Mengenal Teknik Pemisahan Sederhana: Apa Itu Kromatografi Kertas?

Apa Sih Kromatografi Kertas itu? 

Untuk Mengenal lebih dalam lagi mengenai Kromatografi Kertas, Simak penjelasan berikut.

Sejarah Kromatografi Kertas

Salah satu teknik kromatografi dengan menggunakan peralatan yang sederhana adalah kromatografi kertas. Kromatografi kertas ini pertama kali ditemukan oleh Martin dan Synge pada tahun 1943.

Prinsip Pemisahannya

Pada prinsipnya, Kromatografi kertas menggunakan asas partisi, yang mana campuran solute akan terpartisi pada fase diam dan fase gerak. Seperti namanya, kromatografi kertas menggunakan bahan baku utama yaitu kertas. 

Kertas ini tersusun atas polimer rantai lurus D-glukosa yang terangkai pada posisi (1-->4) yang disebut juga dengan selulosa. Jika dilihat dari strukturnya, selulosa ini memiliki banyak gugus hidroksi yang bersifat hidrofilik. Hal inilah yang menyebabkan kertas dapat dengan mudah menyerap air masuk ke dalam kisi-kisi atau pori-pori dari kertas. 

Oleh karena itu, dalam kromatografi kertas pada umumnya kertas berfungsi sebagai padatan penyangga atau pendukung dan air sebagai fase diam. Sedangkan fase geraknya adalah berupa campuran air dengan pelarut organik atau buffer.

Fungsi utama dari kromatografi kertas ini adalah sebagai pemisah dan untuk identifikasi. Oleh karena itu, seperti umumnya kromatografi, di perlukan suatu senyawa standar untuk membandingkan hasil pemisahan campuran dengan elusi senyawa standar. Dalam kromatografi kertas, pemisahan senyawa-senyawa yang terdapat dalam campuran terjadi secara spesifik. Pemisahan ini dinyatakan dengan Rf  (Retention factor).

Rf = jarak yang ditempuh zat terlarut/jarak yang ditempuh zat pelarut

Nilai Rf suatu senyawa bersifat spesifik. Sehingga kita dapat membandingkan nilai Rf dari senyawa yang terdapat dalam campuran dengan Rf senyawa murni. Apabila dalam sistem kromatografi tersebut nilai Rf senyawa A yang dipisahkan dalam campuran identik dengan Rf senyawa murni A, maka dapat diperkirakan bahwa dalam campuran tersebut mengandung senyawa A.

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pemisahan Senyawa dalam Kromatografi Kertas

1. Kelarutan

Partisi terjadi karena adanya perbedaan kelarutan senyawa dalam cairan yang terikat pada fase diam dan cairan pengembang atau fase gerak.

2. Polaritas

Selain kelarutan, polarisasi juga berpengaruh pada partisi tersebut. Partisi molekul zat terlarut antara fase cair diam dan cairan pengembang (fase gerak) terjadi karena perbedaan polaritas antara kedua pelarut tersebut. Prinsip like dissolves like, suatu pelarut akan cenderung melarutkan senyawa yang mempunyai tingkat kepolaran yang sama.

3. Suhu

Perubahan suhu akan berpengaruh terhadap nilai Rf. Hal ini disebabkan karena perubahan suhu akan menyebabkan perubahan densitas dan kelarutan setiap senyawa yang terdapat dalam campuran sehingga terjadi perubahan koefisien partisi dan kecepatan alir.

4. Jenis Kertas (Whatman)

Tipe-tipe kertas Whatman biasanya mempunyai spesifikasi ukuran pori tersendiri. Pada umumnya, semakin  kecil ukuran pori maka kecepatan alir akan semakin lambat. Hal ini disebabkan karena semakin banyak molekul air yang terikat pada kertas saring, sehingga interaksi antara molekul-molekul polar dengan air akan makin besar dan menyebabkan perambatan lebih lambat.

Jenis Kromatografi Kertas Berdasarkan Mekanismenya

1. Ascending (naik)

Seperti namanya Ascending atau naik, disini fase gerak akan merambat atau mengembang naik ke atas karena adanya gaya kapilaritas. Pergerakan cairan pengembang akan mengelusi campuran mengikuti arah aliran fase gerak atau cairan pengembang tersebut. 

Pada saat ini, akan terjadi partisi senyawa-senyawa pada campuran yang disebabkan karena adanya perbedaan interaksi senyawa dengan fase diam dan fase gerak. Jika interaksi senyawa dengan fase gerak lebih besar, maka senyawa tersebut akan bergerak cepat pada saat proses elusi. 

Sedangkan jika suatu senyawa berinteraksi lebih kecil dengan fase gerak, maka senyawa tersebut akan bergerak lambat pada saat proses elusi. Dengan kata lain:

• Nilai Rf = besar --> menunjukkan senyawa tersebut memiliki interaksi yang kecil dengan fase diam atau interaksi dengan fase gerak besar
• Nilai Rf = kecil --> menunjukkan senyawa tersebut memiliki interaksi yang besar dengan fase diam atau interaksi dengan fase gerak kecil

Tahapan Ascending (naik):

a) Siapkan kertas saring yang berbentuk persegi, dan beri garis pada bagian bawah dengan pencil untuk area penotolan campuran

b) Persiapkan chamber, kemudian isi dengan fase gerak dan tutup agar ruangan jenuh dengan uap fase gerak

c) Totolkan campuran dengan menggunakan pipet kapiler (penotolan diusahakan tidak melebar)

d) Gantungkan kertas saring kedalam chamber, bagian bawah tercelup pada cairan pengembang (campuran yang di totolkan tidak boleh ikut tercelup pada cairan pengembang)

e) Tunggu hingga terjadi proses pemisahan

f) Tentukan nilai Rf tiap-tiap senyawa

g) Bandingkan dengan nilai Rf tiap senyawa dengan Rf zat standar. Apabila identik, maka dapat diperkirakan bahwa campuran tersebut mengandung senyawa standar

2. Descending (turun)

Pada sistem ini, arah aliran fase gerak turun dari atas ke bawah, di mana chamber yang digunakan mempunyai wadah eluen yang terdapat dibagian atas chamber dan kertas kromatografinya di gantung dengan bagian atas yang tercelup pada eluen. Metode ini lebih cepat daripada metode Ascending karena pengembangan eluen juga di pengaruhi oleh gaya gravitasi.

3. Ascending-Descending

Pada sistem ini merupakan gabungan dimana eluen mengembang dari bawah ke atas dan dilanjutkan dari atas ke bawah. Pada bagian bawah chamber, dibagi dengan menggunakan sekat tertentu. Satu bagian diisi dengan eluen dan bagian yang lain dibiarkan kosong. Cara ini banyak digunakan untuk pemisahan campuran yang mengandung senyawa-senyawa yang memiliki karakteristik hampir sama, sehingga membutuhkan pemisahan yang lama dengan menggunakan kertas saring yang lebih panjang.

4. Two Dimensional (dua arah)

Sistem ini digunakan untuk pemisahan campuran yang membutuhkan dua kali elusi dengan menggunakan eluen yang berbeda. Pada tahap awal, sama seperti tahap Ascending selanjutnya kertas kromatografi di angkat dan dikeringkan kemudian di putar 90 derajat dan dimasukkan pada eluen yang kedua.

 Cara ini banyak digunakan untuk memisahkan campuran yang mengandung kelompok-kelompok senyawa yang memiliki karakteristik hampir sama, sehingga pada elusi yang kedua, kelompok-kelompok senyawa yang memiliki karakteristik hampir sama tersebut dapat dipisahkan dengan eluen yang kedua.

5. Circular (melingkar)

Pada sistem ini menggunakan kertas yang berbentuk lingkaran. Larutan pengembang bergerak secara horizontal dari pusat menuju ke tepi lingkaran. Pusat lingkaran di beri sumbu untuk perambatan fase gerak. Campuran yang dipisahkan di totolkan di dekat pusat lingkaran. Chamber yang digunakan adalah biasanya cawan petri.

Aplikasi Kromatografi Kertas

Karena kesederhanaannya, kromatografi kertas ini dapat di aplikasi kan pada beberapa identifikasi dan pemisahan, diantaranya adalah sebagai berikut.

1. Identifikasi dan pemisahan pigmen atau pewarna alami dan sintetik

2. Identifikasi dan pemisahan kation anorganik

3. Identifikasi dan pemisahan Senyawa aktif pada ekstrak tanaman seperti senyawa alkaloid dan senyawa fenolik

4. Identifikasi dan pemisahan asam-asam amino

Kelebihan Kromatografi Kertas

1. Tidak diperlukan peralatan yang teliti dan mahal

2. Hasil yang baik dapat diperoleh dengan peralatan yang sangat sederhana

3. Senyawa-senyawa yang terpisah dapat dideteksi pada kertas dan dapat diidentifikasi

Kekurangan Kromatografi Kertas

1. Membutuhkan waktu yang lama

2. Keterbatasan parameter uji karena tidak semua campuran dari senyawa-senyawa dapat dipisahkan dengan menggunakan kromatografi kertas

Demikian penbahasan kita mengenai Kromatografi Kertas. Semoga bermanfaat :)

Terima kasih telah berpartisipasi :)