Kromatografi adalah teknik pemisahan zat untuk analisis dan preparative dengan melarutkan campuran dalam fase gerak (cairan atau gas), yang mengalir melalui fase diam atau stasioner, zat zat yang hendak dipisahkan harus berinteraksi dengan fase stasioner dengan kuat yang berbeda beda , interaksi ini dapat bersifat adsorbs, partisi, pertukaran ion, dan interaksi lainnya.

A. KROMATOGRAFI PENUKAR IONPertukaran ion adalah salah satu metode yang efektif untuk pemisahan secara kuantitatif. Pemisahannya berdasarkan prinsip yang sama sekali berbeda dan hanya diterapkan pada senyawa yang berion. Dua seri paralel dari prosedur yang ada, terfokus pada pertukaran anion dan kation.

Istilah penukar ion secara umum diartikan orang sebagai pertukaran dari ion-ion yang bertanda muatan (listrik) sama, antara suatu larutan dan suatu bahan yang padat serta sangat tak dapat larut, dimana larutan itu bersentuhan. Zat padat itu (penukaran ion) harus mengandung ion-ion miliknya sendiri. Dan agar pertukaran dapat berlangsung dengan cukup cepat dan ekstensif, zat padat itu harus mempunyai struktur molekuler yang terbuka dan permeabel, sehingga ion-ion dan molekul-molekul pelarut dapat bergerak keluar masuk dengan bebas. Penukar kation terdiri dari suatu anion polimerik dan kation-kation aktif, sementara suatu penukar anion adalah suatu kation polimerik dengan anion-anion aktif.

Resin penukar kation 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. Suatu resin penukar anion adalah suatu polimer yang mengandung gugus-gugus amino (ammonium kuartener) sebagai bagian-bagian integral dari kisi polimer itu dan sejumlah ekuivalen anion-anion seperti ion klorida, hidroksil atau sulfat.

Syarat-syarat dasar bagi suatu resin yang berguna adalah:

1. Resin itu harus cukup terangkai silang, sehingga keterlarutannya yang dapat diabaikan.

2. Resin harus cukup hidrofilik untuk memungkinkan difusi ion-ion melalui strukturnya dengan laju yang terukur dan berguna.

3. Resin harus menggunakan cukup banyak gugus penukar ion yang dapat dicapai, dan harus stabil dalam hal kimiawinya.

4. Resin yang sedang mengembang, harus lebih besar rapatannya daripada air.

I. Aksi dari Resin Penukar IonResin penukar kation mengandung kation kation bebas yang dapat ditukar dengan kation kation dalam larutan (lar).

(Res. A)B+ + C+ (larutan) (Res. A)C+ + B+ (larutan)

Jika kondisi kondisi eksperimen adalah sedemikian, sehingga kesetimbangan telah sama sekali tergeser dari kiri ke kanan, ion C+ telah lengkap difiksasi (dilekatkan tetap) pada penukaran kation. Satu contoh khas adalah penukaran ion natrium pada suatu resin sufonat oleh ion kalsium:

Reaksi ini reversibel, dengan mengalirkan suatu larutan yang mengandung ion-ion natrium melalui produk itu, ion-ion kalsium dapat dikeluarkan lagi dari resin, dan bentuk natrium yang semula, teregenerasi (pulih seperti keadaan semula). Sama halnya dengan mengalirkan suatu larutan garam netral melalui bentuk hidrogen suatu resin sulfonat, dihasilkan sejumlah asam padanannya yang ekuivalen oleh reaksi khas berikut:

Ukuran resin penukar kation yang asam kuat, seperti resin polistirena sulfonat yang terangkai silang kapasitas tukar boleh dikatakan tak bergantung pada pH larutan. Untuk penukar kation asam lemah, seperti yang mengandung gugus karboksilat, ionisasi timbul samapi tingkat yang berarti hanya dalam larutan basa, yaitu dalam bentuk garam-garam mereka, maka resin karboksilat hanya mempunyai sangat sedikit aksi dalam larutan dibawah pH 7. Penukaran-penukaran ion karboksilat ini dalam bentuk hidrogennya, akan menyerap basa kuat dari larutan:

Tetapi hanya memiliki sedikit aksi terhadap, misalnya NaCl, terjadi hidrolisis pada bentuk garam dari resin itu sehingga basa tersebut mungkin tak dapat lengkap diserap, bahkan sekalipun terdapat resin dengan berlebihan.

Resin penukar kation yang basa kuat, yaitu polistirena terangkai silang yang mengandung gugus ammonium kuartener, sebagian besar akan terionisasi, baik yang dalam bentuk hidroksida maupun yang dalam bentuk garamnya. Beberapa reaksi khas mereka, dapat dinyatakan sebagai:

Aktivitas resin-resin ini serupa dengan resin penukar kation sulfonat, dan aksinya sangat tak bergantung pada pH. Resin penukar ion yang basa lemah, hanya mengandung sedikit bentuk hidroksida dalam larutan basa. Sebagai contoh, kesetimbangan dari:

Terutama adalah ke sebelah kiri, dan resin ini sebagian besar berada dalam bentuk amina. Ini dapat juga dinyatakan dengan kata-kata bahwa dalam larutan basa, basa bebas Res.NHMe2OH sangat sedikit terionisasi. Namun, dalam larutan yang asam, mereka berperilaku sebagai resin penukar ion basa kuat, yang menghasilkan bentuk garam yang sangat terionisasi:

Mereka dapat digunakan dalam larutan asam untuk pertukaran anion, sebagai contoh:

Resin yang bersifat basa, dalam bentuk garamnya, mudah diregenerasikan dengan alkali.Keseimbangan pertukaran ionProses pertukaran ion yang melibatkan penggantian ion-ion AR yang tertukarkan dalam resin, dengan ion-ion yang bermuatan sama BS dari suatu larutan, boleh ditulis:

Proses ini reversibel. Sejauh mana satu ion lebih dipilih untuk diserap, dibandingkan ion lain, memiliki arti penting yang mendasar, yaitu menentukan seberapa mudahnya dua atau lebih zat yang menghasilkan ion-ion dengan muatan serupa dapat dipisahkan dengan cara pertukaran ion dan juga menentukan seberapa mudahnya ion-ion tersebut dapat selanjutnya dikeluarkan dari resin. Faktor-faktor yang menetapkan distribusi ion-ion antara suatu larutan, meliputi:

1. Sifat ion-ion yang saling bertukaran

a. Pada konsentrasi-konsentrasi rendah dalam larutan air, dan pada suhu biasa, tingkat pertukaran bertambah dengan bertambahnya valensi ion yang bertukar itu, yaitu: Na+