8/16/2019 Cara Kerja Resin

1/6

Bagaimana Resin Penukar Ion Bekerja?

Oleh : Sunardi., ST

Kesadahan merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila diampurdengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air akan dapat membentuk busa apabila diampur

dengan sabun, sedangkan pada air berkesadahan tinggi tidak akan terbentuk busa. !isamping

itu, kesadahan juga merupakan petunjuk "ang penting dalam hubungann"a dengan usaha untuk

memanipulasi nilai p#.

Seara lebih rini kesadahan dibagi dalam dua tipe, "aitu: $%& kesadahan umum $'general

hardness( atau )#& dan $*& kesadahan karbonat $'arbonate hardness( atau K#&. !isamping dua

tipe kesadahan tersebut, dikenal pula tipe kesadahan "ang lain "aitu "ang disebut sebagai

kesadahan total atau total hardness. Kesadahan total merupakan penjumlahan dari )# dan K#.

Kesadahan umum atau ')eneral #ardness( merupakan ukuran "ang menunjukkan jumlah ionkalsium $+a& dan ion magnesium $-g& dalam air. Ionion lain sebenarn"a ikut pula

mempengaruhi nilai )#, akan tetapi pengaruhn"a diketahui sangat keil dan relati/ sulit diukur

sehingga diabaikan.

)# pada umumn"a din"atakan dalam satuan ppm $part per million0 satu persejuta bagian&

kalsium karbonat $+a+O1&, tingkat kekerasan $d#&, atau dengan menggunakan konsentrasi

molar +a+O1. Satu satuan kesadahan 2erman atau d# sama dengan %3 mg +aO $kalsium oksida&

per liter air. Kesadahan pada umumn"a menggunakan satuan ppm +a+O1, dengan demikian

satu satuan 2erman $d#& dapat diekspresikan sebagai %4.5 ppm +a+O1. Sedangkan satuan

konsentrasi molar dari % mili ekui6alen 7 *.5 d# 7 83 ppm. Berikut adalah kriteria selang

kesadahan "ang biasa dipakai:

9 3 9 d#, 3 9 43 ppm : sangat rendah $sangat lunak&

9 9 5 d#, 43 9 %3 ppm : rendah $lunak&

9 5 9 %* d#, %3 9 *%3 ppm : sedang

9 %* 9 %5 d#, *%3 9 1*3 ppm : agak tinggi $agak keras&

9 %5 9 13 d#, 1*3 9 813 ppm : tinggi $keras&

!alam kaitann"a dengan proses biologi, )# lebih penting perananan"a dibandingkan dengan K#

ataupun kesadahan total. ;pabila ikan atau tanaman dikatakan memerlukan air dengan

kesadahan tinggi $keras& atau rendah $lunak&, hal ini pada dasarn"a mengau kepada )#.

Ketidaksesuaian )# akan mempengaruhi trans/er hara0gi

8/16/2019 Cara Kerja Resin

2/6

meskipun demikian, tidak demikian haln"a dengan proses pemijahan. Pemijahan bisa gagal

apabila dilakukan pada nilai )# "ang tidak tepat.

Kesadahan karbonat atau K# merupakan besaran "ang menunjukkan kandungan ion bikarbonat$#+O19& dan karbonat $+O19& di dalam air. K# sering disebut sebagai alkalinitas "aitu suatu

ekspresi dari kemampuan air untuk mengikat kemasaman $ionion "ang mampu mengikat #&.

Oleh karena itu, dalam sistem air ta=ar, istilah kesadahan karbonat, pengikat kemasaman,

kapasitas pembu//eran asam, dan alkalinitas sering digunakan untuk menunjukkan hal "ang

sama. !alam hubungann"a dengan kemampuan air mengikat kemasaman, K# berperan sebagai

agen pembu//eran "ang ber/ungsi untuk menjaga kestabilan p#.

K# pada umumn"a sering din"atakan sebagai derajat kekerasan dan diekspresikan dalam +a+O1

seperti haln"a )#. Kesadahan karbonat dapat diturunkan dengan merebus air "ang

bersangkutan, atau dengan melalukan air mele=ati gambut. >ntuk menaikkan kesadahan

karbonat dapat dilakukan dengan menambahkan natrium bikarbonat $soda kue&, atau kalsiumkarbonat. Penambahan kalsium karbonat akan menaikan sekaligus baik K# maupun )# dengan

proporsi "ang sama.

-ineral "ang merupakan sumber primer ion kalsium dalam air diantara mineralmineral "ang

berperan adalah gips, +aSO.*#*O anhidratn"a, +aSO dolomite, +a-g $+O1&* kalsit dan

argonite "ang merupakan modi/ikasi "ang berbeda dari +a+O1. ;ir "ang mengandung karbon

dioksida mudah melarutkan kalsium dari mineralmineral karbonat.

+a+O1 +O* #*O +a* *#+O19

Reaksi sebalikn"a berlangsung bila +O* hilang dari perairan. karbondioksida "ang masuk

keperairan melalui keseimbangan dengan atmos/er tidak ukup besar konsentrasin"a untuk

melarutkan kalsium dalam perairan alami, terutama air tanah. Perna/asan mikroorganisma,

penghanur bahan organik dalam air, dan sediment berperan sangat besar terhadap kadar +O*

dan #+O19 dalam air. #al ini merupakan /aktor penting dalam proses kimia perairan dan

geokimia.

Ion kalsium, bersamasama dengan magnesium dan kadangkadang kesadahan air, baik "ang

bersi/at kesadahan tetap. Kesadahan sementara disebabkan oleh bikarbonat dalam air dan dapatdihilangkan dengan jalan mendidihkan air tersebut karena terjadi reaksi:

+a* * #+O19 +a+O1 +O* #*O

Sedangkan kesadahan tetap disebabkan oleh adan"a kalsium atau sul/at "ang proses

pelunakann"a melalui proses kapur 9 soda abu, proses

8/16/2019 Cara Kerja Resin

3/6

gumpalangumpalan "ang terjadi akan mengendap sebagai lapisan tipis pada alatalat "ang

diui sehingga mengganggu pembersihan dan pembilasan oleh air.

;ir sadah mengakibatkan konsumsi sabun lebih tinggi, karena adan"a hubungan kimia=i antaraion kesadahan dengan molekul sabun men"ebabkan si/at detergen sabun hilang. Kelebihan ion

+a* serta ion +O1* $salah satu ion alkaliniti& mengakibatkan terbentukn"a kerak pada dinding

pipa "ang disebabkan oleh endapan kalsiumkarbonat +a+O1. Kerak ini akan mengurangi

penampang basah pipa dan men"ulitkan pemanasan air dalam ketel, serta mengurangi da"a

koagulasi "ang melalui dalam pipa dengan menurunn"a turbulensi.

Ion kalsium, +a* mempun"ai keenderungan relati/ keil untuk membentuk ion kompleks.

!alam keban"akan sistem perairan air ta=ar, jenis kalsium "ang pertamatama larut "ang ada

adalah +a*, oleh karena itu konsentrasi #+O19 "ang sangat tinggi, pasangan ion, +a* 9

#+O19 dapat terbentuk dalam jumlah "ang ukup ban"ak. #al "ang sama dalam air "ang

kandungan sul/atn"a tinggi pasangan ion +a* 9 SO* dapat terjadi.

Tidak seperti haln"a dengan kalsium "ang densitas muatan dari ion +a* relati/ lebih keil

dibandingkan dengan lainn"a, maka densitas muatan ion -g* jauh lebih besar dan ikatan "ang

lebih kuat dengan air untuk melakukan hidrasi. -agnesiun dalam air terutama terdapat sebagai

ion -g* #+O19 dan -g* SO* terjadi bila konsentrasi bikarbonat dan sul/at "ang tinggi.

-ineralmineral seperti dolomit adalah paling umum dalam air.

+a-g $+O1&* * +O* * #*O +a* -g* #+O19

Pelunakan adalah penghapusan ionion tertentu "ang ada dalam air dan dapat, bereaksi dengan

8/16/2019 Cara Kerja Resin

4/6

Ion +a* dan -g* diendapkan sebagai +a+O1 dan -g$O#&1 menurut reaksi keseimbangan

kimia=i sebagai berikut :

-g* * O#9 -g$O#&*

+a* +31* +a+O1

+O1* berasal dari karbondioksida +O* dan bikarbonat #+O19 "ang sudah terlarut dalam air

sesuai dengan reaksi berikut :

+O* O#9 #+O19

#+O1 O#9 +O1* #*O

Kesadahan "ang terlalu tinggi akan menambah nilai p# larutan sehingga da"a kerja aluminat

tidak e/ekti/ karena ion aluminium "ang bersi/at am/oter akan mengikuti lingkungann"a dimana

akan terbentuk sen"a=a aluminium "ang sukar mengendap. ;pabila kesadahan terlalu rendah

seara simultan alkalinitas juga enderung rendah ini akan mengganggu pen"usunan ikatan

antara koloida dengan aluminat dimana gugus hidro/obik koloida akan tetap mela"ang dan sukar

bereaksi dengan koagulan mengakibatkan massa atom relati/ ringan sehingga sukar mengendap.

Kesadahan ini umumn"a dihilangkan menggunakan resin penukar ion. Resin pelunak airkomersial dapat digunakan dalam skala keil, meskipun demikian tidak e/ekti/ digunakan untuk

sekala besar. Resin adalah ntuk proses air

minum sampai sekarang hun"a dipakai resin dengan si/at anionik.

Resin penukar ion sintetis merupakan suatu polimer "ang terdiri dari dua bagian "aitu struktur/ungsional dan matrik resin "ang sukar larut. Resin penukar ion ini dibuat melalui kondensasi

phenol dengan /ormaldehid "ang kemudian diikuti dengan reaksi sul/onasi untuk memperoleh

resin penukar ion asam kuat.

Sedangkan untuk resin penukar ion basa kuat diperoleh dengan mengkondensasikan

phenilendiamine dengan /ormaldehid dan telah ditunjukkan bah=a baik resin penukar kation

dan resin penukar anion hasil sintesis ini dapat digunakan untuk memisahkan atau mengambil

garam 9 garam.

Pada umumn"a sen"a=a "ang digunakan untuk kerangka dasar resin penukar ion asam kuat dan

basa kuat adalah sen"a=a polimer stiren di6inilben

8/16/2019 Cara Kerja Resin

5/6

sehingga tidak mudah larut dalam keasaman dan si/at basa "ang tinggi dan tetap stabil pada

suhu diatas %83o+.

Polimer ini dibuat dengan mereaksikan stiren dengan di6inilben

8/16/2019 Cara Kerja Resin

6/6

dapat diregenerasi dengan larutan Aa+l pekat, bentuk # diregenerasi dengan larutan #+l

sedangkan material penukar anionik bentuk O# dapat diregenerasi dengan larutan AaO# $lihat−

buku panduan dari pabrik "ang menjual material ini&.

Regenerasi adalah suatu peremajaan, pengin/eksian dengan kekuatan baru terhadap resin

penukar ion "ang telah habis saat kerjan"a atau telah terbebani, telah jenuh. Regenerasi

penukaran ion dapat dilakukan dengan mudah karena pertukaran ion merupakan suatu proses

"ang re6ersibel "ang perlu diusahakan han"alah agar pada regenerasi berlangsung reaksi dalam

arah "ang berkebalikan dari pertukaran ion.