TINJAUAN PUSTAKA 2

22
TINJAUAN PUSTAKA MODUL 1.10 KOLOM PENUKAR ION Kelompok : 131.1.33 Praktikan 1 : Michelle Lidya / 6210010 Praktikan II : Lidya Kurniawan / 6210046 Dosen Pembimbing : Dra. Maria Inggrid, M.Sc Tanggal Praktikum : 14 September 2012 JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

Transcript of TINJAUAN PUSTAKA 2

Page 1: TINJAUAN PUSTAKA 2

TINJAUAN PUSTAKA

MODUL 1.10

KOLOM PENUKAR ION

Kelompok : 131.1.33

Praktikan 1 : Michelle Lidya / 6210010

Praktikan II : Lidya Kurniawan / 6210046

Dosen Pembimbing : Dra. Maria Inggrid, M.Sc

Tanggal Praktikum : 14 September 2012

JURUSAN TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

UNIVERSITAS KATOLIK PARAHYANGAN

BANDUNG

2012

Page 2: TINJAUAN PUSTAKA 2

Pertukaran Ion

Pertukaran ion (ion exchange) adalah proses yang terdiri dari reaksi kimia

reversibel dan stoikiometrik antara ion-ion dalam fasa liquid dengan ion-ion dalam fasa solid.

Ion-ion di dalam larutan akan terserap oleh resin penukar ion, sebaliknya resin penukar ion

akan melepaskan ion-ion dengan muatan sejenis ke dalam larutan supaya muatannya tetap

netral.

Prinsip pertukaran ion adalah sebagai berikut :

Ion yang mempunyai koefisien selektivitas besar mampu menggantikan ion di dalam

resin yang koefisien selektivitasnya lebih kecil. Berikut ini adalah pertukaran ion

dalam reaksi kimia :

M1+ + Re.M2 M2

+ + Re.M1

dimana M +, M 2+ adalah kation yang berbeda dan Re adalah resin.

Dari reaksi itu didapat konstanta kesetimbangan K M 2+¿M 1+¿ ¿¿.

K M 2+¿M 1+¿ ¿¿ = [ ℜ . M 1 ] ¿¿

K M 2+¿M 1+¿ ¿¿merupakan konstanta selektivitas atau konstanta aksi massa. Besarnya

konstanta selektivitas menyatakan besarnya preferensi relatif untuk pertukaran ion,

artinya kecenderungan resin untuk mengikat ion M1 dibandingkan dengan ion M2.

Semakin besar nilai K, semakin besar kecenderungan ion dalam larutan untuk diikat

oleh resin penukar ion. (1) Nilai koefisien selektivitas dipengaruhi oleh :

- Valensi ion

Semakin tinggi valensi ion, semakin besar kecenderungan untuk terikat pada resin

sehingga makin besar koefisien selektivitasnya.

Th4+ > Al3+ > Ca2+ > Na+ dan PO43 -> SO4

2- > Cl-

- Kemampuan polarisasi

Semakin baik kemampuan polarisasi dari suatu ion, semakin besar koefisien

selektivitas.

NO3- > Br- > NO2- > Cl-

- Volume terlarut dari ion

1 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 215,218-219.

Page 3: TINJAUAN PUSTAKA 2

Semakin kecil volume terlarutnya, maka semakin besar kecenderungannya untuk

diikat resin. Pada umumnya ion dengan volume terlarut yang kecil memiliki

diameter ion yang besar. Sehingga semakin besar nomor atom dalam satu

periode, semakin besar pula koefisien selektifitasnya.

Cs+ > Rb+> K+> Na+> Li+dan Ba2+> Sr2+> Ca2+> Mg2+> Be2+

CNS- > ClO4- > I- > NO3- > Br- > CN-

- Kemampuan ion untuk membentuk ikatan kompleks

Semakin mudah suatu ion membentuk ion kompleks, semakin kecil koefisien

selektivitasnya.

Cl- > HCO3- > CH3COO- > OH- > F- (2)

Definisi Resin Penukar Ion

Resin penukar ion adalah bahan-bahan sintetis yang dibuat dengan memasukkan

gugus yang dapat diionisasi ke dalam matriks polimer organik (yang paling umum adalah

polistirena) yang terhubung silang dengan divinilbenzena. Matriks polimer atau kristal lattice

yang menyusun resin penukar ion tidak larut tetapi permeable. Definisi lain menjelaskan

resin penukar ion sebagai senyawa hidrokarbon terpolimerisasi yang mengandung ikatan

hubung-silang (cross-linking) dan memiliki struktur berpori serta gugusan yang mengandung

ion-ion yang dapat dipertukarkan. Cross linking adalah ikatan kimia antar rantai molekul

yang membentuk struktur tiga dimensi. Produk-produk resin penukar ion tersedia dalam

berbagai derajat hubungan-silang; jenis resin untuk keperluan umum biasanya adalah ‘8%

terhubung-silang’, yang artinya memiliki kandungan divinilbenzena 8%. Resin ini berbentuk

manik-manik bulat dengan diameter 0,1 - 1 mm.(3)

2 Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 139.3 R. A. Day, Jr. dan A. L. Underwood, Analisis Kimia Kuantitatif, edisi keenam, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1989, hal. 530

Page 4: TINJAUAN PUSTAKA 2

Reaksi antara styrene dan divinylbenzene

Sifat Resin Penukar Ion

Resin penukar ion memiliki sifat sebagai berikut :

a. Kapasitas Penukaran Ion

Sifat ini menggambarkan ukuran kuantitatif jumlah ion-ion yang dapat dipertukarkan.

Kapasitas resin biasanya dinyatakan sebagai kapasitas total atau kapasitas operasi.

Kapasitas total menyatakan jumlah ion total yang secara teoritis dapat dipertukarkan

per satuan massa atau volume resin (misal: meq/l, meq/g). Kapasitas operasi

menyatakan kapasitas pemakaian resin aktual untuk menukar ion dari larutan melalui

partikel resin pada kondisi tertentu. Kapasitas operasi resin tergantung pada debit air

melewati kolom, kedalaman bed, koefisien selektifitas, ukuran ion, jumlah regeneran

yang digunakan, komposisi dan konsentrasi bahan terlarut, temperatur, dan kualitas air

yang dikehendaki.

b. Selektivitas

Sifat ini merupakan sifat resin penukar ion yang menunjukkan aktifitas pilihan

berdasarkan ion tertentu. 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 serta dapat atau tidaknya ion yang

telah terikat pada matriks padatan tersebut dilepaskan.

c. Derajat Ikat Silang (Cross-linking)

Resin penukar ion harus memiliki cross-linking yang cukup kuat sehingga tidak mudah

larut di dalam air. Derajat ikatan cross linking (hubungan-silang) yang tinggi dapat

styrene divinylbenzene

Page 5: TINJAUAN PUSTAKA 2

menyebabkan struktur resin menjadi kaku, menurunkan porositas, dan kemampuan ion

untuk berdifusi di dalamnya.

d. Porositas

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

saluran ini biasanya tidak seragam. Porositas mempengaruhi kapasitas dan selektifitas.

Apabila resin tidak memiliki pori, maka hanya permukaannya saja yang aktif menukar

ion.

e. Kestabilan Resin

Kestabilan penukar ion meliputi kestabilan fisik dan mekanik yang menyangkut

kekuatan dan ketahanan terhadap gesekan. (4)

Jenis Resin Penukar Ion

Resin penukar ion dibagi menjadi dua macam berdasarkan jenis gugus

fungsionalnya, yaitu resin penukar kation dan resin penukar anion.

1. Resin penukar kation

Resin penukar kation adalah resin yang menukarkan kation di dalam larutan dengan

kation di dalam resin.

a. Resin penukar kation asam kuat ( R-SO3H )

Resin penukar kation asam kuat memiliki gugus fungsi yang kuat, yaitu gugus

sulfonik (-SO3H ). Resin penukar kation asam kuat dapat memindahkan semua

kation. (5) Bentuk hidrogen :

2 R-SO3H + Ca2+ (R-SO3)2Ca + 2 H+

Dapat diregenerasi oleh larutan asam kuat seperti HCl dan H2SO4.

Bentuk natrium :

2 R-SO3Na + Ca2+ (R-SO3)2Ca + 2 Na+

Dapat diregenerasi oleh larutan NaCl.

4 http://www.scribd.com/doc/94568018/Resin-Penukar-Ion5 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 217.6Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 130, 134.

Page 6: TINJAUAN PUSTAKA 2

Contoh resin penukar kation asam kuat, yaitu Amberlite IR-120, Amberlite IR-200,

Dowex 50, Dowex 50W, Dowex MPC-1. Duolite C-20, Duolite C-240, lonac C-

250. (6)

Berikut ini adalah struktur resin penukar kation asam kuat : (7)

Asam polistirenasulfonat, 5% divinil benzen

b. Resin penukar kation asam lemah (R-COOH)

Resin penukar kation asam lemah mempunyai kemampuan menukarkan kation

sangat lemah, yaitu gugus karbosiklik (-COOH). Resin ini hanya memindahkan

kation dari basa lemah seperti Ca2+ dan Mg2+ tetapi memiliki kemampuan terbatas

untuk memindahkan kation dari basa yang kuat. (8) Bentuk hidrogen :

2 R-COOH + Ca2+ (R-COO)2Ca + 2 H+

Dapat diregenerasi oleh larutan asam kuat seperti HCl dan H2SO4.

Bentuk natrium :

2 R-COONa + Ca2+ (R-COO)2Ca + 2 Na+

Dapat diregenerasi oleh larutan NaCl.

Contoh resin penukar kation asam lemah : Amberlite IRC-50, Amberlite IRC-84,

Duolite CA-101, Ionac C-270. (9)

2. Resin penukar anion

Resin penukar anion adalah resin yang menukarkan anion di dalam larutan dengan

anion di dalam resin.

6

7 Bassett, J,dkk. 1994. Buku Ajar Vogel : Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit Buku Kedokteran EGC. Jakarta. Hal 193 .8 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 217-218.9 Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 130-131, 134.

Page 7: TINJAUAN PUSTAKA 2

a. Resin penukar anion basa kuat (R-R3N+:OH-)

Resin penukar anion basa kuat memiliki gugus fungsi yang kuat seperti gugus

ammonium kuartener, dan resin ini mampu memindahkan semua anion. (10) Bentuk

hidroksida :

2 R-NR3OH + SO42- (R-NR3)2SO4 + 2 OH-

Dapat diregenerasi oleh larutan basa kuat seperti NaOH.

Bentuk klorida :

2 R-NR3Cl + SO42- (R-NR3)2SO4 + 2 Cl-

Dapat diregenerasi oleh larutan NaCl atu HCl.

Contoh resin penukar anion basa kuat antara lain Zerolit FF, Amberlite 400,

Amberlite 410, Dowex-1, Duolite A-42. (11)

Berikut ini adalah struktur salah satu contoh resin penukar anion basa kuat :

Polistirena amonium kuaterner

b. Resin penukar anion basa lemah (R-NH2-)

Resin penukar anion basa lemah mempunyai gugus fungsional seperti gugus

amina. Resin ini hanya memindahkan anion dari asam kuat seperti SO42-, Cl-, dan

NO3-. (12) Bentuk hidroksida :

2 R-NH3OH + SO42- (R-NH3)2SO4 + 2 OH-

Dapat diregenerasi oleh larutan NaOH, NH4OH, Na2CO3.

Bentuk klorida :

2 R-NH3Cl + SO42- (R-NH3)2SO4 + 2 Cl-

Dapat diregenerasi oleh larutan HCl.

10 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 218.11 Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 131.12 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 218.

Page 8: TINJAUAN PUSTAKA 2

Contoh resin penukar anion basa lemah adalah Lewatite MP 7080, Duolite A-14,

Amberlite 68, dan Amberlite 45. (13)

Mekanisme pertukaran ion

Proses pertukaran ion merupakan proses heterogen (melibatkan dua fase, yaitu cair dan

padatan) yang melibatkan transfer ion ke dan dari perbatasan inter-fase, reaksi kimia, difusi

ke dalam materi padat, dan difusi ke dalam larutan. Lapisan inter-fase yang dimaksud adalah

lapisan film yang disebut Lapisan difusi Nernst. Lapisan film ini terbentuk sebagai akibat dari

adanya perbedaan konsentrasi antara permukaan materi padat (resin) dengan larutan. Difusi

yang melewati lapisan Nernst disebut difusi film, sedangkan difusi di dalam materi (resin)

disebut difusi partikel.

Ketika ion meninggalkan resin, harus ada ion lain yang menggantikan dengan jumlah yang

sama (ekivalen). Hal ini disebabkan oleh prinsip electroneutrality, ketika ion melewati

lapisan inter-fase, akan terjadi beda potensial listrik antara kedua fase sehingga harus

dikompensasi dengan pergerakan ion lain dengan arah berlawanan, maka terjadilah

pertukaran ion. Mekanisme yang terjadi pada reaksi pelunakan air sadah : (14)

Terjadi disosiasi ion-ion pada senyawa dari larutan, yaitu CaSO4 menjadi Ca2+ dan

SO42- serta MgSO4 menjadi Mg2+ dan SO4

2-.

Ion-ion hasil disosiasi dari larutan (Ca2+) dan (Mg2+) berdifusi menuju lapisan film

inter-fase. Pada proses pertukaran ion dengan menggunakan kolom, turbulensi aliran

lokal antara resin-resin dapat membantu perpindahan massa menuju dan dari batas

antar-fase.

Ion-ion Ca2+ dan Mg2+ berdifusi melewati Lapisan film Nernst.

Setelah transfer ion melalui batasan antara lapisan film Nernst dan padatan, ion-ion

Ca2+ dan Mg2+ berdifusi di dalam pori material (resin) akibat adanya gradien

konsentrasi.

Terjadi asosiasi antara ion-ion Ca2+ dan Mg2+ dengan gugus fungsi yang berikatan pada

matriks resin.

Ikatan antara ion Na+ dengan gugus fungsional dalam resin terdisosiasi.

Ion yang telah terdisosiasi dari resin (Na+) akan berdifusi melalui pori ke permukaan

resin.

13 Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 131.14 Zagorodni, Andrei A. (2006). Ion Exchange Materials Properties and Application. Amsterdam: Elsevier Science. Hal 221-224

Page 9: TINJAUAN PUSTAKA 2

Ion Na+ berdifusi dari permukaan resin melewati lapisan inter-fase menuju ke larutan.

Ion Na+ lalu berdifusi dari lapisan inter-fase menuju larutan.

Aplikasi dari Resin Penukar Ion

1. Pelunakan air sadah

Salah satu aplikasi resin penukar ion yang paling banyak digunakan adalah pelunakan

air sadah dengan menukarkan ion natrium dengan ion kalsium dan ion magnesium.

Karena pelunakan semua kesadahan tidak diinginkan untuk suplai air rumah tangga,

sebagian dari aliran dapat melewati resin penukar ion untuk mencampurkan air

dengan kesadahan yang diinginkan. Proses ini disebut split-flow softening.

2. Demineralisasi air

Pertukaran ion digunakan untuk menghilangkan semua kation dan anion dari air.

Dalam demineralisasi total, resin penukar kation mengandung ion hidrogen dan resin

penukar anion mengandung ion hidroksil. Resin penukar kation mempertukarkan ion-

ion hidrogen dengan kation-kation dan resin penukar anion mempertukarkan ion-ion

hidroksil dengan anion-anion. Jadi air yang terolah hanya mengandung ion hidrogen

dan hidroksil, yang akan membentuk air murni. Industri menggunakan boiler dengan

tekanan tinggi untuk mendemineralisasi air menjadi air boiler.

Pertukaran ion dapat digunakan untuk demineralisasi sebagian air limbah dan

perairan payau untuk pasokan air. Teknik pertukaran ion dapat digunakan, salah

satunya adalah split-aliran demineralisasi.

3. Perlakuan terhadap logam berat dalam limbah cair

Page 10: TINJAUAN PUSTAKA 2

Penukar ion dapat digunakan untuk menghilangkan ion logam berat dari air limbah

tertentu. Contohnya adalah pengolahan air limbah dari industri pelapisan logam yang

mengandung seng, kadmium, tembaga, nikel, dan kromium.

4. Lempung dan mineral lainnya yang memiliki kapasitas pertukaran ion digunakan

untuk mengolah limbah radioaktif level-rendah atau level-sedang dengan

menghilangkan radionuklida logam berat seperti Cs. (15)

Siklus Pertukaran dalam Kolom Penukar Ion

Proses pertukaran ion menggunakan resin dapat dioperasikan dengan tiga cara,

yaitu fixed-bed (unggun tetap), fluidized-bed (unggun terfluidakan), dan kontinyu.

Pertukaran ion dengan fixed-bed dapat dibagi menjadi 5 tahap, yaitu start-up, service,

backwash, regenerasi, dan rinsing.

1. Start-up

Tahap start-up memiliki tujuan utama yaitu untuk mengatur tinggi resin dan laju alir

yang akan melewati resin. Laju alir yang diberikan biasanya dalam satuan Bed Volume

(BV). Bed Volume (BV) merupakan parameter yang meliputi volume partikel, volume

pori dalam partikel, dan volume dari fraksi lowong dalam unggun. Satuan Bed Volume

(BV) digunakan karena laju alir akan dipengaruhi oleh volume resin. Prinsipnya,

waktu kontak larutan dengan resin selalu konstan di mana laju alir diatur selambat

mungkin sehingga waktu kontak antara air sadah dengan resin lebih sempurna. Tinggi

resin juga diatur dengan tujuan yang sama dengan pengaturan laju alir. (16)

2. Service

Tahap service bertujuan untuk menukar ion-ion logam yang terdapat di dalam air

sadah dengan kation yang terdapat di dalam resin. Pada pelunakan air sadah, terjadi

pertukaran ion antara Ca2+ dan Mg2+ dari air sadah dengan ion Na+ yang dilepaskan

oleh resin. Berikut ini adalah reaksi pelunakan air sadah oleh resin penukar ion :

Ca 2+ + 2 Na.Ex Ca.Ex2 + 2 Na +

Mg 2+ + 2 Na.Ex Mg.Ex2 + 2 Na + (17)

15 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 218.16 http://www.scribd.com/doc/49009964/Kolom-Penukar-Ion

Page 11: TINJAUAN PUSTAKA 2

Tahap service dikarakterisasi oleh kurva breakthrough service yang menyatakan

kemampuan kolom resin untuk menampung ion yang ingin ditukarkan dengan cara

mengalurkan konsentrasi ion setelah pelunakan (Ce) per konsentrasi sebelum

pelunakan (Co) terhadap volume operasi sampel. Berikut ini adalah gambar kurva

breakthrough service.

Sumber : Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 153.

Keterangan :

• Co = konsentrasi ion sebelum pelunakan

• Ca-Ce = proses awal pelunakan di mana resin masih bekerja secara maksimal

(resin mengikat ion logam dalam sampel dalam jumlah banyak).

• Ce-Cd = pertengahan pelunakan, kurva naik dengan tajam. Kapasitas resin

berkurang karena resin mulai jenuh sehingga tidak dapat bekerja secara optimal.

Semakin mendekati Co, maka semakin sedikit ion yang ditukar oleh resin.

• >Cd = akhir pelunakan, di mana resin sudah tidak dapat lagi menukar ion, sehingga

konsentrasi ion sesudah dialirkan sama dengan sebelum dialirkan (Ci=Co)

• Breakthrough point (Ce) adalah titik di mana resin mulai jenuh.

Pada tahap service ini, dapat diketahui kapasitas total dan kapasitas operasi

dari suatu resin. Kapasitas total menyatakan jumlah ion total yang dapat dipertukarkan

17 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California. Hal. 216-217.

Page 12: TINJAUAN PUSTAKA 2

per satuan massa atau volume resin. Kapasitas operasi menyatakan pemakaian resin

aktual untuk menukar ion dari larutan melalui partikel resin pada kondisi tertentu

(debit air yang melewati kolom, tinggi resin, koefisien selektivitas, ukuran ion,

temperatur). Daerah yang diarsir pada gambar di bawah ini menunjukkan kapasitas

total dari kolom : (18)

Tahap service dapat dijelaskan oleh 3 zona dalam kolom penukar ion yaitu

ketika resin jenuh, zona reaksi, dan resin yang masih aktif.

Keterangan gambar:

a. Resin jenuh

b. Zona reaksi

c. Resin yang telah teregenerasi

Pada zona reaksi, terjadi reaksi pertukaran ion antara ion sadah dengan ion

dalam resin. Ketinggian zona reaksi ini dipengaruhi oleh laju alir, konsentrasi ion,

koefisien selektivitas, dan tinggi resin. Waktu ketika titik terendah dari zona reaksi

mencapai ujung kolom merupakan waktu yang menyatakan bahwa tahap service telah

berakhir.19

18 Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 135.19 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Ion Exchangers. Hal 9

Page 13: TINJAUAN PUSTAKA 2

3. Backwash

Tahap backwash merupakan tahap pencucian resin dimana kotoran-kotoran atau gas

yang terperangkap di dalam kolom resin dihilangkan dengan cara mengalirkan air pada

resin dengan kecepatan tertentu. Tujuan proses ini adalah:

Memecahkan gumpalan resin

Menghilangkan partikel halus yang terperangkap di dalam celah antar resin

Menghilangkan gas yang terperangkap di dalam celah antar resin

Mengatur resin-resin dalam kolom agar terdistribusi dengan aliran seragam

Ekspansi / pengembangan volume resin

Prinsip proses ini adalah mengalirkan air lewat bagian bawah kolom dengan laju

alir yang cukup untuk mengekspansi resin. 20

4. Regenerasi

Reaksi pertukaran ion bersifat reversibel sehingga dapat dilakukan regenerasi. Tahap

regenerasi memiliki tujuan untuk mengganti ion yang telah dipertukarkan selama

proses service dan mengembalikan resin agar dapat digunakan kembali. Kapasitas

resin yang dikembalikan tidak akan sama dengan kapasitas semula tetapi hanya

mengembalikan sebagian dari kemampuan pertukaran awal sesuai dengan regeneran

yang digunakan.

Siklus pertukaran ion terdiri dari 2 tipe yaitu, pertukaran ion dengan siklus Na

yang regenerasinya memakai larutan natrium klorida atau garam dapur (NaCl), dan

pertukaran ion dengan siklus H yang regenerasinya menggunakan larutan asam kuat

misalnya Asam Klorida (HCl) atau Asam Sulfat.

20 http://www.scribd.com/doc/49009964/Kolom-Penukar-Ion

Sumber : Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial College Press, Singapore. Hal 153.

Page 14: TINJAUAN PUSTAKA 2

Jika menggunakan asam kuat misalnya asam klorida atau asam sulfat, maka

pada akhir regenerasi maka ion kalsium atau magnesium yang menempati unggun resin

akan digantikan seluruhnya oleh ion hidrogen. Apabila regenerasi menggunakan larutan

Natrium Chlorida (NaCl), seluruh ion kalsium atau magnesium yang telah menempati

unggun resin akan digantikan oleh ion natrium.21

Prinsip tahap regenerasi hampir sama dengan tahap service hanya saja air

sadah diganti dengan NaCl untuk meregenerasi resin. Ion-ion Na dalam larutan akan

masuk dan berdifusi ke dalam resin yang mengandung ion-ion logam larutan yang

dipertukarkan karena sudah jenuh dan terjadi pertukaran ion. Resin akan mengikat ion

Na dan ion logam yang dipertukarkan dari larutan akan terdifusi keluar dari resin.

Kurva regenerasi resin akan berbanding terbalik dengan kurva service yaitu pertama-

tama Ce/Co kurva regenerasi resin akan mendekati 1 lalu pada titik tertentu akan turun

drastis mendekati 0 yang berarti tidak ada ion yang dipertukarkan lagi. Berikut ini

adalah gambar kurva breakthrough regenerasi :

Keterangan :

1. Tahap pertama menunjukkan resin masih dalam keadaan jenuh. Nilai Ce/Co

masih tinggi yang disebabkan ion logam di dalam resin masih banyak.

2. Tahap kedua menunjukkan kemampuan resin dalam mempertukarkan ion mulai

meningkat, ion-ion dalam resin keluar dan kemudian digantikan dengan ion Na+

3. Tahap ketiga menunjukkan resin kembali ke kapasitas semula (Ce=0) Hal ini

menunjukkan resin bekerja kembali seperti semula dan saat itu juga regenerasi

dihentikan (22)

5. Rinsing

21 http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirMinum/BAB9SADAH.pdf22 23 http://www.scribd.com/doc/49009964/Kolom-Penukar-Ion

Page 15: TINJAUAN PUSTAKA 2

Prinsip tahap rinsing (pembilasan) adalah pembebasan regeneran yang berlebih sebelum

resin dioperasikan kembali. Tahap rinsing dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu

pembilasan cepat dan pembilasan lambat. Pembilasan cepat bertujuan untuk mencuci

sisa-sisa ion pada resin sedangkan pembilasan lambat bertujuan untuk mendesak sisa

regeneran keluar dari unggun resin dan membuang sisa-sisa pembilasan yang mengikat

garam dari regeneran. Tahap rinsing dapat dilakukan dengan pengukuran konduktivitas

atau pengukuran pH. (23)

DAFTAR PUSTAKA

1, 5, 8, 10, 12, 15, 17 Reynolds, T.D. 1982. Unit Operations and Processes in Environmental

Engineering, Cole Engineering Division. Monterey, California.

23

Page 16: TINJAUAN PUSTAKA 2

2, 6, 9, 11, 13, 18 Teh Fu Yen. 2007. Chemical Process for Environmental Engineering, Imperial

College Press, Singapore. 3 R. A. Day, Jr. dan A. L. Underwood, Analisis Kimia Kuantitatif, edisi keenam, Penerbit

Erlangga, Jakarta, 1989.4, 16, 20, 22, 23 http://www.scribd.com/doc/49009964/Kolom-Penukar-Ion7 Bassett, J,dkk. 1994. Buku Ajar Vogel : Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Penerbit

Buku Kedokteran EGC. Jakarta. 14 Zagorodni, Andrei A. (2006). Ion Exchange Materials Properties and Application.

Amsterdam: Elsevier Science.19 Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Ion Exchangers. 21 http://www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirMinum/BAB9SADAH.pdf