Resin Penukar Ion BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia sebagai salah satu negara berkembang, hingga saat ini tetap melaksanakan pembangunan industri. Meningkatnya jumlah industri tidak hanya memberikan dampak positif, tetapi juga memberikan dampak negatif, misalnya pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh limbah industri, yang dapat menyebabkan penurunan kualitas lingkungan. Dampak pencemaran lingkungan yang mungkin timbul akibat limbah cair yang dihasilkan dari kegiatan industri dapat diketahui dengan mengukur konsentrasi parameter- paremeter limbah cair, baik berupa paramater fisik, parameter kimia (organik dan anorganik) ataupun parameter biologi. Air konsumsi adalah air yang memenuhi persyaratan sebagaimana ditetapkan Kepmenkes RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tanggal 29 Juli 2002 tentang Syarat-syarat dan Pengawasan Kualitas Air Minum yaitu kadar Fe sebesar 0,3 mg/l. Secara kualitas, ditemukan beberapa penyimpangan terhadap parameter kualitas air bersih, baik kualitas fisik, kimia, biologi, ataupun radioaktif. Penurunan kualitas air diantaranya diakibatkan oleh adanya kandungan besi yang sudah ada pada tanah Kelompok 5 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Resin Penukar Ion
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Indonesia sebagai salah satu negara berkembang, hingga saat ini tetap melaksanakan
pembangunan industri. Meningkatnya jumlah industri tidak hanya memberikan dampak positif,
tetapi juga memberikan dampak negatif, misalnya pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh
limbah industri, yang dapat menyebabkan penurunan kualitas lingkungan.
Dampak pencemaran lingkungan yang mungkin timbul akibat limbah cair yang dihasilkan
dari kegiatan industri dapat diketahui dengan mengukur konsentrasi parameter-paremeter limbah
cair, baik berupa paramater fisik, parameter kimia (organik dan anorganik) ataupun parameter
biologi.
Air konsumsi adalah air yang memenuhi persyaratan sebagaimana ditetapkan
Kepmenkes RI No. 907/MENKES/SK/VII/2002 tanggal 29 Juli 2002 tentang Syarat-syarat dan
Pengawasan Kualitas Air Minum yaitu kadar Fe sebesar 0,3 mg/l. Secara kualitas, ditemukan
beberapa penyimpangan terhadap parameter kualitas air bersih, baik kualitas fisik, kimia, biologi,
ataupun radioaktif. Penurunan kualitas air diantaranya diakibatkan oleh adanya kandungan besi
yang sudah ada pada tanah karena lapisan- lapisan tanah yang dilewati air mengandung unsur-
unsur kimia tertentu, salah satunya adalah persenyawaan besi.
Proses pertukaran ion adalah proses di mana suatu material atau bahan tidak iarut
menangkap ion-ion bermuatan baik positif maupun negatif dari suatu larutan dan melepaskan
ion-ion bermuatan sejenis ke dalam larutan dalam jumlah yang setara. Bila proses pertukaran
telah mencapai titik jenuh, maka dilakukan proses regenerasi dengan tujuan agar kapasitas
penukaran material penukar ion dapat kembali seperti semula.
Untuk menjadi penukar ion yang efektif, suatu resin penukar ion harus mempunyai ion-
ion yang mudah bertukar dalam struktur yang tidak mudah larut dalam air, dan ruangan yang
cukup dalam strukturnya untuk menjamin kebebasan ion-ion bergerak keluar dan masuk dalam
matriks bahan.
1.2 Batasan Masalah
Kelompok 51
Resin Penukar Ion
Praktikum ini bertujuan untuk mempelajari kinerja bahan resin, menghitung jumlah kadar
Ca sisa dan kadar Ca yang terambil serta hubungan mempelajari hubungan kadar Ca dengan
jumlah resin.
Resin yang digunakan adalah resin kation dan anion. Penukaran ion dilakukan dengan
hanya 1 kali dilewati resin. Variabel yang digunakan ialah dosis resin, sedankan parameter yang
digunakan adalah konsentrasi Ca
1.3 Tujuan Masalah
Untuk mempelajari kinerja bahan resin
Menghitung jumlah kadar Ca sisa dan kadar Ca yang terambil
Mempelajari hubungan kadar Ca dengan jumlah resin
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Kelompok 52
Resin Penukar Ion
2.1 Karakteristik Resin Penukar Ion
Anekaragam bahan alamiah maupun sintetik, organik maupun anorganik,
memperagakan perilaku pertukaran ion, namun dalam laboratorium penelitian, di mana
keseragaman dipentingkan, penukar ion yang disukai biasanya adalah bahan sintetik yang
dikenal sebagai resin penukar ion. Resin–resin itu disiapkan dengan memasukkan gugus-gugus
terionkan ke dalam suatu matriks polimer organik, yang paling lazim diantaranya ialah Polistirena
hubungan silang; suatu resin maksud umum yang lazim ialah resin “ 8 % terhubung silang “,
yang berarti kandungan divinilbenzenanya 8 %.
Resin–resin itu dihasilkan dalam bentuk manik–manik bulat , biasanya 0,1–0,5 mm,
meskipun ukuran–ukuran lain juga tersedia. Untuk menyiapkan suatu resin penukar kation yang
lazim, polimer itu disulfonasi untuk memasukkan gugus –SO3H ke dalam cincin aromatik. Bila
disuspensikan dalam air, partikel resin itu akan membengkak karena menyerap air, yang derajat
pembengkakkannya dibatasi oleh jauhnya hubungan silang.
Ion yang dapat ditukar, yakni ion yang tidak terikat pada matriks polimer, disebut ion
lawan. Andaikan sutu resin penukar kation yang mengandung ion lawan yang dapat
dipertukarkan B+, ditaruh bersentuhan dengan suatu larutan yang mengandung ion A +. Terjadi
reaksi pertukaran :
A + + RB B+ + RA
Peristiwa adsorpsi gas atau cairan oleh padatan merupakan sebuah fenomena yang
sering dijumpai dalam industri kimia. Adsorpsi ini biasanya digunakan untuk memisahkan
sebagian komponen fasa mengalir (gas atau cairan) melalui penyerapan oleh padatan. Salah
satu contohnya adalah penyerapan ion-ion oleh resin yang dikenal sebagai operasi pertukaran
ion (ion exchange). Ion-ion dalam fasa cair (biasanya dengan pelarut air) diserap lewat ikatan
kimiawi karena bereaksi dengan padatan resin. Resin sendiri melepaskan ion lain (biasanya ion
H+ atau ion OH-) sebagai ganti ion yang diserap. Selama operasi berlangsung setiap ion akan
dipertukarkan dengan ion penggantinya hingga seluruh resin jenuh dengan ion yang diserap.
Resin adalah suatu senyawa kimia yang memiliki bagian tertentu yang bisa dilepas dan
ditukar dengan bahan kimia lain dari luar, dengan syarat memiliki sifat yang sama dengan bagian
yang lepas tadi. Bagian yang bisa dilepas ini bisa bermuatan negatif dan bisa juga bermuatan
positif. Karena dia bermuatan, maka disebutlah ion. Ion yang bermuatan negatif disebut anion,
sedangkan ion yang bermuatan positif disebut kation.
Resin penukar ion merupakan bahan padat yang mengandung bagian aktif dengan ion-
ion yang tidak dipertukarkan. Penukar ion dapat berupa penukar kation atau penukar anion. Hal
Kelompok 53
Resin Penukar Ion
ini bergantung bahan aktifnya yang bersifat basa dan dapat menukar anion dan sebaliknya.
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.
Berdasarkan jenis ion / muatan yang dipertukarkan, resin dapat dibagi menjadi 2 :
1. resin penukar kation
Mempunyai ion positif yang digunakan untuk exchange
2. resin penukar anion.
Resin penukar anion ini mempunyai gugus samping yang bersifat basa seperti anion
primer, sekunder, dan tersier tempat melekatnya anion Xn-. Resin penukar anion dibuat
dengan mereaksikan metil hidroksi metil eter dengan senyawa amina. Amina-amina tersier
akan menghasilkan resin amonium kwartener yang bersifat basa kuat dan poliamina akan
menghasilkan resin berbasa lemah.
Bentuk resin ini biasa disingkat dengan R-N+ (CH3)3OH- atau R+-OH-. Dalam
menggantikan reaksi pertukaran, anion yang berada dalam larutan menggantikan OH- pada
padatan.
nR+ - OH- + Xn- à RnX + nOH-
Dimana :
R = gugus fungsional dari resin
OH- = gugus alih fungsional
Xn- = anion, seperti : Cl-, F-, dll.
Untuk resin penukar anion urutan bertambah kuatnya penyerapan sesuai dengan
urutan bertambah kecilnya ukuran ion yang terhidrasi yang biasa dituliskan sebagai berikut:
F- CN- HCO3- Cl- HSO3- OH- Br- NO3- I-
Resin penukar anion dibagi menjadi dua, yaitu
resin penukar anion basa kuat
Mengandung gugus amonium kuartener, rumus umumnya Res-NR3OH dengan R
adalah radikal alifatis atau aril alifatis
resin penukar anion basa lemah
Mengandung gugus amina tersier dengan rumus umum Res-NO2.
Kelompok 54
Resin Penukar Ion
Resin anion dan kation diproduksi dari dasar polimer organik yang sama. Perbedaan
terdapat pada kelompok ionizable yang terikat dengan jaringan / ikatan hidrokarbon. Golongan
fungsional ini yang menentukan perilaku kimia resin. Resin secara luas digolongkan sebagai
kation exchanger asam kuat (contoh SO3H dengan pK = 1-2) atau asam lemah (OH dengan pK =
9 - 10) dan anion exchanger basa kuat (N+ dengan pK = 1 - 2) atau basa lemah (NH2 dengan pK
= 8 - 10).
Resin penukar ion merupakan salah satu metoda pemisahan menurut perubahan kimia.
Prinsipnya adalah mengganti atau mempertukarkan ion yang terikat pada polimer pengisi
resinnya dengan ion yang dilewatkan. Jika disebut resin penukar kation maka kation yang terikat
pada resin akan digantikan oleh kation pada larutan yang dilewatkan.
Berupa butiran, biasa disebut resin, yang tidak larut dalam air. Dalam strukturnya, resin
ini mempunyai gugus ion yang dapat dipertukarkan. Langsung contoh saja : pengolahan air
dengan penukar ion untuk produksi uap di dalam sebuah ketel uap. Air umumnya mengandung
ion kalsium. Karena terjadi penguapan, konsentrasi kapur di dalam ketel akan meningkat
sehingga menimbulkan kerak. Kerak ini akan menyebabkan pemborosan bahan bakar karena
menghambat panas. Oleh karena itu kadar kapur harus seminimal mungkin. Salah satu caranya
adalah dengan penukaran ion dengan resin yang mengandung gugus natrium. Air dilewakkan ke
dalam tumpukan butiran resin . Kita sebut saja resinnya R-Na:
R-Na + Ca++ ----> R-Ca + Na+
Ca+ di air diikat, dan Na+ dilepas ke air oleh resin Na tidak menimbulkan kerak karena
garam dari Na umumnya larut dalam air. Lama-lama resin akan jenuh dengan kapur (Ca)
sehingga kemampuan penukarannya hilang. Sehingga resin perlu diganti. Didalam praktek resin
tidak perlu dibuang tetapi bisa dicuci Ca-nya dengan penukaran ion juga yaitu dengan larutan
garam dapur (NaCl). Jadi dalam penukaran ion, air tidak dimurnikan.
2.2 Proses Ion Exchange
Ion Exchange Resin (IER) merupakan resin (plastic berukuran tertentu yang sangat kecil
dan berbentuk bulat) terbuat dari Styrene DiVinyl Benzene yang diaktifkan dengan beberapa
substansi kimia, yaitu yang umum dikenal adalah strong Kation (oleh gugus sulfonate dan
ditempeli ion H+ or Na+), strong anion (oleh gugus quartenary ammonium dan ditempeli ion Cl- or
OH-). Ion-ion Cl-, OH-, Na+ dan H+ inilah yang bergerak melalui transfer (exchange) antar ion
terhadap ion-ion impuritis yang ada di air. Sehingga, contohnya ion H+ dari IER akan
Kelompok 55
Resin Penukar Ion
menggantikan ion Ca2+ yg ada di air. Begitu seterusnya sampai terjadi kejenuhan di badan IER
itu sendiri karena ion-ionnya sudah tertukar semua, yg disebut breakthrough capacity (or time).
Exchange tersebut terjadi secara kontinyu, bila IER tersebut didesign dalam alat yang
bekerja kontinyu dalam suatu kolom dengan air yang mengalir (sebagai driving force) melalui
IER bed (contoh: demineralizer unit yang mempunyai kation dan anion unit atau softening unit
yang mempunyai hanya kation unit). Dan semakin lama kontak IER dengan air yg diproses
tersebut, akan menghilangkan impurities-impuritis air secara simultan, tentunya bila design dan
operasi Memang sesuai dengan yang diharapkan. Dan bila IER telah breakthrough, maka perlu
diregenerasi dengan substansi asam ataupun basa. IER bekerja secara fisik dan kimiawi.
Reaksi pada proses ion exchange bersifat reversibel dan stoikiometrik, dan sama
terhadap reaksi fase larutan yang lain. Sebagai contoh:
NiSO4 +Ca(OH)2 Ni(OH)2 + CaSO4 (1)
Pada reaksi ini, ion nikel yang terdapat dalam larutan nikel sulfate ( NiSO 4) ditukar ion kalsium
dari molekul calsium hidroksida (Ca(OH)2). Hal yang serupa terjadi dimana resin yang
mengandung ion hidrogen akan mengalami pertukaran dengan ion nikel dalam larutan.
persamaan reaksi sebagai berikut:
2(R-SO3H)+ NiSO4 (R-SO3)2Ni + H2SO4 (2)
R mengindikasikan bagian organik resin dan SO3 adalah bagian yang non-mobile dari kelompok
ion aktif. Diperlukan 2 resin untuk ion nikel valensi 2 ( Ni+2). Ion ferric bervalensi tiga akan
memerlukan tiga resin.
Di dalam lingkup pengolahan logam, ion exchange biasanya menggunakan satu kolom
yang terdiri dari cation exchange bed dan diikuti dengan anion exchange resin. Efluen biasanya
merupakan larutan deionisasi yang dapat di recycle dalam proses seperti rinse water.
2.3 Daya Penukar Ion
Kation yang berbeda mempunyai kemampuan untuk menukar kation yang teradsorpsi.
Ion divalen biasanya dijerap lebih kuat dan lebih sulit ditukar daripada ion monovalen. Ion Ba2+
dan NH4+ :
Ba2+ terjerap kuat oleh koloid tanah, tetapi daya penukarannya lemah. Pertukaran kation
menggunakan Ba < jumlah Ba yang diserap.
Kelompok 56
Resin Penukar Ion
NH4+ terjerap lebih lemah daripada Ba, tetapi daya penukarannya kuat. Pertukaran
kation menggunakan NH4+ > jumlah NH4
+ yang diserap.
2.4 Teknologi Resin Penukar Ion
Teknologi resin penukar ion ini, dengan mudah sekali dapat digunakan untuk
memisahkan dan memurnikan plutonium dan uranium dari bahan bakar bekas. Misalnya dari
hasil yang dicapai oleh Navratil dan kawan-kawannya di Argonne National Laboratory,Amerika
Serikat2). Mereka menggunakan resin penukar ion dengan nama dagang Dowex-50-X12,
Amberlite IRA - 938, Duolite ES-561 dan lain-lain. Dilaboratorium yang sama, oleh Chiarizia3)
dan kawan-kawannya telah dikembangkan pula jenis resin yang lain yang mereka beri nama
Dimensi Vol.3 No.1 Juni 2000 3Diphonix® yakni asam difosfonik yang diikat dalam kopolimer
stirena-difinil-benzenasehingga menjadi sebuah senyawa polimer. Resin ini memperlihatkan
afinitas yang tinggi terhadap unsur-unsur aktinida, terutama yang bervalensi empat dan enam,
sehingga resin ini dapat digunakan untuk memisahkan dan memurnikan unsur-unsur trans-
uranium (TRU), seperti neptunium, plutonium, amerisium dan kurium dari bahan bakar bekas.
Di samping itu, resin ini dapat juga digunakan untuk memisahkan sesium dan stronsium.
Penemuan penting lain dalam bidang ini adalah yang dicapai oleh Usuda dan kawankawannya di
Japan Atomic Energy Research Institute (JAERI)4). Mereka telah berhasil menggunakan resin
yang dibuat oleh Mitsubishi Chemical Industries, Co. untuk memisahkan unsur-unsur trans-
plutonium (TPu), seperti amerisium, kurium dan kalifornium dan juga logam tanah jarang, seperti
yitrium, serium, promesium dan europium. Tapi sayang, mereka melakukannya pada suhu tinggi,
yakni sekitar 90 oC, yang tentu saja punya masalah tersendiri dalam operasionalnya di
lapangan. Penemuan yang tidak kalah pentingnya adalah yang dicapai oleh Nur dan kawan-
kawan-nya di Research Laboratory for Nuclear Re-actors, Tokyo Institute of Technology5).
Mereka telah berhasil memisahkan amerisium dan kurium pada suhu kamar dengan
menggunakan resin jenis piridina yang mereka kembangkan sendiri.
2.5 Aplikasi Resin
1. Filter Deionizer
Filter de-ionzer adalah salah satu bentuk filter kimia. Fungsi utama filter ini adalah untuk
menghilangkan ion-ion tertentu dari air. Untuk keperluan akuarium biasanya digunakan untuk
menghilangkan kesadahan. Air hasil olahannya kemudian digunakan sebagai bahan baku untuk
meramu air akuarium dengan tingkat kesadahan dan tingkat pH yang diinginkan.
Kelompok 57
Resin Penukar Ion
Deionizer berfungsi dengan prinsip pertukaran ion. Yaitu, ion-ion tertentu dari dalam air,
seperti NH4+ atau Ca2+, ditukar dengan ion pengganti dari struktur media yang digunakan,
biasanya Na+, atau H+.
Dalam proses penurunan kesadahan air misalnya, air dengan kesadahan tinggi dialirkan
melewati media. Apabila media yang digunakan mempunyai ion penukar Na+. Maka selama
proses berlangsung sebuah ion Ca2+ dari air akan digantikan oleh 2 buah Na+ dari media.
Dengan demikian, meskipun nantinya kesadahan air berkurang karena Ca2+ telah ditangkap
media, kadar Na dalam air akan meningkat. Akan tetapi peningkatan Na ini tidak akan sampai
mencapai tingkat yang membahayakan. Apabila media yang digunakan mempunyai ion penukar
berupa H+, maka ion H+ dalam air akan meningkat, atau dengan kata lain pH air akan menurun.
Pilihan media yang digunakan sepenuhnya adalah keputusan anda.
Berbagai media penukar ion banyak tersedia saat ini. Berbagai pilihan tersedia untuk
berbagai jenis ion berbeda. Meskipun demikian secara umum mereka disebut sebagai media
penukar kation, apabila yang dipertukarkan adalah kation, atau media penukar anion, apabila
yang dipertukarkan adalah anion.
Media yang digunakan sendiri bisa berupa media alami atau buatan (sintetis). Media
buatan biasanya adalah resin, yang dibuat berbentuk butiran, dan telah diperlakukan secara
kimiawi sedemikian rupa. Untuk media alami biasanya digunakan zeolite dari tipe clinoptilolite.
Clinoptilolite diketahui dapat menghilangkan ion-ion bermuatan positif dari dalam air, seperti NH4+
atau Ca2+. Pada umumnya bahan ini digunakan untuk menghilangkan kelebihan amonia dari
dalam air akuarium tawar.
Satu hal yang perlu diingat dalam menggunakan media ini adalah mereka akan jenuh
setelah periode waktu tertentu. Pada media-media buatan tingkat kejenuhan tersebut biasanya
ditandai dengan terjadinya perubahan warna. Dengan demikian, apabila warna tersebut telah
tecapai, artinya media tersebut harus segera diganti atau diregenerasi. Setiap pabarik
mempunyai indikator warna berbeda untuk setiap produknya.
Filter deionizer hendaknya dibuat berbentuk tabung kedap udara. Sehingga aliran air
akan menciptakan tekanan tertentu untuk menjamin distribusi aliran air merata pada setiap
media yang dilalui. Anda bisa menggunakan fiter canister sebagai wadahnya. Sebelum melalui
media, air dialirkan terlebih dahulu melalui arang aktif. Pilih media yang sesuai peruntukannya.
2. Pengolahan Limbah Radioaktif
Dalam pembangkit tenaga nuklir, teknologi penukar ion telah diaplikasikan pada
pemurnian air pendingin, pengolahan limbah utama, pemurnian asam boric untuk pemakaian
Kelompok 58
Resin Penukar Ion
ulang serta pengolahan air buangan dan limbah cair. Beberapa faktor penting yang diperhatikan
dalam pemilihan teknologi penukar ion antara lain :
1. Karekteristik limbah.
Teknologi penukar ion dapat dilakukan pada limbah dengan kriteria antara lain kandungan
padatan terlarut tidak melebihi 4 mg/L, kandungan garam kurang dari 2 g/L, radionuklida
hadir dalam bentuk ion, mengandung sedikit kontaminan organik, dan mengandung sedikit
senyawa pengoksidasi kuat.
2. Pemilihan penukar ion dan proses pengolahan.
Penukar ion harus memiliki kecocokan dengan karakteristik limbah (pH dan ion) selain
temperatur dan tekanan.
Unsur yang bersifat bersifat ion yang terdapat pada air limbah dapat mengalami
pertukaran dengan jenis resin tertentu, dengan demikian akan terjadi pertukaran sampai resin
mengalami kejenuhan. Resin diregenerasi melalui proses pelepasan exchanged material dan
mengkonsentasikannya dalam pengurangan volume yang banyak. Sebagai contoh, air limbah
yang mengandung Cu digantikan dengan logam lain yang tidak berbahaya seperti Sodium.
Efeknya adalah air limbah tersebut dapat dibuang dan menempatkan Cu pada resin. Proses
regenerasi resin akan melepaskan Cu ke dalam suatu volume kecil konsentrat. Resin mungkin
dibuat untuk menukar jenis cationic atau anionic. Resin juga dimungkinkan untuk memindahkan
substansi khusus / spesifik seperti single metal dari aliran yang tercampur, tetapi hal ini
tergantung dari kondisi sekitar / lingkungannya.
Pengolahan air Internal
Pengolahan internal adalah penambahan bahan kimia ke boiler untuk mencegah
pembentukkan kerak. Senyawa pembentuk kerak diubah menjadi lumpur yang mengalir bebas,
yang dapat dibuang dengan blowdown. Metode ini terbatas pada boiler dimana air umpan
mengandung garam sadah yang rendah, dengan tekanan rendah, kandungan TDS tinggi dalam
boiler dapat di toleransi, dan jika jumlah airnya kecil. Jika kondisi tersebut tidak terpenuhi maka
laju blowdown yang tinggi diperlukan untuk membuang lumpur. Hal tersebut menjadi tidak
ekonomis sehubungan dengan kehilangan air dan panas. Jenis sumber air yang berbeda
memerlukan bahan kimia yang berbeda pula. Senyawa seperti Sodium Karbonat, Sodium
Aluminat, Sodium Fosfat, Sodium Sulfit dan komponen anorganik seluruhnya dapat digunakan
untuk maksud ini. Untuk setiap kondisi air diperlukan bahan kimia tertentu. Harus di
konsultasikan dengan seorang spesialis dalam menentukan bahan kimia yang lebih cocok untuk
Kelompok 59
Resin Penukar Ion
digunakan pada setiap kasus. Pengolahan air hanya dengan pengolahan internal tidak
direkomendasikan.
Pengolahan air eksternal
Pengolahan air eksternal digunakan untuk membuang padatan tersuspensi, padatan
terlarut (terutama ion Kalsium dan Magnesium yang merupakan penyebab utama pembentukkan
kerak) dan gas-gas terlarut (oksigen dan Karbondioksida.
Proses perlakuan eksternal yang ada adalah :
a. Pertukaran ion
reaksi pelunakan :
Na2R + Ca(HCO3)2 << CaR + 2Na(HCO3)
Reaksi regenerasi
CaR + 2NaCl << Na2R + CaCl2
Pada proses pertukaran ion, kesadahan dihilangkan dengan melewatkan air pada
Bed Zeolit alam atau resin sintetik dan tanpa pembentukkan endapan. Jenis paling
sederhana adalah ”pertukaran basa” dimana ion kalsium dan magnesium ditukar dengan ion
sodium. Setelah jenuh, dilakukan regenerasi dengan Sodium Klorida. Garam sodium mudah
larut, tidak membentuk kerak dalam boiler. Dikarenakan penukar basa hanya menggantikan
kalsium dan magnesium dengan sodium, maka tidak mengurangi kandungan TDS, dan
besarnya blowdown. Penukar basa ini juga tidak menurunkan alkalinitasnya.
b. Deaerasi (mekanis dan kimia)
Dalam deairasi, gas terlarut, seperti oksigen dan karbondioksida, dibuang dengan
pemanasan awal air umpan sebelum masuk ke boiler. Seluruh air alam mengandung gas
terlarut dalam larutannya. Gas-gas tertentu seperti karbondioksida dan oksigen sangat
meningkatkan korosi. Penghilangan oksigen, karbondioksida dan gas lain yang tidak dapat
terembunkan dari umpan air boiler sangat penting bagi umur peralatan boiler dan juga
keamanan operasi.
Asam karbonat mengkorosi logam menurunkan umur peralatan dan pemipaan.
Asam ini juga melarutkan besi (Fe) yang jika kembali ke boiler akan mengalami
pengendapan dan menyebabakan terjadinya pembentukkan kerak pada boiler dan pipa.
Kerak ini tidak hanya berperan dalam penurunan umur peralatan tapi juga meningkatkan
Kelompok 510
Resin Penukar Ion
jumlah energi yang diperlukan untuk mencapai perpindahan panas. Deaerasi dapat
dilakukan dengan deaerasi mekanis, deaerasi kimiawi, atau dua-duanya.
c. Osmosis balik
Osmosis balik menggunakan kenyataan bahwa jika larutan dengan konsentrasi yang
berbeda-beda dipisahkan dengan sebuah membran semi-permeable, air dari larutan yang
berkonsentrasi lebih kecil akan melewati membran untuk mengencerkan cairan yang
berkonsentrasi tinggi. Jika cairan yang berkonsentrasi tinggi tersebut diberi tekanan,
prosesnya akan dibalik dan air dari larutan yang berkonsentrasi tinggi mengalir kelarutan
yang berkonsentrasi lebih lemah. Hal ini dikenal dengan osmosis balik.
d. Penghilangan mineral/demineralisasi
Demineralisasi merupakan penghilangan lengkap seluruh garam. Hal ini dicapai
menngunakan resin ’kation’,yang menukar ion dalam air baku dengan ion hidrogen
menghasilkan asam hidroklorida, asam sulfat dan asam karbonat. Asam karbonat
dihilangkan dalam menara degassing dimana udara dihembuskan melalui air asam.
Berikutnya, melewati resin ’ anion’ , yang menukar anion dengan asam mineral (misalnya,
asam sulfat) dan membentuk air. Regenerasi kation dan anion perlu dilakukan pada jangka
waktu tertentu dengan menggunakan asam mineral dan soda kaustik. Penghilangan lengkap
silika dapat dicapai dengan pemilihan resin anion yang benar. Proses pertukaran ion, jika
diperlukan dapat digunakan untuk demineralisasi yang hampir total, seperti untuk boiler
pembangkit tenaga listrik.
Sebelum digunakan cara diatas, perlu untuk membuang padatan dan warna dari bahan
baku air, sebab bahan tersebut dapat mengotori resin yang digunakan pada bagian pengolah
berikutnya.
Metode pengolahan awal adalah sedimentasi sederhana dalam tangki pengendapan
atau pengendapan dalam clarifiers dengan bantuan koagulan dan flokulan. Penyari pasir
bertekanan, dengan aerasi untuk menghilangkan karbondioksida dan besi, dapat digunakan
untuk menghilangkan garam-garam logam dari air sumur. Tahap pertama pengolahan adalah
menghilangkan garam sadah dan garam non sadah. Penghilangan hanya garam sadah disebut
Kelompok 511
Resin Penukar Ion
pelunakan, sedangkan total garam dari larutan disebut penghilangan mineral atau
demineralisasi.
Kesadahan
Air merupakan unsur penting dalam kehidupan. Hampir seluruh kehidupan di dunia ini
tidak terlepas dari adanya unsur air ini. Air dapat mengalami daur hidrologi. Selama menjalani
daur itu air selalu menyerap zat-zat yang menyebabkan air itu tidak lagi murni. Oleh karena itu,
pada hakekatnya tidak ada air yang betul-betul murni. Zat-zat yang diserap oleh air alam dapat
diklasifikasikan sebagai padatan terlarut, gas terlarut dan padatan tersuspensi. Pada umumnya,
jenis zat pengotor yang terkandung dalam air bergantung pada jenis bahan yang berkontak
dengan air itu, sedangkan banyaknya zat pengotor bergantung pada waktu kontaknya. Bahan-
bahan mineral yang dapat terkandung dalam air karena kontaknya dengan batu-batuan terutama