Resin Penukar Ion

I . JUDUL : Resin Penukar Ion.

II. TUJUAN

                  Menentukan kapasitas resin penukar kation dan anion

III. TINJAUAN PUSTAKA

Resin penukar ion adalah suatu senyawa organik berstruktur tiga dimensi dengan ikatan silang dan mempunyai gugus-gugus fungsi yang dapat terionisasi. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa resin penukar ion terdiri dari fase organik padat yang tidak larut dalam air yang padanya terikat ion-ion bermuatan. Ion-ion inilah yang dapat dipertukarkan dengan ion-ion yang lain. Resin adalah senyawa hidrokarbon terpolimerisasi sampai tingkat yang tinggi yang mengandung ikatan-ikatan hubung silang (cross-linking) serta gugusan yang mengandung ion-ion yang dapat dipertukarkan. Berdasarkan gugus fungsionalnya, resin penukar ion terbagi menjadi dua yaitu resin penukar kation dan resin penukar anion. Resin penukar kation, mengandung kation yang dapat dipertukarkan. sedang resin penukar anion, mengandung anion yang dapat yang dapat dipertukarkan (Imamkhasani, 2006).

Suatu resin penukar ion yang ingin direaksikan dalam suatu sistem dapat dilakukan dengan memasukkan gugus-gugus dari suatu resin yang terionkan ke dalam suatu metriks polimer organik, yang paling lazim diantaranya ialah polisterina hubungan silang yang di atas diberikan sebagai absorben. Produk tersedia dengan berbagai derajat hubungan silang. Suatu resin umum yang lazim ialah resin “8 % terhubung silang” yang berarti kandungan divenilbenzenanya 8 %. Resin-resin itu dihasilkan dalam bentuk manik-manik bulat, biasanya dengan 0,1 – 0,5 mm, meskipun ukuran-ukuran lain juga tersedia. Prinsip-prinsip dasar dari pertukaran ion telah banyak menetapkan penelitian-penelitian dalam sistem air, serta menghasilkan penetapan-penetapan yang berguna. Namun lingkup dari pertukaran ion telah diperluas selama sekitar selama dekade terakhir ini, dengan menggunakan baik sistem pelarut organik, maupun sistem pelarut campuran air-organik. Pelarut-pelarut organik yang umum digunakan adalah senyawaan-senyawaan akso dari tipe alkohol, keton dan karboksilat yang umunya mempunyai tetapan dielektrik di bawah 40 (Svehla, 1985).

Resin dapat digunakan dalam suatu analisis jika resin itu harus cukup terangkai silang, sehingga keterlarutan yang dapat diabaikan, resin itu cukup hidrofilik untuk memungkinkan difusi ion-ion melalui strukturnya dengan laju yang terukur dan berguna. Selain itu, resin juga 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).

Semua penukar ion yang bernilai dalam analisis, memilih beberapa kesamaan sifat. Mereka hampir-hampir tak dapat larut dalam air dan pelarut organik, dan mengandung ion-ion aktif dan ion-ion lawan yang akan bertukar secara reversibel dengan ion-ion dalam larutan yang mengelilinginya tanpa terjadi perubahan-perubahan fisika yang berarti dalam bahan tersebut. Penukaran ion bersifat kompleks dan sesungguhnya adalah polimerik. Polimer ini membawa suatu muatan listrik yang tepat dinetralkan oleh muatan-muatan pada ion-ion lawannya (ion aktif). Ion-ion aktif ini berupa kation-kation dalam penukar kation, dan berupa anion-anion dalam penukar anion (Bassett, 1994).

Larutan yang melalui kolom disebut influent, sedangkan larutan yang keluar dari kolom disebut effluent. Proses pertukarannya adalah serapan dan proses pengeluaran ion adalah desorpsi atau elusi. Mengembalikan resin yang sudah terpakai kebentuk semula disebut regenerasi sedangkan proses pengeluaran ion dari kolom dengan reagent yang sesuai disebut elusi dan pereaksinya disebut eluent. Yang disebut dengan kapasitas pertukaran total adalah jumlah gugusan-gugusan yang dapat dipertukarkan di dalam kolom, dinyatakan dalam miliekivalen. Kapasitas penerobosan didefinisikan sebagai banyaknya ion yang dapat diambil oleh kolom pada kondisi pemisahan, dapat juga dikatakan sebagai banyaknya miliekivalen ion yang dapat ditahan dalam kolom tanpa ada kebocoran yang dapat teramati. (Khopkar,1990).  

IV. ALAT DAN BAHAN

      4.1. Alat

            1. Kaca arloji

                  2. Corong plastik

                  3. Kolom resin

                  4. Erlenmeyer 100 ml

                  5. Buret 25 ml

                  6. Statif dan klem

                  7. Gelas kimia 100 ml

                  8. Gelas ukur 50 ml

                  9. Corong pisah

                  10. Neraca analitik

                  11. Botol semprot

                  12. Pipet tetes

      4.2. Bahan

            1. Larutan  0,25 ml

            2. Larutan NaOH 0,1 M

            3. Resin penukar anion

            4. Resin penukar kation

            5. Aquadest

            6. Indikator PP

            7. Larutan Na  

            8. Larutan AgN  0,1 M

            9. Indikator Cr

V. PROSEDUR KERJA

     5.1. Penentuan Kapasitas Resin Penukar Kation

1. Menimbang resin penukar kation sebanyak 1 gram

2. Menyiapkan kolom resin penukar ion ukuran ± 15 cm x 1 cm

3. Memasukkan resin penukar kation ke dalam kolom resin

4.  Menambahkan aquadest sampai terisi ½ bagian kolom untuk melindungi resin dengan permukaan air tetap 1 cm di atas permukaan resin.

5.  Menambahkan 50 ml larutan  0,25 M melalui corong pisah diatas kolom dengan kecepatan penetapan 2 ml/menit

6. Menampung efluen.

7.  Bila semua efluen sudah tertampung, menitrasi efluen dengan larutan standar NaOH 0,1 M dengan indikator PP sebanyak 3 tetes sampai warna merah.

Reaksi sebagai berikut :

2  +  à 2  +

8.  Menentukan kapasitas resin penukar kation dalam miliekivalen/gram adalah :

         C =  

         Dimana :

         C = Kapasitas resin

         a = Molaritas NaOH (ml)

         v = Volume NaOH (ml)

         W = Berat resin (gr)

5.2. Penentu Kapasitas Resin Penukar Anion

            1. Menimbang resin penukar anion sebanyak 1 gram

            2. Memasukkan resin penukar anion ke dalam kolom resin

            3.  Menambahkan aquadest dengan permukaan air tetap 1 cm di atas permukaan resin.

            5.  Menambahkan 50 ml larutan  melalui corong pisah dengan penetesan ke dalam kolom 2 ml/menit

            6. Menampung efluen

7. Bila semua efluen sudah tertampung, menitrasi efluen dengan larutan standar Ag  0,1 M dengan sebagai indikator

                 Reaksi yang terjadi :

               + N  -à  +

8.  Menentukan kapasitas resin penukar anion dalam miliekivalen/gram adalah :

                 C =

                 Dimana :

                 v = Volume larutan Ag  (ml)

                 W = Berat resin (gr)

                 b = Molaritas Ag

VI. HASIL PENGAMATAN

           

No	Perlakuan	Volume Ag	Volume NaOH
1.	Resin penukar kation + 3 tetes indikator PP + NaOH 0,1 M	_	0,2 ml
2.	Resin penukar anion + indikator Cr  1 tetes + Ag  0,1 M	2,4 ml	_

VII. ANALISA DATA

        7.1. Resin Penukar Kation

                       

               C =

      Di mana :

                       C = Kapasitas resin

                              a = Molaritas NaOH (ml)

                              v = Volume NaOH (ml)

                              W = Berat resin (gr)

C =

             

     = 0,02 Mek/gr

7.2. Resin Penukar Anion

C =

Dimana :

                     v = Volume larutan Ag  (ml)

                     W = Berat resin (gr)

                     b = Molaritas Ag

        C =

           

            = 0,24 Mek/gr

VIII. PEMBAHASAN

Resin pertukaran ion merupakan bahan sintetik yang berasal dari aneka ragam bahan, alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik, memperagakan perilaku pertukaran ion dalam analisis laboratorium di mana keseragaman dipentingkan dengan jalan penukaran dari suatu ion. Pertukaran ion bersifat stokiometri, yakni satu  diganti oleh suatu .           

Pada percobaan ini, perlakuan pertama yang dilakukan yaitu penentuan kapasitas resin penukar kation dengan cara menimbang resin sebanyak 1 gram. Kapasitas resin penukar ion adalah suatu bilangan yang menyatakan banyaknya ion yang dapat ditukarkan untuk setiap 1 gr resin kering, atau banyaknya ion yang dapat ditukar untuk setiap 1 ml resin basah. Kemudian memasukkan resin penukar kation ke dalam kolom resin dan menambahkan aquadest untuk melindungi resin dengan permukaan air tetap 1 cm di atas permukaan resin. Kemudian menambahkan 50 ml  0,25 M melalui corong pisah di atas kolom dengan kecepatan 20 ml/menit. Kemudian menampung efluen. Di mana efluen tersebut merupakan zat yang ada di dalam kolom resin tersebut atau fase gerak yang mengakibatkan elusi. Setelah efluen tertampung, dititrasi dengan larutan standar NaOH 0,1 M dan ditambahkan indikator PP yaitu untuk mengetahui titik akhir titrasi dengan ditandai dengan perubahan warna. Volume NaOH yang digunakan yaitu 0,2 ml. Dan larutan berwarna merah muda. Adapun diperoleh nilai kapasitas resin penukar kation yaitu 0,02 Mek/gr.

Menurut Anonim (2012), bahwa resin penukar ion akan mengikat gugus pengganti untuk gugus yang ada pada resin untuk melakukan interaksi atau mobilisasi. Sehingga apabila gugus pada resin tidak memiliki pengganti, maka eluen yang dihasilkan bukan bagian dari resin.

Adapun prinsip kerja dari resin penukar kation ( ) gugus dari  yang dibiarkan dengan air berinteraksi denga resin penukar kation yaitu gugus  dari resin yang berikatan dengan gugus  dari  sedangkan kation dari resin digantikan dengan kation dari  yaitu gugus .

Perlakuan kedua yaitu penentuan kapasitas resin penukar anion. Pada perlakuan ini sama dengan perlakuan pada penentuan kapasitas resin penukar kation. Namun pada perlakuan ini, larutan yang digunakan yaitu NaN  yang dialirkan secara teratur dengan corong pisah masuk ke dalam kolom dan akan mengalami kontak dengan resin penukar anion yang mengikat anion  sehingga anion cuplikan N  akan ditukar dengan anion  dari resin. Konsentrasi ion dari  yang diperoleh sebagai efluen ditentukan dengan cara titrasi menggunakan larutan standar AgN  0,1 M dengan ditambahkan indikator Cr . Fungsi dari penambahan indikator Cr  yaitu untuk mengetahui titik akhir titrasi dengan ditandai perubahan warna yaitu berwarna merah bata. Volume Ag  yang terpakai yaitu 2,4 ml. dan diperoleh nilai untuk kapasitas resin penukar anion sebesar 0,24 Mek/gr.

Adapun prinsip kerja dari resin penukar anion ( ) gugus dari Na  yang berikatan dengan air berikatan dengan resin penukar anion yaitu gugus  dari resin berikatan dengan gugus  dan NaN  dan menembus kolom membentuk efluen NaCl sedangkan anion dari resin digantikan dengan anion dari NaN  yaitu gugus N .

Jika dibandingkan antara resin penukar kation dan resin penukar anion, yang lebih baik yaitu resin penukar anion. Hal ini disebabkan mungkin resin penukar kation yang digunakan terdapat zat pengotor sehingga kurang bagus pertukaran ionnya.

Faktor penting dalam resin penukar ion ini adalah kecepatan tetes pada corong pisah harus sejalan atau sama dengan kecepatan tetes pada kolom. Menurut Anonim (2012), hal ini bertujuan untuk keteraturan interaksi dalam cairan. Karena apabila kecepatan lambat maka akan tidak sempurna pembentukan senyawanya tetapi apabila terlalu cepat maka pembentukan senyawanya lewat jenuh. Faktor lain adalah resin tidak boleh kering, karena apabila resinnya kering akan menyebabkan tidak akan terjadinya pertukaran ion dalam resin.

IX. PENUTUP

      9.1. Kesimpulan

                        Dari hasil percobaan yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1 . Resin penukar ion merupakan polimer tinggi organik yang mengandung gugus-gugus fungsional ionik dan merupakan salah satu metode pemisahan zat di mana terjadi pergantian suatu ion yang terikat pada resin dengan ion lain.

2. Kapasitas tukar ion akan bertambah seiring dengan banyaknya ion-ion yang dipertukarkan.

3. Diperoleh nilai kapasitas resin penukar kation yaitu 0,02 Mek/gr dan kapasitas resin penukar anion yaitu 0,24 Mek/gr.

 9.2. Saran

Diharapkan untuk praktikum selanjutnya, praktikan lebih teliti dalam melakukan percobaan ini.

DAFTAR PUSTAKA

Bassett, J, dkk., 1994, Buku Ajar Vogel Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik. Kedokteran EGC, Jakarta.

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

Imamkhasani, S., 2006, Resin Penukar Ion dan Penggunaanya Dalam Pengolahan Air, Puslitbang Kimia Terapan, Buletin IPT.

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

Svehla, 1985, Analisis Kulitatif Anorganik Makro dan Semimikro, Kalman Media Pustaka, Jakarta.