PENUKAR ION

KROMATOGRAFI PENUKAR ION• Digunakan untuk pemisahan ion-ion anorganik• Pemisahan terjadi karena pertukaran ion-ion pada fase

stationer• Fase stationer dalam kromatografi ini disebut RESIN• Aplikasi proses:

a. demineralisasi air industrib. pemisahan asam amino dari protein

RESIN PENUKAR ION• Beraneka ragam bahan, organik dan anorganik,

memperagakan perilaku pertukaran ion, tetapipada penelitian di laboratorium dimanakeseragaman sangat penting, pertukaran ionyang disukai biasanya menggunakan bahan-bahan sintetis RESIN PENUKAR ION

• Resin penukar ion merupakan suatu polimerdengan divinil benzen sebagai cross link, yangkuat dan permukaannya bemuatan

• Resin dibuat dengan memasukkan gugus yangdapat diionisasi ke dalam matriks polimerorganik (polistiren,polidekstran, selulosa, silika)

RESIN PENUKAR KATION

• Mengandung kation yang dapatdipertukarkan atau resin yangmelepaskan ion positif

• Contoh: Asam sulfonat (pH 1-14);Asam karboksilat (pH 5-14)

RESIN PENUKAR ANION

• Mengandung anion yang dapatdipertukarkan atau resin yangmelepaskan ion negatif

• Contoh: Gugus amonium (pH 0-12); Gugus anion (pH 0-9)

Protein dengan kandungan negatif(excess of negativecharges) teradsorb ke penukar anion, sementara yangpositif ke penukar kation. Kekuatan pengadsorpsianmeningkat dengan peningkatan isian ion

SIFAT-SIFAT PENTING RESIN

• Kapasitas penukar ion• Selektivitas• Derajat ikat silang (crosslinking)• Porositas• Kestabilan resin

Ion-ExchangeChromatography:a closer look

KESETIMBANGAN PERTUKARAN ION

Anggap bahwa resin pertukaran-kation yang mengandung ion lawan yangdapat dipertukarkan B+ diletakkan bersentuhan dengan suatu larutan yangmengandung A+. Terjadi reaksi pertukaran:+ ⇔ +kesetimbangan diperoleh dengan beberapa dari masing-masing iontersebut berada dalam fasa dan beberapa lainnya di dalam fasa larutan,dan pada dasarnya kita dapat menulis tetapan kesetimbangan berikut:= XXdimana menyatakan aktivitas ion dalam fase resin danmenyatakan aktivitas ion dalam larutan terluar dan seterusnya. Rumusini sering ditulis dalam bentuk= x atau = x

Larutan Fasa resin Larutan Fasa resin

dimana= fraksi mol yang dinyatakn sebagai jumlah mol A+ di dalam fase resin permol tempat-tempat anionik yang terikat

= konsentrasi molal A+ dalam larutandan = koefisien aktivitas A+ di dalam fase resin dan larutan

Suku Q disebut sebagai kuosien konsentrasi atau koefisien selektivitas praktis

= x = x

rasio koef.aktivitas

Misal, pada kekuatan ionik rendah, ≅ , karena nilai mendekati 1. Jelas nilaidisebut sebagai koefisien selektivitas. Jika nilai besar, resin tersebut akan

cenderung mengikat pada A+; jika bernilai kecil, selektivitas resin lebihcenderung mengikat ion B+.

• Jelas bahwa ion-ion dapat dipisahkan melaluipertukaran ion-ion jika nilai D-nya berbeda

=

Pemisahan asam aminoSalahsatu aplikasi pertukaran ionterlihat pada proses pemisahanasam amino dari protein.Langkah pertama dalam proseselusidasi suatu protein adalahmenentukan komposisi asam amino.Protein tsb dihidrolisis, memecahkanrantai amida untuk menghasilkansekitar 20 asam amino yangberbeda.Melalui gugus α-amino dan karboksilyang mudah terdisosiasi, muatanpada sebuah molekul asam aminodapat dimanipulasi melalui pH dansuhu; jadi pertukarann ion dapatdigunakan dalam pemisahan

What is the nature of the functional groups that arecovalently linked to the resin?

How Do We Know If “Our” Protein Is Goingto Bind the Ion-Exchange Resin That We AreUsing? – pH, pKa, pI & Buffers Revisited:

pH =log[H+] (not strictly true but a useful, workingdefinition)

pH = pKa + log([basic form]/[acidic form]) [HH eq]

Isoelectric point (pI) is the pH at which a moleculehas a net charge of zero.

Buffers useful 1 (or 0.5) units above and belowtheir pKa

Now that we understand the concept of pI (I hope),we are in a better position to consider the choice ofion exchanger

Demineralisasi air industri

• Kebutuhan air mutlak diperlukanbaik yang mengandung mineralmaupun yang tidak mengandungmineral (pure water)

• Untuk kebutuhan mahkluk hidupair mineral diperlukan untukdikonsumsi, sebaliknya pengaruhmineral pada proses industri kimiamenyebabkan kerak (mis. boilerdan heat exchanger)

Faktor yang mempengaruhi Optimasiproses kromatografi penukar ion

1. Propertis resin (konsentrasi sisi aktif dan kemampuan resin) Kapasitas penukar ion Selektivitas Derajat ikat silang (crosslinking) Porositas Kestabilan resin

2. Rasio distribusi (D)

TUGAS

Bagaimana proses pembuatan resin (terkait denganpropertis resin yang handal) ??