LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANALITIK

PERCOBAAN KE-6

RESIN PENUKAR ION

Oleh :

Kelompok

A Ba’ist Khaerul Umam (1127040001)

Andri Nurhadis (112704000

Dedeh Nurmahmudah (11270400

Eka Nurfitrian (11270400

Tanggal Percobaan : 05 Mei 2014

Tanggal Pengumpulan : 20 Mei 2014

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG

2014

RESIN PENUKAR ION

I. Tujuan

1. Menentukan kapasitas kolom dan kapasitas tukar kation

2. Menentukan konsentrasi NaOH

3. Menetukan jumlah partikel Na+ yang dipertukarkan

II. Dasar Teori

Resin penukar ion dapat didefinisikan sebagai senyawa hidrokarbon terpolimerisasi,

yang mengandung ikatan hubung silang (crosslinking) serta gugusan-gugusan fungsional

yang mempunyai ion-ion yang dapat dipertukarkan. Sebagai zat penukar ion, resin

mempunyai karakteristik yang berguna dalam analisis kimia, antara lain kemampuan

menggelembung (swelling), kapasitas penukaran dan selektivitas penukaran. Penggunaannya

dalam analisis kimia misalnya untuk menghilangkan ion-ion pengganggu, memperbesar

konsentrasi jumlah ion-ion renik, proses deionisasi air atau demineralisasi air, memisahkan

ion-ion logam dalam campuran dengan kromatografi penukar ion (Mahmudi, 2008).

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).

Suatu resin penukar ion yang ingin direaksikan dalam suatu sistem dapat dilakukan

dengan memasukkan gugus-gugus dari suatu resin yang terionkan kedalam suatu matriks

polimer organik, yang paling lazim di antaranya ialah polisterina hubungan silang yang di

atas digunakan 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 (Svehla, 1985).

Dalam suatu proses subtituen polar dapat memberikan afinitas yang tinggi bagi air. Apabila disuspensikan dalam air partikel resin itu akan membengkak karena menyerap air, yang derajat pembengkakannya dibatasi olah jauhnya hubungan silang. Sekitar satu gugus asam sulfonat percincin aromatik kebanyakan dalam posisi para sulfonasi secara dramatis mengubah karakter polimer itu. Asam-asam arisulfonat adalah asam kuat. Jadi gugus-gugus ini akan terikat bila air menembusi manik resin itu.

R – SO3H                       R- SO3- H+Namun berlawanan dengan elektrolit basa, anion itu melekat secara permanen pada matriks polimernya.  Anion itu tak dapat berimigrasi kedalam fase air didalam pori resin itu, juga tak dapat lolos kelarutan luar.  Pengikatan ion ini selanjutnya membatasi mobilitas kationnya, H+. Kenetralan listrik dipertahankan didalam resin dan H+ tidak akan meninggalkan fase resin kecuali bila digantikan oleh suatu kation lain.  Pergantian inilah yang disebut proses pertukaran ion (Underwood, 2001).

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).

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 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 umumnya mempunyai tetapan dielektrik dibawah 40

(Svehla, 1985).

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 katif dan ion-ion lawan yang akan bertukar secara reversibel dengan ion-ion lain 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 kolom

disebut effluent. Proses pertukarannya adalah serapan dan proses pengeluaran ion adalah

desorpsi atau elusi. Mengembalikan resin yang sudah terpakai ke bentuk 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 (break through capacity) 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. Kapasitan penerobosan lebih kecil dari kapasitas total pertukaran kolom

dan tidak tergantung terhadap sejumlah  variabel, seperti tipe resin, afinitas penukaran ion,

komposisi larutan, ukuran partikel, dan laju aliran (Khopkar, 1990).

III. ALAT DAN BAHAN

3.1 Alat :

Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah kolom resin, gelas ukur, labu

takar 250 ml, pipet volume 10ml, erlenmeyer, pipet tetes dan buret.

3.2 Bahan :

Bahan-bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah larutan HCl 6 M, aquades, NaOH, NaCl jenuh, dan asam oksalat.

IV. CARA KERJA

Standarisasi NaOH :

Larutan asam oksalat dimasukan dalam erlenmeyer, kemudian ditambah indikator PP,

dan dititrasi dengan NaOH.

Pemisahan

Diameter dan tinggi kolom resin diukur dengan menggunakan penggaris.

Ditambahkan 2 mL NaCl lalu didiamkan. Larutan dikeluarkan lalu dielusikan dengan

menggunakan 100 mL aquades dan dicek sampai netral. Diambil 10 mL larutan. Dititrasi

dengan menggunakan larutan NaOH.

V. DATA PENGAMATAN

Perlakuan Hasil

Resin kation aktif

Padatan NaCl

Larutan NaCl

Padatan NaOH

Larutan NaOH

Serbuk oksalat dilarutkan

NaCl + air dalam kolom

Akuades + PP

Dititrasi dengan NaOH

Berwarna cokelat kekuningan

Serbuk berwarna putih

Larutan jenuh tak berwarna

Padatan berwarna putih

Larutan tidakk berwarna

Larutan tidak berwarna

Larutan tidak berwarna

Larutan tidak berwarna

Larutan berwarna merah muda

Tabel standarisasi NaOH dengan oksalat 0,1 M

Titrasi ke- Volume NaOH

Volume awal(mL) Volume akhir(mL) V pemakaian(mL)

1 0 29,30 29,30

2 0 28,60 28,60

V rata-rata 28,95

Tabel titrasi sampel dengan NaOH

Titrasi ke- Volume NaOH

Volume awal(mL) Volume akhir(mL) V pemakaian(mL)

1 0 42,40 42,40

TAT : hijau muda- merah muda

VI. PERSAMAAN REAKSI

2NaOH + H2C2O4 → Na2C2O4 + 2H2O

H+ + NaOH → Na+ + H2O

RSO3 H+ + NaCl → RSO3 Na+ + HCl

VII. PERHITUNGAN

Pembuatan larutan

Asam oksalat 0,1 M 200 mL

M= gMr×

1000mL

0,1M= g120g /mol

×1000200

gram = 2,52 gram

2,52 gram oksalat dilarutkan sampai 200 mL

NaCl 0,1 M 50 mL

M= gMr×

1000mL

0,1M= g58,5g /mol

×1000

50

gram = 0,2925 gram

0,2925 g NaCl dilarutkan sampai 50 mL

NaOH 0,1 M 250 mL

M= gMr×

1000mL

0,1M= g

40 g/mol×

1000250

Gram = 1 gram1 gram NaOH dilarutkan sampai 250 mL

Standarisasi NaOH dengan as. oksalat

Mol NaOH = mol OksalatV 1M 1=V 2M 2 28,95mL×M 1=10mL×0,1M M 1=0,0345M

Titrasi sampel dengan NaOH

Mol NaOH = mol OksalatV 1M 1=V 2M 2 10mL×M 1=42,40mL×0,0345M

M 1=0,00014628M Mol H+ = mol Na+

¿VNaOH ×MNaOH

¿2mL×0,176N

Mol H+¿0,0014628mol Jumlah partikel Na+ yang dipertukarkan

Jumlah partikel Na+ = mol H+ × 6,02e-23

= 8,8e-20 partikel