penggunaan resin pertukaran ion

Penggunaan Resin Pertukaran Ion

Bagaimana Penggunaan Resin Pertukaran Ion?

 

Penggunaan resin pertukaran ion sangat penting berbagai sistem water treatment industri.

Baik resin kation maupun resin anion, keduanya digunakan untuk menghilangkan mineral-mineral yang tidak diinginkan dari air baku (atau disebut juga impurities / ketidakmurnian).

Proses penjernihan menggunakan resin berbeda dengan metode filtrasi atau penyaringan seperti yang dilakukan menggunakan pasir silika atau antrasit.

Proses menghilangkan impurities pada air menggunakan resin juga berbeda dengan metode adsorpsi seperti pada karbon aktif.

Begitupula dalam menggunakan resin, ada proses-proses lain seperti regenerasi dengan tangki brine yang tidak ditemukan pada tangki sand filter.

Oleh karena itu sebelum menggunakan resin pertukaran ion ini, penting bagi kita untuk memahami terlebih dahulu apa itu resin ion exchange dan apa saja aplikasi penggunaan resin tersebut.

 

Pengertian Resin Penukar Ion

 

Resin ini disebut resin penukar ion karena cara kerja nya dalam menjernihkan air adalah dengan menukarkan ion yang ingin dihilangkan dari air dengan ion yang dikandung oleh resin.

Matriks resin didesain agar dia memiliki gugus fungsional ion bermuatan positif atau negatif, dan ditempelkan untuk membentuk jaringan polimer.

Jaringan yang dibangun ini memiliki potensi untuk menarik ion dari muatan yang berlawanan dan memfasilitasi proses pertukaran ion.

Bentuk resin umumnya seperti manik-manik atau butiran gel yang agak keras seukuran pasir.

Setiap butiran resin memiliki pori-pori dengan area permukaan yang luas untuk menjebak dan melepaskan ion selama terjadi reaksi pertukaran ion (ion exchange).

Saat direndam dalam larutan, resin membengkak dengan menyerap larutan. Namun, tingkat pembengkakan tergantung pada struktur polimer resin dan konsentrasi ion dalam larutan.

Jenis resin yang paling banyak tersedia dan digunakan terbuat dari kopolimer stirena-divinilbenzena (atau polistirena).

Namun, ada juga beberapa lainnya yang dibuat dari akrilonitril atau metil akrilat (akrilat).

 

Apa Saja Aplikasi Resin Kation pada Laboratorium dan Industri?

 

Resin penukar ion memiliki beragam aplikasi laboratorium dan industri. Misalnya, mereka dapat digunakan dalam pengolahan air minum dan air limbah, demineralisasi air, dan kromatografi campuran komponen yang berbeda.

Sifat kimia dan fisik dari resin penukar ion dapat diubah berdasarkan aplikasi laboratorium tertentu.

Namun, dua jenis resin penukar ion yang paling umum adalah resin penukar kation dan resin penukar anion.

 

Jenis Resin Penukar Ion

 

Resin penukar ion mengandung gugus fungsional bermuatan listrik yang merupakan garam asam sulfonat atau asam karboksilat atau garam amonium kuaterner.

Berdasarkan muatannya, bahan penukar ion diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama: resin penukar kation dan resin penukar anion.

 

Resin Penukar Kation

 

Resin Penukar Kation mengandung gugus fungsional bermuatan negatif, yang menarik ion bermuatan positif dalam larutan.

Salah satu penerapannya adalah memisahkan ion positif dari air yang terkontaminasi.

Resin Penukar Kation juga diklasifikasikan lebih lanjut menjadi dua sub-kelompok:

  • Resin kation asam kuat (SAC): Mereka terbuat dari polistiren dengan gugus fungsi sulfonat (SO3-) yang diisi dengan ion hidrogen (H+) atau ion natrium (Na2+).
  • Resin kation asam lemah (WAC): Mereka terdiri dari polimer akrilik dengan gugus asam karboksilat sebagai gugus fungsional dan memiliki afinitas tinggi untuk ion hidrogen.

Ini biasanya digunakan untuk menghilangkan kation yang berhubungan dengan alkalinitas.

 

Resin Penukar Anion

 

Resin Penukar Anion mengandung gugus fungsional bermuatan positif, yang menarik ion bermuatan negatif dalam larutan.

Mereka mengandung amina sebagai gugus fungsional dalam matriksnya.

Ini juga digunakan untuk memurnikan air, dengan menghilangkan kontaminan bermuatan negatif. Dua subkategori resin anion adalah:

  • Resin anion basa kuat (SBA): Resin ini terdiri dari matriks polistiren yang telah diklorometilasi dan kemudian diaminasi dengan dimetilamina. Mereka menghasilkan ion klorida atau ion hidroksida selama reaksi pertukaran.
  • Resin anion basa lemah (WBA): Mereka juga terdiri dari matriks polistiren. Derajat ionisasinya diatur atau dikendalikan oleh pH larutan. Selain itu, karena mereka kekurangan ion yang dapat ditukar, mereka bertindak sebagai penyerap asam untuk menghilangkan ion dari asam mineral kuat.

 

Sifat Fisik Polimer Penukar Ion

 

Berdasarkan struktur dan ukurannya, bahan penukar ion terutama terdiri dari dua jenis:

  • Resin mikropori: Juga dikenal sebagai resin gel. Ini terdiri dari microbeads kecil, bulat, berpori dengan jari-jari berukuran sekitar 10 hingga 15 Å. Manik-manik resin mungkin memiliki ukuran partikel yang seragam atau distribusi ukuran Gaussian, tergantung pada aplikasi dan desain sistemnya. Ini adalah sistem pertukaran yang paling banyak digunakan.
  • Resin makropori: Resin ini memiliki pori-pori berukuran lebih besar (hingga beberapa ratus Å) dibandingkan dengan resin mikropori. Mereka tembus cahaya (putih atau berwarna kuning) dalam penampilan dan memiliki stabilitas, efisiensi kimia, dan ketahanan kimia yang lebih besar.

 

Aplikasi Resin Penukar Ion

 

Resin Penukar Ion memiliki berbagai aplikasi, termasuk filtrasi biodiesel, pelunakan air, menghilangkan kotoran dari air dan larutan lainnya, dan demineralisasi.

Beberapa aplikasi ini dijelaskan di bawah ini.

Pelunakan Air / Water Softening

Mengapa disebut melunakkan air? Karena air yang ditreatment memiliki tingkat kesadahan atau disebut juga hardness. Yang dimaksud pelunakan air adalah proses penghilangan kation divalen dari air.

Selain resin, ada material lain yang biasa digunakan seperti Zeolit. Hanya saja dari segi keefektivitasan, resin lebih banyak dipilih khususnya untuk instalasi tabung diameter 10 inchi atau 13 inchi.

Kecuali untuk penggunaan zeolit dalam jumlah sangat besar, Ady Water merekomendasikan Bapak Ibu melakukan proses water softening menggunakan resin kation.

Mengapa resin kation lebih sering digunakan untuk water softening dibandingkan zeolit?

Resin memiliki lebih banyak afinitas elektron untuk ion magnesium dan kalsium daripada ion natrium.

Resin memiliki banyak aplikasi di area komersial, perumahan, dan industri untuk pelunakan air.

Pemurnian Air (Water Purification)

Sistem penukar ion memiliki potensi untuk memurnikan larutan yang mengandung ion logam berbahaya dengan menggantinya dengan ion natrium dan kalium yang tidak berbahaya.

Dengan demikian, mereka juga diterapkan dalam pengolahan atau pemurnian air, di mana arang aktif (dicampur dalam resin) digunakan untuk menghilangkan kontaminan organik, seperti klorida.

Pemisahan Logam

Proses pertukaran ion digunakan untuk mengekstraksi, memisahkan dan mengkonsentrasikan logam.

Misalnya, mereka digunakan untuk memisahkan uranium dari plutonium dan aktinida lainnya.

Selama bertahun-tahun, sistem pertukaran ion adalah satu-satunya pendekatan untuk memisahkan logam tanah yang langka, seperti aktinida dan lantanida satu sama lain.

Katalisis

Resin Penukar Ion adalah pendekatan yang efisien untuk mengganti katalis asam, alkali, dan ion logam dalam berbagai reaksi kimia, termasuk inversi, hidrolisis, hidrasi, dan reaksi polimerisasi.

Apa keuntungan menggunakan resin sebagai katalisis?

  • Mudah memisahkan katalis dari produk hasil reaksi
  • Dapat digunakan berulang kali
  • Reaksi samping lebih sedikit

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

error: Content is protected !!