blogg: Ion Exchanger (alat penukar i0n)

Ion Exchanger (alat penukar i0n)

Alat Penukar ion (Ion Exchanger)

• Pertukaran ion merupakan suatu metode yang digunakan untuk memisahkan ion-ion yang tidak dikehendaki berada dalam larutan , untuk dipindahkan kedalam media padat yang disebut dengan media penukar ion, dimana media penukar ion ini melepaskan ion lain kedalam larutan.

• Sedangkan untuk alatnya disebut ion exchanger.

Mekanisme Pertukaran Ion :

Jika suatu larutan yang mengandung anion atau kation dikontakkan dengan media penukar ion, maka akan terjadi pertukaran anion dengan mekanisme reaksi sebagai berikut :

1) Mekanisme pertukaran anion

A^-+ R⁺B^-=> B^-+ R⁺A^-

2. Mekanisme pertukaran kation

A⁺+ R^-B⁺=> B⁺+ R^-A⁺

A = ion yang akan dipisahkan

( pada larutan )

B = ion yang menggantikan ion A

(pada padatan/media penukar ion )

R= bagian ionic / gugus fungsional pada penukar ion.

Resin

q Resin penukar ion ( ion exchange ) yang merupakan media penukar ion sintetis pertama kali dikembangkan oleh Adam dan Holmes. Penemuan ini membuka jalan pembuatan resin hasil polimerisasi styrene dan divinil benzena. Bentuk resin penukar ion ini bermacam – macam yaitu dapat berupa butiran, powder, membrane atau fiber.

q Sifat-sifat resin yang baik adalah sebagai berikut:

a. Mempunyai kapasitas ikatan silang yang kuat yang dapat menghilangkan sejumlah ion tertentu

b. Resin dengan ukuran partikel kecil akan semakin baik, sebab dibutuhkan luas kontak yang besar

c. Resin mempunyai stabilitas yang dapat digunakan dalam waktu yang lama, tidak mudah aus/rusak dalam regenerasi.

Ion Exchange sebagai water softening

Aplikasi ion exchanger sebagai water softener merupakan fungsi umum dan digunakan sangat luas di industri yang memerlukan soft water untuk proses dan bahan baku boiler . Air baku yang tingkat ke-sadahan-nya (hardness) tinggi karena kandungan kalsium dan magnesium harus diturunkan dengan cara menggantikannya dengan muatan ion sodium yang terdapat pada resin.

Proses pertukaran ion terus berjalan sampai tercapai equilibrium dan jenuh dan sesudah kondisi resin jenuh maka segera dilakukan re-generasi dengan dicuci dengan air yang mengandung garam NaCl tinggi.

Sebagai media purifikasi

Dalam hal penggunaan media ion exchange sebagai purifier misalnya untuk mengangkat bahan- bahan beracun yang dibawa oleh fluida tertentu, maka ion exchanger dapat mengambil ion-ion logam berat seperti Cadmium, Lead dan Copper dan menggantikannya dengan ion-ion garam sodium dan potassium.

Jenis Resin:

• Kation Asam Kuat, dinamakan demikian karena sifat kimia nya mirip dengan asam kuat. Resin sangat terionisasi di kedua asam (R-SO3H) dan garam (R-SO3Na). Mereka dapat mengkonversi garam logam dengan asam yang sesuai dengan reaksi:

2(R-SO3H)+ NiCl2 --> (R-SO4),Ni+ 2HCI (5) 2 (R-SO3H) + NiCl2 -> (R-SO4), Ni + 2HCI (5)

• Kation Asam Lemah cekungan. Dalam resin asam lemah. kelompok terionisasi adalah asam karboksilat (COOH) sebagai lawan dari kelompok asam sulfonat (SO3H) digunakan dalam resin asam kuat. Resin ini berperilaku mirip dengan asam organik lemah yang terdisosiasi.

• Resin Anion Basa kuat. Seperti resin asam kuat. resin dasar yang kuat sangat terionisasi dan dapat digunakan selama rentang pH seluruh. Resin ini digunakan dalam hidroksida (OH) bentuk untuk deionisasi air. Mereka akan bereaksi dengan anion dalam larutan dan dapat mengkonversi solusi asam untuk air murni:

R--NH3OH+ HCl -> R-NH3Cl + HOH (6) R - NH3OH + HCl -> R-NH3Cl + HoH (6)

Regenerasi dengan sodium hidroksida pekat (NaOH) mengubah resin kelelahan ke bentuk hidroksida.

Aplikasi Ion Exchange pada pengolahan air:

1. Water softener (Menghilangkan hardness)

- Dengan Resin kation

2. Penghilang organik atau nitrat

- Dengan Resin anion

3. Deionisasi / Demineralisasi (menghilangkan unsur positif dan negatif).

- Dengan gabungan Resin anion dan kation

Keunggulan Ion Exchange:

1. Mengurangi / menghilangkan unsur inorganik dengan baik.

2. Bisa diregenarikan kembali.

3. Dapat digunakan untuk flowrate / debit yang berfluktuasi.

4. Jenis resin yang bervariasi, setiap jenis resin dapat digunakan untuk menghilangkan unsur/kontaminan tertentu.