TEKNIK KIMIA POLSRI

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR DENGAN MENGGUNAKAN ION EXCHANGEI. TUJUAN PERCOBAAN

Menghasilkan produk berupa air yang bebas ion-ion pengotor

Membandingkan kualitas air sebelum dan sesudah dikontakkan kedalam kolom

II. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan :

Unit ion exchange

Tempat sampel

Gelas kimia

Erlenmeyer

Buret

Pipet ukur

Bola karet

Corong

Bahan yang digunakan:

Larutan CaCO3 Air

Dinatrium dihidrogen EDTA dihidrat

MgCl2. 6H2O

Indikator errochrome T

III. GAMBAR ALAT (TERLAMPIR)IV. DASAR TEORI

Penukar ion (ion exchange)

Dalam kolom resin penukar kation terjadi reaksi pertukaran kation pengotor air dengan H+ dari resin penukar ion terjadi pertukaran kation pengotor air dengan ion OH- dari resin penukar anion. Pertukaran kation pengotor air dengan OH- dari resin penukar anion.Resin Penukar Ion

Resin penukar ion adalah senyawa hidrokarbon terpolimerisasi sampai tingkat yang tinggi yang mengandung ikatan-ikatan hubungan silang(cross linking) serta gugusan yang mengandung ion-ion yang dipertukarkan berdasarkan gugusan fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua, yaitu resin penukar kation dan resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung kation yang dapat dipertukarkan sedangkan resin penukar anion mengandung anion yang dapat dipertukarkan.

Sifat-Sifat penting resin penukar ion adalah sebagai berikut :

a. Kapasitas penukar ion

b. Selektivitas

c. Derajat ikat silang

d. Porositas

e. Kestabilan resin

Aplikasi Penukar Ion (ion exchanger)

Dengan memahami prinsip dasar reaksi pertukaran ion dan sifat-sifat resin, maka dengan mudah dapat dipahami berbagai aplikasi resin penukar ion dalam industry diantaranya adalah :

1. Pelunakan Air (water softening)

Banyak air tanah yang dipakai dalam industry mengandung unsure-unsur kalsium (Ca), dan magnesium (Ma), terutama air tanah yang diambil di daerah-daerah bergunung kapur. Unsure-unsur tersebut berada dalam senyawa hidrokarbonat yang larut dalam air, sehingga terlihat tetap jernih.

Air tersebut yang disebut air sadah mempunyai banyak kerugian diantaranya :

a. Sebagai air minum mungkin akan menyebabkan kecenderungan terbentuknya batu kandung kemih

b. Sebagai pencuci, air tersebut akan mengurangi daya cuci sabunc. Sebagai air minum umpan boiler akan menyebabkan timbulnya kerak CaCO3 atau MgCO3 yang menghambat hantaran panas.Oleh karena itu ion Ca2+ dan Mg2+ harus diambil dan salah satu cara adalah resin penukar ion dalam bentuk R-Na :

2 R-Na + Ca2+ R2Ca + 2 Na2+

2 R-Na + Mg2+ R2Mg + 2 Na2+2. Demineralisasi Air (water demenaralizer)

Air didalam banyak mengandung ion-ion baik kation maupun anion. Air tersebut dapat diperoleh dengan menggunakan resin penukar ion, kation kation seperti Na+ , K+ , Ca+ , Mg+ , Fe+ dan sebagainya dapat diambil ileh resin dalam bentuk R-H dengan reaksi :

R H + K+ R K + H

Diamna K+ adalah kation. Sedangkan anion anion seperti Cl- , NO3-, SO43- dapat diserap oleh resin penukar anion dalam bentuk R OH dengan reaksi :

R OH + A- R A + OH-Dimana A- adalah anion. Produk H+ dan OH- dari reaksi akan menjadi :

H+ + OH- H2O

Dengan demikian air akan keluar bebas ion ion atau disebut bebas mineral. Oleh karena itu prosesnya disebut demineralisasi atau biasanya disebut dengan aqua DM. apabila resin telah jenuh, maka prosesx regenerasi dapat dilakukan dengan mengalirkan asam 4N untuk resin anion dengan reaksi :

R K + H- (4N) R H + K-R A+ OH- (4N) R OH + A-Dalam industry atau lab dan kesehatan, banyak diperlukan air bebas dari ion-ion tersebut atau ion bebas mineral.Dalam pembuatan alat demineral air, dapat 3 model yaitu :a. System 2 kolom (double bed)

Aqua DH

resin

Resin Anion

kation

air masukb. Sistem satu kolom (mixed bed)

Aqua DH

Resin kation + anion

air masuk

c. System kombinasi

Resin Kation

Resin anion

Air masuk

Aqua DH

Resin Kation + Resin Anion

3. Detoksifikasi air limbah dan daur ulang

Dengan kemampuan penukar ion seperti diatas, sudah dapat diduga bahwa resin amat berpotensi dalam pengolahan air limbah. Kontaminan atau polutan beracun seperti logam-logam berat.

Dengan demikian proses yang terjadi adalah pengambilan senyawa berbahaya yang dapat didaur ulang dan dihasilkan air yang bebas mineral yang dapat digunakan kembali.V. PROSEDUR PERCOBAAN

Mempersiapkan unit ion exchanger

Menyiapkan larutan sampel yang akan dihilangkan kandungan ion-ion atau limbah cair buatan seperti sabun

Mengatur bukaan valve sesuai arah alirannya

Menghidupkan pompa yang digunakan

Mengambil sampel hasil dari pengontakan dengan resin dengan membuka valve produk kolom ion exchanger untuk kemudian melakukan analisa

VI. DATA PENGAMATAN

PengamatanSebelumKationAnion

Suhu (oC)27.2 oC27.2 oC27.2 oC

0 %0 %0 %

16 Mg/L13 Mg/L14 Mg/L

34.3 3030.8

VII. PERHITUNGAN

Penentuan Kesadahan

Anion

Volume EDTA (ml) x CaCO3 (mg/ml)

= mg CaCO38.2 ml x 0.014 mg/ml

= 0.1148mg

= mg CaCO3/L atau ppm

= 4.59 mg/L

Kation Volume EDTA (ml) x CaCO3 (mg/ml)

= mg CaCO3

37.6 ml x 0.013 mg/ml

= 0.488 mg

= mg CaCO3/L atau ppm

= 19.5 mg/L