Sifat-sifat penting yang diharapkan dari penukar ion adalah daya pengambilan kapasitas yang besar, selektivitas yang besar, kecepatan pertukaran
yang besar, ketahanan terhadap suhu, ketahanan terhadap penukar ion yang telah terbebani dapat dilakukan dengan mudah, karena pertukaran ion merupakan suatu
proses yang sangat reversibel. Bernasconi,1995. Ada 2 variabel utama yang menentukan ion selektivitas, yaitu :
1. Harga atau nilai ion Harga ion berpengaruh besar pada kekuatan besar
pada pertukaran ion. 2.
Ukuran ion Montgomery,1985 : a Pada konsentrasi rendah encer dan temperatur biasa, luas pertukaran
meningkat dengan meningkatnya valensi dari pertukaran ion : Th
4+
Al
3+
Ca
2+
Na
+
; PO
4 3-
SO
4 2-
Cl
-
b Pada konsentrasi rendah encer, temperatur biasa dan valensi konstan luas pertukaran meningkat dengan meningkatnya nomor atom pada luas
pertukaran ion
Cs
+
Rb
+
K
+
Na
+
Li
+
; Ba
2+
Sr
2+
Ca
2+
Mg
2+
Be
2+
c Pada konsentrasi tinggi, perbedaan pada kekuatan pertukaran ion dengan perbedaan valensi Na
+
dan Ca
2+
atau NO
3 -
dan SO
4 2-
berkurang dan pada kasus yang sama, pada ion dengan valensi rendah mempunyai pertukaran
ion yang tinggi. Gambar berikut merupakan rumus umum dari struktur resin penukar ion
yang merupakan resin penukar kation Gambar 3 dan resin penukar anion Gambar 4.
Gambar 3. Resin Penukar Kation
Gambar 4. Resin Penukar Anion
2.5.2. Mekanisme Pertukaran Resin dengan Ion Uranium
Resin yang digunakan dalam penelitian ini adalah jenis resin penukar anion amberlite IRA-400 Cl. Resin ini merupakan kopolimerisasi stiren dan
divinil benzen dan mempunyai gugus fungsional amonium basa kuartener R
4
N
+
Cl, dimana R merupakan radikal organik -CH
3
dan CI
-
merupakan ion aktif sebagai penukar ionnya. Rumus molekul amberlite IRA-400 Cl adalah C
22
H
28
ClN
dan struktur molekulnya ditunjukkan pada Gambar 5. Karakteristik resin penukar anion amberlite IRA-400 Cl ditunjukkan pada Tabel 3.
Gambar 5. Struktur molekul amberlite IRA-400 Cl
-
Tabel 3. Karakteristik amberlite IRA-400 Cl
Matriks Kopolimer Polistiren divinilbenzen
Kelompok fungsional Amonium kuartener
Bentuk fisik Pucat kuning terang manik-manik
Bentuk ion Klorida
Total kapasitas pertukaran 1,40 meq ml benuk Cl
Kapasitas kelembaban 40-47 bentuk Cl
Ukuran 0,60-0,75 mm
Sumber : Rohm dan Hass, 2005
Resin anion basa kuat merupakan resin yang sering dipergunakan dalam mengambil ion-ion yang bermuatan negatif. Pada operasionalnya resin anion basa
kuat ini dapat dioperasionalkan pada kondisi hidroksida R
+
.OH
-
. Apabila resin anion basa kuat dioperasionalkan pada kondisi hidroksida R
+
.OH
-
, maka resin anion basa kuat ini dapat mengambil hampir seluruh jenis ion negatif
Montgomery, 1985.
Resin penukar anion dapat menyerap uranium dalam bentuk kompleks, yaitu uranil nitrat ditambah dengan Na
2
CO
3
sehingga terbentuk kompleks [UO
2
CO
3 3
]
-4
, persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut :
UO
2 +2
+ 3CO
3 -2
[UO
2
CO
3 3
]
-4
K = 4 x 10
5
Pada pembentukan kompleks perlu ditentukan banyaknya Na
2
CO
3
supaya kompleks yang terbentuk cukup banyak sehingga uranium yang terserap juga
banyak. Jika pengkompleks yang ditambahkan terlalu banyak maka larutan mengandung CO
3 -2
bebas dan akan diserap resin sehingga kapasitas untuk menyerap ion uranil karbonat menjadi berkurang. Harga K yang sangat besar
menunjukkan bahwa reaksi ke kanan berlangsung sempurna atau hampir sempurna yang berarti ion uranil karbonat yang terbentuk stabil. Proses penukaran
ion meliputi penyerapan ion-ion kompleks tersebut secara selektif dan kuantitatif oleh resin penukar anion, dengan reaksi sebagai berikut :
4R
4
N
+
Cl
-
+ [UO
2
CO
3 3
]
-4
R
4
N
+ 4
[UO
2
CO
3 3
]
-4
+ 4Cl
-
Gambar 6 berikut ini merupakan tempat terikatnya ion uranil karbonat kedalam struktur resin amberlite IRA-400 Cl dimana kedudukan dari ion klorida
Cl
-
akan ditempati oleh ion uranil karonat [UO
2
CO
3 3
]
-4
.
