APLIKASI DETEKTOR FOTOAKUSTIK PADA KROMATOGRAFI GAS VARIAN 3400 UNTUK MENENTUKAN KONSENTRASI ETANOL HASIL EKSTRAKSI AIR TAPE Skripsi Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains Jurusan Fisika Oleh: F. Yeni Anggarini NIM : 053214003 PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2010 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Embed
APLIKASI DETEKTOR FOTOAKUSTIK PADA · PDF fileSkripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana di ... HALAMAN JUDUL ... ilmu medis dan lingkungan. ilmu kimia
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
APLIKASI DETEKTOR FOTOAKUSTIK PADA KROMATOGRAFI GAS
VARIAN 3400 UNTUK MENENTUKAN KONSENTRASI
ETANOL HASIL EKSTRAKSI AIR TAPE
Skripsi
Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Sains
Jurusan Fisika
Oleh:
F. Yeni Anggarini
NIM : 053214003
PROGRAM STUDI FISIKA
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA 2010
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
APPLICATION OF PHOTOACOUSTIC DETECTOR IN GAS
CHROMATOGRAPHY VARIAN 3400 TO DETERMINE
THE CONCENTRATION OF ETHANOL IN EXTRACTED OF WATER
TAPE
A THESIS
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain The Sains Degree
In Physics Department
by :
F. Yeni Anggarini
NIM : 053214003
PHYSICS STUDY PROGRAM
PHYSICS DEPARTMENT
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA 2010
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Skripsi ini penulis persembahkan ini untuk:
Tuhan Yesus Kristus dan Bunda Maria
(sumber segala kasih dan pengharapan)
Valentinus Hadi Sumitro dan Christina Sunarti Hadi
(Orang tua Penulis)
Keluarga Besar Program Studi Fisika Universitas Sanata Dharma
(Khususnya angkatan 2005)
Willybrordus Prima Abineri
Semua pihak yang telah membantu sampai terbentuknya skripsi ini
” Selalu percaya dan yakin maka semua akan berjalan baik ”
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi yang saya tulis ini tidak
memuat karya atau bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam
kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.
Yogyakarta, 11 Maret 2010
Penulis
F. Yeni Anggarini
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN
AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : F. Yeni Anggarini
Nomor Mahasiswa : 053214003
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
APLIKASI DETEKTOR FOTOAKUSTIK PADA KROMATOGRAFI GAS
VARIAN 3400 UNTUK MENENTUKAN KONSENTRASI
ETANOL HASIL EKSTRAKSI AIR TAPE
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan
data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di internet atau
media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya
maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 11 Maret 2010
Yang menyatakan
(F. Yeni Anggarini)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
INTISARI
APLIKASI DETEKTOR FOTOAKUSTIK PADA KROMATOGRAFI GAS
VARIAN 3400 UNTUK MENENTUKAN KONSENTRASI
ETANOL HASIL EKSTRAKSI AIR TAPE
Telah dilakukan aplikasi detektor fotoakustik pada kromatografi gas
Varian 3400. Detektor fotoakustik berdasar pada prinsip serapan cahaya. Sumber
cahaya yang digunakan pada detektor ini adalah laser CO2. Laser ini bekerja pada
panjang gelombang 9-11 µm. Serapan molekul tergantung pada panjang
gelombang cahaya yang digunakan.
Pada penelitian telah diukur konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape.
Pengukuran ini menggunakan aplikasi detektor fotoakustik pada kromatografi gas
Varian 3400. Pengukuran konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape dilakukan
pada 2 garis laser yaitu garis laser 10P16 dan 10P18. Konsentrasi etanol hasil
ekstraksi air tape pada garis laser 10P16 sebesar Konsentrasi
etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P18 sebesar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT
APPLICATION OF PHOTOACOUSTIC DETECTOR IN GAS
CHROMATOGRAPHY VARIAN 3400 TO DETERMINE THE
CONCENTRATION OF ETHANOL IN WATER EXTRACTED TAPE
Application of photoacoustic detector in gas chromatography varian 3400
has been done. Photoacoustic detector uses the principle of light absorption. CO2
laser was used as the light source of the detector. This laser works in the 9-11 μm
wavelength. Molecular absorption depends on the wavelength of light.
In this research, the concentration of ethanol in water extracted tape has
been measured. This measurement used the photoacoustic detector application in
gas chromatography varian 3400. The measurement is conducted by using 2 laser
lines, they are 10P16 and 10P18. Concentration of ethanol in water extracted tape
in 10P16 is And Concentration of ethanol in water extracted tape
in 10P18 is
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
karunia dan rahmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Skripsi ini ditulis sebagai salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana di
Universitas Sanata Dharma.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini tidak mungkin terwujud
tanpa bimbingan, bantuan dan pengarahan berbagai pihak. Pada kesempatan ini
penulis menghaturkan banyak terima kasih dan penghargaan kepada:
1. Yosef Agung Cahyanta, S.T., M.T. selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.
2. Dr.Ign.Edi Santosa, MS selaku dosen pembimbing serta dosen penguji
yang penuh kesabaran telah membimbing, membantu, menyemangati serta
meluangkan waktunya kepada penulis selama penelitian dan proses
penulisan skripsi ini.
3. Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si selaku ketua program studi Fisika
4. Ir. Sri Agustini Sulandari, M.Si dan Dwi Nugraheni Rositawati S.Si, M.Si
selaku dosen penguji.
5. Seluruh dosen fisika yang telah membagiakan ilmunya.
6. Bapak Valentinus Hadi Sumitro dan Ibu Christina Sunarti Hadi selaku
orang tua penulis serta seluruh keluarga tercinta yang selalu memberikan
dukungan dan doa.
7. Seluruh karyawan Universitas Sanata Dharma khususnya karyawan Lab
Fisika dan Lab Analisa, A. Bima Windura, Ngadiyono dan Sugito.
Terimakasih sudah banyak membantu dalam penelitian skripsi.
8. Teman-teman angkatan 2005, Lulu Qiuntriani Jisura, Laurensia Trimeta
Platini dan Fransiscus Asisi Oktora.
9. Serta semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu. Terimakasih
atas segala bantuan yang telah diberikan untukku, semoga Tuhan selalu
memberikan berkat dan rahmat-Nya yang berlimpah dalam hidup mereka.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penelitian ini.
Namun demikian, semoga penelitian ini dapat memberikan manfaat yang berguna
bagi masyarakat dan perkembangan ilmu pengetahuan.
Koefisien serapan etanol ditentukan dengan membandingkan sinyal
ternormalisir etanol dan sinyal ternormalisir etilen sesuai dengan persamaan 2.15.
Dari hasil perhitungan didapatkan nilai koefisien serapan etanol untuk tiap garis laser.
Hasil perhitungan dapat dilihat pada lampiran 2. Nilai koefisien serapan etanol pada
tiap posisi steppermotor ditunjukkan oleh tabel 4.2.
Tabel 4.2: Nilai koefisien serapan etanol pada posisi steppermotor tertentu.
Posisi
steppermotor
Koefisien
serapan etanol
[cm-1]
6020 0,014
6103 0,007
6188 0,006
6277 0,007
6458 0,007
6649 0,006
4.1.3. Kalibrasi Etanol Standar
Kalibrasi dilakukan untuk menunjukkan hubungan antara luasan sinyal
ternormalisir per satu satuan volume etanol standar yang diinjeksikan ke dalam
kromatografi gas. Parameter yang digunakan pada kromatografi gas pada saat proses
kalibrasi adalah sebagai berikut suhu kolom diatur pada temperatur 700C. Suhu
injektor diatur pada temperatur 700C. Tekanan kolom diatur sebesar 43 Psi. Jenis
kolom yang digunakan adalah DB-WAX dengan diameter kolom 0,32 mm dan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
panjang 30 m. Fase diamnya adalah Polyethylene Glycol (PEG). Nitrogen digunakan
sebagai gas pembawa dengan kecepatan aliran gas nitrogen = 3,9 ml/menit.
Kalibrasi didapatkan dengan melakukan pengukuran etanol standar untuk
berbagai volume injeksi. Etanol yang digunakan sebagai standar memiliki konsentrasi
96%. Pada pengukuran etanol standar dihasilkan grafik hubungan antara sinyal
ternormalisir terhadap waktu untuk garis laser 10P16 dan garis laser 10P18.
Gambar 4.3 Proses yang terjadi pada pengukuran etanol standar pada garis laser 10P16 dengan volume injeksi 13µl
Gambar 4.3 menunjukkan proses pengukuran etanol standar dengan volume
injeksi 13µl pada garis laser 10P16. Dari gambar tersebut terlihat beberapa keadaaan.
Keadaan A adalah keadaan saat etanol standar belum diinjeksikan ke dalam
kromatografi gas. Pada saat ini yang mengalir melalui kolom sampai ke detektor
fotoakustik hanya gas nitrogen yang berfungsi sebagai gas pembawa. Keadaan B
adalah keadaan setelah etanol standar dengan volume 13 µl diinjeksikan ke dalam
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
kromatografi gas. Luas sinyal ternormalisir pada keadaan B menunjukkan banyaknya
etanol yang sampai ke detektor fotoakustik.
Proses pengukuran etanol standar pada garis laser 10P18 diperlihatkan pada
gambar 4.4. pada gambar ini juga ditunjukkan keadaan yang sama dengan gambar
4.3.
Gambar 4.4 Proses yang terjadi pada pengukuran etanol standar pada garis laser 10P18 dengan volume injeksi 13µl
Pengukuran etanol standar juga dilakukan dengan volume injeksi 5µl, 7 µl
dan 10 µl. Dari pengukuran ini dibuat grafik yang sama dengan grafik pada gambar
4.4 dan 4.5. Setelah didapatkan grafik sinyal ternormalisir terhadap waktu pada tiap
garis laser dengan berbagai volume injeksi kemudian ditentukan luasan sinyal
ternormalisir. Luasan sinyal ternormalisir ditentukan pada tiap garis laser untuk
masing-masing volume injeksi. Tabel 4.3 menunjukkan hasil pengukuran luas sinyal
ternormalisir untuk garis laser 10P16 dan 10P18 dengan berbagai volume injeksi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Tabel 4.3 : Hasil pengukuran luas sinyal ternormalisir etanol standar untuk berbagai volume injeksi.
volume (µl) Luasan sinyal ternormalisir [au x jam]
10P16 10P18 5 0,015 0,017
7 0,018 0,018
10 0,025 0,029
13 0,040 0,046
Setelah didapatkan nilai luasan sinyal ternormalisir pada tiap garis laser dibuat
grafik hubungan antara luasan sinyal ternormalisir terhadap volume injeksi untuk
masing-masing garis laser (gambar 4.5 dan gambar 4.6). Dari grafik tersebut
didapatkan persamaan garis hasil kalibrasi masing-masing untuk garis laser 10P16
dan 10P18.
Gambar 4.5 Grafik hubungan luasan sinyal ternormalisir [au x jam] terhadap volume injeksi [µl] pada pengukuran etanol standar untuk garis laser 10P16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 4.6 Grafik hubungan luasan sinyal ternormalisir [au x jam] terhadap volume injeksi injeksi [µl] pada pengukuran etanol standar untuk garis laser 10P18
Persamaan garis hasil kalibrasi pada garis laser 10P16 adalah
Persamaan garis hasil kalibrasi pada garis laser 10P18 adalah
Dengan L adalah luasan sinyal ternormalisir jam] dan v adalah volume
etanol standar yang diinjeksikan ke dalam kromatografi gas [µl].
4.1.4. Pengukuran Konsentrasi Etanol Hasil Ekstraksi Air Tape
Setelah kalibrasi selesai dilakukan, selanjutnya dilakukan pengukuran
konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape untuk berbagai volume injeksi. Pada setiap
pengukuran, kromatografi gas diatur dengan pengaturan yang sama seperti saat
kalibrasi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
Untuk mendapatkan konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape, perlu diketahui
terlebih dahulu luasan sinyal ternormalisir untuk etanol hasil ekstraksi air tape. Untuk
itu dilakukan pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16 dan
10P18 untuk berbagai volume injeksi. Pada pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape
dihasilkan grafik hubungan antara sinyal ternormalisir terhadap waktu pada garis
laser 10P16 dan garis laser 10P18. Grafik hubungan antara sinyal ternormalisir
terhadap waktu untuk garis laser 10P16 dan 10P18 pada variasi volume injeksi 13µl
ditunjukkan pada gambar 4.7 dan gambar 4.8 di bawah ini.
Gambar 4.7 Proses yang terjadi pada pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape untuk
garis laser 10P16 pada variasi volume injeksi 13µl
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
Gambar 4.8 Proses yang terjadi pada pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape untuk garis laser 10P18 pada variasi volume injeksi 13µl
Sama seperti proses kalibrasi etanol standar, pada proses pengukuran etanol
hasil ekstraksi air tape terlihat beberapa keadaan (gambar 4.7 dan gambar 4.8).
Gambar 4.7 menunjukkan proses pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape pada garis
laser 10P16 dan gambar 4.8 menunjukkan proses pengukuran etanol hasil ekstraksi
air tape pada garis laser 10P18.
Dari kedua gambar tersebut terlihat beberapa keadaaan. Keadaan A adalah
keadaan saat etanol hasil ekstraksi air tape belum diinjeksikan ke dalam kromatografi
gas. Pada saat ini nitrogen sebagai gas pembawa dialirkan melewati kolom sampai
pada detektor. Luas daerah B menunjukkan luas sinyal ternormalisir yang dihasilkan
dari pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape dengan volume 13 µl. Pada keadaan ini
terjadi serapan daya laser oleh molekul etanol hasil ekstraksi air tape. Serapan ini
ditunjukkan oleh peningkatan sinyal ternormalisir pada masing-masing garis laser.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
Hasil pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape ditunjukkan pada tabel 4.3.
Hasil pengukuran luasan sinyal ternormalisir etanol hasil ekstraksi air tape untuk
berbagai volume injeksi ditunjukkan oleh table 4.4 dan dinyatakan pada gambar 4.9
dan gambar 4.10.
Tabel 4.4 : Hasil pengukuran luas sinyal ternormalisir etanol hasil ekstraksi air tape untuk berbagai volume injeksi. Volume
injeksi
(µl)
Luasan sinyal
ternormalisir
[au x jam]
10P16 10P18
5 0,0006 0,0007
7 0,0009 0,001
10 0,0016 0,0019
13 0,002 0,0023
Gambar 4.9 Grafik hubungan luasan sinyal ternormalisir [au x jam] terhadap volume injeksi injeksi [µl] pada pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape untuk garis laser
10P16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Gambar 4.10 Grafik hubungan luasan sinyal ternormalisir [au x jam] terhadap volume injeksi injeksi [µl] pada pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape untuk garis
laser 10P18
Pada pengukuran ini dihasilkan dua buah persamaan garis. Persamaan garis
untuk garis laser 10P16 adalah
persamaan garis untuk garis laser 10P18 adalah
Dengan L adalah luasan sinyal ternormalisir jam] dan v adalah volume
etanol hasil ekstraksi air tape yang diinjeksikan ke dalam kromatografi gas [µl].
Gradien garis
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
4.2. Pembahasan
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran konsentrasi etanol hasil ekstraksi air
tape. Pengukuran dilakukan menggunakan kromatografi gas dengan detektor
fotoakustik. Sebelum dilakukan pengukuran konsentrasi etanol hasil ekstraksi air
tape, penelitian diawali dengan menentukan spektrum serapan dan koefisien serapan
etanol. Spektrum dan koefisien serapan etanol perlu ditentukan untuk mengetahui
serapan etanol pada daerah kerja laser CO2. Dengan mengetahui serapan etanol pada
daerah kerja CO2 maka dapat dilakukan pengukuran konsentrasi etanol hasil ekstraksi
air tape.
Untuk dapat menentukan spektrum serapan dan koefisien serapan etanol
dilakukan pengukuran sinyal ternormalisir untuk etanol 8144 ppm dan etilen 1,1 ppm.
Pengukuran sinyal ternormalisir etanol 8144 ppm dilakukan dengan mencampurkan
gas nitrogen dengan etanol 82430 ppm. Pada pengukuran sinyal ternormalisir etilen
1,1 ppm dilakukan pencampuran gas nitrogen dengan etilen 10 ppm. Kedua
pencampuran tersebut dimaksudkan untuk mengurangi konsentrasi etanol dan etilen.
Hal ini dilakukan untuk menghindari terjadinya serapan yang terlalu tinggi.
Serapan yang terlalu tinggi terjadi karena konsentrasi etanol dan etilen yang
diukur terlalu besar. Jika konsentrasi yang diukur terlalu besar akan mengakibatkan
daya laser berkurang atau bahkan hilang. Pada teori dikatakan bahwa salah satu hal
yang mempengaruhi sinyal adalah daya laser. Karena itu jika daya laser hilang maka
tidak akan ada sinyal yang dihasilkan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Penentuan spektrum serapan dilakukan dengan membandingkan sinyal
ternormalisir nitrogen dengan sinyal ternormalisir etanol. Pada pengukuran nitrogen
tidak menunjukkan adanya serapan. Hal ini dibuktikan dari sinyal ternormalisir
nitrogen yang datar selama pengukuran. Pada gambar 4.1 ini tampak bahwa ada 6
buah spektrum serapan yang dihasilkan pada pengukuran sinyal ternormalisir dari
posisi steppermotor 5700-6900. Spektrum serapan yang dihasilkan menandakan
terjadinya serapan daya laser oleh molekul etanol. Serapan paling tinggi berada pada
posisi steppermotor 6020. Posisi ini adalah garis laser 10P14. Garis laser dengan
serapan tertinggi biasanya digunakan dalam pengukuran. Pemilihan garis laser ini
dimaksudkan agar pengukuran lebih sensitif untuk etanol.
Pada penelitian ini sinyal ternormalisir bersatuan sebarang. Satuan ini biasa
disebut arbitrary unit [au]. Hal ini dikarenakan daya laser dan sinyal yang dihasilkan
belum dikalibrasi. Karena itulah daya laser dan sinyal yang dihasilkan tidak dapat
dikatakan memiliki satuan watt [W] dan volt [V].
Penentuan koefisien serapan etanol bertujuan untuk mengetahui kemampuan
serapan etanol di tiap garis laser. Dengan mengetahui serapan etanol pada daerah
kerja laser CO2 maka dapat dilakukan pengukuran konsentrasi etanol hasil ekstraksi
air tape. Untuk mendapatkan koefisien serapan etanol digunakan persamaan 2.15
seperti pada teori. Nilai koefisien serapan dapat dilihat pada tabel 4.1.
Di awal telah dikatakan bahwa pengukuran dilakukan pada garis laser dengan
serapan tertinggi dengan maksud agar pengukuran lebih sensitif. Pada penelitian ini
garis laser dengan serapan tertinggi adalah garis laser 10P14. Namun pada prakteknya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
pengukuran konsentrasi etanol dilakukan pada garis laser 10P16 dan garis laser
10P18. Garis laser 10P16 ditunjukkan oleh posisi steppermotor 6103 dan garis laser
10P18 ditunjukkan oleh posisi steppermotor 6188. Pemilihan kedua garis laser
tersebut dikarenakan saat dilakukan pengecekan garis laser 10P14 tidak tampil lagi.
Setelah didapatkan koefisien serapan etanol langkah selanjutnya adalah
melakukan kalibrasi. Kalibrasi dilakukan pada garis laser 10P16 dan 10P18 dengan
melakukan pengukuran luasan sinyal ternormalisir untuk berbagai volume injeksi dari
etanol standar. Konsentrasi etanol standar yang digunakan adalah 96%. Hasil
pengukuran luas sinyal ternormalisir etanol standar untuk berbagai volume injeksi
dapat dilihat pada tabel 4.3. Dari tabel 4.3 dan grafik hasil kalibrasi (gambar 4.5 dan
4.6), dapat dilihat bahwa semakin besar volume etanol yang diinjeksikan ke dalam
kromatografi gas maka semakin besar pula nilai luasan sinyal ternormalisirnya.
Kalibrasi menghasilkan dua buah persamaan garis masing-masing pada garis laser
10P16 dan 10P18. Persamaan garis hasil kalibrasi pada garis laser 10P16 adalah
sebagai berikut:
Persamaan garis hasil kalibrasi pada garis laser 10P18 adalah sebagai berikut:
Dari kedua persamaan garis hasil kalibrasi didapatkan dua buah nilai gradien.
Gradien pada garis laser 10P16 adalah . Gradien pada garis laser
10P18 adalah .
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Kedua nilai gradien yang didapatkan dari persamaan garis hasil kalibrasi
menunjukkan nilai luas sinyal ternormalisir etanol standar tiap µl untuk masing-
masing garis laser. Kedua persamaan garis hasil kalibrasi ini hanya berlaku untuk
kondisi pengukuran yang dilakukan menggunakan Kromatografi Gas Varian 3400
dengan parameter sebagai berikut suhu kolom diatur pada temperatur 700C. Suhu
injektor diatur pada temperatur 700C. Tekanan kolom diatur sebesar 43 Psi. Jenis
kolom yang digunakan adalah DB-WAX dengan diameter kolom 0,32 mm dan
panjang 30 m. Fase diamnya adalah Polyethylene Glycol (PEG). Nitrogen digunakan
sebagai gas pembawa dengan kecepatan aliran gas nitrogen = 3,9 ml/menit. Jenis
detektor yang digunakan adalah detektor fotoakustik dengan sumber cahaya laser
CO2 jenis sealed off. Pengukuran dilakukan saat tegangan sebesar -11,27 KV dan
arus sebesar -10,75 mA.
Setelah proses kalibrasi selesai, kemudian dilakukan pengukuran sampel.
Sampel yang digunakan adalah air tape. Sebelum dilakukan pengukuran, air tape
harus diekstraksi terlebih dahulu. Hal ini dilakukan untuk memisahkan etanol dari
komponen-komponen lain yang terdapat dalam air tape. Pada proses ekstraksi,
diambil cairan yang paling atas. Cairan inilah yang merupakan cairan etanol hasil
ekstraksi air tape.
Setelah proses ekstraksi, dilakukan pengukuran etanol dengan memvariasikan
volume yang diinjeksikan ke dalam kromatografi gas. Variasi volume injeksinya
adalah 5µl, 7µl, 10µl dan 13 µl. Tabel 4.4 menunjukkan hasil pengukuran luasan
sinyal ternormalisir. Pada pengukuran etanol hasil ekstraksi air tape didapatkan 2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
buah persamaan garis (gambar 4.9 dan gambar 4.10). Persamaan garis untuk garis
laser 10P16 adalah
persamaan garis untuk garis laser 10P18 adalah
Dari kedua persamaan garis hasil pengukuran sampel didapatkan dua buah
nilai gradien. Gradien garis yang dihasilkan pada garis laser 10P18 adalah
Gradien garis yang dihasilakan pada garis laser 10P18 adalah
. Kedua nilai gradien yang didapatkan dari hasil pengukuran
etanol hasil ekstraksi air tape menunjukkan nilai luas sinyal ternormalisir etanol hasil
ekstraksi air tape tiap µl untuk masing-masing garis laser.
Tahap selanjutnya adalah menentukan konsentrasi etanol hasil ekstraksi air
tape. Berdasarkan persamaan 2.11 konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
didapatkan dengan menggunakan persamaan sebagai berikut
Sinyal ternormalisir etanol pada garis laser l ditunjukkan dengan
nilai gradien etanol hasil ekstraksi air tape. Sinyal ternormalisir standar pada garis
laser l ditunjukkan dengan nilai gradien etanol standar. Nilai
gradien ini menunjukkan luas sinyal ternormalisir untuk tiap satuan volume masing-
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
masing etanol yang diinjeksikan ke dalam kromatografi gas. Dengan demikian
konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape didapatkan dengan menggunakan
persamaan sebagai berikut
Pada penelitian ini pengukuran konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
dilakukan pada dua garis laser yaitu garis laser 10P16 dan garis laser 10P18.
Diketahui gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16 sebesar
. Gradien etanol standar pada garis laser 10P16 sebesar
.
Untuk mendapatkan nilai konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada garis
laser 10P16 ditentukan nilai konsentrasi dan ralat absolut konsentrasi etanol hasil
ekstraksi air tape. Nilai konsentrasi didapatkan dari perhitungan sesuai dengan
persamaan 2.11. Langkah selanjutnya adalah menentukan ralat relatif etanol standar
dan ralat relatif etanol hasil ekstraksi air tape. Dari kedua ralat relatif ini didapatkan
nilai ralat relatif konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape. Setelah diketahui ralat
relatif konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape dapat ditentukan ralat absolutnya.
Dari hasil perhitungan didapatkan nilai konsentrasi etanol hasil ekstraksi air
tape pada garis laser 10P16 sebesar Dengan cara yang sama
didapatkan konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape untuk garis laser 10P18 yaitu
sebesar Perhitungan lengkap tentang pengukuran konsentrasi etanol
hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16 dan garis laser 10P18 dapat dilihat pada
lampiran 3.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa
1. Detektor fotoakustik dapat diaplikasikan pada kromatografi gas Varian 3400.
2. Aplikasi detektor fotoakustik pada kromatografi gas Varian 3400 ini
digunakan untuk menentukan konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape. Dari
hasil pengukuran didapatkan konsnetrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada
garis laser 10P16 dan 10P18. Nilai konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
berturut-turut pada garis laser 10P16 dan 10P18 adalah dan
5.2. Saran
Untuk penelitian lebih lanjut menggunakan aplikasi detektor fotoakustik pada
kromatografi gas harus diperhatikan parameter pada kromatografi gas. Temperatur
kolom pada kromatografi gas harus disesuaikan dengan titik didih senyawa yang akan
diukur.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
DAFTAR PUSTAKA
Amin, M. 2009. Kromatografi dan Aplikasinya pada Bidang Lain. www. Chem-is-
try.org. Tanggal mengakses 26 September 2009.
Krane, K. S., 1992, Fisika Modern. Jakarta : Universitas Indonesia.
McNair, H.M. dan Bonelli, E.J., 1988. Dasar Kromatografi Gas. Bandung : ITB.
Santosa, I. E., 2008, Pengukuran Konsentrasi Gas menggunakan Detektor
Fotoakustik. Lab. Analisa Kimia Fisika Pusat : Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.
Taswa, E.S dan Ahmadi, Drs.H. Abdul. 1996. Kamus Lengkap Fisika. Jakarta : Bumi
Aksara Jakarta.
Weast Ph.D, Robert C.. 1979. Handbook Of Chemistry And Physics. 60th edition.
Boca Raton, Florida 33431: CRC Press, Inc.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
LAMPIRAN 1
Penentuan Konsentrasi Etanol dalam Kuvet
Hasil perhitungan:
Konsentrasi etanol yang ada di dalam kuvet dapat ditentukan dengan
menentukan tekanan parsial etanol pada suhu 250C. Penentuan tekanan parsial etanol
didasarkan pada tabel 6.1 [Weast, 1979].
Tabel 6.1 : Tabel hubungan tekanan parsial etanol ( mmHg ) terhadap suhu (0C)
Suhu (0C) -31,3 -2,3 19,0 34,9 63,5 78,4
Tekanan (mmHg) 1 10 40 100 400 760
Dengan menggunakan interpolasi dari data tekanan parsial etanol pada suhu
190C dan pada suhu 34,90C, didapatkan tekanan parsial etanol pada suhu 250C.
Dengan menggunakan program Logger Pro didapatkan persamaan garis sebagai
berikut
dengan:
P = tekanan [mmHg]
T = suhu [celsius]
Gradien garis = 3,744
Perpotongan garis dengan sumbu vertikal = -31,7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Dari persamaan garis tersebut, diperoleh tekanan parsial etanol pada suhu
250C sebesar 62,65 mmHg. Diketahui tekanan di udara adalah 1 atm atau sama
dengan 760 mmHg. Dengan mengunakan persamaan garis di atas maka konsentrasi
etanol yang terkandung dalam tekanan udara 1 atm adalah sebagai berikut:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
LAMPIRAN 2
Penentuan Koefisien Serapan Etanol
Hasil perhitungan:
Diketahui bahwa koefisien serapan etilen pada konsentrasi 1 ppm untuk garis
laser 10P14 adalah 26,7. Nilai koefisien serapan etilen yang digunakan dalam
perhitungan adalah nilai koefisien serapan etilen untuk konsentrasi etilen 1,1 ppm.
Konsentrasi etanol yang dialirkan adalah 8144 ppm. Dengan menggunakan
persamaan 2.13, maka hasil perhitungan koefisien serapan etanol untuk garis laser
10P14 adalah sebagai berikut:
Dengan cara yang sama didapatkan nilai koefisien serapan etanol untuk berbagai
garis laser.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
LAMPIRAN 3
Penentuan Konsentrasi Etanol Hasil Ekstraksi Air Tape
Konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape didapatkan dengan membandingkan
gradien etanol hasil ekstraksi air tape dengan gradien etanol standar pada masing-
masing garis laser sesuai dengan persamaan 2.11.
1. Penentuan Konsentrasi Etanol Hasil Ekstraksi Air Tape pada garis laser
10P16
Gradien etanol standar pada garis laser 10P16 sebesar .
Gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16 sebesar
• Penentuan ralat relatif etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser
10P16 ( )
• Penentuan ralat relatif etanol standar pada garis laser 10P16
( )
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
• Dengan demikian ralat relatif konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
pada garis laser 10P16 sebesar 0,194.
• Penentuan konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser
10P16
• Penentuan ralat absolut konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada
garis laser 10P16
Konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16
adalah
Keterangan :
= gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16
= ralat gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P16
= ralat relatif etanol hasil esktraksi air tape pada garis laser
10P16
= ralat relatif etanol standar pada garis laser 10P16
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
= ralat absolut konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
= konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
2. Penentuan konsentrasi Etanol Hasil Ekstraksi Air Tape pada garis laser 10P18
Gradien etanol standar pada garis laser 10P18 sebesar .
Gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P18 sebesar
.
• Penentuan ralat relatif etanol hasil esktraksi air tape pada garis laser
10P18 ( )
• Penentuan ralat relatif etanol standar pada garis laser 10P18
( )
• Dengan demikian ralat relatif konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape
pada garis laser 10P18 sebesar 0,189.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
• Penentuan konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser
10P18
• Penentuan ralat absolut konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada
garis laser 10P18
Konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P18 adalah
Keterangan:
= gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P18
= ralat gradien etanol hasil ekstraksi air tape pada garis laser 10P18
= ralat relatif etanol hasil esktraksi air tape pada garis laser
10P18
= ralat relatif etanol standar pada garis laser 10P18
= ralat absolut konsentrasi etanol hasil ekstraksi air tape