Resin Penukar Ion

RESIN PENUKAR ION

Tanti Oktapianti

123020025

Asisten : Galuh Permata Sari

Tujuan Percobaan :  untuk mengetahui pemurnian atau pemisahan zat-zat dengan metode resin penukar ion.

Prinsip Percobaan : berdasarkan pada penukaran ion dimana ion positif akan terikat oleh ion negatif dan juga sebaliknya. Dapat dijelaskan dengan persamaan berikut :

MX_(aq) + Res-H  HX_(aq) + Res-M

HX_(aq) + Res-OH  H₂O_(aq) + Res-X

Metode Percobaan :

Hasil Pengamatan

Berdasarkan hasil percobaan yang dilakukan didapatkan hasil sebagai berikut :

Resin Kation Resin Anion Warna Influent  Effluent Putih keruh  Bening Warna Influent  Effluent Bening kekuningan  Bening Reaksi AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3 Reaksi Fe2+ + KSCN  Fe(SCN)2 + 2K+

(Sumber : Tanti Oktapianti, Kelompok A, Meja 12, 2012)

Pembahasan :

Resin penukar ion merupakan salah satu metoda pemisahan menurut perubahan kimia. Resin penukar ion ada dua macam yaitu resin penukar kation dan resin penukar anion. Jika disebut resin penukar kation maka kation yang terikat pada resin akan digantikan oleh kation pada larutan yang dilewatkan. Begitupun pada resin penukar anion maka anion yang terikat pada resin akan digantikan pleh anion pada larutan yang dilewatkan (Wahono, 2007).

Resin penukar ion adalah suatu bahan padat yang memiliki bagian (ion positif atau negatif) tertentu yang bisa dilepas dan ditukar dengan bahan kimia lain dari luar. Syarat-syarat dasar bagi suatu resin yang berguna adalah resin itu harus cukup terangkai-silang, sehingga keterlarutannya yang dapat diabaikannya. Resin itu harus cukup hidrofolik untuk memungkinkan difusi ion-ion melalui strukturnya dengan laju yang terukur (finite) dan berguna. Resin harus menggunakan cukup banyak gugus penukar ion yang dapat dicapai dan harus stabil kimiawi dan resin yang sedang mengembang harus lebih besar rapatannya daripada air. (Harjadi, 1993).

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

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-H → H2O (aq) + Res-X

Ion Exchange adalah proses penyerapan ion-ion oleh resin dengan cara ion-ion dalam fasa cair (biasanya  dengan  pelarut  air)  diserap  lewat  ikatan kimiawi karena bereaksi dengan padatan resin. Resin sendiri melepaskan ion lain sebagai ganti ion  yang  diserap.  Selama operasi berlangsung, setiap ion akan dipertukarkan dengan ion penggantinya hingga seluruh resin jenuh dengan ion yang diserap.

Alat penukar ion ada 2 macam : Alat penukar ion dengan kolom ganda dan alat penukar ion kolom tunggal.

Cara kerja kolom ganda yaitu pada proses kolom ganda, air mentah mula-mula masuk kedalam penukar kation. Disini semua kation yang terkandung dalam air (terutama ion kalsium, magnesium, dan natrium) ditukar dengan ion hidrogen. Dalam kolom berikutnya yang berisi penukar anion, maka anion (terutama ion khlorida, sulfat dan bikarbonat) ditukar dengan ion hidroksil. Ion hidrogen yang berasal dari penukar kation dan ion hidroksil dari penukar anion akan membentuk ikatan dan menghasilkan air. Setelah air terbentuk maka resin penukar ion harus diregenerasi. Pelaksanaan regenerasi pada proses kolom ganda sangat sederhana. Kedalam kolom penukar kation dialirkan asam khlorida encer dan kedalam kolom penukar anion dialirkan larutan natrium hidroksida encer. Regeneran yang berlebihan selanjutnya dibilas dengan air.

Cara kerja kolom tunggal yaitu pada proses kolom tunggal, resin penukar kation dan penukar anion dicampur menjadi satu dalam sebuah kolom tunggal. Dengan proses ini dapat dicapai tingkat kemurnian air yang jauh lebih tinggi daripada dengan proses kolom ganda. Sebaliknya, pada proses kolom tunggal regenerasi resin penukar lebih kompleks.

Dalam proses resin penukar ion larutan yang akan dimurnikan dimasukkan kedalam kolom yang didalamnya terdapat resin dan glass woll. Glass woll sebagai salah satu komponen untuk menjernihkan larutan, glass woll dapat diganti dengan bulu angsa namun harga bulu angsa yang relatif mahal, menyebabkan glass woll banyak digunakan. Larutan yang melalui kolom disebut influent, sedangkan larutan yang keluar kolom disebut effluent.  (Khopkar, 1990).

Langkah-langkah kerja regenerasi kolom tunggal diantaranya pemisahan resin penukar kation dan penukar anion dengan klasifikasi menggunakan air (pencucian kembali dari bawah ke atas). Dalam hal ini resin penukar anion yang lebih ringan (berwarna lebih terang) akan berada diatas resin penukar kation yang lebih berat (berwarna lebih gelap).

Sedangkan proses regenerasi dalam kolom tunggal yaitu untuk regenerasi, regeneran bersama dengan air dialirkan melewati kedua lapisan resin, asam khlorida encer (HCl) dialirkan dari bawah ke atas melewati resin penukar kation dan dikeluarkan dari kolom pada ketinggian lapisan pemisah. Larutan natrium hidroksida encer (NaOH) dialirkan dari atas ke bawah melewati resin penukar anion, juga dikeluarkan pada ketinggian lapisan pemisah.

Kelebihan kedua regeneran kemudian dicuci dengan air. Ketinggian permukaan air dalam kolom diturunkan dan kedua resin penukar dicampur dengan cara memasukkan udara tekan dari ujung bawah kolom. Pencucian ulang kolom tunggal dengan air dari atas ke bawah sampai alat ukur konduktivitas menunjukkan kondisi kemurnian air yang diinginkan.

Resin penukar ion sering digunakan untuk menghilangkan kesadahan dalam air. Air yang banyak mengandung mineral kalsium  dan  magnesium  dikenal sebagai “air sadah”. Kesadahan air dapat dibedakan atas dua macam, yaitu kesadahan sementara yang disebabkan oleh garam-garam karbonat (CO₃^-) dan bikarbonat (HCO₃^-) dari kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dan kesadahan tetap yang disebabkan oleh adanya garam-garam khlorida (Cl^-) dan sulfat (SO₄^2-) dari kalsium (Ca) dan magnesium (Mg).

Dari percobaan yang dilakukan yaitu pemurnian air yang diduga Fe²⁺ dan air yang mengandung AgNO₃ dengan metode resin didapatkan hasil yaitu pada resin kation influentnya berwarna putih keruh dan effluentnya bening dengan reaksi :

AgNO3 + NaCl  AgCl + NaNO3

Sedangkan hasil yang didapat pada resin anion yaitu influentnya berwarna kekuningan dan effluentnya tidak berwarna (bening), dengan reaksi :

Fe2+ + KSCN  Fe(SCN)2 + 2K+

Faktor kesalahan pada resin penukaran ion adalah ketika resin ion kation dan anion tidak di regenerasi, maka akan menimbulkan lewat jenuh pada resin, berdampak pada larutan yang akan di murnikan.

Kesimpulan :

Berdasarkan hasil percobaan resin penukar ion, bahwa anion akan mengikat yang positif (+) dan kation akan mengikat negatif (-). Resin penukar ion digunakan dalam proses pembuatan air mineral. Setelah dilakukan resin penukar ion dihasilkan effluent yang bebas dari logam-logam berat. Terutama dalam pembuatan air mineral, karena manusia tidak boleh mengkonsumsi air mineral yang mengandung logam. Kita dapat melakukan pemurnian air dengan metode resin penukar ion melalui proses penyerapan ion-ion oleh resin dengan cara ion-ion dalam fase cair yang diserap lewat ikatan kimiawi karena bereaksi dengan padatan resin.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim.2012.Anion dan Kation.http://auroracahya.wordpress.com/2012/03/15/an ion-dan-kation/. Access: 10 Desember 2012.

Anonim.2012.Macam-macam Resin.http://pelatihanguru.net/tag/macam-macam-resin Access:10 Desember 2012.

Harjadi, W.1993.Ilmu Kimia Analitik Dasar.Gramedia Pustaka Utama : Jakarta

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

Sutrisno, E.T. dan Nurminabari, I.S.2010.Penuntun Praktikum Kimia Dasar. Universitas Pasundan : Bandung.

Wahono.2007.Resin Penukar Ion.Balai Pustaka : Jakarta