GC, dalam Pandangan Instrument Engineer

Berikut ini adalah penjelasan singkat tentang kromatografi gas/gas chromatography (GC) yang ditulis oleh Ir. Yosep Asro Wain (yang tak lain adalah om saya), mantan Insrument Project Engineer, Kilang Putri Tujuh, Refinery Unit II Dumai PT Pertamina. Melalui tulisan ini saya harapkan pembaca mendapatkan tambahan wawasan tentang GC, termasuk pandangan dari praktisi yang bergerak di bidang energi.
Selamat membaca.

Secara umum, chromatography  merupakan suatu istilah yang menggambarkan teknik yang digunakan untuk memisahkan komponen-komponen dari suatu campuran/sample. Dalam gas chromatography (GC), gas (yang biasa disebut carrier gas) digunakan untuk membawa sample melewati lapisan (bed) material. Karena gas yang bergerak, maka disebut mobile phase (fasa bergerak), sebaliknya lapisan material yang diam disebut stationary phase (fasa diam). Ketika mobile phase membawa sample melewati stationary phase, sebagian komponen sample akan lebih cenderung menempel ke stationary phase dan bergerak lebih lama dari komponen lainnya, sehingga  masing-masing komponen akan keluar dari stationary phase pada saat yang berbeda. Dengan cara ini komponen-komponen sample dipisahkan.
Secara umum, peralatan GC terdiri dari: 1) Injection System; 2) Oven; 3) Control System; 4) Column; 5) Detector; dan 6) Data Acquisition System.



Injection system digunakan untuk memasukkan/menyemprot gas dan sample kedalam column.  Ada beberapa jenis injection system:
1) Packed column injector; umumnya digunakan dengan package column atau capillary column dengan diameter yang agak besar; injeksi dilakukan secara langsung (direct injection).
2) Split/Splitless capillary injector, digunakan dengan capillary column; sebagian gas/sample dibuang melalui split valve.
3) Temperature programmable cool on-column, digunakan dengan cool capillary column, injeksi dilakukan secara langsung.

Oven, digunakan untuk memanaskan column pada temperature tertentu sehingga mempermudah proses pemisahan komponen sample.

Column, berisi stationary phase dimana mobile phase akan lewat didalamnya sambil membawa sample. Secara umum terdapat 2 jenis column, yaitu:
1) Packed column, umumnya terbuat dari glass atau stainless steel coil dengan panjang 1 – 5 m dan diameter kira-kira 5 mm.
2) Capillary column, umumnya terbuat dari purified silicate glass dengan panjang 10-100 m dan diameter kira-kira 250 mm. Beberapa jenis stationary phase yang sering digunakan: a) Polysiloxanes untuk nonpolar analytes/sample.  b) Polyethylene glycol untuk polar analytes/sample. c) Inorganic atau polymer packing untuk sample bersifat small gaseous species.

Control system, berfungsi untuk: 1) Mengontrol pressure dan flow dari mobile phase yang masuk ke column. 2) Mengontrol temperature oven.

Detector, berfungsi mendeteksi adanya komponen yang keluar dari column. Ada beberapa jenis detector, yaitu:
1) Atomic-Emission Detector (AED); cara kerjanya adalah: campuran sample-gas yang keluar dari column diberi tambahan energy dengan menggunakan microwave sehingga atom-atomnya bereksitasi; sinar eksitasi ini kemudian diuraikan oleh diffraction grating dan diukur oleh photodiode array; kehadiran komponen dalam sample dapat ditentukan dari adanya panjang gelombang eksitasi komponen tersebut yang diukur oleh photodiode array.
2) Atomic-Emission Spectroscopy (AES) atau Optical Emission Spectroscopy (OES); cara kerjanya: campuran sample-gas yang keluar dari column diberi tambahan energy sehingga atom-atomnya bereksitasi; sumber energy tambahan ini (excitation source) terdiri dari beberapa jenis yaitu direct-current-plasma (DCP), flame, inductively-coupled plasma (ICP) dan laser-induced breakdown (LIBS); sinar eksitasi dari berbagai atom ini kemudian diukur secara simultan oleh polychromator dan multiple detector; polychromator disini berfungsi sebagai wavelength selector.
3) Chemiluminescense Spectroscopy; cara kerjanya sama seperti pada AES yaitu mengukur sinar eksitasi dari sample yang diberi tambahan energy; perbedaan dari AES adalah eksitasi molekul sample bukan atom sample; selain itu, energy tambahan yang diberikan bukan berasal dari sumber energy luar seperti lampu atau laser tetapi dihasilkan dari reaksi kimia antara sample dan reagent; sinar eksitasi molekul sample ini kemudian diukur dengan photomultiplier detector (PTM).
4) Electron Capture Detector (ECD); menggunakan radioactive beta emitter (electron) untuk mengionisasi sebagian gas (carrier gas) dan menghasilkan arus antara biased pair of electron; ketika molekul organik yang mengandung electronegative functional groups seperti halogen, phosphorous dan nitro groups dilewati detector, mereka akan menangkap sebagian electron sehingga mengurangi arus yang diukur antara electrode.
5) Flame Ionization Detector (FID); terdiri dari hydrogen/air flame dan collector plate; sample yang keluar dari column dilewatkan ke flame yang akan menguraikan molekul organik dan menghasilkan ion-ion; ion-ion tersebut dihimpun pada biased electrode (collector plate) dan menghasilkan sinyal elektrik.
6) Flame Photometric Detector (FPD); digunakan untuk mendeteksi kandungan sulfur atau phosphorous pada sample. Peralatan ini menggunakan reaksi chemiluminescent sample dalam hydrogen/air flame; sinar eksitasi sebagai hasil reaksi ini kemudian diukur oleh PMT.
7) Mass Spectrometry (MS); mengukur perbedaan mass-to-charge ratio (m/e) dari ionisasi atom atau molekul untuk menentukan kuantitasi atom atau molekul tersebut.
8.) Nitrogen Phosphorus Detector (NPD); prinsip kerjanya hampir sama dengan FID, perbedaan utamanya adalah hydrogen/air flame pada FID diganti oleh heated rubidium silicate bead pada NPD; sample dari column dilewatkan ke hot bead; garam rubidium yang panas akan memancarkan ion ketika sample yang mengandung nitrogen dan phosphorous melewatinya; sama dengan pada FID, ion-ion tersebut dihimpun pada collector dan menghasilkan arus listrik.
9) Photoionization Detector (PID); digunakan untuk mendeteksi aromatic hydrocarbon atau organo-heteroatom pada sample; sample yang keluar dari column diberi sinar ultraviolet yang cukup sehingga terjadi eksitasi yang melepaskan electron (ionisasi); ion/electron ini kemudian dikumpulkan pada electroda sehingga menghasilkan arus listrik.
10) Thermal Conductivity Detector (TCD); TCD terdiri dari electrically-heated wire atau thermistor; temperature sensing element bergantung pada thermal conductivity dari gas yang mengalir disekitarnya; perubahan thermal conductivity seperti ketika adanya molekul organik dalam sample yang dibawah carrier gas, menyebabkan kenaikan temperature pada sensing element yang diukur sebagai perubahan resistansi.
11) Photodiode Array Detector (PAD); merupakan linear array discrete photodiode pada sebuah IC; pada spectroscopy, PAD ditempatkan pada image plane dari spectroscopy sehingga memungkinkan deteksi panjang gelombang pada rentang yang luas bisa dilakukan secara simultan.

Data Aquisition, berfungsi sebagai: 1) Control automatic calibration; 2) Gas analysis; dan 3) Graphics & Reporting. Data aquisition merupakan perangkat gabungan dari Software dan Hardware (PC, Interface & Communication).

Technical Specification; Beberapa parameter yang menjadi ukuran spesifikasi teknis GC, antara lain:
1) Analytes; menyatakan komponen-komponen yang akan dianalisa/dideteksi.
2) Quantification limit (detectability); menyatakan kemampuan deteksi terkecil, dinyatakan dalam persen.
3) Measurement range; menyatakan kemampuan rentang pengukuran GC.
4) Communication Port ; digital port untuk komunikasi dengan PC atau perangkat digital lainnya.
5) Electrical Power Supply (voltage, phase, frequency, power).

Baca artikel terkait : GC, Pemisahan Berdasarkan Titik Didih ?

Menumbuhkan Keimanan Dalam Rumah Tangga

Iman dan takwa adalah dasar bagi tegaknya segala urusan, lebih-lebih sesuatu yang berhubungan dengan urusan rumah tangga. Rumah tangga yang dibangun di atas landasan iman dan takwa biasanya minim konflik dan kalaupun ada, maka suami istri mampu menemukan jalan keluar yang mudah, tepat dan dengan cara yang elegan. Komunikasi di antara pasangan suami istri terjadi secara harmonis, penerapan mu’asyaroh bil ma’ruf (berkomunikasi yang baik), saling memahami, menghargai, dan berempati menjadi kunci dalam berinteraksi di antara mereka. Keluarga yang harmonis adalah salah satu ciri dari keluarga sakinah. Keluarga model inilah yang telah banyak melahirkan generasi-generasi yang shalih dan shalihah.

Kendatipun demikian, iman terkadang naik dan turun yakni al-imaanu yaziidu wa yanqusu, yaziidu bi-thaah wa yanqusu bil-ma’shiah (iman bisa bertambah dan juga bisa berkurang, bertambah dengan ketaatan dan berkurang dengan berbuat maksiat).

Dengan iman dan takwa jalan menuju kemudahan dilancarkan, sebaliknya tanpa iman dan takwa jalan kesukaran semakin banyak ditemui di dalam kehidupan.

Allah berfirman, yang artinya, “Adapun orang yang memberikan (hartanya di jalan Allah) dan bertakwa, dan membenarkan adanya pahala yang terbaik (Surga), maka Kami kelak akan menyiapkan baginya jalan yang mudah. Dan adapun orang-orang yang bakhil dan merasa dirinya cukup serta mendustakan pahala terbaik, maka kelak Kami akan menyiapkan baginya (jalan) yang sukar.” (QS. al-Lail: 5-10).

“…Demikianlah diberi pengajaran dengan itu orang yang beriman kepada Allah dan hari akhirat. Barangsiapa bertakwa kepada Allah niscaya Dia akan mengadakan baginya jalan keluar. Dan memberinya rezki dari arah yang tiada disangka-sangkanya. Dan barangsiapa yang bertawakkal kepada Allah niscaya Allah akan mencukupkan (keperluan)nya. Sesungguhnya Allah melaksanakan urusan yang (dikehendaki)-Nya. Sesungguhnya Allah telah mengadakan ketentuan bagi tiap-tiap sesuatu.” (QS. at-Thalaq: 2-3)

Keluarga yang dimudahkan dari segala masalah yang ada padanya dan selalu mendapatkan jalan keluar yang mudah, itulah keluarga yang dibangun dan didirikan di atas landasan iman dan takwa. Kebahagian, kenikmatan, keharmonisan dalam hubungan suami istri dan anak bertambah baik, dan meningkat pula keimanan dan ketakwaan di antara anggota keluarga tersebut.

Sebaliknya, adanya kegoncangan dan keretakan dalam kehidupan sebuah rumah tangga adalah indikasi dari ditinggalkannya ketaatan dan dilakukannya kemaksiatan. Sebagaimana kita saksikan banyaknya fenomena perceraian akhir-akhir ini, konflik yang tak kunjung selesai di antara pasangan suami istri adalah bukti dari adanya kegoncangan dalam kehidupan sebuah rumah tangga. Jika dilihat secara jernih persoalan tersebut salah satunya adalah karena lemahnya keimanan dan ketakwaan pada pasangan suami istri atau salah satu di antara pasangan itu telah melakukan kemaksiatan. Itulah rumus yang mudah dipahami. Kemaksiatan dapat mendatangkan murka Allah dan menghilangkan keberkahan dalam kehidupan rumah tangga.

Oleh karena itu, apakah cara agar keimanan itu tetap terjaga, tetap tumbuh dan bahkan meningkat sehingga keharmonisan, kemesraan dan kebahagian suami istri tetap terjaga? Perhatikanlah kiat-kiat berikut:

1. Menambah pemahaman dalam ilmu agama

Pemahaman yang benar dalam bidang apapun membuat seseorang bijak dan tepat dalam mengambil keputusan. Demikian pula pemahaman yang mendalam tentang agama membuat seseorang mampu mengambil kesimpulan yang tepat terhadap suatu persoalan, dan menjadi modal bagi suami/istri dalam mengatasi persoalan rumah tangga mereka tanpa menimbulkan permasalahan yang baru.

Rasulullah bersabda, “Barangsiapa yang Allah kehendaki menjadi baik, maka Allah menjadikannya pandai terhadap urusan agamanya.” (HR. al-Bukhari)

Tentu kepahaman yang juga diikuti dengan kemauan dan kesiapan untuk melaksanakan konsekuensi yang timbul darinya. Kepahaman yang kuat tetapi tidak disertai dengan kesiapan untuk mengamalkan, sama dengan istilah teori belum praktek. Dan menunjukkan bahwa kepahaman tersebut hanya terbatas pada logika dan belum masuk ke dalam hati atau yakin. Karena dengan diamalkan akan semakin terasa di hati, yakin dan pada akhirnya membenarkan apa yang telah dipahami.

2. Menghidupkan Qiyamul lail

Merutinkan shalat malam membuat seseorang merasa dekat dengan Allah dan menunjukkan keinginan yang kuat untuk meraih kedudukan yang terpuji di hadapan Allah. Karena shalat wajib hanya sedikit yaitu, 5 kali dalam sehari semalam, maka shalat malam menjadi nafilah atau tambahan pahala seseorang di sisi Allah, karena ia rela menahan rasa kantuk, meninggalkan kasur dan bantalnya yang empuk. Allah berfirman, yang artinya, “Dan pada sebahagian malam hari bersembahyang tahajudlah kamu sebagai suatu ibadah tambahan bagimu; mudah-mudahan Tuhanmu mengangkat kamu ke tempat yang terpuji.” (QS. al-Isra: 79)

“Lambung mereka jauh dari tempat tidurnya (maksudnya mereka tidak tidur di waktu biasanya orang tidur untuk mengerjakan shalat malam) dan mereka selalu berdoa kepada Rabbnya dengan penuh rasa takut dan harap, serta mereka menafkahkan rezki yang Kami berikan.” (QS. as-Sajdah: 16)

Merutinkan ‘qiyamul lail’ juga menunjukkan kebenaran iman seseorang. Karena shalat malam dilakukan dalam kesunyian, sehingga tidak ada orang yang mengetahui, bahkan anak dan istri terkadang tidak mengetahui shalat malam yang dilakukan suami atau ayahnya.

Allah merahmati suami atau istri yang senantiasa merutinkan shalat malam.

Abu Hurairah meriwayatkan, Rasulullah bersabda, “Allah merahmati seorang suami yang bangun malam lantas ia mengerjakan shalat (shalat malam), kemudian ia membangunkan istrinya sehingga ia shalat (shalat malam) pula. Apabila istrinya enggan, ia percikkan air di wajahnya. Allah juga merahmati seorang istri yang bangun malam lantas ia mengerjakan shalat (shalat malam), kemudian ia membangungkan suaminya sehingga ia (suami) shalat (shalat malam) pula. Apabila ia (suami) enggan, ia (istri) percikkan air di wajahnya.” (HR. Ahmad, Abu Daud, al-Nasa’i, Ibnu Majah)

Shalat malam juga memungkinkan dilakukan dengan penuh kekhusyu’an, membuat hati peka terhadap kesalahan dan dosa yang dilakukan pada siang hari. Shalat malam yang dilakukan oleh pasangan suami istri dapat melembutkan hati, menenangkan dan meluruskan pikiran, mempertajam intuisi dan kearifan pikiran mereka berdua. Pada akhirnya tumbuh nilai-nilai keimanan dan ketakwaan kepada Allah pada seluruh anggota keluarga, memiliki akhlak yang baik dan hati yang ikhlas.

3. Berdzikir mengingat Allah

Setiap orang yang beriman kepada Allah wajib meyakini bahwa sumber ketenangan jiwa dan ketenteraman hati yang hakiki adalah berdzikir kepada Allah, membaca al-Qur’an, berdoa kepada-Nya dengan menyebut nama-nama-Nya yang maha Indah, dan mengamalkan ketaatan kepada-Nya.

Allah berfirman yang artinya, “Orang-orang yang beriman dan hati mereka menjadi tenteram dengan berdzikir (mengingat) Allah. Ingatlah, hanya dengan mengingat Allah hati menjadi tenteram” (QS ar-Ra’du:28)

Hati yang tenang karena memahami makna ayat-ayat Allah dan hukum-hukum yang terkandung di dalam al-Qur’an dan kebenaran yang ditunjukkan oleh dalil-dalil nas dan bukti-bukti yang nyata. Hati yang dilandasi oleh keyakinan yang kuat kepada Allah disertai dengan ilmu akan keberadaan-Nya.

Allah memberi peringatan keras kepada orang-orang yang berpaling dari dzikrullah ini. Allah berfirman yang artinya, “Dan barangsiapa berpaling dari peringatan-Ku, maka sesungguhnya baginya penghidupan yang sempit, dan Kami akan menghimpunkannya pada hari kiamat dalam keadaan buta. Berkatalah ia: “Ya Tuhanku, mengapa Engkau menghimpunkan aku dalam keadaan buta, padahal aku dahulunya adalah seorang yang melihat?” Allah berfirman: “Demikianlah, telah datang kepadamu ayat-ayat Kami, maka kamu melupakannya, dan begitu (pula) pada hari ini kamupun dilupakan.” (QS. Thahaa: 124-126)

Imam Ibnu Katsir menjelaskan, “Maka sesungguhnya baginya kehidupan yang sempit”, yakni sempit di dunia, sehingga tidak ada ketenangan dan kelapangan di dalam dadanya. Dadanya terasa sempit dan sesak karena kesesatannya. Meskipun secara lahiriyah ia tampak merasa senang, karena dapat berpakaian sekehendak hati, makan dan bertempat tinggal sesukanya, akan tetapi selama hatinya tidak tulus menerima keyakinan dan petunjuk, niscaya ia berada dalam kegoncangan, kebimbangan dan keraguan, dan terus dalam keraguan. Yang demikian itu merupakan bagian dari sempitnya kehidupan.

Kegoncangan, kebimbangan dan keraguan sangat melelahkan jiwa dan melemahkan badan. Jika kondisi ini terjadi pada seseorang, maka ia tidak mampu menjalani dan menghadapi permasalahan dan rintangan kehidupan yang kompleks. Semoga kita termasuk orang yang beriman dan pandai berdzikir kepada Allah sehingga selalu mendapat ke tenangan dan ketenteraman hati, amin.

Sumber : Buletin An-Nur