TUGAS AWAL PEMISAHAN ANALITIKKROMATOGRAFI PENUKAR ION

DISUSUN OLEH :Nama:ALIF HIDAYATULLAH AMINKelas:CStambuk:A 251 13 006Kelompok:IAsisten:FULGENSIA GENEFEFA

LABORATORIUM KIMIA LANJUTJURUSAN PENDIDIKAN MIPAFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKANUNIVERSITAS TADULAKO2015Kromatografi 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 berada di dalam kolom kromatografi. Suatu resin penukar ion yang ingin direaksikan dalam suatu sistem dapat dilakukan denagan memasuakn gugus-gugus dari suatu resing yang terionkan kedalam suatu matriks polimer organic yang paling lazim diantaranya ialah polisterina hubungan silang yang diatas diperiksasebagai absorben. Kromatografi penukar ion merupakan bidang khusus kromatografi cairan-cairan. Seperti namanya, sistem ini khusus digunakan untuk spesies ion. Penukar ion yang lebih disukai adalah biasanya material buatan yang dikenal sebagai resin 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.Metode ini pertama kali dikembangkan oleh seorang ilmuwan bernama Thompson pada tahun 1850. Secara umum, teradapat dua jenis kromatografi pertukaran ion, yaitu: Kromatografi pertukaran kation, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatan positif dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan negatif. Kolom yang digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus karboksil. Larutan penyangga (buffer) yang digunakan dalam sistem ini adalah asam sitrat, asam laktat, asam asetat, asam malonat, buffer MES dan fosfat. 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 Larutan penyangga (buffer) yang digunakan dalam sistem ini adalah N-metil piperazin, bis-Tris, Tris, dan etanolaminResin penukar ion dilakukan dengan fasa diam yang mempunyai gugus fungsi bermuatan. Pemisahan pertukaran ion sederhana berdasarkan perbedaan kekuatan interaksi ion terlarut dengan resin, jika senyawa terlarut berinteraksi lemah dengan adanya ion fasa gerak, ion terlarut keluar awal pada kromatogram sedangkan senyawa terlarut yang berinteraksi kuat dengan resin berarti lebih kuat terikat dan keluar belakangan.Sifat dari resin penukar ion yang digunakan ikut menentukan kesektifan penukaran terhadap berbagai ion,kut tidaknya suatu ion diserap pada resin penukar ion tergantung dari sifat gugus fungsional yang terdapat dalam resin. Hal lain yang ikut menentukan kekuatan diserpnya suatu ion pada resin penukar ion adalah persen hubungan silang resin yang digunakan. Semakin tinggi persen hubungan silang maka semakin selektif resin yang bersangkutan terhadap ion-ion yang ukurannya berbeda-beda.Larutan yang melalui kolom disebutinfluent,sedangkan larutan yang keluar dari kolom disebut effluent.Proses pertukarannya adalah serapan dan proses pengeluaran ion adalah desorpsi atau elusi.Proses pengeluaran ion dari kolom dengan reagen yang sesui disebut elusi dan pereaksinya disebut eluen dan yang disebut dengan kapasitas pertukaran total adalah jumlah-jumlah gugusan yang dapat dipertukarkan dalam kolom dinyatakan dalam miliekivalen.Beberapa substituen (suatu atom atau gugus atom yang melekat pada suatu molekul sebagai pengganti atom lain) ionik yang digunakan pada penukar ion diantaranya yaitu penukar kation bersifat asam kuat mengandung gugus asam sulfonat, sedangkan substituen asam fosfat digunakan sebagai penukar ion bersifat asam agak kuat. Penukar kation bersifat asam lemah menggunakan gugus fungsi asam karboksilat. Penukar anion bersifat basa kuat menggunakan gugus tetraalkilamonium untuk interaksi ionik, sedangkan penukar anion bersifat basa lemah mengandung gugus tertieramina. Untuk tujuan tertentu digunakan penukar ion dengan suatu kombinasi gugus fungsiSyarat-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.

Beberapa faktor yang harus dipenuhi dalam resin penukar ion yaitu :(1) Partikel yang sama dengan bahan terobosan relatif kecil, (2) Stabilitas mekanik yang tinggi, (3) Tidak larut dalam air dan pelarut yang digunakan, (4) Tahan terhadap asam dan basa yang mengoksidasi, (5) Tahan terhadap panas,(6) Tidak mempunyai daya adsorpsi terhadap ion lawan yang bergerak bebas, (7) Dapat diregenerasi, dan (8) Kapasitas penukar dan aktifitas penukar sudah tertentuPrinsip dasar pemisahan dengan kromatografi kolom penukar ion adalah perbedaan kecepatan migrasi ionion di dalam kolom penukar ion. Apabila resin di masukkan ke dalam air, maka air akan terserap resin dan resin akan menggelembung, sedangkan gugus asamnya larut. Besarnya penggelembungan resin ditentukan oleh derajad ikatan silangnya, yaitu banyaknya % berat divinilbenzen dalam resin. Semakin besar derajat ikatan silangnya akan semakin kuat ikatan resin dan semakin kecil penggelembungannya. Resin yang dimasukkan dalam air akan terionisasi menurut persamaan : ResinSO3H Resin SO3- + H+Resin penukar ion itu harus berupa partikel yang berukuran kecil supaya memberi permukaan kontak yang luas, namun tidak boleh begitu halus sampai menimbulkan laju aliran yang sangat lambat. Kebanyakan pekerja analisis bahan-bahan 50-100 mesh atau 100-200 mesh akan memadai. Hal ini berarti diameter manic resin harus kurang dari sepersepuluh diameter kolom. Resin dengan rangkaian silang yang sedang atau tinggi jarang menunjukkan perubahan volume lebih lanjut dan apabila terkena perubahan kekuatan ionic yang egitu besar maka akan terjadi perubahan-perubahan volume yang berarti.Karakteristik fasa gerak dalam kromatografi pada penukaran ion seperti yang diperlukan oleh jenis kromatografi lain. Fasa gerak harus melarutkan cuplikan, mempunyai kekuatan pelarut yang memberikan waktu retensi yang cocok, berinteraksi dengan solut sehingga memberikan harga selektivitas yang tepat. Fasa gerak dalam kromatografi penukaran ion adalah larutan dalam air yang dapat mengandung sedikit metanol atau pelarut organik lain yang bercampur dengan air. Pelarut ini juga mengandung senyawa-senyawa ionis dalam bentuk buffer. Kekuatan pelarut dan selektifitas ditentukan oleh jenis dan konsentrasi bahan-bahan tambahan ini. Ion-ion dari fasa gerak saling bersaing dengan ion analit untuk memperebutkan tempat paling penukar ion. Fasa diam dalam kromatografi penukar ion dapat berupa penukar ion asam sulfonat untuk kation atau penukar amin untuk anion.Proses pertukaran ion dikerjakan dengan cara pembebanan ion-ion pada kolom penukar ion. Kemudian ionion yang terikat dalam resin dialiri dengan eluen yang mampu memberi kondisi keseimbangan yang berbeda-beda terhadap masing-masing ion yang terserap dalam resin. Keseimbangan yang berbeda ini mengakibatkan kecepatan migrasi ion dalam kolom resin tidak sama.Kapasitas penukaran merupakan ukuran keseluruhan gugus yang terlibat pada proses penukaran per gram penukaran ion. Harga ini memberikan jumlah yang dibutuhkan untuk perubahan suatu penukar anion dinyatakan dalam jumlah ekivalen dalam mol, yang diikat oleh satu gram penukar ionFaktor yang mempengaruhi kapasitas penukaran adalah koefisien distribusi ditentukan oleh perbandingan antara aktifitas spesies-spesies pada fase resin dan dalam larutan serta pengenceran pada larutan mempunyai sedikit pengaruh koefisien selektifitas asalkan tidak ada hidrolisis ataupun kesetimbangan kompleks. Koefisien selektifitas dapat berubah karena berbagai sebab antara lain konsetrasi total ion-ion dalam fase reda selektifitas, struktur kimia dan matriks resin, koefisien aktifitas pada kedua fase, dan konsentrasi total logam pada fase resin.Macam ion dalam fase gerak dapat berpengaruh nyata pada retensi molekul cuplikan, sebagai akibat dari perbedaan kemampuan ion fasa gerak berinteraksi dengan resina penukar ion. Urutan retensi dari berbagai aniom untuk resina penukar anion poliestirena berikatan silang konvensional adalah sebagai berikut: Sitrat > sulfat > oksalat > yodida > nitrat > kromat >bromida >sianida > klorida > format > asetat > hidroksida > fluorida.Faktor RetensiFaktor retensi (Rf) adalah jarak yang ditempuh oleh komponen dibagi dengan jarak yang ditempuh oleh eluen. Rumus faktor retensi adalah:

Harga Rf dipengaruhi oleh keadaan zat sampel, temperatur, dan jenis komponen. Keakuratan hasil pemisahan dengan kromatografi bergantung pada beberapa faktor sbb:a. Pemilihan adsorben sebagai fasa diam.b. Kepolaran pelarut atau pemilihan pelarut yang sesuai dengan fasa gerak.c. Ukuran kolom (panjang dan diameter) relatif terhadap jumlah material yang akan dipisahkan.d. Laju elusi atau aliran fasa gerak.