Kromatografi pertukaran ion.docx

7/29/2019 Kromatografi pertukaran ion.docx

1/7

Kromatografi pertukaran ion

Kromatografi pertukaran ion adalah salah satu teknik pemurnian senyawa spesifik di

dalam larutan campuran. Prinsip utama dalam metode ini didasarkan pada interaksi muatan

positif dan negatif antara molekul spesifik dengan matriks yang barada di dalam kolom

kromatografi. Metode ini pertama kali dikembangkan oleh seorang ilmuwan bernama

Thompson pada tahun 1850.

Secara umum, terdapat dua jenis kromatografi pertukaran ion, yaitu:

1. Kromatografi pertukaran kation, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatanpositif dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan negatif. Kolom yang

digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus karboksil (-

CH2-CH2-CH2SO3- dan -O-CH2COO-). Larutan penyangga (buffer) yang digunakan

dalam sistem ini adalah asam sitrat, asam laktat, asam asetat, asam malonat, buffer

MES dan fosfat.

2. Kromatografi pertukaran anion, bila molekul spesifik yang diinginkan bermuatannegatif dan kolom kromatografi yang digunakan bermuatan positif. Kolom yang

digunakan biasanya berupa matriks dekstran yang mengandung gugus -N+(CH3)3, -

N+(C2H5)2H, dan N+(CH3)3. Larutan penyangga (buffer) yang digunakan dalam

sistem ini adalah N-metil piperazin, bis-Tris, Tris, dan etanolamin.

Penukar ion adalah suatu metode yang mengikat suatu zat,senyawa,dan unsur yang

kita inginkan dimana zat pengotornya tidak ikut terikat.Kemudian,zat yang telah kita

inginkan yang telah terikat diresin dapat diambil dengan mengalirkan suatu pelarut yang

berinteraksi kuat dengan Ca daripada Ca dengan resin(Pratam,2008).

Kromatografi pertukaran ion merupakan metode kromatografi utama yang paling

banyak digunakan dalam produksi makromolekul biologis. Dibandingkan dengan resin

konvensional maka tentakel penukar ion meningkatkan efisiensi proses pemisahan. Media

tentakel memberikan sejumlah manfaat seperti kapasitas tinggi,efisiensi tinggi,damn

pemulihan tinggi. Keduanya mempertahankan aktifitas biologi selama pemurnian dan

mendapatkan hasil yang tinggi. Semua penukar ion merck menunjukkan kapasitas pengikat

protein yang luar biasa pada tingkat laju tinggi dan menawarkan berbagai fitur yang

bermanfaat untuk banyak proses produksi(Anonim,2010).


2/7

Kromatografi penukar ion menggunakan resin sebagai fasa gerak tetapi bisa juga

digunakan fasa terikat jenis C18 fasa terbalik. Resin penukar ion adalah suatu polimer

organik yang mengandung guugs-gugus bermuatan yang terlekat secara kovalen yang dapat

berinteraksi secara elektrostatik dengan ion-ion gerak yang tandanya berlawanan. Secara

mendasar sistem kromatografi penukar ion terdiri dari eluen, pompa, injektor sampel, kolom

pemisah, detektor serta computer perekam.

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 mampubereaksi 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. Molekul lain yang umumnya dapat dimurnikan dengan menggunakan

kromatografi pertukaran ion ini antara lain senyawa alkohol, alkaloid, asam amino, dan

nikotin.

Sifat dan resin penukar ion yang digunakan ikut menentukan kesektifan penukaran

terhadap berbagai ion, ikut tidaknya suatu ion diserap pada resin penukar ion tergantung darisifat gugus fungsional yang terdapat dalam resin. Hal lain yang ikut menentukan kekuatan

diserpnya suatu ion pada resin penukar ion adalah persen hubungan silang resin yang

digunakan.Semakin tinggi persen hubungan silang maka semakin selektif resin yang

bersangkutan terhadap ion-ion yang ukurannya berbeda-beda(Seobargio,2001).

Kapasitas penukar ion dari suatu resin penukar ion (anion/kation) adalah jumlah ion

yang dapat ditukar untuk setiap 1 gram resin atau banyaknya ion yang yang dapat ditukar

untuk setiap 1 ml resin basa. Kapasitas penukar ion biasanya dinyatakan dalam mgrek/g resin

kering atau dalam mgrek ion/ml resin basah.semakin besar jumlah gugusan tersebut,semakin

besar pula nilai kapasitas penukarnya(Tim Dosen Kimia Analitik,2010).

Larutan yang melalui kolom disebut influent,sedangkan larutan yang keluar dari

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

adalah desorpsi atau elusi. Proses pengeluaran ion dari kolom dengan reagen yang sesuai

disebut elusi dan pereaksinya disebut eluen dan yang disebut dengan kapasitas pertukaran


3/7

total adalah jumlah-jumlah gugusan yang dapat dipertukarkan dalam kolom dinyatakan dalam

mili ekivalen(Khopkar,2003)

Penggunaan kromatografi penukar ion

Metode penukar ion mempunyai berbagai kegunaan, pertama kali metode ini

digunakan untuk deosinasi atau melunakkan air. Metode penukar ion dapat digunakan untuk

penentuan konsentrasi garam total. Pengeluaran ion-ion pengganggu dengn muatan

berlawanan dalam larutan juga dapat dilakukan dengan penukar ion. Teknik penukar ion

bermanfaat untuk pemisahan anion dan terutama digunakan dalam kuantitatif anorganik.

Salah satu sukses yang paling dramatis dari teknik pertukaran ion tampak dalam

penganalisis asam amino yang modern. Protein yang menggunakan peran utama dalam

biokimia merupakan polimer kondensasi asam amino. Tahap pertama dalam elusidasi

struktur suatun protein adalah menetapkan komposisi asam amino. Protein itu dihidrolisis

untuk menetukan hubungan amida sehingga terbebaskan sekitar 20 asam amino yang

berlainan

1. Untuk menghilangkan ion

Untuk menghilangkan ion-ion keseluruhannya, air tersebut dapat dialirkan melalui penukar

kation, kemudian dialirkan melalui penukar anion, yang akan menghilangkan semua aniondan diganti dengan ion hidroksida. Bila kedua resin tersebut (kation dan anion) dijadikan

satu, penghilangan kedua jenis ion tersebut sekaligus dapat dikerjakan.

2. Mengkonsentrasikan komponen berkadar kecil

Ion-ion yang jumlahnya kecil (trace element) dapat dikonsentrasikan dengan penukar ion.

Setelah ion solut terikat dalam kolom, kemudian dielusi dengan jumlah eluen yang kecil.

3. Pemisahan asam-asam amino

Pada suatu pH, Asam-asam amino dapat dipisahkan menjadi tiga golongan berdasarkan titik

isoelektrisnya. Dengan demikian campuran asam-asam amino dapat dipisahkan dalam suatu

aliran fase mobil dengan secara gradual dengan merubah pH untuk elusi (gradient elution).

Perubahan pH sering dikombinasikan dengan perubahan suhu.

Mengoperasikan Alat Penukar Ion


4/7

Pada proses kolom ganda, air mentah mula-mula masuk ke dalam kolom penulcar

kation. Di sini sernua kation yang terkandung dalam air (terutama ion kalsium, magnesium

dan natrium) ditukar dengan ion hidrogen. Dalarn kolom berikutnya yang berisi penukar

anion, maka anion (terutama ion khlorida, sulfat dan bikarbonat) ditukar dengan ion

hidroksil. Ion hidrogen yang berasal dari penukar kation dan ion hidroksil dari penukar anion

akan membentuk ikatan dan menghasilkan air.

Setelah air terbentuk maka resin penukar ion harus diregenerasi. Pelaksanaan

regenerasi pada proses kolorn ganda sangat sederhana. Ke dalam kolom penukar kation

dialirkan asarn khlorida encer dan ke dalam kolom penukar anion dialirkan larutan natrium

hidroksida encer. Regeneran yang berlebihan selanjutnya dibilas dengan air.

Pada proses unggun campuran

kolom tunggal, resin penukar kation dan penukar

anion dicampur menjadi satu dalam sebuah kolom tunggal. Dengan proses unggun campuran

dapat dicapai tingkat kemurnian air yang jauh lebih tinggi daripada dengan proses kolom

ganda. Sebaliknya, pada proses unggun campuran regenerasi resin penukar lebih kompleks.

Langkah-langkah kerja pada regenerasi unggun campuran:Pernisahan resin penukar

kation dan penukar anion dengan cara klasifikasi menggunakan air (pencucian kembali dari

bawah ke atas). Dalam hal ini resin penukar anion yang lebih ringan (kebanyakan berwarna

lebih terang) akan berada di atas resin 349 penukar kation yang lebih berat (kebanyakan

berwarna lebih gelap). Pencucian kembali harus dilangsungkan terus sampai di antara kedua

resin terlihat suatu lapisan pemisah yang tajam.

1. Untuk regenerasi, regeneran bersama dengan air dialirkan melewati kedua lapisanresin Asam khlorida encer dialirkan dari bawah ke atas melewati resin penukar kation,

dan dikeluarkan dari kolom pada ketinggian lapisan pernisah. Larutan natrium


5/7

hidroksida encer dialirkan dari atas ke bawah melewati resin penukar anion, juga

dikeluarkan pada keting gian lapisan pemisah.

2. Kelebihan kedua regeneran kemudian dicuci dengan air3. Ketinggian permukaan air dalam kolom diturunkan dan kedua resin penukar dicampur

dengan cara memasukkan udara tekan dari ujung bawah kolom.

4. Pencucian ulang unggun campuran dengan air dari atas ke bawah, sampai alat ukurkonduktivitas menunjukkan kondisi kemurnian air yang diinginkan.

Sekarang instalasi siap untuk dioperasikan lagi. Baik pada instalasi pelunakan maupun

pada instalasi demineralisasi air, maka pengalihan dari kondisi operasi ke proses regenerasi,

pelaksanaan regenerasinya sendiri, dan pengalilian kembah ke kondisi 350 operasi dapat

dilakukan baik secara manual maupun secara otomatik.

Untuk mencapai kualitas air atau performansi yang optimal dan untuk mencegah

terjadinya kerusakan pada resin penukar, maka petunjuk kerja yang diberikan oleh pabrik

pembuat instalasi (misalnya mengenai urutan pelaksanaan operasi, kuantitas dan konsentrasi

regeneran, waktu regenerasi dan waktu pencucian) harus diikuti dengan seksama.

Perhatian: Pada saat bekerja dengan asam dain basa yang diperlukan untuk regenerasi,

perlengkapan keselamatan perorangan yang sesuai harus digunakan. Air buangan yang keluar

pada regenerasi dapat bersifat asam, basa atau mengandung garam. dan karena itu dalam

hubungannya dengan pelestarian lingkungan harus ditangani seperti air limbah kimia.

Ukuran performansi sebuah instalasi penukar ion adalah kuantitas cairan yang

diproduksi per jam (atau selang waktu di antara dua regenerasi). Performansi tergantung pada

besarnya alat atau kuantitas penukar, pada kuantitas ion yang akan dipisahkan (dengan syarat

kemurnian air yang diinginkan telah tertentu) dan pada tingkat kemurnian yang diminta.

Untuk operasi yang semi kontinu (bila pengolahan air tidak bolch berhenti di tengah-tengah)

diperlukan dua buah unit yang dihubungkan secara paralel. Karena proses pertukaran dan

proses regenerasi tidak dapat berlangsung pada saat yang bersamaan, kedua unit tersebut

bekerja secara bergantian, yang satu sebagai penukar ketika yang lain sedang regenerasi.


6/7

Beberapa jenis proses pertukaran sering juga digabungkan bersama. Misalnya untuk

meringankan beban kolorn utama dari instalasi unggun campuran (untuk meningkatkan

perforinansinya) dapat dipasang sebuah kolom pelunak air di depannya.


7/7

DASAR-DASAR PEMISAHAN ANALITIKKROMATOGRAFI PENUKARAN ION

DISUSUN OLEH: KELOMPOK 6

1. M.KOHERUDIN2. NARTI AGUSTINAH3. SITI THOAIROH4. PARAMITA DEWI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

PROGRAM STUDI KIMIA

UNIVESITAS SRIWIJAYA

Documents

Kromatografi pertukaran ion.docx