut juga cuka kayu sebenarnya bukan barang baru. Komoditas itu dikenal sejak abad ke-17. Pada tahun 1684 Johann Rudolf Gauber, ahli kimia asal Jerman berhasil menemukan senyawa asam yang berhasil dari penyulingan kayu. Senyawa itu diberi nama Asam Pyroligneus. Menurut Louis Nicholas Vauquelin, ahli kimia asal Perancis, struktur kimia Asam Pyroligneus mirip dengan asam asetat atau sering disebut dengan cuka. Karena terbuat dari kayu, Asam Pyroligneus sering disebut cuka kayu. Di Jepang asap cair dibuat dari kayu oak Jepang, beech dan oak putih.
2.3.2 Komponen asap cair dan pemanfaatannya Ada empat kelompok senyawa penyusun terbesar dalam asap cair yang bekerja saling sinergis yang berfungsi sebagai pengawet yaitu: Senyawa fenol, senyawa karbonil, senyawa asam dan senyawa hidrokarbon polisiklik aromatik.Fenol diduga berperan sebagai antioksidan dengan aksi mencegah proses oksidasi senyawa protein dan lemak sehingga proses pemecahan senyawa tersebut tidak terjadi dan memperpanjang masa simpan produk yang diasapkan. Senyawa fenol yang terdapat dalam asap cair terbanyak adalah guaiakol dan siringol. Senyawa karbonil berperan pada cita rasa dan pewarna pada produk yang diasap. Jenis senyawa karbonil yang ada dalam asap cair antara lain vanilin dan siringaldehida.Senyawa asam bersama-sama senyawa fenol dan karbonil secara sinergis sebagai antimikroba sehingga dapat menghambat penguraian dan pembusukan produk yang diasap. Senyawa asam terbanyak yang terkandung dalam asap cair adalah turunan asam karboksilat seperti furfural, furan dan asam asetat glasial. Senyawa hidrokarbon polisiklik aromatis yang ada seperti benzopiren bersifat karsinogenik, tapi dalam asap cair jumlah benzopiren sangat kecil sekali. Komposisi asap cair yang dihasilkan dari kecubung dengan proses pirolisis adalah senyawa fenol, senyawa karbonil, dan senyawa asam. Asap cair memiliki kemampuan untuk mengawetkan bahan mekanan karena adanya senyawa fenol, turunan senyawa karbonil dan senyawa asam yang secara simultan mempunyai sifat antioksidasi dan anti bakteri. Anti bakteri penghambat kerusakan bahan pangan selama
5
penyimpanan akibat aktivitas mikroba penyebab hilangnya kandungan gizi, nilai estetis dan terbentuknya senyawa beracun yang membahayakan. Asap cair juga dapat menghambat laju perkembangbiakan Escheria coli penyebab diare, Staphylococcus aureus (phenemonia, meningitis), Baccilus subtilis, dan Psedomonas fourecense (tifus dan muntaber). Asap cair juga mengandung antioksidan yang berfungsi memperlambat ketengikan. Senyawa fenol dalam asap cair itulah yang berperan penting sebagai anti oksidan dan antimikroba.
2.4 Pirolisis Untuk membuat asap cair digunakan teknik pirolisis. Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan tanpa atau sedikit oksigen atau reagen lainnya, dimana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis disebut termolisis. Proses ini sebenarnya bagian dari proses karbonisasi yaitu proses untuk memperoleh karbon atau arang, tetapi sebagian menyebut proses pirolisis merupakan karbonisasi pada suhu tinggi. (High Temperature Carbonization HTC), lebih dari 500 oC. Proses pirolisis menghasilkan produk berupa bahan bakar padat yaitu karbon, cairan berupa campuran tar dan beberapa zat lainnya. Produk lainnya adalah gas berupa karbon dioksida (CO2), metana (CH4) dan beberapa gas yang memiliki kandungan kecil. Pada proses pirolisis kecubung, akan diperoleh 3 fraksi padat berupa arang, fraksi berat berupa tar dan fraksi ringan berupa asap dan gas metana. Dari fraksi ringan dialirkan ke pipa kondensasi
sehingga diperoleh asap cair sedangkan gas metana tetap menjadi gas tak
terkondensasi (bisa dimanfaatkan sebagai bahan bakar). Asap cair yang diperoleh belum bisa dipergunakan untuk pengawet makanan karena masih mengandung bahan berbahaya sehingga harus dimurnikan dengan distilasi.
2.5 Senyawa Fenol Istilah senyawa fenol meliputi aneka ragam senyawa yang berasal dari tumbuhan, yang mempunyai ciri sama yaitu cincin aromatik yang mengandung satu atau dua gugus hidroksil. Peranan beberapa golongan senyawa fenol sudah diketahui sebagai contoh lignin berfungsi sebagai pembangun dinding sel. Cara klasik untuk mendeteksi senyawa fenol sederhana adalah dengan menambahkan larutan besi (III) klorida 1 % dalam air atau dalam etanol ke dalam larutan cuplikan, yang menimbulkan warna hijau, biru atau hitam yang kuat.
6
Semua senyawa fenol berupa senyawa aromatik, sehingga semuanya menunjukan serapan kuat di daerah spektrum UV (ultraviolet). Selain itu secara khas senyawa fenol menunjukan geseran batokrom pada spektrumnya bila ditambahkan basa. Karena itu, cara spektroskopi cukup penting terutama untuk identifikasi dan analisis kuantitatif senyawa fenol. Senyawa fenol terbanyak yang terdapat pada asap cair adalah siringol dan guaiakol. Siringol mempunyai rumus molekul C8H10O3, dengan struktur seperti pada Gambar 2.2 berikut ini :
Gambar 2. 2 Siringol
Sifat-sifat siringol adalah berupa padatan, berwarnan abu-abu sampai coklat muda. Titik leleh siringol antara 52 – 56 oC, titik didih 261 oC dan massa molekul 154,16. Guaiakol mempunyai rumus molekul C7H8O2 dan tatanama guakianol menurut IUPAC adalah 2metoksi fenol. Rumus struktur guaiakol terlihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2. 3 Guaiakol
Guaiakol mempunyai titik leleh 28 oC, titik didih antara 204 – 206 oC, kerapatan dalam larutan 1,112 g/cm3 dan dalam kristal 1,129 g/cm3. massa molekul guaiakol 124,137.
2.6 Senyawa Karbonil Senyawa karbonil adalah senyawa yang mengandung gugus karbonil. Gugus karbonil terdapat pada aldehida dan keton. Jenis senyawa karbonil yang ada dalam asap cair antara lain vanilin dan siringaldehida. Vanilin dan siringaldehida termasuk ke dalam golongan aldehida. Struktur vanilin disajikan pada Gambar 2.4
7
. Gambar 2. 4 Vanilin
Vanilin atau metil vanilin atau 4-Hidroksi-3-metoksi benzaldehida mempunyai rumus molekul C8H8O3 merupakan kristal putih sampai kuning terang. Titik didih vanilin 285 oC (558 K) sedangkan titik lelehnya antara 80-81 oC (353-354 K). Vanilin mempunyai massa molekul 152,15 g/mol dan kerapatan 1,056 g/cm3. Siringaldehida atau 4-Hidroksi-3,5-dimetoksi benzaldehida mempunyai rumus molekul C9H10O4. Siringaldehida memiliki rumus struktur seperti pada Gambar 2.5.
Gambar 2. 5 Siringaldehida
Titik leleh siringaldehida disekitar 110-113 oC (383-386 K) dan titik didih 192-193 oC. Massa molekul siringaldehida adalah 182,17 g/mol, dan kerapatan siringaldehida 1,01 g/cm3. Gugus fungsi yang ada dalam siringaldehida sama dengan gugus fungsi yang ada pada vanilin yaitu gugus hidroksil dan aldehid, perbedaannya hanya terletak pada jumlah metoksi yang terikat pada cincin benzena.
2.7 Asam Karboksilat dan Turunannya Senyawa asam yang terdapat dalam asap cair adalah asam asetat, furan dan furfural. Asam asetat, asam etanoat atau asam cuka adalah asam, organik yang dikenal sebagai pemberi rasa dan aroma dalam makanan. Asam cuka memiliki rumus empiris C2H4O2. rumus ini sering kali ditulis dalam bentuk CH3–COOH, CH3COOH atau CH3CO2H. Asam asetat murni (disebut asam asetat glasial) adalah cairan higroskopis tak berwarna dan memiliki titik beku 16,7 oC.
8
Asam asetat merupakan salah satu asam karboksilat paling sederhana, setelah asam format. Larutan asam asetat dalam air merupakan sebuah asam lemah, artinya hanya terdisosiasi sebagian menjadi ion H+ dan CH3COO-. Asam asetat merupakan pereaksi kimia dan bahan baku industri yang penting. Asam asetat digunakan dalam produksi polimer seperti polietilena tereftalat, selulosa asetat, dan polivinil asetat, maupun berbagai macam serat dan kain. Dalam industri makanan, asam asetat digunakan sebagai pengatur keasaman. Asam asetat mempunyai massa molekul 60,05 g/mol, titik lebur 16,5 oC, titik didih 118,1 oC dan harga pKa 4,76 pada 25 oC. Atom hidrogen (H) pada gugus karboksil (-COOH) dalam asam karboksilat seperti asam asetat dapat dilepaskan sebagai ion H+ (proton), sehingga memberikan sifat asam. Asam asetat adalah asam lemah monoprotik dengan nilai pKa = 4,8. Basa konjugasinya adalah (CH3COO-). Asam asetat cair adalah pelarut hidrofilik (polar), mirip seperti air dan etanol. Asam asetat memiliki konstanta dielektrik yang sedang yaitu 6,2 sehingga ia bisa melarutkan baik senyawa polar seperti garam anorganik dan gula maupun senyawa non-polar seperti minyak dan unsur-unsur seperti sulfur dan iodin. Asam asetat bercampur dengan mudah dengan pelarut polar atau non-polar lainnya seperti air, kloroform dan heksana. Sifat kelarutan dna kemudahan bercampur dari asam asetat ini menyebabkan senyawa digunakan secara luas dalam industri kimia. Furfural (furan-2-carboxaldehyde) mempunyai rumus strukturseperti pada Gambar 2. 6.
Gambar 2. 6 Furfural
Furfural mempunyai rumus molekul C5H4O2, berupa minyak tidak berwarna. Titik leleh furfural adalah-36,5oC, titik didih 161,7oC, kerapatan furfural dalam bentuk larutan adalah 1,16 g/ml, dan massa molekul furfural 96,07 g/mol. Furan (furfuran divinil oksida) mempunyai rumus struktur seperti pada Gambar 2. 7.
Gambar 2. 7 Furan
9
Rumus molekul furan C4H4O, memiliki massa molekul 68,07 g/mol. Kerapatan furan 0,936 g/ml, titik leleh -85,6oC dan titik didih sebesar 31,4oC. Furan merupakan senyawa heterosiklik aromatik, karena dalam cincinnya mengandung atom hidrogen selain atom karbon. Umumnya atom yang ada dalam senyawa heterosiklik adalah nitrogen, oksigen, dan belerang. Furan juga bersifat aromatik karena pada atom oksigen, memiliki dua elektron untuk disumbangkan ke awan phi aromatik.
2.8 Identifikasi Gugus Fungsi 2.8.1 Spektrofotometri Inframerah Spektrofotometri Infra Red atau Infra Merah merupakan suatu metode yang mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada daerah panjang gelombang 0,75 - 1.000 μm atau pada Bilangan Gelombang 13.000 - 10 cm-1. Radiasi elektromagnetik dikemukakan pertama kali oleh James Clark Maxwell, yang menyatakan bahwa cahaya secara fisis merupakan gelombang elektromagnetik, artinya mempunyai vektor listrik dan vektor magnetik yang keduanya saling tegak lurus dengan arah rambatan.
Gambar 2. 8 Berkas radiasi elektromagnetik
Spektrum elektromagnetik merupakan kumpulan spektrum dari berbagai panjang gelombang. Berdasarkan pembagian daerah panjang gelombang sinar infra merah dibagi atas tiga daerah, yaitu: 1. Daerah Infra Merah dekat. 2. Daerah Infra Merah pertengahan. 3. Daerah infra merah jauh.
10
Tabel 2. 1 Pembagian daerah panjang gelombang
Dari pembagian daerah spektrum elektromagnetik tersebut diatas, daerah panjang gelombang yang digunakan pada alat spektrofotometer infra merah adalah pada daerah infra merah pertengahan, yaitu pada panjang gelombang 2,5 - 50 μm atau pada bilangan gelombang 4.000 - 200 cm-1. Dasar Spektroskopi Infra Merah dikemukakan oleh Hooke dan didasarkan atas senyawa yang terdiri atas dua atom atau diatom yang digambarkan dengan dua buah bola yang saling terikat oleh pegas seperti tampak pada gambar disamping ini. Jika pegas direntangkan atau ditekan pada jarak keseimbangan tersebut maka energi potensial dari sistim tersebut akan naik. Setiap senyawa pada keadaan tertentu telah mempunyai tiga macam gerak, yaitu : 1. Gerak Translasi, yaitu perpindahan dari satu titik ke titik lain. 2. Gerak Rotasi, yaitu berputar pada porosnya, dan 3. Gerak Vibrasi, yaitu bergetar pada tempatnya. Bila ikatan bergetar, maka energi vibrasi secara terus menerus dan secara periodik berubah dari energi kinetik ke energi potensial dan sebaiknya. Jumlah energi total adalah sebanding dengan frekwensi vibrasi dan tetapan gaya ( k ) dari pegas dan massa ( m1 dan m2 ) dari dua atom yang terikat. Energi yang dimiliki oleh sinar infra merah hanya cukup kuat untuk mengadakan perubahan vibrasi. Panjang gelombang atau bilangan gelombang dan kecepatan cahaya dihubungkan dengan frekwensi melalui bersamaan berikut : E = h c/λ Setiap molekul memiliki harga energi yang tertentu. Bila suatu senyawa menyerap energi dari sinar infra merah, maka tingkatan energi di dalam molekul itu akan tereksitasi ke tingkatan energi yang lebih tinggi. Sesuai dengan tingkatan energi yang diserap, maka yang
11
akan terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan perubahan energi rotasi. Vibrasi yang digunakan untuk identifikasi adalah vibrasi bengkokan, khususnya goyangan (rocking), yaitu yang berada di daerah bilangan gelombang 2000 - 400 cm-1. Karena di daerah antara 4000 - 2000 cm-1 merupakan daerah yang khusus yang berguna untuk identifkasi gugus fungsional. Daerah ini menunjukkan absorbsi yang disebabkan oleh vibrasi regangan. Sedangkan daerah antara 2000 - 400 cm-1 seringkali sangat rumit, karena vibrasi regangan maupun bengkokan mengakibatkan absorbsi pada daerah tersebut. Dalam daerah 2000 - 400 cm-1 tiap senyawa organik mempunyai absorbsi yang unik, sehingga daerah tersebut sering juga disebut sebagai daerah sidik jari (fingerprint region). Meskipun pada daerah 4000 - 2000 cm-1 menunjukkan absorbsi yang sama, pada daerah 2000 - 400 cm-1 juga harus menunjukkan pola yang sama sehingga dapat disimpulkan bahwa dua senyawa adalah sama. (http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=105)
2.8.2 FTIR (Fourier Transform Infra Red) Spektroskopi FTIR adalah teknik pengukuran untuk mengumpulkan spektrum inframerah. Energi yang diserap sampel pada berbagai frekuensi sinar inframerah direkam, kemudian diteruskan ke interferometer. Sinar pengukuran sampel diubah menjadi interferogram. Perhitungan secara matematika Transformasi Fourier untuk
sinyal tersebut akan
menghasilkan spekrum yang identik pada spektroskopi inframerah. FTIR terdiri dari 5 bagian utama, yaitu ( Griffiths,1975): 1) Sumber sinar, yang terbuat dari filamen Nerst atau globar yang dipanaskan menggunakan listrik hingga temperatur 1000-1800 0C. 2) Beam splitter, berupa material transparan dengan indeks relatif, sehingga menghasilkan 50% radiasi akan direfleksikan dan 50% radiasi akan diteruskan. 3) Interferometer, merupakan bagian utama dari FTIR yang berfungsi untuk membentuk interferogram yang akan diteruskan menuju detektor. 4) Daerah cuplikan, dimana berkas acuan dan cuplikan masuk ke dalam daerah cuplikan dan masing-masing menembus sel acuan dan cuplikan secara bersesuaian. 5) Detektor, Merupakan piranti yang mengukur energi pancaran yang lewat akibat panas yang dihasilkan. Detektor yang sering digunakan adalah termokopel dan balometer. Mekanisme yang terjadi pada alat FTIR dapat dijelaskan sebagai berikut. Sinar yang datang dari sumber sinar akan diteruskan, dan kemudian akan dipecah oleh pemecah sinar menjadi
12
dua bagian sinar yang saling tegak lurus. Sinar ini kemudian dipantulkan oleh dua cermin yaitu cermin diam dan cermin bergerak. Sinar hasil pantulan kedua cermin akan dipantulkan kembali menuju pemecah sinar untuk saling berinteraksi. Dari pemecah sinar, sebagian sinar akan diarahkan menuju cuplikan dan sebagian menuju sumber. Gerakan cermin yang maju mundur akan menyebabkan sinar yang sampai pada detektor akan berfluktuasi. Sinar akan saling menguatkan ketika kedua cermin memiliki jarak yang sama terhadap detektor, dan akan saling melemahkan jika kedua cermin memiliki jarak yang berbeda. Fluktuasi sinar yang sampai pada detektor ini akan menghasilkan sinyal pada detektor yang disebut interferogram. Interferogram ini akan diubah menjadi spektra IR dengan bantuan computer berdasarkan operasi matematika.
2.8.3 Spektrofotometri UV/Vis Absorbansi pada spektrofotometri ultraviolet dan sinar tampak berlangsung dalam dua tahap, tahap yang pertama yaitu M + hv – M*, merupakan eksitasi spesies akibat absorpsi foton (hv). Tahap yang kedua adalah relaksasi dengan berubahnya M* menjadi spesies baru dengan reaksi fotokimia. Absorpsi dalam daerah ultraviolet dan sinar tampak menyebabkan eksitasi elektron ikatan. Spesies yang mengabsorpsi dapat melakukan transisi yang meliputi transisi elektron π, σ, dan n, elektron-elektron d dan f, dan transfer muatan elektron. Elektron dari molekul organik yang mengabsorpsi meliputi elektron pada atom-atom dan elektron tidak berpasangan yang pada umumnya terlokalisasi. Transisi elektronik pada tingkat-tingkat energi terjadi dengan mengabsorpsi radiasi sehingga menyebabkan terjadi transisi σ-σ*, nσ*, n- π*, dan π- π* dengan σ* dan π* adalah orbital atom anti ikatan sedangkan n merupakan orbital tidak berikatan yang mempunyai energi antara orbital ikatan dan anti ikatan. Suatu spektrofotometri tersusun dari sumber sinar, monokromator, sel absorpsi dan detektor. Sumber sinar yang biasa digunakan pada spektroskopi absorpsi adalah lampu wolfram. Monokromator digunakan untuk memperoleh sumber sinar yang monokromatis. Sel absorpsi pada pengukuran di daerah sinar tampak dapat menggunakan kuvet kaca, namun untuk pengukuran pada panjang gelombang UV harus digunakan kuvet kuarsa karena gelas tidak menyerap sinar ultraviolet pada daerah ini. Detektor merupakan penerima yang akan memberikan respon terhadap cahaya pada berbagai panjang gelombang.
13
2.8.4 Kromatografi Gas Kromatografi gas digunakan untuk menguraikan suatu campuran. Dalam kromatografi, komponen-komponen terdistribusi dalam dua fasa, yaitu fasa diam dan fasa gerak. Fasa gerak dapat berupa gas atau cair, sedangkan fasa diam dapat berupa zat cair atau padat. Dalam kromatografi gas, fasa bergeraknya adalah gas dan zat terlarut terpisah sebagai uap. Berdasarkan wujud fasa diam, kromatografi gas dibagi menjadi kromatografi gas-padat (gas solid chromatography) dengan fasa diam padatan dan fasa gas-cair (gas liquid chromatography) dengan fasa diam cairan. Pada kromatografi gas-padat, partisi komponen cuplikan didasarkan atas fenomena adsorpsi (penyerapan) pada permukaan zat padat yang berfungsi sebagai fasa diam. Sedangkan pada kromatografi gas-cair, partisi komponen cuplikan didasarkan pada kelarutan uap komponen bersangkutan pada fasa cair, jadi bergantung pada kesetimbangan gas-cair yang terjadi dalam kolom. Suatu kromatograf yang baik terdiri dari komponen-komponen yang penting yaitu Regulator tekanan, sistem injeksi sampel, kolom penunjang fasa diam, fasa diam, detektor dan pencatat sinyal (recorder).
2.8.5 Spektrometri Massa Pada spektrometer massa suatu contoh dalam keadaan gas dibombardir dengan elektron yang berenergi cukup untuk mengalahkan potensial ionisasi pertama senyawa itu. Potensial ionisasi senyawa adalah antara 185 – 300 kkal/mol. Tabrakan antara sebuah molekul organik dan salah satu elektron berenergi tinggi menyebabkan lepasnya sebuah elektron dari molekul itu dan terbentuknya ion organik. Ion organik yang dihasilkan bersifat tidak stabil dan pecah menjadi fragmen kecil, baik berbentuk radikal bebas maupun ion-ion lain. Yang khas dari spektrometer massa adalah terdeteksinya fragmen yang bermuatan positif. Spektrum massa ialah alur kelimpahan (abudance, jumlah fragmen bermuatan positif) terhadap massa/muatan (m/e) dari fragmen-fragmen itu. Muatan ion dari partikel yang dideteksi umumnya +1, nilai m/e suatu ion sama dengan massanya. Oleh karena ituspektrum massa merupakan rekaman dari massa partikel terhadap kelimpahan partikel itu. Suatu molekul atau ion akan pecah menjadi fragmen-fragmennya bergantung pada kerangka karbon dan gugus fungsional yang ada. Oleh karena itu, struktur dan fragmen memberikan petunjuk mengenai struktur induknya. Bahkan menentukan bobot molekulnya.
14
Pada spektrometer massa contoh dimasukkan, kemudian diuapkan dan diumpankan dalam suatu aliran yang berkesinambungan ke dalam kamar pengionan. Kamar pengionan dijaga dalam keadaan vakum untuk meminimalkan tabrakan dan reaksi antara radikal, molekul udara, dan lain-lain. Di dalam kamar pengionan, contoh melewati suatu aliran elektron berenergi tinggi yang menyebabkan ionisasi beberapa molekul contoh menjadi ion-ion molekul. Setelah terbentuk ion molekul, ion molekul dapat mengalami fragmentasi dan penataan ulang. Proses ini berjalan sangat cepat (10-10 – 10-6 detik). Partikel yang berumur lebih panjang dapat dideteksi oleh pengumpul ion, sedangkan yang berumur lebih pendek mungkin tidak sempat mencapai pengumpul ion. Dalam beberapa hal, ion molekul terlalu pendek usianya sehingga tidak dapat dideteksi dan hanya produk-produk fragmentasinya yang menunjukan puncak. Setelah radikal-radikal ion dan partikel-partikel lain terbentuk, kemudian diumpankan melewati 2 elektroda, lempeng pemercepat ion, yang mempercepat partikel bermuatan positif. Dari lempeng pemercepat (acclerator plates), partikel bermuatan positif menuju ke tabung analisator, dimana partikel-partikel ini dibelokkan oleh medan magnet sehingga lintasannya melengkung. Jari-jari lintasan melengkung begantung pada kecepatan partikel dan kuat medan magnet. Pada kuat medan dan voltase yang sama, partikel dengan m/e yang tinggi akan memiliki jari-jari yang lebih besar, sedangkan yang m/e nya rendah akan mempunyai jari-jari yang
lebih kecil. Oleh karena itu, aliran terus menerus, partikel
bermuatan positif yang melewati tabung analisator membentuk suatu pola. Jika voltase pemercepat dikurangi perlahan-lahan secara kontinyu, maka kecepatan semua partikel akan berkurang dan jari-jari semua partikel juga berkurang. Dengan teknik ini, partikel berturut-turut mengenai detektor dimulai dari m/e rendah.
15
