Makalah Resin Penukar Ion

8/10/2019 Makalah Resin Penukar Ion

1/36

ANALISA KROMATOGRAFI PENUKAR ION

Disusun oleh :

1. Deta Agustin R. (M0311017)

2. Devita Dwi A. (M0311018)

3. Dewi Ariyani (M0311019)

4. Dhini Aulia Phasa (M0311020)

5. Diah Permatasari (M0311021)

6.

Dien Nur Hasanah (M0311022)

7.

Dwita Nur Aisyah ( M0311023)

8. Euodia Novarinna M (M0311025)

9.

Larisa Mutiara (M0311044)

10.

Ludfiaastu Rinawati (M0311045)

11. Meiyanti Ratna K. S (M0311047)

12. Muhammad Taufik A. (M0311048)

13.

Mutiara Novianti (M0311049)

14.

Nais Puji W ( M0311050)

15.Nurul Fatmawati (M0311051)

16. Ozi Adi Saputra (M0311052)

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2013


2/36

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala limpahan rahmat dan

karuniaNya, sehingga tim penyusun dapat menyelesaikan penulisan makalah Kimia

Pemisahan dan Kromatografi dengan pokok bahasan utama adalah Kromatografi Pertukaran

ion/ resin (Ion exchanger).

Makalah ini disusun sebagai salah satu syarat penilaian tugas sebagai pengganti

Ujian Kompetensi Dasar dalam mata kuliah Kimia Pemisahan dan Kromatografi. Dengan

makalah ini, diharapkan mahasiswa lebih mengerti dan memahami mengenai bagaimana

Kromatografi pertukaran ion. Tim penyusun mengucapkan terima kasih kepada Dr. Pranoto,

M.Sc selaku dosen mata kuliah Kimia Pemisahan dan Kromatografi yang telah membimbing

sehingga makalah ini dapat diselesaikan dengan baik.

Kami menyadari bahwa banyak kekurangan dalam penulisan makalah ini. Oleh

karena itu, tim penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk

meningkatkan kualitas makalah ini. Namun demikian, tim penyusun berharap semoga

makalah ini bermanfaat bagi pembaca.

Surakarta, 22 November 2013

Penulis


3/36

DAFTAR ISI

Halaman Judul i

Kata Pengantar .. ii

Daftar Isi .iii

Daftar Gambar iv

Daftar Tabel v

Glosarium .. vi

BAB I Pendahuluan 1

A. Latar Belakang .. 1

B. Rumusan Masalah . 2

C. Tujuan .. 2

BAB II Landasan Teori 3

A. Kromatografi . 3

B. Resin Penukar Ion .. 3

C. Kromatografi Penukar Ion . 12

D. Jenis-Jenis Kromatografi Penukar Ion 12

BAB III Aplikasi dan Contoh 13

A. Pemurnian Garam dari Air Laut 13

B.

Bidang Radioaktif .. 14

C. Bidang Kesehatan .. 15

D. Dimineralisasi 17

E. Dekolorisasi 18

BAB IV Diskusi dan Pembahasan 19

A.

Prinsip Resin Penukar Ion . 19

B.

Mekanisme Kerja Resin Penukar Ion 20


4/36

C. Regenerasi Resin Penukar Ion . 21

D. Kelebihan dan Kelemahan Resin Penukar Ion 22

BAB V Penutup 24

A.

Kesimpulan 24

B. Saran .. 24

DAFTAR PUSTAKA 25


5/36

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Kromatografi kolom 5

Gambar 2. Kromatografi gas 6

Gambar 3. Kromatografi pertukaran ion 8

Gambar 4. Kromatografi kertas.. 9

Gambar 5. Kromatografi kation . 10

Gambar 6. Resin penukar anion 10

Gambar 7. Hubungan Prosentasi Ion Ca2+

.. 13

Gambar 8. Hubungan Prosentasi Ion Mg2+. 13

Gambar 9. Pertukaran ion-resin 20


6/36

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Perbandingan resin cross link tinggi dan rendah.. 23


7/36

GLOSARIUM

Cross-linnking: ikatan hubung silang.

Resin : senyawa hidrokarbon terpo limerisasi sampai tingkat yang tinggi yang

mengandung cross-linnking serta gugusan yang mengandung ion-ion yang

dapat dipertukarkan.

Penukar ion : pertukaran ion secara reversible antara cairan dan padatan. Pertukaran ion

antar fasa yang berlangsung pada permukaan padatan tersebut merupakan

proses penyerapan yang menyerupai proses penyerapan.

Stoikiometri : ilmu yang memperlajari dan menghitung hubungan kuantitatif dari reaktan

dan produk dalam reaksi kimia (persamaan kimia).

Polimerisasi : Proses bereaksi molekul monomer-monomer dalam suatu reaksi kimia

untuk membentuk struktur tiga dimensi atau rantai polimer.

Kapasi tas penukar ion: ukuran kuantitatif jumlah ion-ion yang dipertukarkan dan

dinyatakan dalam mek (miliekivalen) per gram resin kering dalam bentuk

hydrogen atau kloridanya tau dinyatakan dalam miliekivalen t iap ml resin

(meq/ml).


8/36

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pada umumnya, suatu senyawa yang akan diidentifikasi untuk menentukan

kadarnya perlu dipisahkan dari matriknya. Oleh karena itu, pemisahan merupakan

langkah yang penting dalam analisis kualitatif maupun kuantitatif. Pada kebanyakan

analisis meliputi pengubahan cuplikan, pemisahan senyawa pengganggu, isolasi

senyawa yang dimaksudkan, pemekatan terlebih dahulu sebelum identifikasi dan

pengukuran. Ada banyak teknik pemisahan/isolasi, diantaranya yaitu penyaringan,

sublimasi, ekstraksi, kromotografi dan lain-lain. Dalam makalah ini, akan dijelaskan

teknik pemisahan dengan cara kromatografi khususnya dengan kromatografi penukar

ion atau resin. Kromatografi penukar ion meliputi kromatografi penukar kation

maupun kromatografi penukar anion dimana masing-masing kromatografi penukar

ion tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan tersendiri. Selain itu, baik

kromatografi penukar kation maupun anion masing-masing juga memiliki tipe-tipe

yang berbeda dimana pemilihan masing-masing tipe ini tergantung pada

penggunaannya seperti resin penukar kation tipe sulfonat dalam hidrolisis glukosa.

Seiring dengan perkembangan teknologi, banyak digunakan kromatografipenukar ion sebagai metode pemisahan dan telah dikembangkan penukaran ion

modern yang tentunya memiliki banyak kelebihan, diantaranya dalam hal waktu

analisisnya lebih singkat dan hasilnya maksimal. Pertimbangan pemilihan teknik

kromatografi penukar ion ini karena cara pemisahannya sederhana dan mudah serta

dapat digunakan kembali dengan dilakukan regenerasi resin.

Dalam berbagai jurnal penelitian banyak menerapkan metode penukar anion

ataupun penukar kation sebagai metode pemisahan dan pemurnian atapun dengan

mengkombinasikan metode tersebut dengan metode pemisahan yang lain. Secara

umum, teknik kromatografi penukar ion baik kation maupun anion digunakan dalam

pengolahan air serta pemurnian limbah. Pada pengolahan limbah, limbah yang

mengandung kation dan anion yang berbahaya dapat dimanfaatkan kembali dengan

melakukan pengolahan dengan teknik kromatografi penukar ion. Dalam proses

pengolahan limbah ini digunakan teknik kromatografi penukar kation dan

kromatografi penukar anion sekaligus secara bersamaan.


9/36

Dalam beberapa jurnal penelitian yang menjadi sumber referensi kelompok

kami diketahui bahwa pemanfaatan metode penukar ion sangat luas diantaranya dapat

digunakan untuk pemurnianl, hidrolisis glukosa, untuk penurunan salinitas air payau,

penyerapan uranium, penurunan kalsium dan magnesium dalam air laut, pemisahan

radioisotop, pemisahan logam, penentuan kadar logam berat dan lain-lain.

Kromatografi penukar ion / resin yang digunakan dalam penelitian-penelitian tersebut

tentunya dengan tipe resin yang berbeda. Pemilihan dan pertimbangan penggunaan

jenis kromatografi penukar ion tersebut akan dibahas lebih lanjut dan lebih rinci

dalam makalah ini.

B. Rumusan Masalah

1. Bagaimana prinsip resin penukar ion pada senyawa kationik atau anionik?

2. Apa saja aplikasi dan contoh dari kromatografi penukar ion?

3. Apa saja kelemahan dan kelebihan dari kromatografi penukar ion?

C.

Tujuan

1. Mengetahui prinsip resin penukar ion pada senyawa kationik dan anionik.

2. Mengetahui aplikasi dan contoh dari kromatografi penukar ion.

3.

Mengetahui kelemahan dan kelebihan dari kromatografi penukar ion.


10/36

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Kromatografi

Kromatografi adalah suatu teknik pemisahan molekul berdasarkan perbedaan

pola pergerakan antara fase gerak dan fase diam untuk memisahkan komponen

(berupa molekul) yang berada pada larutan. Molekul yang terlarut dalam fase gerak,

akan melewati kolom yang merupakan fase diam. Molekul yang memiliki ikatan yang

kuat dengan kolom akan cenderung bergerak lebih lambat dibanding molekul yang

berikatan lemah. Dengan ini, berbagai macam tipe molekul dapat dipisahkan

berdasarkan pergerakan pada kolom.

Kromagtografi menurut J. Marray (2004) adalah sesuatu tehnik pemisahan

molekul berdasarkan perbedaan pola gerak antara dua fase , yaitu fase gerak dan fase

diam itu berguna untuk memisahkan komponen yang berada pada larutan.

Penggunaan kromatografi pertama kali telah dikreditkan kepada seorang ahli

botani rusia bernama Michel tswett apa bila pada 1903 beliau telah melaporkan

pemisahan sampel pigmen berwarna melalui turus yang terdapan dengan butir-butir

kalsium karbonat yang halus. Pigmen yang terhasil daripada eksperimen itu telah

diperoleh sebagai jalur-jalur berwarna didalam turus itu.Mungkin inilah yang member

ilham kepada beliau untuk menggunakan kata kromatografi bagi teknik pemisahan ini

bersempena dengan perkataan Greek kroma yang berarti warna dan grafi yang berarti

tulis.

Pada masa ia mulai diperkenalkan, kaedah kromatografi kurang mendapat

perhatian, sehingga pada tahun 1930-an, teori kromatografi mulai di gunakan untuk

mencetuskan penggunaan kromatografi modern. Pada saat itu terdapat berbagai tehnik

kromatografi.Penggunaan kromatografi tidak terbatas pada bidang kimia saja, bahkan

kromatografi juga digunakan dalam bidang biologi, farmasi, pertanian, petrokimia dan

sains alam sekitar. Ahli kimia menemukan bahwa kromatografi sangat berguna untuk

memisahkan bahan-bahan dan menganalisis sampel yang kompleks.(Mohammad

Marsin sanagi, 1998)

Fase diam (stationary phase) merupakan salah satu komponen yang penting

dalam proses pemisahan dengan kromatografi karena adanya interaksi dengan fase

diamlah terjadi perbedaan waktu retensi (tR) dan terpisahnya komponen senyawa


11/36

analit. Fase diam dapat berupa bahan atau porous (berpori) berbentuk molekul kecil

atau cairan yang umumnya dilapisi pada padatan pendukung (Denikrisna, 2010).

Fase gerak (mobile phase) merupakan pembawa analit dapat bersifat inert

maupun berinteraksi dengan analit tersebut. Fase gerak ini tidak hanya dalam bentuk

cairan tapi juga dapat berupa gas inert yang umumnya dapat dipakai sebagai carrier

gas senyawa mudah menguap (volatile) (Denikrisna, 2010).

Kromatografi adalah teknik pemisahan zat untuk analisis dan preparat dengan

melarutkan campuran dalam fase bergerak (cairan atau gas), yang mengalir melalui

fase stasioner; zat-zat yang hendak dipisah-pisahkan harus berinteraksi dengan fase

stasioner dengan kuat yang berbeda-beda, interaksi ini dapat bersifat adsorpsi, partisi,

pertukaran ion, pengayakan molekuler, atau lainnya.Dilihat dari macam fase gerak,

dikenal kromatografi gas dan kromatografi cairan, yang kedua ini dapat berupa

kromatografi kolom, kromatografi kertas, kromatografi lapisan tipis, kromatografi

penukaran ion, dan sebagainya. Dahulu cara ini digunakan untuk memisah-misahkan

zat warna sehingga diberi nama demikian (kromoswarna). (Hadiat, Moedjadi,

Nyoman kertiasa, Sukarno, S.soeporno, 2004)

Dalam proses kromatografi selalu terdapat salah satu kecenderungan sebagai

berikut; (a) kecenderungan molekul-molekul komponen untuk melarut dalam cairan;

(b) kecenderungan molekul-molekul komponen untuk melekat pada permukaan

padatan halus (adsorpsi=penyerapan); (c) kece nderungan molekul-molekul komponen

untuk bereaksi secara kimia (penukar ion). Komponen yang dipisahkan harus larut

dalam fasa gerak dan harus mempunyai kemampuan untuk berinteraksi dengan fasa

diam dengan cara melarut di dalamnya, teradsorpsi, atau bereaksi secara kimia

(penukar ion). Pemisahan terjadi berdasarkan perbedaan migrasi zat-zat yang

menyusun suatu sampel. Hasil pemisahan dapat digunakan untuk keperluan

identifikasi (analisis kualitatif), penetapan kadar (analisis kuantitatif), dan pemurnian

suatu senyawa (pekerjaan preparatif) (Soebagio, 2000:54).

Cara kerja kromatografi perinsipnya campuran yang akan dipisahkan

ditambahkan ke kolom yang didalamnya terdapat adsorben (fasa stasioner) dari ujung

satu dan campuran akan bergerak dengan bantuan pengemban / pembawa yang cocok

(fasa mobil) hingga mencapai ujung satunya. Pemisahan dicapai oleh perbedaan laju

turun masing-masing komponen dalam kolom yang ditentukan oleh kekuatan adsorbsi

/ koefisien partisi antara fasa mobil dan fasa diam.


12/36

Contoh macam-macam kromatografi, antara lain :

1. Kromatografi kolom adalah kromatografi yang adsorbennya dimasukkan

kedalam tabung (pipa) kaca. Adsorben tersebut berupa padatan dalam bentuk

tepung, contohnya alumina. Setelah pemisahan masing-masing komponen

terdapat didaerah tertentu dalam tabung. (Syukri, S. ,1999)

Gambar 1. Gambar kromatografi kolom

2. Kromatografi gas, kromatografi gas sendiri terdiri dari dua yaitu kromatografi

gas cairan dengan mekanisme pemisahan partisi, teknik kolom dan nama alat Gas

Liquid Chromatography / GLC dan kromatografi gas padat dengan mekanisme

pemisahan absorbs, tehnik kolom dan nama alat GSC / Gas Solid

Chromatography. Namun GSC sekarang jarang digunakan sehingga pada

umumnya yang disebut dengan GC saat ini adalah Gas Liquid Chromatography /

GLC. Pada prinsipnya pemisahan dalam GC adalah disebabkan oleh perbedaan

dalam kemampuan distribusi analit diantara fase gerak dan fase diam didalam

kolom pada kecepatan dan waktu yang berbeda.


13/36

Gambar 2. Gambar Kromatografi Gas

3. Kromatografi cair (Liquid Chromatography), merupakan teknik yang tepat

untuk memisahkan ion atau molekul yang terlarut dalam suatu larutan, jika

larutan sampel berinteraksi dengan fase stasioner, namun interaksinya berbeda

dikarenakan perbedaan daya serap (adsorption), pertukaran ion (ion exchange),

partisi (partitoring), atau ukuran. Perbedaan ini membuat komponen terpisah satu

dengan yang lain dan dapat dilihat perbedaannya dari lamanya waktu transit

komponen tersebut melewati kolom. Terdapat beberapa jenis kromatografi cair,

diantaranya ;

a. Reverse phase chromatography merupakan alat analitikal yang kuat

dengan memadukan sifat hidrorobik serta rendahnya polaritas fase stasioner

yang terikat secara kimia pada padatan inert seperti silica. Metode ini biasa

di gunakan untuk proses ekstraksi, dan pemisahan senyawa yang tidak

mudah menguap (non-volatile)

b. High performance lliquid chromatography (HPLC)mempunyai prinsip

yang mirip dengan revorse phose. Hanya saja dalam metode ini, digunakan

tekanan dan kecepatan yang tinggi. Kolom yang digunakan dalam HPLC

lebih pendek dan berdiameter kecil, namun dapat menghasilkan beberapa

tingkat aquilibrium dalam jumlah besar.

c.

Size exclusion chromatography, atau yang dikenal juga dengan gel

permeation atau filtration chromatography biasa digunakan untuk


14/36

memisahkan dan memurnikan protein. Metode ini tidak melibatkan

berbagai macam penyerapan dan sngat cepat. Perangkat kromatografi berpa

gel berpori yang dapat memisahkan molekul besar dan berdiameter kecil.

Molekul besar akan terelusi terlebih dahulu karena molekul tersebut tidak

dapat penetrasi pada pori-pori.

4. Kromatografi pertukaran ion (ion exchange chromatography)bisa digunakan

untuk pemurnian materi biologis, seperti asam amino, peptide, protein. Metode

ini dapat dilakukan dalam dua tipe, yaitu dalam kolom maupun ruang datar

(planar). Terdapat dua tipe pertukaran ion, yaitu pertukaran kation (cation

exchange) dan pertukaran anion (anion exchange). Pada pertukaran kation, fase

stasioner bermuatan negatif, sedangkan pada pertukaran anion, fase stasioner

bermuatan positif. Molekul bermuatan yang berada pada fase cair akan melewati

kolom. Jika muatan pada molekul sama dengan kolom, maka molekul tersebut

akan terelusi. Namn jika muatan pada molekul tidak sama dengan kolom, maka

molekul tersebut akan membentuk akatan ionik dengan kolom. Untuk mengelusi

molekul yang menempel pada kolom di perlakuan penambahan larutan dengan

pH dan kekuatan ionik tertentu. Pemisahan dengan metode ini sangat efektif dan

karena biaya untuk menjalankan metode ini merah serta kepastiannya tinggi,

maka metode ini biasa digunakan pada awal proses keseluruhan.

Gambar 3. Gambar Kromatografi Pertukaran Ion


15/36

5. Kromatografi partisi, prinsip kromatografi partisi dapat dijelaskan dengan

hukum partisi yang dapat diterapkan pada sistem multikomponen yang dibahas di

bagian sebelumnya. Dan dalam kromatografi partisi, ekstraksi terjadi berulang

dalam satu kali proses. Dalam percobaan, zat terlarut didistribusikan antara fasa

stasioner dan fasa mobil. Fasa stasioner dalam banyak kasus pelarut diadsorbsi

pada adsorben dan fasa mobiladalah molekul pelarut yang mengisi ruang antar

partikel teradsorbsi. Contoh khas kromatografi partisi adalah kromatografi kolom

yang digunakan luas karena merpakan sangat efisien untuk pemisahan senyawa

organik.

6. Kromatografi kertas, mekanisme pemisahan dengan kromatografi kertas

ferinsipnya sama mekanisme pada kromatografi kolom. Adsorben dalam

kromatografi kertas adalah kertas saring, yakni selulosa. Sampel yang akan

dianalisis ditotolkan ke ujung kertas yang kemudian digantung dalam wadah.

Kemudian dasar kertas saring dicelupkan kedalam pelarut yang mengisi dasar

wadah. Fasa mobil (pelarut) dapat saja beragam. Air, etanol, asam asetat atau

campuran zat-zat ini dapat digunakan. Kromatografi kertas diterapkan untuk

analisis campuran asam amino dengan sukses besar. Karena asam amino

memiliki sifat yang sangat mirip, dan asas-asam amino larut dalam air dan tidak

mudah menguap (tdak mungkin didistilasi), pemisahan asam amino adalah

masalah paling sukar yang dihadapi ilmuan / kimiawan diakhir abad 19 dan awal

abad 20. Jadi penemuan kromatografi kertas merupakan berita sangat baik bagi

mereka. Kimiawan inggris Rhicard Laurence Milington Synge (1914-1994)

adalah orang pertama yang menggunakan metode analisis asam amino dengan

kromatografi kertas. Saat campuran asam amino menaiki lembaran kertas secara

fertikal karena ada fenomena kapiler, partisi asam amino antara fasa mobil dan

fasa d iam (air) yang terabsorbsi pada selulosa berlangsung berulang-ulang. Ketika

pelarut mencapai ujung atas kertas proses dihentikan. Setiap asam amino

bergerak dari titik awal sepanjang jarak tertentu. Dari nilai R,masing-masing

asam amino diidentifikasi. Kromatografi kertaas dua-dimensi (2D) menggunakan

kertas yang luas bukan lembaran kecil, dan sampelnya diproses secara dua

dimensi dengan dua pelarut.


16/36

Gambar 4. Gambar Kromatografi Kertas

7. Kromatografi adsorbsi, fasa diam dalam kromatografi adsorps disebut adsorben.

Kromatografi adsorpsi adalah tipe kromatografi tertua, seperti yang dikerjakan

Tsweet. Ketika cairan digunakan sebagai fasa geraknya, maka disebut Liquid

Solid Chromatography (LSC) contohnya TLC dan HPLC. Jika fase gerak berupa

gas disebut gas Gas Solid Chromatography (GSC) misal Gas Chromatography

(GC). Dalam kromatografi adsorbs ada dua tipe gaya : gaya tarik solute pada

adsorben (stationary phase). Gaya yang bekerja untuk mengeluarkan solute dari

adsorben untuk bergerak bersama fase gerak.

B. Resin Penukar Ion

Resin adalah senyawa hidrokarbon terpolimerisasi sampai tingkat yang tinggi

yang mengandung ikatan-ikatan hubung silang (cross-linking) serta gugusan yang

mengandung ion-ion yang dapat dipertukarkan. Resin juga merupakan sebuah

matriks larut (atau struktur dukungan) biasanya dalam bentuk kecil (1-2 mm

diameter) manik- manik, biasanya putih atau kekuningan, dibuat dari organik

polimer substrat. Material ini mempunyai struktur pori-pori yang sangat baik

pada permukaannya yang dapat dengan mudah menjebak ion . Ion exchanger akan

menjebak ion dan dengan simultan juga melepaskan ion lainnya, sehingga proses

ini disebut pertukaran ion. (Dyah erlina, 2006)

Berdasarkan gugus fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua yaituresin penukar kation dan resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung


17/36

kation yang dapat dipertukarkan. sedang resin penukar anion, mengandung anion

yang dapat yang dapat dipertukarkan. Secara umum rumus struktur resin penukar ion

yang dapat merupakan resin penukar kation (Gambar 5) dan resin penukar anion.

(Gambar 6).

Gambar 5. Resin Penukar Kation Gambar 6. Resin Penukar Anion

Berdasarkan pada keberadaan gugus, resin penukar ion dapat secara luas

diklarifikasikan dalam 4 golongan: (Khopkar, 1990)

1.

Resin penukar kation bersifat asam kuat (mengandung gugus HSO2).

2. Resin penukar kation bersifat asam lemah (mengandung gugus COOH).

3. Resin penukar anion bersifat basa kuat (mengandung gugus amina tersier

kuartener).

4.

Resin penukar anion bersifat basa lemah (mengandung OH).

Sifat-sifat Penting Resin Penukar Ion) adalah adalah sebagai berikut:

1.

Kapasitas Penukaran ion

Sifat ini menggambarkan ukuran kuantitatif jumlah ion-ion yang dapat

dipertukarkan dan dinyatakan dalam mek (milliekivalen) pergram resin kering

dalam bentuk hydrogen atau kloridanya atau dinyatakan dalam milliekivalen tiap

milliliter resin (meq/ml).

2. Selektivitas

Sifat ini merupakan suatu sifat resin penukar ion yang menunjukan aktifitas

pilihan atas ion tertentu .Hal ini disebabkan karena penukar ion merupakan suatu


18/36

proses stoikhiometrik dan dapat balik (reversible) dan memenuhi hukum kerja

massa. Faktor yang yang menentukan selektivitas terutama adalah gugus

ionogenik dan derajat ikat silang. Secara umum selektivitas penukaran ion

dipengaruhi oleh muatan ion dan jari-jari ion. Selektivitas resin penukar ion akan

menentukan dapat atau tidaknya suatu ion dipisahkan dalam suatu larutan apabila

dalam larutan tersebat terdapat ion-ion bertanda muatan sama, demikian juga

dapat atau tidaknya ion yang telah terikat tersebut dilepaskan

3. Derajat ikat silang (crosslinking)

Sifat ini menunjukan konsentrasi jembatan yang ada di dalam polimer. Derajat

ikat silang tidak hanya mempengaruhi kelarutan tetapi juga kapasitas pertukaran,

perilaku mekaran, perubahan volume, seletivitas, ketahanan kimia dan oksidas i.

4. Porositas

Nilai porositas menunjukan ukuran pori-pori saluran-saluran kapiler. Ukuran

saluran-saluran ini biasanya tidak seragam. Porositas berbanding lansung derajat

ikat silang, walaupun ukuran saluran-saluran kapilernya tidak seragam. Jalinan

resin penukar mengandung rongga-rongga, tempat air terserap masuk. Porositas

mempengaruhi kapasitas dan keselektifan. Bila tanpa pori, hanya gugus ionogenik

di permukaan saja yang aktif.

5.

Kestabilan resin

Kestabilan penukar ion ditentukan juga oleh mutu produk sejak dibuat. Kestabilan

fisik dan mekanik terutama menyangkut kekuatan dan ketahanan gesekan.

Ketahanan terhadap pengaruh osmotik, baik saat pembebanan maupun regenerasi,

juga terkait jenis monomernya. Kestabilan termal jenis makropori biasanya lebih

baik daripada yang gel. Walau derajat ikat silang serupa. Akan tetapi perlakuan

panas penukar kation makropori agak mengubah struktur kisi ruang dan

porositasnya.

C. Kromatografi Penukar Ion

Kromatografi pertukaran ion adalah salah satu teknik pemurnian senyawa

spesifik di dalam larutan campuran. Prinsip utama dalam metode ini didasarkan pada

interaksi muatan positif dan negatif antara molekul spesifik dengan matriks yang

barada di dalam kolom kromatografi. Metode ini pertama kali dikembangkan oleh

seorang ilmuwan bernama Thompson pada tahun1850.Secara umum, teradapat dua
http://id.wikipedia.org/wiki/Kromatografihttp://id.wikipedia.org/wiki/1850http://id.wikipedia.org/wiki/1850http://id.wikipedia.org/wiki/Kromatografi


19/36

jenis kromatografi pertukaran ion, yaitu: kromatografi penukar kation dan

kromatografi penukar anion.

Metode ini banyak digunakan dalam memisahkan molekul protein (terutama

enzim). Molekul lain yang umumnya dapat dimurnikan dengan menggunakan

kromatografi pertukaran ion ini antara lain senyawa alkohol, alkaloid, asam amino,

dannikotin.(Anonim, 2013)

D. Jenis-Jenis Kromatografi Penukar Ion

a. Kromatografi pertukaran kation, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan

positif dan ko lom kromatografi yang digunakan bermuatan negatif. Kolom yang

digunakan biasanya berupa matriksdekstran yang mengandung guguskarboksil (-CH2-CH2-CH2SO3

- dan -O-CH2COO-). Larutan penyangga (buffer) yang

digunakan dalam sistem ini adalah asam sitrat, asam laktat, asam asetat, asam

malonat,buffer MES dan fosfat.

b. Kromatografi pertukaran anion, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan

negatif dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan positif. Kolom yang

digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus -N+(CH3)3,

-N+(C2H5)2H, danN+(CH3)3. Larutan penyangga (buffer) yang digunakan dalam

sistem ini adalah N-metil piperazin, bis-Tris, Tris, dan etanolamin.
http://id.wikipedia.org/wiki/Proteinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alkoholhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alkaloidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Nikotinhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dekstran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Karboksilhttp://id.wikipedia.org/wiki/Larutan_penyanggahttp://id.wikipedia.org/wiki/Bufferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sitrathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_laktathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_malonathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_malonathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_malonathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_malonathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_asetathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_laktathttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_sitrathttp://id.wikipedia.org/wiki/Bufferhttp://id.wikipedia.org/wiki/Larutan_penyanggahttp://id.wikipedia.org/wiki/Karboksilhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Dekstran&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Nikotinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Asam_aminohttp://id.wikipedia.org/wiki/Alkaloidhttp://id.wikipedia.org/wiki/Alkoholhttp://id.wikipedia.org/wiki/Enzimhttp://id.wikipedia.org/wiki/Protein


20/36

BAB III

APLIKASI DAN CONTOH

A. Pemurnian Garam Dari Air Laut

Garam merupakan salah satu kebutuhan penting dalam kehidupan sehari-hari,

dimana bahan bakunya adalah air laut. Dari hasil analisa air laut banyak mengandung

unsur-unsur seperti Ca, Mg, SO4, K yang dapat menurunkan kualitas garam dalam

air. Dengan kata lain 96,5% air laut berupa air murni dan 3,5% zat terlarut. Fraksi

yang terbesar dari bahan yang terlarut terdiri dari garam-garamanorganik yang

berwujud ion. Enam ion anorganik(klor, natrium, belerang, magnesium, kalsium,

dankalium) merupakan komponen utama (99,28%) berat dari bahan anorganik padat.

Empat ion lainnya (Bikarbonat, Bromida, Asam borat, Stronsium) menambah 0,71%

berat hingga sepuluh ion bersama-sama sebagai zat terlarut dalam air laut.

Dengan mereaksikan air laut dengan bahan-bahan kimia tertentu (resin) akan

diperoleh air laut dengan kandungan NaCl yang tinggi. Resin yang digunakan pada

metode pertukaran ion ini adalah resin kation asam kuat dan resin kation asam lemah.

Resin kation asam terbuat dari plastic atau senyawa polimer yang direaksikan dengan

beberapa jenis asam, seperti asam sulfat, asam posphat. Resin kation ini mempunyai

ion hydrogen (R-, H+), dengan adanya ion H+yang bermuatan positif maka resin ini

dapat dipergunakan untuk mengambil ion-ion yang bermuatan positif pada air laut

(Ca2+,Mg2+,K+). Dengan menurunnya unsur-unsur seperti Ca, Mg, K maka kualitas air

laut dapat meningkat.

Gambar 7. Hubungan Prosentasi

Ion Ca2+ terserap terhadap

Koefisien Selektivitas Ion Ca2+

pada rentang waktu pengaliran

Air Laut (1-5) jam dengan variasi

kecepatan Aliran (5-25) lt/jam

Gambar 8. Hubungan Prosentasi

Ion Mg2+ terserap terhadap

Koefisien Selektivitas Ion Mg2+

pada rentang waktu pengaliran

air laut (1-5) jam dengan Variasi

Kecepatan Aliran (5-25) lt/Jam


21/36

Dari gambar 4 dan 5 menunjukkan bahwa semakin besar prosentase ion Ca2+

dan Mg2+ yang terserap dalam resin maka nilai koefisien selektivitas ion Ca2+ dan

Mg2+akan semakin besar. Hal ini disebabkan semakin besar prosentase ion Ca2+dan

Mg2+ yang terserap resin berarti akan semakin besar kontak ion Ca 2+ dan Mg2+

terhadap resin, sehingga proses pertukaran ion akan semakin besar.

Koefisien selektivitas ion dengan prosentase ion Ca2+ yang terserap sebesar

52% telah mengalami kenaikan koefisien selektivitas yang tertinggi yaitu sebesar

1,75.10-3 dan untuk prosentase ion Mg2+ yang terserap sebesar 43,69% telah

mengalami kenaikan koefisien selektivitas tertinggi yaitu sebesar 4,76.10-2. .

Jadi,semakin besar harga koefisien selektivitas ion, kualitas air laut akan

semakin baik. Hal ini disebabkan semakin besar harga koefisien selektivitas ion maka

kemampuan untuk menyerap ion Ca2+dan Mg2+akan semakin meningkat. Sehingga

kualitas a ir laut akan semakin baik karena berkurangnya Ca2+dan Mg2+.

B. Bidang Radioaktif

Radioisotop 115mIn sangat berpotensi diaplikasikan dalam bidang riset biologi

dan kedokteran nuklir. Radioisotop 115mIn mempunyai sifat fisis yang baik apabila

diaplikas ikan untuk medis, seperti dapat diband ingkan dengan radioisotop

99m

Tc, yangmerupakan radioisotop paling banyak digunakan untuk diagnosis di bidang

kedokteran nuklir di dunia, bahwa radioisotop 115mIn mempunyai umur paro (t1/2) 4,5

jam dan energi sinar gamma 336 KeV, dan radioisotop 99mTc 6,6 jam dan 140,3 KeV.

Radioisotop 115mIn mempunyai keunggulan yaitu dalam proses penandaan untuk

membuat sediaan radiofarmaka, radioisotop ini tidak menggunakan bahan reduktor,

sedangkan radioisotop 99mTc harus menggunakan reduktor larutan Sn. Proses

pemurnian 115mIn dari matriks kadmium teriradiasi dilakukan menggunakan sistem

kolom kromatografi penukar anion, fraksi kadmium di dalam larutan target teriradiasi

dikondisikan untuk membentuk kompleks anion, CdI42-, yang kemudian diikat pada

kolom resin AG 1X8 ( Cl-, 37-74 microns). Penetapan konsentrasi radioaktivitas dan

kemurnian radionuklida dari radioisotop 115Cd dan 115mIn dilakukan menggunakan

seperangkat spectrometer gamma yang dilengkapi analisator saluran ganda (Multi

Channel Analizer= MCA) model Canberra 1000 dan detektor sinar gamma

Germanium kemurnian tinggi (HP-Ge) dari Canberra Industries, Inc., dan perangkat

lunak Genie 2000 VDM. Pemisahan radioisotop 115mln menggunakan


22/36

kolomkromatografi dengan resin AG 1X8 (Cl-) dilakukan dengan beberapa tahap dan

perlakuan yang tepat. Tahap dan perlakuan yang dikerjakan yaitu iradiasi sasaran

CdO, perlakuan pasca iradiasi, penetapan konsentrasi radioaktivitas115mIn dalam

larutan produk, proses pemurnian 115mIn, dan penetapan konsentrasi radioaktivitas

115mIn dalam larutan produk.

Pada pemisahan radioisotop 115mln menggunakan kolomkromatografi dengan

resin AG 1X8 (Cl-) ini dilakukan menggunakan sistem kolom kromatografi penukar

anion, fraksi kadmium di dalam larutan target teriradiasi dikondisikan untuk

membentuk kompleks anion, CdI42-, yang kemudian diikat pada kolom resin AG 1X8

( Cl-, 37-74 microns).Penetapan konsentrasi radioaktivitas115Cd dan 115mIn sebelum

pemisahan dilakukan dengan spektrometer gamma yang telah dikalibrasi.

Radioaktivitas 115Cd dan 115mIn dihitung masing masing didasarkan atas luas puncak

(cacahan per menit) pada energi gamma 528 KeV ( 115Cd) dan 336 KeV (115mIn)

dengan mempertimbangkan intensitas, efisiensi pencacahan dan faktor pengenceran.

Sedangkan proses pemurnian 115mIn dilakukan dengan menggunakan resin penukar

anion AG I X 8 (Cl-) dengan ukuran pori 37 s/d 74 microns. Resin yang telah

diperlakukan sedemikian rupa dimasukkan ke dalam sampai setinggi 2 cm. Kemudian

Sejumlah tertentu larutan stok Cd teriradiasi dalam bentuk CdI4-2 dimasukkan ke

dalam kolom, dan dibiarkan menetes ke bawah dan ditampung sebagai limbah.

Radioisotop 115mIn yang dibentuk adalah radionuklida anak dari 115Cd. Kolom dicuci

dan di elusi dengan HCL 0,5 M. Eluat yang diperoleh diukur dengan spektrofotometri

gamma. Sedangkan penetapan konsentrasi radioaktivitas 115mIn dalam larutan produk

dilakukan dengan membuat cuplikan produk 115In untuk diukur dengan

spektrofotometri Gamma. Kemudian konsentrasi radioaktivitas 115mIn dalam cuplikan

ini dibandingkan dengan radioaktivitas 115mIn yang dihitung dengan persamaan

peluruhan isotop 115Cd.

C. Bidang Kesehatan

Antiseptik dan desinfektan merupakan bahan penting dalam dunia medis.

Beberapa antiseptik dan desinfektan yang telah digunakan pada peralatan medis

adalahglutaraldehyde, aldehyde, dansodium hypoclorite. Akan tetapiglutaraldehyde

dan aldehyde masih besifat toxic pada peralatan medis, lingkungan dan manusia

(Kiura, dkk,. 2002). Sedangkan sodium hypoclorite cukup aman namun harganya


23/36

relatif mahal (Even, dkk,. 2004). Oleh karena itu dikembangkan Electrolyzed

Oxidized Water (EOW) yang relatif murah dan ramah lingkungan. EOW efektif

membunuh kuman, mudah diinaktivasi kembali, tidak berbahaya bagi lingkungan,

mudah dalam transportasi dan penyimpanan. EOW tidak korosif pada kulit, membran,

dan bahan organik. EOW umumnya diproduksi oleh arus anoda dengan

mengelektrolisis larutan garam pada wadah yang dipisahkan dengan membran kation

(Morita, dkk,. 2000). Namun, penggunaan membran kation relatif mahal dan sulit

diperoleh di pasaran sehingga tidak mendukung pada kondisi darurat. Resin memiliki

kemampuan sebagai penukar kation seperti membran namun relatif lebih murah dan

lebih mudah ditemukan di pasaran.

Sel elektrokimia terdiri dari wadah berbentuk kubus yang panjang sisi 15 cm

dengan anodadan katoda berupa platina berbentuk spiral panjangnya 127 cm dan

diametenya 1 mm. Kedua sel elektroda dibatasi oleh resin penukar kation (Dowex

HCR-S) untuk melewatkan atau mempertukarkan ion Na+ dengan ion H+. Sebagai

pembanding digunakan juga membran kation (Nafion 117, Du pont). Larutan NaCl

divarias i 0,05%-0,25% berat yang dibuat dengan mengencerkan larutan sa line (Ecosol

NaCl 0,9 %) dielektrolisa dalam sel elektrokimia, selain itu beda tengangan antara

katoda dan anoda juga divariasi 8 - 14 V. Semakin tinggi konsentrasi NaCl akan

menghasilkan klorin bebas EOW yang semakin tinggi pula. Hal ini dimungkinkan

karena pada konsentrasi tinggi reaksi yang terjadi spontansehingga diffusi dapat

diabaikan. Semakin tinggi potensial yang digunakan, semakin meningkatkan

konsentrasi klorin bebas EOW. Hal ini karena pada potensial yang rendah diffusi

lebih dominan sehingga yang mengontrol adalah kecepatan reaksi. Sebaliknya pada

potensial di atas 12 V kenaikangrafik kecil dan cenderung konstan disebabkan yang

mengontrol adalah difusi sehingga walaupun potensial dinaikkan laju reaksi

pembentukan klorine relatif konstan. Produksi EOW dengan resin penukar kation

menghasilkan konsentrasi klorin bebas yang lebih tinggi daripada

menggunakanmembran kation. Fenomena ini mungkin disebabkan karena resin kation

memiliki kapasitas asam total 2,187 meq/gr yang lebih besar daripada kapsitas asam

total membran kation yaitu 1,01 meq/gr. Dengan demikian, resin mampu mentransfer

lebih banyak kation daripada membran. Secara teoritis, untuk kapasitas asam total

yang sama dengan membran hanya dibutuhkan sekitar 2 gram resinkation. Jumlah

kation yang mampu dtransfer dapat dikontrol dengan mengatur jumlah resin

yangdigunakan. Hasil uji menunjukkan bahwa EOW dapat diaplikasikan sebagai


24/36

antiseptik yang memiliki kemampuan membunuh bakteri lebih baik daripada Sodium

hypochlorite.

D. Demineralisasi

Demineralisasi atau deionisasi adalah suatu sistem pengolahan air dengan

pertukaran ion (ion exchange) melalui media ion exhange resin. Sistem ini mampu

menghasilkan air dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi (Ultra Pure Water)

dengan jumlah kandungan zat-ionic dan an-ionic mendekati nol sehingga mencapai

batas yang hampir tidak dapat dideteksi lagi.Demineralisas i ini hampir serupa dengan

desalinasi, karena sama-sama menukar ion garam, namun pada proses demineralisasi

ini ion yang ditukar bukan hanya ion garam saja, tapi juga berbagai macam ion logam

yang hendak dihilangkan dari suatu senyawa yang dilewatkan ke dalam resin.

Salah satu aplikatifnya adalah resin penukar ion pada sistem air bebas mineral

(GCA 01) RSG-GAS. Resin penukar ion pada proses pembuatan air bebas mineral

berfungsi untuk mengambil pengotor air dengan cara pertukaran ion yang bermuatan

sama. Kation yang ada dalam air akan dipertukarkan/diambil dengan kation resin

sedangkan anion dalam air akan dipertukarkan dengan anion resin. Di dalam kolom

resin penukar kation, garam-garam yang terlarut di dalam air dikonversi menjadi

asam-asam mineral masingmasing melalui pertukaran kation-kationnya dengan ion

H+. Dari sini terbentuk asam karbonat dari kesadahan karbonat (carbonat hardness).

Asam karbonat pecah menjadi air dan karbon dioksida bebas. Mekanisme reaksi yang

terjadi dalam kolom resin penukar kation adalah sebagai berikut :

Lewatit-2H+ +Ca(HCO3)2 Lewatit-Ca + 2H2CO3

H2CO3 H2O + CO2

Lewatit-2H++ MgSO4 Lewatit-Mg + H2SO4

Lewatit-2H++ CaCl2 Lewatit-Ca + 2HCl

Di dalam kolom resin penukar anion, anion pengotor air seperti SO4-2, Cl-

yang ada dalam air dipertukan dengan OH- dari resin penukar anion. Mekanisme

reaksi yang terjadi dalam kolom resin penukar anion adalah sebagai berikut:

Lewatit-2OH + H2SO4 Lewatit-SO4+ 2H2O

Lewatit-OH + HCl Lewatit-Cl + H2O


25/36

E. Dekolorisasi

Dekolorisasi atau deodoriasi adalah suatu proses untuk menghilangkan warna

pada suatu senyawa. Contoh aplikatifnya adalah dekolorisasi gula cair dengan resin

penukar ion basa kuat dan karbon ak tif. Untuk dekolorisasi ini b iasanya digunakan

pula karbon aktif, sehingga produktivitasnya lebih besar karena karbon aktif juga

memiliki sifat yang mampu menghilangkan warna dari suatu senyawa. Dan gabungan

penukar ion dan karbon aktif ini digunakan pada proses dokolorisiasi gula cair.

Penukar ion basa kuat dan karbon aktifdilakukan proses dekolorisasi terhadap

gula cair hasil fraksinasi dengan perlakuan 2 jenis resin masing-masing dengan

kapasitas 1,4 meq per mL (IRA 400) dan 1,0 meq per mL (IRA 900). Kedua jenis

resin tersebut memiliki ion aktif dalam bentuk C l-

. Proses dekolorisasi dilakukan

dengan memasukkan resin kedalam kolom gelas stinggi 60 cm dengan diameter 1,128

cm. Volume resin sebanyak 50 ml. Laju alir yang digunakan sebesar 6 BV (Bed

Volume) per jam dan jumlah umpan sebesar 6 BV. Proses dekolorisasi dilakukkan

pada suhu 65o

C. Larutan gula cair hasil dekolorisasi resin ini selanjutnya akan

digunakan sebagai bahan perlakuan karbon aktif.


26/36

BAB IV

DISKUSI DAN PEMBAHASAN

A. Prinsip Resin Penukar Ion

Resin penukar ion didasarkan pada perbedaan daya adsorbsi spesies-spesies

ion oleh kolom penukar ion. Pertukaran ion bersifat stoikiometri, yakni satu H+

diganti oleh suatu M+. Stoikiometri bersifat eksak dalam arti satu muatan positif

meninggalkan resin untuk satu muatan yang masuk (Underwood,2001) Resin penukar

anion basa kuat dapat digunakan diatas rentan pH 0 s/d 12, sedangkan resin penukar

anion basa lemah hanya diatas pH 0 s/d 9. Golongan penukar basa lemah tidak akan

melepaskan asam tapi yang sangat lemah, tetapi akan lebih disukai untuk asa m kuat

yang mungkin tertahan oleh resin basa kuat seperti Sulfonat (Soebagio,2002,94).

Jika gugus fungsi ionic berupa gugus sulfonat, maka resin tersebut dapat

berfungsi sebagai resin penukar kation. Jika gugus fungsinya ammonium kuartener,

maka resin tersebut dapat berfungsi sebagai resin penukar anion (Tim Kimia Analitik,

2012).

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi proses pertukaran ion diantaranya :

1.

pH

PH berpengaruh terhadap penukaran ion karena pada pH rendah, ionisasi dariresin asam dihambat sehingga kapasitas penukarannya berkurang dan pada

ionisasi penukar ion bersifat basa akan dihambat pada pH tinggi,hal ini

menyebabkan pengurangan kapasitas penukaran dari resin itu. Penukar kation

bersifat asam kuat mempunyai kapasitas penggunaan diatas pH 2, penukar kation

bersifat asam lemah mempunyai kapasitas perubahan hanya diatas pH 8, penukar

anion bersifat basa kuat digunakan dibawah pH 10, dan penukar anion bersifat

basa lemah digunakan dibawah pH 6 (Sudjadi, 1988).

2.

Kecepatan aliran

Kecepatan aliran mempengaruhi proses pertukaran ion dimana semakin cepat

debit aliran yang ditetapkan dalam proses pertukaran ion, maka semakin sedikit

konsentrasi ion yang dapat dipertukarkan. Hal ini disebabkan karena waktu

tinggal dan kontak sampel dengan resin semakin pendek atau cepat.

3. Konsentrasi ion terlarut

Konsentrasi ion terlarut mempengaruhi proses pertukaran ion dimana semakin

banyak konsentrasi ion yang akan dipertukarkan,maka semakin lambat kecepatan


27/36

berlangsungnya suatu reaksi pertukaran ion dan semakin sedikit konsentrasi ion

yang akan dipertukarkan. Hal ini disebabkan karena resin memiliki kapasitas ion

yang terbatas.

4. Tinggi media penukar ion

Tinggi media penukar ion mempengaruhi proses pertukaran ion dimana semakin

tinggi media penukar ion yang terdapat dalam kolom pertukaran,maka semakin

banyak konsentrasi ion yang akan dipertukarkan.Hal ini disebabkan karena

semakin tinggi resin maka semakin banyak jumlah resin.

B. Mekanisme Kerja Resin Penukar Ion

Suatu resin penukar ion yang ingin direaksikan dalam suatu sistem dapat

dilakukan dengan memasukkan gugus-gugus dari suatu resin yang terionkan kedalam

suatu matriks polimer organik, yang paling lazim diantaranya ialah polisterina

hubungan silang yang diatas diperikan sebagai absorben (Svehla, 1985).

Resin mengandung kation B+ akan dipertukarkan dengan kation A+ dalam

larutan. Kation A+ dan B+ akan terdifusi karena perbedaan konsentrasi antara resin

dan larutan.

Gambar 9. Pertukaran ion-resin

Apabila suatu larutan yang akan dipertukarkan (influent) misalnya MX,

dimasukkan kedalam kolom penukar ion maka akan mengalami pertukaran ion.

Suatu resin penukar kation adalah sebagai suatu polimer berbobot molekul

tinggi, yang terangkai-silang yang mengandung gugus-gugus sulfonat, karboksilat,

fenolat, dan sebagainya sebagai suatu bagian integral dari resin itu serta sejumlah

kation yang ekuivalen.

MX (aq) + Res-H HX (aq) + Res-M


28/36

Suatu resin penukar-anion adalah suatu polimer yang mengandung gugus-

gugus amino (atau amonium kuartener) sebagai bagian bagian integral dari kisi

polimer itu dan sejumlah ekuivalen anion-anion seperti ion klorida , hidroksil atau

sulfat. (Basset,1994)

MX (aq) + Res-OH H2O (aq) + Res-X

C.

Regenerasi Resin Penukar Ion

Kapasitas resin penukar ion mempunyai harga tertentu, oleh karena itu

apabila kualitas air baku yang kurang baik , berarti semakin banyak ion

pengotor yang harus diambil oleh resin penukar ion akibatnya resin penukar ion

cepat jenuh sehingga perlu dilakukan regenerasi. Hal ini berarti bahwa waktu

pengoperasian sistem dalam satu siklus regeneras i adalah lebih pendek.

Disamping itu kemampuan tukar resin penukar ion dipengaruhi juga oleh

keberhasilan dari regenerasi resin penukar ion.

Regeneras i merupakan proses pengaktifan kembali gugus fungsional resin

penukar ion yang berfungsi untuk mengambil atau mengikat ion- ion pengotor

yang berada dalam air baku. Proses regenerasi berfungsi untuk menukarkan ion

pengotor air yang terikat pada resin dengan ion pada regeneran yang bermuatan

sama. Dimana kation pengotor yang terikat pada resin akan dipertukarkan

dengan kation pada regeneran sedangkan anion pengotor pada resin akan

dipertukarkan dengan anion pada regeneran. Regeneran adalah bahan kimia yang

digunakan untuk meregenerasi resin penukar ion. Bahan k imia yang dipakai

adalah larutan pekat yang berarti mengandung banyak ion H+atau OH- yang

dapat dipertukarkan (Diyah, 2012). Regeneran untuk resin kation biasanya (H2SO4)

atau (HCl), dan regeneran untuk resin anion dipakai (NaOH).

Oleh karena itu apabila regenerasi berhasil dengan baik maka pengotor

air baku yang terikat pada resin akan tergantikan semua dengan regeneran

akibatnya waktu pengoperasian sistem dalam satu siklus regenerasi akan lebih

panjang dibanding dengan regenerasi resin penukar ion yang kurang berhasil . Hal

yang berbeda apabila kualitas air baku tetap maka waktu pengoperasian sistem

hingga perlu dilakukan regenerasi dapat diperkirakan. Misalnya untuk sistem air

bebas mineral (GCA 01) RSG-GAS apabila kualitas air baku tetap maka dengan

pendekatan voleme resin akan dapat dihitung waktu satu siklus regenerasi.


29/36

Regenerasi kation dilakukan dengan cara mengganti kembali ion H+ yang

telah jenuh dengan merekasikannya dengan H2SO4.

Regenerasi resin penukar anion sama dengan regenerasi kation, jika sudah

jenuh maka dapat dikembalikan ke keadaan dengan menggunakan alkali. Soda kaustik

dipakai sebagai penukar anion dari basa kuat.

R - Cl- + NaOH ROH + NaCl

SO4- Na2SO4

D. Kelebihan resin penukar ion

Pada saat proses degradasi :

1. Pembengkakan takterbalikkan (irreversibleswelling) pada resin penukar kation.

Resin penukar kation asam kuat bertipe styrene bersifat stabil secara kimiawi dan

dapat bertahan pada temperatur operasi yang tinggi. Akan tetapi, resin ini

memiliki kekurangan pada sifatnya yang sangat mudah teroksidasi.

2. Gangguan karena adanya deposit padatan pada permukaan resin penukar kation.

3.

Dekomposisi termal pada resin penukar kation asam kuat.

4. Dekomposisi gugus aktif pada resin penukar anion.

5.

Kontaminasi resin penukar anion oleh zat organik

6.

Gangguan karena adanya deposit pada resin penukar anion.

Secara umum

1. Biaya yang dibutuhkan lebih besar

2. Waktu yang diperlukan untuk satu kali proses sangat besar.
http://2.bp.blogspot.com/-_ktmq3EWuhE/UNpqy7A-WEI/AAAAAAAAAWM/J9bLpgYlkFo/s1600/Capture.PNG


30/36

Tabel 1. Perbandingan Resin Crosslink Tinggi dan Rendah

Crosslink Keunggulan Kelemahan

Rendah

Lebih tahan terhadap

organik fouling, dengan

penurunan kinerja yang

tidak signifikan.

Banyak pori terbentuk,

meningkatkan kapasitas

pertukaran ion.

Lebih stabil terhadap

pemanasan.

Mudah larut dalam air,

terbawa aliran.

Kelembaban tinggi, mudah

menggembung, sulit

dioperasikan.

Lemah terhadap oksidasi.

Tinggi

Resin tidak mudah

menggembung, lebih kuat

terhadap mechanical.

Lebih tahan terhadap

oksidasi.

Tidak mudah menggembung

(swelling).

Sedikit pori, kapasitasnya

lebih rendah dibanding

crosslink rendah.

Lemah terhadap fouling dan

pemanasan.


31/36

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1.

Dasar dari pertukaran ion terletak pada perbedaan daya adsorbsi spesies-

spesies ion oleh kromatografi ion yang bersifat stoikiometri.

2. Hal-hal yang mempengaruhi pertukaran ion adalah pH, kecepatan aliran,

konsentransi ion terlarut dan tinggi media penukar ion.

3. Kromatografi penukar ion terbagi menjadi dua yaitu kromatografi penukar

kation dan kromatografi penukar kation.

4.

Dalam regenarasi resin penukar ion digunakan regeneran yang sesuai dengan

senyawa yang dipertukarkan.

5. Kromatografi penukar ion dapat diaplikasikan dalam pemurnian garam dari air

laut, bidang radioaktif, bidang kesehatan, demineralisasi dan dekolorisasi.

B. Saran

1. Dalam regenerasi resin penukar ion, tidak semua resin dapat diregenerasi

secara optimal sehingga dalam penggunaannya resin-resin yang berada padapermukaan kolom digantikan dengan resin yang baru.

2. Sebelum melakukan analisis penukar ion dengan menggunakan kromatografi

penukar ion diperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi pertukaran ion.


32/36

DAFTAR PUSTAKA

A.S.Gokhle, P.K; Mathor and K.S. VenkaTeswarhu, 1987, Ion Exchange Resin for Water

Purification; Properties and Characteristion,Water chemestry Division, Bhabha

Atomic. Research Centre. Bombay, India.

Basset, J. dkk. 1994. BukuAjar Vogel:Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik.Terjemahan A.

Hadyana Pudjaatmaka dan L. Setiono.Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC.

Denikrisna. 2010. Kromatografi. denikrisna. wordpress.com/category/bakul/ kromatografi/.

Diakses pada 25 April 2012.

Diyah Erlina Lestari, September 2006, Kimia Air, Diktat Penyegaran Operator dan

Supervisor Reaktor,Pusbang Teknologi Reaktor Riset.

Endang Asijati W, 2004, Ion Exchanger, Diktat pada National Training Course on Water

Chemistry of Nuclear Reaktor Sistem, August 30Sptember 9,2004, Dept Kimia

FMIPA, Universitas Indonesia.

Hadiat, Moedjadi, Nyoman Kertiasa, Sukarno, S. Soepomo. 2004. Kamus Sains. Jakarta :

Balai pustakaJ. Marray 2004. Kromatografi. Balai Pustaka : Jakarta

Khopkar. 1990.Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI Press.

Korrad Drorfner, Anton J. Hartono, 1995, Iptek Penukar Ion, Andi Offset , Edisi I,

Yogyakarta.

Lestari, D. E. Utomo, S. B. 2007.Karakteristik Kinerja Resin Penukar Ion pada Sistem Air

Bebas Mineral (GCA01) RSG-GAS.Serpong Tangerang: Pusat Reaktor Serba Guna-

BATAN

Sanagi, Mohammad Marsin. 1998. Teknik Pemisahan dan Analisis Kimia. Malaysia :

Universitas Teknologi Malaysia

Soebagio, dkk. 2000.Kimia Analitik II.Malang: Universitas Negeri Malang.

S. Syukri. 1999.Kimia Dasar 1. Bandung : Penerbit ITB

Sudjadi, 1988.Metode Pemisahan.Universitas Gajah Mada: Kanisius Yogyakarta.

Tim Kimia Analitik. 2012.Petunjuk Praktikum Pemisahan dan Kromatografi. Surakarta: Lab

Kimia FMIPA UNS.


33/36

Underwood, A.L., dan Day R.A. 2001. Analisis Kimia Kuantitatif Edisi Keemam. Jakarta:

Erlangga.


34/36

Pertanyaan:

Kelompok1 :

1. Seberapaefektifkah resin penukar ion (kationdan anion) setelah di regenerasi?

Setelah diregenerasi efektifitas dari penukaran ion pada resin penukar ion berkurang,

hal ini terjadi karena semakin banyak diregenrasi, maka terdapat ion (kation atau

anion) yang ikut ter cuci selama regenerasi, sehingga saat penggunaan untuk analisa

penukar ion, tidak semua ion yang dipertukarkan akan tertukar.

2.

Bagaimanamekanismeregenerasipadabidangkedokterandan radio aktif?

Kelompok 2: pada jurnal, tidak dijelaskan bagaimana mekanisme regenerasinya. Tapi,

secara umum, proses regenerasi adalah suatu proses untuk menghilangkan ion tertukar

dalam resin dan menggatikannya dengan ion yang sesuai. Jika ia kation, maka ia akan

digantikan dengan ion kation, begitupun anionik.

3.

Apa yang dimaksuddengan crosslink? Bagaimanacontohnya?

Crosslink (derajatikatsilang) menunjukkankonsentrasijembatanantarikatan yang ada di

dalampolimer. Derajat ikat silang berpengaruhterhadapkelarutan, kapasitas

pertukaran, perilaku mekaran, perubahan volume, seletivitas, ketahanan kimia dan

oksidasi.

Kelompok 3:

4. Bagaimanapenjelasangrafik yang terdapatpada video mekanismepenukar ion?

Pada grafik proses regenerasi dijelaskan bahwa, selama terjadi pencucian, maka grafik

akan naik dan pada keadaan tertentu akan konstan, ini menunjukkan bahwa saat

konstan, semua ion sudah terpasang pada resin, sehingga saat penambahan ion baru,

grafik tidak akan mengalami kenaikan. Pada saat ion yang ditukarkan masuk kedalam

resin, grafik menunjukkan penurunan, hal ini terjadi karena ion yang ada pada resin

tertukar oleh ion yang baru, sehingga kandungan ion dalam resin berkurang, tapi, saatterjadi regenerasi, grafik naik lagi yang menandakan ion- ion kembali mengisi resin.


35/36

Kelompok 5:

5. Bagaimana proses pemurniangaram air laut bila terdapat beberapa ion yang ingin

dipisahkan (seperti Mg2+, Na+K+)? Faktor apa saja yang mempengaruhi?

Faktor-faktor yang mempengaruhi adalah muatan ion, jari-jari hidrasi, dan

polarisabilitas.

Resin penukar ion akan mengikat kuat ion yang memiliki muatan ion lebih besar, jari-

jari hidrasi yang lebih kecil, dan peningkatan polarisabilitas. Semakin besar

muatannya akan semakin kuat interaksi antara resin dengan ion. Apabila dalam

larutan tersebut memiliki muatan yang sama maka factor yang menentukan adalahj

ari-jari hidrasinya. Ion yang memiliki jari-jari hidrasi yang lebih kecil akan lebih

cenderung terikat kuat oleh resin dibandingkan ion dengan muatan yang sama namun

memiliki jari-jari hidrasi lebih besar.

Urutan kekuatan ikatan antara ion logam dan resin penukan kation:

Sc3+>Al3+>Ba2+>Pb2+>Sr2+>Ca2+>Ni2+>Cd2+>Cu2+>Co2+>Zn2+>Mg2+>UC2+>Ag+>Cs

+>Rb+>K+>NH4+>Na+>H+>Li+

Urutan kekuatan ikatan anatara ion logam dan resin penukar anion:

SO42->C2O4

2->I->NO3->CrO4

2->Br->CN->Cl->HCOO->CH3COO->OH->F-Sehingga

pada proses pemurnian garam air laut, yang akan terikat lebih dahulu adalah Ca2+,

setelah itu Mg2+, dan yang terakhir adalah K+

6. Kenapa bisa terjadi pergantian kembali (regenerasi)?

Regenerasi terjadi karena ion yang ada pada resin tertukar oleh ion pengganti,

sehingga perlu dilakukan regenerasi.

7. Apa saja syarat yang dibutuhkan untuk menjadi resin?

- Terbuat dari senyawa organic polimer substrat, hidrokarbon terpolimerisasi

- Memiliki struktur pori-pori yang sangat baik pada permukaannya sehingga dapat

berfungsi sebagai ion exchanger yang akan menjebak ion dengan simultan.


36/36

- Mengandung ikatan-ikatan hubung silang (cross-linking) serta gugus yang

mengandung ion- ion yang dapat dipertukarkan

- Memiliki s ifat hidrofilik untuk memungkinkan difusi ion-ion melalui strukturnya

8. Apa resin yang digunakan dalam bidang kesehatan?

Jenis resin yang digunakan pada b idang kesehatan, bermacam-macam, tergantung dari

jenis ion yang dipertukarkan, pada bisang ini, digunakan resin asam lemah dan kuat.

Makalah Resin Penukar Ion

Documents

Transcript of Makalah Resin Penukar Ion