Mengenal Kromatografi: Pengertian, Jenis, & Cara Kerjanya

tirto.id - Dalam dunia penelitian, terdapat berbagai teknik yang digunakan untuk menganalisis campuran zat. Salah satu teknik yang menarik perhatian, terutama dalam studi pigmen atau zat warna, adalah kromatografi. Namun, sebenarnya apa itu kromatografi?

Kromatografi adalah teknik yang memungkinkan pemisahan komponen-komponen dalam suatu campuran secara efisien, bahkan ketika campuran tersebut tampak homogen. Dengan bantuan kromatografi, warna-warna dalam tinta, ekstrak tanaman, atau senyawa kimia lainnya dapat dipecah dan diidentifikasi satu per satu.

Maka tak heran jika metode ini menjadi salah satu alat penting dalam laboratorium kimia, biologi, lingkungan, hingga industri farmasi. Namun, sebelum membahas lebih lanjut, penting untuk memahami terlebih dahulu apa itu kromatografi, jenis-jenisnya, dan bagaimana cara kerjanya.

Pengertian Kromatografi

Mengutip tulisan berjudul Kromatografi Cair Kinerja Tinggi dalam Bidang Farmasi karya Putra (2004), disebutkan bahwa kromatografi adalah teknik pemisahan komponen dalam suatu campuran berdasarkan perbedaan kemampuan masing-masing komponen baik dalam bentuk cairan ataupun padatan.

Campuran tersebut dibawa oleh fase gerak melalui suatu medium yang bertindak sebagai fase diam. Karena tiap komponen dalam campuran memiliki sifat kimia yang berbeda seperti kelarutan, massa molekul, atau afinitas terhadap pelarut sehingga kecepatan pergerakannya pun akan berbeda. Perbedaan kecepatan inilah yang menyebabkan terjadinya pemisahan secara alami antar komponen.

Teknik ini pertama kali dikenalkan pada awal abad ke-20 oleh Mikhail Tswett, seorang ahli botani asal Rusia. Ia menggunakan metode ini untuk memisahkan pigmen-pigmen dalam ekstrak tumbuhan, seperti klorofil dan karotenoid. Nama "kromatografi" sendiri berasal dari bahasa Yunani, yakni chroma yang berarti warna, dan graphein yang berarti menulis. Nama tersebut mencerminkan aplikasi awal dari teknik ini, yaitu untuk memisahkan dan mengamati warna-warna dalam campuran pigmen tanaman.

Seiring waktu, penerapan kromatografi berkembang jauh melampaui tujuan awalnya. Kini, kromatografi digunakan tidak hanya untuk memisahkan warna, tetapi juga untuk menganalisis struktur kimia, menentukan kadar zat, serta menguji kemurnian senyawa.

Dengan kata lain, dalam konteks laboratorium modern, pengertian kromatografi telah mencakup peranannya sebagai teknik analisis yang sangat penting dalam berbagai bidang ilmu, termasuk kimia analitik, bioteknologi, farmasi, lingkungan, dan industri makanan.

Jenis-Jenis Kromatografi

Terdapat berbagai jenis kromatografi yang dikembangkan sesuai dengan karakteristik zat dan tujuan analisis. Masing-masing memiliki kelebihan dan bidang aplikasi tersendiri. Melalui tulisan yang berjudul Kromatografi ditulis oleh Arman (2023), berikut ini adalah beberapa jenis kromatografi yang paling umum digunakan:

1. Kromatografi Kertas

Kromatografi kertas merupakan salah satu bentuk paling sederhana. Menggunakan kertas khusus sebagai fase diam dan pelarut cair sebagai fase gerak. Campuran diletakkan di ujung bawah kertas, lalu pelarut akan bergerak naik melalui gaya kapiler dan membawa komponen campuran sesuai tingkat kelarutannya. Warna-warna yang terpisah akan muncul di sepanjang kertas, tergantung kecepatan migrasi masing-masing senyawa.

2. Kromatografi Lapis Tipis (TLC)

Mirip dengan kromatografi kertas, namun kromatografi lapis tipis menggunakan pelat kaca atau logam yang dilapisi dengan zat penyerap seperti silika. Teknik ini umum digunakan dalam analisis laboratorium kecil, uji kemurnian senyawa, serta identifikasi komponen dalam campuran organik.

3. Kromatografi Kolom

Kromatografi kolom menggunakan tabung atau kolom yang diisi dengan fase diam padat, biasanya silika atau resin, dan pelarut yang dialirkan dari atas ke bawah sebagai fase gerak. Komponen campuran akan terpisah saat melewati kolom, dan keluar satu per satu tergantung afinitas terhadap fase diam. Metode ini efektif untuk pemisahan senyawa dalam jumlah lebih besar.

4. Kromatografi Gas (GC)

Kromatografi gas memanfaatkan gas sebagai fase gerak dan kolom khusus sebagai fase diam. Biasanya digunakan untuk analisis senyawa volatil (mudah menguap) seperti pelarut, alkohol, atau aroma. Instrumen kromatografi gas sangat sensitif dan presisi, sehingga banyak digunakan dalam bidang forensik dan lingkungan.

5. Kromatografi Cair Kinerja Tinggi (HPLC)

Teknik kromatografi yang satu ini menggunakan tekanan tinggi untuk mendorong pelarut dan sampel melalui kolom yang sangat kecil dan padat. HPLC merupakan salah satu metode kromatografi yang paling akurat, dengan kemampuan deteksi zat hingga konsentrasi yang sangat rendah. Banyak digunakan dalam industri farmasi, penelitian biokimia, dan analisis produk makanan.

Cara Kerja Kromatografi

Salah satu kekuatan utama dalam teknik kromatografi terletak pada kemampuannya memisahkan zat-zat dalam suatu campuran secara efisien, bahkan dalam jumlah yang sangat kecil.

Untuk memahami lebih jauh bagaimana pemisahan tersebut bisa terjadi, penting untuk mengenal prinsip dasar dari cara kerja kromatografi, yang melibatkan dua komponen utama: fase diam dan fase gerak. Interaksi antara komponen-komponen ini menjadi kunci dari proses pemisahan.

• Fase diam adalah media tempat komponen dalam campuran akan tertahan sementara.
• Fase gerak adalah zat (berupa cairan atau gas) yang membawa campuran melalui fase diam.

Setiap komponen dalam campuran memiliki sifat kimia dan fisik yang berbeda. Ketika campuran dialirkan melalui fase diam, ada zat yang lebih “menyukai” fase gerak dan ada pula yang lebih tertahan oleh fase diam. Komponen yang berinteraksi lebih kuat dengan fase gerak akan bergerak lebih cepat, sedangkan yang lebih tertarik pada fase diam akan bergerak lebih lambat. Perbedaan kecepatan inilah yang menyebabkan terjadinya pemisahan.

Sebagai gambaran yang lebih konkret, bayangkan proses pemisahan warna dalam tinta menggunakan kromatografi kertas. Tinta diteteskan di ujung bawah selembar kertas khusus, lalu bagian bawah kertas tersebut dicelupkan ke dalam pelarut. Saat pelarut meresap naik melalui kertas karena kapilaritas, komponen-komponen dalam tinta ikut terbawa.

Namun, tidak semua warna dalam tinta memiliki tingkat kelarutan yang sama. Warna yang lebih larut dalam pelarut akan naik lebih cepat, sedangkan yang kurang larut akan tertinggal di bawah. Hasil akhirnya adalah pola warna yang tersebar di sepanjang kertas, memperlihatkan bagaimana zat-zat tersebut terpisah berdasarkan sifat fisiknya.

Aplikasi Kromatografi dalam Sistem Modern

Meskipun prinsip dasarnya tetap sama, teknologi kromatografi saat ini telah berkembang jauh lebih canggih. Dalam teknik seperti High Performance Liquid Chromatography (HPLC) atau Gas Chromatography (GC), proses pemisahan berlangsung dalam sistem tertutup dan sangat terkontrol. Campuran dialirkan melalui kolom khusus menggunakan tekanan tinggi (untuk HPLC) atau gas pembawa (untuk GC), dan hasil pemisahannya direkam dalam bentuk kromatogram, yaitu sebuah grafik yang menunjukkan keberadaan dan konsentrasi masing-masing komponen.

Sistem ini mampu mendeteksi zat dengan tingkat akurasi yang tinggi, bahkan dalam jumlah sangat kecil. Oleh karena itu, kromatografi menjadi alat utama dalam berbagai bidang seperti penelitian ilmiah, pengujian keamanan obat, analisis forensik, dan pengendalian mutu di industri makanan maupun kimia.

Mengetahui apa itu kromatografi tidak hanya penting dalam konteks laboratorium, tetapi juga memberi gambaran luas tentang bagaimana ilmu pengetahuan bekerja untuk mengungkap komponen tersembunyi dalam suatu campuran.

Dengan mengenal berbagai jenis kromatografi, serta memahami cara kerja kromatografi, teknik ini terbukti sangat berguna dalam penelitian ilmiah maupun aplikasi industri sehari-hari.