LAPORAN PRAKTIKUM DASAR-DASAR PEMISAHAN ANALITIK
PERCOBAAN 6
RESIN PENUKAR ION
NAMA : RADEN ALIP RAHARJO
STAMBUK : A1C4 08 027
KELOMPOK :
LABORATORIUM PENGEMBANGAN UNIT KIMIA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS HALUOLEO
KENDARI
2010
Resin Penukar Ion
I. Tujuan dan Prinsip Percobaan
A. Tujuan Praktikum
1. Dapat mengetahui dan memahami tehnik pemisahan dengan metode resin penukar ion
2. Dapat menentukan kapasitas resin penukar ion
3. Dapat melakukan pemisahan ion logan Zn dan Mg dalam larutan campuran dengan tehnik resin penukar ion
B. Prinsip Percobaan
Prinsip percobaan pemisahan dengan resin penukar ion didasarkan pada perbedaan daya adsorpsi species – species ion oleh kolom penukar ion.
II. Teori
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 (Lestari,2007)
Ion kromatografi adalah aplikasi teknik kromatografi cairan kinerja tinggi (KCKT) dalam kromatografi penukar ion dengan menggunakan komponen resin penukar ion dan detector konduktometer. Resin terdiri dari resin penukar kation dan resin penukar anion. Resin penukar kation biasanya dalam bentuk asam kuat yang dapat bereaksi dengan kation berbasa kuat seperti Na, K, Ca, Mg dan juga kation berbasa lemah misalnya NH4 +, sedangkan resin penukar kation dalam bentuk asam lemah dapat bereaksi dengan kation berbasa kuat, tetapi kurang baik untuk kation berbasa lemah. Resin penukar anion biasanya dalam bentuk basa kuat mampu bereaksi dengan anion asam kuat seperti Cl-,SO4 -2, NO3 - dan anion asam lemah misalnya CO3 -2, sedangkan resin penukar anion yang bersifat basa lemah hanya baik bereaksi dengan anion asam kuat.( Nuryatini,2007)
Awal mendalilkan struktur resin melibatkan konsep merindukan rantai mengandung parafin dengan naphthenic cincin menyelang-nyelingi dalam keseluruhannya. Struktur lain menggunakan gagasan untuk memadatkan berbau harum dan sistem cincin naphthenic dan mengijinkan interspersion heteroatoms sepanjang;seluruh molekul. Penyelidikan pecahan resin struktural belum dilaksanakan kepada luas yang sama mereka telah (menjadi) pada asphaltene pecahan. Meskipun demikian, data yang tersediadari, untuk/karena kebanyakan bagian, resonans magnetik metoda yang molekular menunjukkan bahwa molekul resin menurunkan bobot molekular dibanding asphaltenes dari minyak mentah yang sama. Inframerah penyelidikan [yang] spectroscopic [menyangkut] damar juga menandai (adanya) kehadiran [dari;ttg] hydrogenbonded kelompok hidroksit. Sebagai tambahan, pada konsentrasi tinggi ( 10%), suatu rombongan adalah jelas pada 3490 cm1 yang ditugaskan ke N–H berfungsi di (dalam) pyrroles atau indoles. Acetylation [menyangkut] damar, yang dikombinasikan dengan terperinci inframerah pengujian spectroscopic, juga telah mendirikan;tetapkan kehadiran tentang ester berfungsi dan cuka berfungsi seperti halnya carbonyl ( ketone atau quinone) fungsi. [Sebagai/Ketika/Sebab] dengan asphaltenes, kehadiran eter atau sulfur–oxygen fungsi tidak bisa discounted atas dasar bukti yang tersedia (Speight, 2006)
Ketika triamin bereaksi dengan formaldehida, polymerisasi bercabang dapat terjadi dengan yang sama mekanisme [sebagai/ketika] [satu/ orang] [yang] kita [menggambar/menarik] di atas untuk amina sederhana. Pemadatan lebih lanjut dengan formaldehida mengijinkan amina untuk dipasang di (dalam) banyak tempat, dan masing-masing amina baru [dirinya] sendiri menambahkan banyak [yang] bertumbuh baru poin-poin. Suatu [yang] kuat polymer hasil. Damar ini digunakan untuk buatan ‘ tahan pecah’ plastik menyepuh dan untuk permukaan dapur yang terkenal ‘ Formica’. melamine–formaldehyde campuran sebagian Polymerized adalah layered dengan lain polymers seperti bahan kimia untuk cat/kertas ( Bab 49) dan phenol–formaldehyde damar dan polymerisasi diselesaikan di bawah tekanan dengan panas. Hasil menjadi yang umum dikenal, [yang] tabah, heat-resistant permukaan (Clayden, 2001)
Penukar ion adalah pertukaran ion-ion secara reversible antara cairan dan padatan. Pertukaran ion antar fasa yang berlangsung pada permukaan padatan tersebut merupakan proses penyerapan yang menyerupai proses penyerapan. Dalam pengolahan air, penukar ion dapat digunakan dalam pelunakan air, demine-ralisasi atau “recovery” ion-ion metal yang terdapat di dalam air. Bahan penukar ion merupakan suatu struktur organik/anorganik yang berupa gugus-gugus fungsional berpori. Kapasitas penukaran ion ditentukan oleh jumlah gugus fungsional per-satuan massa resin. Penukar ion positif (resin kation) ialah resin yang dapat mempertukarkan ion-ion positif dan penukar ion negatif ialah resin yang dapat mempertukarkan ion-ion negatif. Resin kation mempunyai gugus fungsi asam, seperti sulfonat, sementara resin anion mempunyai gugus fungsi basa, seperti Amina. Resin penukar ion dapat digolongkan atas bentuk gugus fungsi asam kuat, asam lemah, basa kuat, dan basa lemah (Anonim, 2007).
Reisn 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 (Imamkhasani, 2006)
III. Metode Praktikum
A. Alat dan bahan yang digunakan
Alat alat yang digunakan pada praktikum ini adalah
- Cawan penguapan
- Kaca arloji
- Corong kaca
- Kolom Resin
- Corong pisah
- Botol timbang
- Buret
- Statif
- Gelas piala
- Botol semprot
- Erlenmeyer
C. Pembahasan
Metode pertukaran ion telah diamati sejak satu setengah abad yang lalu (pertkaran ion dalam tanah), aluminium sulfat). Penukar ion alam dan sintetik berkembang sekitar awal abad ke-20. penukar ion alam misalnya zeolit, tanah liat untuk memurnikan air dari Ca, Mg, dan logam berat. Penukar ion alam dicirikan dengan kapasitas terbatas. Resin sintetik dikembangkan oleh Adam dan Holmes tahun 1935, berupa polimer organik dengan berat molekul tinggi.
Resin penukar ion adalah suatu senyawa polimer tinggi dimana terdapat gugusan-gugusan fungsional yang mengandung ion-ion yang dapat ditukar. Kalau ion-ion yang dapat ditukar itu adalah kation, maka disebut resin penukar kation (cation exchange resin) sedangkan jika yang dipertukarkan adalah anion disebut resin penukar anion (anion exchange resin). Penukar ion positif (resin kation) ialah resin yang dapat mempertukarkan ion-ion positif dan penukar ion negatif ialah resin yang dapat mempertukarkan ion-ion negatif. Resin kation mempunyai gugus fungsi asam, seperti sulfonat, sementara resin anion mempunyai gugus fungsi basa, seperti Amina. Resin penukar ion dapat digolongkan atas bentuk gugus fungsi asam kuat, asam lemah, basa kuat, dan basa lemah.
Dalam percobaan ini, dilakukan pemisahan dengan kromatografi penukar ion untuk menentukan kapasitas resin penukar katoin dan anion tersebut. Pada aplikasinya resin dimasukkan ke dalam kolom kaca dengan panjang tertentu sehingga diperoleh suatu kolom resin penukar anion. Di dalam kolom ini cepat dilakukan penukaran dan pemisahan ion-ion secara ekivalen. Pada kromatografi penukar ion, senyawa-senyawa ion dalam fasa gerak yaitu air dipisahkan berdasarkan perbedaan afinitas terhadap gugus ionik yang merupakan bagian integral dari fasa padat tak larut yaitu resin sebagai fasa diam.
Resin penukar anion terdiri dari matriks yang bermuatan positif dan ion lawannya adalah negatif. Pertukaran ion merupakan proses pertukaran kimia di mana zat yang insoluble memisahkan ion-ion bermuatan positif atau negatif dari larutan elektrolit dan melepaskan ion-ion bermuatan sejenis ke dalam larutan yang secara kimiawi jumlahnya sama. Dalam percobaan ini digunakan resin penukar anion yang mengikat ion lawannya berupa Cl-. Resin penukar anion akan mempertukarkan ion Cl- yang diikatnya sebagai ion lawan dengan anion cuplikan yaitu NO3- dari NaNO3 secara ekivalen. Reaksi yang terjadi yaitu:
Jumlah NaNO3 yang dapat diubah ke dalam bentuk NaCl bergantung pada kapasitas resin dan banyaknya resin itu sendiri dalam kolom. Pada percobaan ini digunakan 1 g resin. Kapasitas resin penukar ion adalah suatu bilangan yang menyatakan banyaknya ion yang dapat ditukarkan untuk setiap 1 g resin kering, atau banyaknya ion yang dapat ditukar untuk setiap 1 ml resin basah. Kapasitas penukaran ion ditentukan oleh jumlah gugus fungsional per-satuan massa resin.
Pada percobaan ini, larutan cuplikan NaNO3 yang dialirkan secara teratur dengan corong pisah masuk ke dalam kolom dan akan mengalami kontak dengan resin penukar anion yang mengikat anion Cl- sehingga anion cuplikan NO3- akan ditukar dengan anion Cl- dari resin. Konsentrasi ion Cl- yang diperoleh sebagai efluent ditentukan dengan cara titrasi pengendapan atau titrasi argentometri menggunakan larutan standar AgNO3.
Titrasi argentometri merupakan titrasi dengan menggunakan larutan perak nitrat untuk menentukan kadar halogen.
NaX(aq) + AgNO3(aq) → AgX(aq) + NaNO3(aq)
Percobaan ini menggunakan titrasi argentometri dengan metode Mohr yakni mula-mula Ag+ yang ditambahkan bereaksi membentuk endapan AgCl berwarna putih. Apabila Cl- sudah habis bereaksi maka kelebihan Ag+ selanjutnya bereaksi dengan CrO42- yang berasal dari indikator K2CrO4 yang ditambahkan dan membentuk endapan Ag2CrO4 yang berwarna merah bata, dan artinya titik akhir titrasi sudah tercapai. Pada percobaan ini digunakan AgNO3 sebanyak 6,2 ml, sehingga diperoleh kapasitas resin penukar anion 6,2 mek/g.Untuk percobaan Kapasitas resin penukar kation sama halnya dengan menentukan kapasitas resin penukar anion hanya larutan peniternya digunakan NaOH, NaOH yang digunakan yakni 2 ml, dengan begitu kapasitas resin penukar kation yakni 2 Mek/ g.
Pada percobaan terakhir yaitu pemisahan ion logam Zn dan Mg dalam campuran. Ketika 25 ml efluen diencerkan menjadi 100 ml dan ditambah buffer pH 10 maka akan menghasilkan larutan berwarna bening dan kemudian ditambah indikator EBT menghasilkan larutan berwarna merah anggur. Dan setelah dititrasi dengan larutan standar EDTA larutan berwarna biru sehingga dapat dipeoleh konsentrasi logam Zn adalah 0,096 M sedangkan konsetrasi logam Mg adalah 0,084 M
V. Simpulan
Kesimpulan dari praktikum ini yaitu kapasitas resin penukar kation adalah 2 Mek/ g sedangkan kapasitas resin penukar anion dari percobaan ini adalah 6,2 mek/g dan Konsentrasi dari ion Zn dan Mg masing-masing adalah 0,096 M dan 0,084 M
Daftar Pustaka
Anonim. 2007. Penyisihan kesadahan dengan metode penukar ion. Laboratorium Operasi Teknik Kimia – FT UNTIRTA
Clayden. 2001. Organic Chemistry. McGraw-Hill. Sydney
Imamkhasani, S. 2006. Resin penukar ion dan Penggunaannya dalam pengelolaan Air. Puslitbang Kimia Terapan. Buletin IPT
Lestari , D. E . Utomo, S. B. 2007. Karakteristik kinerja Resin Penukar Ion Pada Sistem Air Bebas Mineral (GCA01) RSG-GAS. Pusat Reaktor Serba Guna-BATAN.Kawasan Puspitek, Serpong, Tengerang. Banten
Nuryatini. Boes, E. 2007. Metoda Ion Kromatografi Untuk Analisis Ammonium Dan Nitrat Pada Uji Profisiensi Air Limbah . Pusat Penelitian Kmia – LIPI, Bandung
Speight J.G. 2006.The Chemistry and Technology of Petroleum Fourth Edition. Taylor & Francis Group, LLC
0 komentar:
Posting Komentar