A. Tujuan

Dpat menentukan banyaknya ion kalsium ( II ) yang diikat oleh resin penukar ion.

Unntuk mengetahui mekanisme pertukaran ion pada proses kromatografi.

B. Dasar Teori

Kromatografi digunakan untuk memisahkan campuran dari substansinya

menjadi komponen-komponennya. Seluruh bentuk kromatografi bekerja berdasarkan

prinsip yang sama.

Seluruh bentuk kromatografi memiliki fase diam (berupa padatan atau cairan

yang didukung pada padatan) dan fase gerak (cairan atau gas). Fase gerak mengalir

melalui fase diam dan membawa komponen-komponen dari campuran bersama-sama.

Komponen-komponen yang berbeda akan bergerak pada laju yang berbeda pula.

Kromatografi ion, yang merupakan salah satu bagian dari bidang ilmu

kromatografi adalah sebuah teknik analisis yang sekarang ini menjadi sangat populer

dan "terbaru" serta telah digunakan di banyak bidang pengetahuan sebagai teknik

dasar untuk memisahkan dan menentukan anion dan/atau kation. Penggunaan dari

teknik ini banyak diaplikasikan dalam menganalisis di sejumlah jenis sampel air alam

sebagai bentuk monitoring terhadap kondisi lingkungan sekitar.

Lebih dari 3 dekade lamanya, tepatnya 1975, penggunaan metode analisis

kromatografi ion berkembang pesat sejak kali pertama diperkenalkan oleh Hamish

Small dan timnya. Small bersama timnya berhasil mendeteksi dan memisahkan

sejumlah kation seperti kation logam alkali (alkali metal) seperti : Li+, Na+, K+, Rb+,

Cs+) kemudian mengaplikasinnya dalam sampel air kencing manusia (human urine),

serum darah anjing (dog's blood serum) serta beberapa sampel minuman jus (orange

and grape juices). Mereka menggunakan kolom pemisah sebagai fase diam (stationary

phase) yang di dalamnya diisi resin (resin-H+ dan resin-OH-).

Sementara untuk eluent sebagai fase gerak (mobile phase) digunakan HCl.

Beberapa resin lain juga dicobakannya antara lain resin-Ag+, resin-Cu2+, resin-Cl-

dan sejumlah resin lainnya. Hasil penemuannya ini kemudian dipublikasikannya di

salah satu jurnal bergensi untuk bidang kimia analitik, Anal. Chem. 47 (1975) 1801,

pada September 1975. Terpublikasinya hasil penelitian mereka ini di jurnal tingkat

Internasional menandai dimulainya era baru teknik kromatografi ion[1].

Resin penukar ion dapat didefinisi sebagai senyawa hidrokarbon

terpolimerisasi, yang mengandung ikatan hubung silang (crosslinking) serta gugusan-

gugusan fungsional yang mempunyai ion-ion yang dapat dipertukarkan. Sebagai zat

penukar ion, resin mempunyai karakteristik yang berguna dalam analisis kimia, antara

lain kemampuan menggelembung (swelling), kapasitas penukaran dan selektivitas

penukaran. Penggunaannya dalam analisis kimia misalnya untuk menghilangkan ion-

ion pengganggu, memperbesar konsentrasi jumlah ion-ion renik, proses deionisasi air

atau demineralisasi air, memisahkan ion-ion logam dalam campuran dengan

kromatografi penukar ion

Resin pemisah ion yang biasa dipakai pada kromatografi modern sudah

mempunyai ukuran yang lebih kecil, akan tetapi kelebihannya memiliki kapasitas

yang rendah di banding pada model kromatografi sebelumnya. Paking material kolom

yang baik, dianggap bisa memberikan bentuk puncak yang baik atau tidak broading

peak dan tailing peak. Bentuk puncak yang baik bisa seperti lancip berdiri tegak.

Dengan sejumlah alasan di atas, pemisahan anion dan kation sekarang ini bisa

berjalan sukses walau masih menyisakan sedikit perbedaan dalam waktu retensi dari

ion sampel.

Hal-hal yang diperlukan dari sebuah teknik/metode pemisahan dalam

kromatografi ion modern dapat disebutkan sebagai berikut: :

1. Efisiensi kolom pemisah anion dan kation memungkinkan dengan mengamati N =

Theoretical Plates nya.

2. Sebuah eluen yang digunakan bisa memberikan waktu retensi yang berbeda dari ion

pada setiap kali injeksi sampel.

3. Interaksi antara eluent dan resin karena adanya kesetimbangan yang cepat dalam

kolom yang bisa mengakibatkan peak broadening dapat dieliminasi atau

diminimalisasi.

4. Bisa terjadi waktu retensi yang terlalu panjang atau pendek akibat dari kondisi

eluen yang dipakai.

5. Resin dan eluent yang dipakai harus sesuai dengan detektor yang digunakan.

Banyaknya aplikasi kromatografi ion modern di banyak bidang keilmuan

menjadikan teknik ini lebih favorit digunakan dibanding dengan teknik deteksi ion

lainnya. Beberapa kelebihan yang dimiliki kromatografi ion sehingga menjadikan "the

best choice" dalam dunia penentuan/pemisahan ion/logam, di antaranya :

a) Kecepatan (speed): Kecepatan dalam analisis suatu sampel menjadi aspek

yang sangat penting dalam hal analisis ion. Salah satu yang menyebabkannya

adalah masalah ｡ ｦ klasik ｡ ｦ yaitu untuk mengurangi biaya dan bisa

menghasilkan data-data analisis yang akurat dan cepat. Namun lebih daripada

itu, sebenarnya yang lebih penting adalah memberikan andil dengan maksimal

dalam perhatian kepada kondisi lingkungan (environmental efforts) yang dari

hari ke hari jumlah sampel yang mau dianalisis (untuk diketahui kandungan

apa saja di dalamnya) semakin bertambah. Itulah sebabnya, teknik ini terus

dikembangkan orang untuk mendapatkan teknik pemisahan/pendeteksian yang

lebih praktis dengan biaya yang relatif murah. Sebagai tambahan pula bahwa

limbah (waste) yang dihasilkan dari penggunaan eluen dapat dikurangi

b) Sensitivitas (sensitivity): Dengan berkembangnnya teknologi mikroprosessor,

mulailah orang mengkombinasikannya dengan efisiensi kolom pemisah, mulai

skala konvensional (ukuran diameter dalam milimeter) sampai skala mikro

yang biasa juga disebut microcolumn. Sehingga walaupun hanya dengan

jumlah sampel yang sangat sedikit, semisal 10 ｦ｡｡ｦ yang diinjetkan ke dalam

sistem kromatografi, ion-ion yang ada dalam sampel tersebut dapat terdeteksi

dengan baik.

c) Selektivitas (selectivity): Dengan sistem ini, bisa dilakukan pemisahan

berdasarkan keinginan, misalnya kation/anion organik saja atau kation/anion

anorganik yang ingin dipisahkan. Itu dapat dilakukan dengan memilih kolom

pemisah yang tepat. Ataupun hanya ion tertentu yang ingin diukur walaupun

banyak ion lain yang ada dalam sampel.

d) Pendeteksian yang serempak (simultaneous detection): Secara umum, anion

dan kation dipisahkan/dideteksi terpisah dengan menggunakan sistem analisis

yang terpisah (different systems) pula. Padahal sangat penting dilakukan

pendeteksian secara serempak (simultaneous) antara anion dan kation dalam

dalam sekali injek untuk sebuah sampel. Tentunya, pendekatan yang terakhir

ini punya sejumlah kelebihan dibanding pemisahan terpisah. Sebagaimana

telah diulas di atas, beberapa kelebihan di antaranya dapat menekan biaya

operasional, memperkecil jumlah limbah saat analisis berlangsung,

memperpendek waktu analisis (short time analysis) serta dapat

memaksimalkan hasil yang diinginkan.

e) Kestabilan pada kolom pemisah (stability of the separator column): Walaupun

sebenarnya, ketahanan kolom ini berdasarkan pada paking (packing) material

yang diisikan ke dalam kolom pemisah. Namun kebanyakan, kolom pemisah

bisa bertahan pada perubahan yang terjadi pada sampel, misalnya konsentrasi

suatu ion terlalu tinggi, tidak akan mempengaruhi kestabilan material

penyusun kolom. Namun, diakui bahwa ada juga kolom pemisah yang

mempunyai waktu penggunaan yang tidak terlalu lama, dikarenakan paking

kolom yang kurang baik atau karena faktor internal lainnya.

C. Alat Yang Digunakan

Kolom kromatogrfi 1 buah

Batang pengaduk 1 buah

Elemayer 100 ml 1 buah

Gelas ukur 25 ml 1 buah

Buret 1 buah

Corong 2 buah

D. Bahan Yang Digunakan

Resin penukar kation Ca

Hcl 0,1 M

Akuades

CaCl2 0,2 M

( NH4)2C2O4 0,1 M

E. Cara Kerja

F. Hasil Pengamatan

NO PERLAKUAN PENGAMATAN

1

2

3

Penyucian resin penukar kation

20 ml HCl dimasukan dalam kolom yang

telah diisi dengan resin dan didiamkan

selam 15 menit.

HCl pencuci + amonium oksalat 0,1 M

10 ml aquades dimasukan dalam kolom

Pengikatan kation kalsium

10 ml CaCl2 0,2 M dimasukan dalam

kolom dan dikeluarkan kemudian

ditampung dalam gelas ukur kimia, setelah

10 ml tetesan terakhir ditambahkan

amonium oksalat.

Pengukuran banyaknya Ca yang terikat di resin.

Larutan CaCl2 yang ditampung dititrasi

dengan amonium oksalat.

HCl dikeluarkan dan

ditampung dalam gelas kimia.

Volum HCl 17 ml.

Tidak terbentuk endapan.

Aaquades dikeluarkan,

volumnya 10 ml.

Larutan keruh, terbentuk

sadik endapan putih.

Terbentuk endapan pada

volum ( NH4)2CaO4 3,5 ml.

G. Perhitungan dan Reaksi

a. Banyaknya Ion Ca2+ mula-mula

Mg CaCl2 = M × V × Bm CaCl2

= 0,2 × 10 × 111

= 222 mg

Mg Ca2+ mula-mula = ArCa2+ ¿MrCaCl2

×MgCaCl2¿

= 40111

×222=80mg

b. Banyaknya ion Ca2+ yang tidak diikat resin

V ( NH4 )2C2O4 = 3,2 ml

Mg Ca2+ ¿ at× (V ×M )×BMCa

= 11×3,5×0,1×40=14mg

c. Banyaknya ion Ca2+ yang diikat resin

Mg Car = Mg Ca mula-mula ─ Mg Ca tr

= 80 mg ─ 14 mg

= 66 mg

d. Koeisien distribusi penukar ion ( Kd )

Kd ¿banyaknyaCadalamresin

berat resin:banyaknyaCadalam larutan

volumlarutan

= 0 ,066gr

5:0,014 gr

10=0,0132:0,0014

= 10.009

e. Reaksi

CaCl + ( NH4)2CaO4 CaC2O4 + 2NH4Cl

H. Pembahasan

Pada praktikum kali ini kami melakukan praktikum kromatografi ion, sebelum

melakukan praktikum kemi menyiapkan resin yang kemudian dimasukan dalam

kolom, resin tersebut ditambahkan HCl, HCl ini berfungsi menyuci resin yang akan

kami gunakan. HCl akan melarutkan ion yang terkandung didalam resin. Dari hal ini

dapat diketahui bahwa resin yang telah digunakan dapat dipakai lagi.

Resin ini merupakan senyawa hidrokarbon terpolimerisasi, yang mengandung

ikatan hubung silang (crosslinking) serta gugusan-gugusan fungsional yang

mempunyai ion-ion tertentu, ion-ion ini lah yang nantinya akan bertukar dengan ion

Ca2+. Disini akan terjadi gaya elektrostatik di mana ion yang terdapat pada resin

ditukar oleh ion logam yang akan diuji yaitu Ca2+ .

Setelah dicuci dengan HCl, larutan sisa akan ditambahkan Natrium Oksalat,

hal ini bertujuan untuk mengetahui masih ada atau tidak ion Ca2+. Ion Ca2+ akan

membentuk endapan putih jika direaksikan dengan natrium oksalat.

Setelah dimasukan larutan CaCl2 akan terjadi proses penyerapan ion oleh pori-

pori resin. Ion Ca2+ akan terikat di pori-pori atau permukaan resin, ion Ca2+ dapat

terikat karena adanya gaya elektrostatis, kation dari CaCl2 akan tertarik oleh pori-pori

ataupun permukaan resin.

Setelah dilakukan pencucian dengan HCl, didalam kolom ditambahkan

aquades, dengan tujuan agar semua HCl didalam kolom keluar semua. Ion kalsium

dapat diketahui dengan menambahkan amonium oksalat. Setelah dilakukan titrasi

didapat kadar kalsium yang tertinggal dalm CaCl2 adalah 0,014 gr. Berarti resin

mengikat ion Ca+ sebesar 0,066 gr.

I. Kesimpulan

HCl dituangjan kedalam resin berfungsi sebagai pencuci resin

Banyaknya ion kalsium yang terikan dalam resin 0,066 gr

Banyaknya ion kalsium yang tidak giikat resin itu 0,014 gr

Koefisien distribusi kolom penukar ion itu 10,09

J. Daftar Pustaka

Achmad, hiskia. 1993. Penentuan dasar-dasr praktikum kimia. Bandung : FMIPA ITB

Day dan underwood. 1998. Analisis kimi kuantitatif adisi keenam. Jakarta : Erlangga

http://www.malang.ac.id/jurnal/fmipa/kim/1996a.htmMasriani. 2008. Diktat Penuntun Praktikum Dasar-Dasar Pemisahan. Pontianak :

FKIP UNTAN

Sudjadi, 1986. Metode pemisahan . yogyakarta : kanisius

K. Lampiran

1. Dik : M CaCl2 : 0,2 MV CaCl2 : 10 mlMr CaCl2 : 111ArCa : 40

Dit mol Ca2+ mula-mulaDijawab :

Mg CaCl2 = M × V × Bm CaCl2

= 0,2 × 10 × 111

= 222 mg

Mg Ca mula-mula = ArCa2+ ¿MrCaCl2

×MgCaCl2¿

= 40111

×222=80mg

Mol Ca2+ = gramCaAr Ca

=00,840

=0,002mol

2. Ca2+ + C2O42- CaC2O4

Mg Ca yang tidak diikat resin ( titrasi )

Mg Ca2+ ¿ at× (V ×M )×BMCa

= 11×3,5×0,1×40=14mg

Mg Ca yang diikat resin

Mg Car = Mg Ca mula-mula ─ Mg Ca tr

= 80 mg ─ 14 mg

= 66 mg

Mol Ca yang diikat resin = gramCa resin

ArCa=0,066

40=0,00165mol

3. Dik Ksp CaC2O4 = 2,6 × 10-9

Dit Mol CaC2O4 = ?

CaCl + ( NH4)2CaO4 CaC2O4 + 2NH4Cl

CaC2O4 Ca2+ + C2O42-

Ksp CaC2O4 = [ Ca2+ ] [C2O42-]

2,6 × 10-9 = S2

S2 = 2,6 × 10-9

S2 = √2,6×10−9

= 0,51 x 10-4

[ Ca2+ ] = 0,51 x 10-4