KIMIA LINGKUNGAN

Kesadahan air

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Kesadahan air adalah kandunganmineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air sadah atau air keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ionlogam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun. Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa yang banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan sedikit sekali busa. Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO₃.

Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan keran. Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga, dan air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat kimia, ataupun dengan menggunakan resin penukar ion

Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.

Air sadah sementara Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+. Dengan jalan pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel. Reaksi yang terjadi adalah : Ca(HCO3)2 (aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

Air sadah tetap Air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3- dan SO42-. Berarti senyawa yang terlarut boleh jadi berupa kalsium klorida (CaCl2), kalsium nitrat (Ca(NO3)2), kalsium sulfat (CaSO4), magnesium klorida (MgCl2), magnesium nitrat (Mg(NO3)2), dan magnesium sulfat (MgSO4). Air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap, karena kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan. Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan karbonat dimaksudkan untuk mengendapkan ion Ca2+ dan atau Mg2+. CaCl2 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) + 2NaCl (aq) Mg(NO3)2 (aq) + K2CO3 (aq) –> MgCO3 (s) + 2KNO3 (aq) Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah terbebas dari kesadahan.

Pada industri yang menggunakan ketel uap, air yang digunakan harus terbebas dari kesadahan. Proses penghilangan kesadahan air yang sering dilakukan pada industri-industri adalah melalui penyaringan dengan menggunakan zat-zat sebagai berikut :

Resin pengikat kation dan anion. Resin adalah zat polimer alami ataupun sintetik yang salah satu fungsinya adalah dapat mengikat kation dan anion tertentu. Secara teknis, air sadah dilewatkan melalui suatu wadah yang berisi resin pengikat kation dan anion, sehingga diharapkan kation Ca2+ dan Mg2+ dapat diikat resin. Dengan demikian, air tersebut akan terbebas dari kesadahan.

Zeolit memiliki rumus kimia Na2(Al2SiO3O10).2H2O atau K2(Al2SiO3O10).2H2O. zeolit mempunyai struktur tiga dimensi yang memiliki pori-pori yang dapat dikewati air. Ion Ca2+ dan Mg2+ akan ditukar dengan ion Na+ dan K+ dari zeolit, sehingga air tersebut terbebas dari kesadahan.

Cara paling mudah untuk mengetahui air yang selalu anda gunakan adalah air sadar atau bukan dengan menggunakan sabun. Ketika air yang anda gunakan adalah air sadah, maka sabun akan sukar berbiuh, kalaupun berbuih, berbuihnya sedikit. Kemudian untuk mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan pemanasan. Jika ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda gunakan adalah air sadah tetap.

Untuk menghilangkan kesadahan sementara ataupun kesadahan tetap pada air yang anda gunakan di rumah dapat dilakukan dengan menggunakan zeolit. Anda cukup menyediakan tong yang dapat menampung zeolit. Pada dasar tong sudah dibuat keran. Air yang akan anda gunakan dilewatkan pada zeolit terlebih dahulu. Air yang telah dilewatkan pada zeolit dapat anda gunakan untuk keperluan rumah tangga, spserti mencuci, mandi dan keperluan masak.

Zeolit memiliki kapasitas untuk menukar ion, artinya anda tidak dapat menggunakan zeolit yang sama selamanya. Sehingga pada rentang waktu tertentu anda harus menggantinya.

SUMBER : http://id.wikipedia.org/wiki/Kesadahan_air

Untuk menghilangkan air sadah maka dapat dilakukan dengan beberapa cara :

a. Secara fisika :

- Dipanaskan (untuk kesadahan sementara)

- Filtrasi dengan Zeolit.

- Soften Water Kit (nama dagang industri)

b. Secara kimia

- Ditambahkan sada abu/ soda ash/ sodex/ natrium karbonat/ sodium karbonat (Na2CO3).

- Pendesakan ion (review deret volta), umumnya menggunakan garam dapur/ garam meja/ natrium khlorida/ sodium khlorida/ NaCl.

- Pertukaran ion, umumnya menggunakan resin

- Penambahan Fosfat, umumnya Pentanatriumtrifosfat (Na5P3O10).

- Pengendapan, umumnya menggunakan Natrium stearat.

Untuk secara rumah tangga jika air digunakan untuk minum, maka sebaiknya direbus dahulu hingga mendidih sempurna, setelah itu diamkan semalam, lalu saring.

Note : endapan yang terapung merupakan ciri adanya air sadah, jika berlebih tidak baik untuk kesehatan menyebabkan gangguan kesehatan (ginjal, kencing batu). Akan tetapi kesadahan yang cukup dapat membuat air menjadi terasa segar karena ada Ca-karbonat. Sebaiknya periksakan dulu di laboratorium apakah sesuai standar Kep.Menkes No.907/VII/MENKES/2002.

Jika air akan digunakan dalam bentuk lain, mungkin dapat digunakan alat Soften Water Kit (nama dagang industri), untuk lebih lanjut silahkan open (maaf, bukan iklan): http://doctorwater.blog.com/ , tentunya semua tergantung dari fungsi, financial, dan pertimbangan lainnya.

Regards,

Skimaters.

http://www.tkcmindonesia.com

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral yang terdapat di dalam air umumnya mengandung ion Ca2+ dan Mg2+. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Kesadahan air ini dapat dilihat pada air ketika sedang mencuci, karena sebenarnya air sadah sendiri adalah air biasa yang sering digunakan sehari-hari. Dari air tersebut kita akan menemukan dua jenis air:

Air Lunak

Jika busa sabun yang dihasilkan pada air itu cukup banyak maka air tersebut termasuk air lunak. Air lunak adalah air yang mengandung kadar mineral yang rendah. Penentuan air ini dilihat dari jumlah busa sabun yang dihasilkan.

Air Sadah (hard water)

Jika busa sabun yang dihasilkan pada air itu sangat sedikit atau bahkan tidak menghasilkan sabun sama sekali maka air tersebut merupakan air sadah. Air sadah ini adalah air yang mengandung kadar mineral yang sangat tinggi. Biasanya secara fisik terlihat air tampak keruh. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO3. Air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan (scum) yang sukar dihilangkan.

Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.

Air Sadah Sementara, yaitu air yang mengandung garam hidrogen karbonat (Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2). Senyawa Kalsium Karbonat dan Magnesium Karbonat dari batu kapur dan dolomite dapat larut menjadi senyawa Bikarbonat karena adanya gas karbondioksida di udara.

CaCO3(S) + 2 H2O(l) + CO2(g) → Ca(HCO3)2

Air Sadah Tetap, yaitu air yang mengandung garam selain garam hidrogen karbonat, seperti garam sulfat (CaSO4, MgSO4) dan garam klorida (CaCl2, MgCl2). Air sadah tetap tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan, tetapi harus ditambahkan Natrium Karbonat (soda)

MgCl2(aq) + Na2CO3(aq) → MgCO3(s) + 2NaCl(aq)

Air sadah kurang baik apabila digunakan untuk mencuci dengan menggunakan sabun (NaC17H35COO). Hal ini disebabkan karena ion Ca2+ atau Mg2+ dalam air sadah dapat mengendapkan sabun sehingga membentuk endapan berminyak yang terapung dipermukaan air. Dengan demikian, sabun hanya sedikit membuih dan daya pembersih sabun berkurang.

2NaC17H35COO(aq) + Ca2+ → Ca(C17H35COO)2 (s) + 2Na+(aq)

Walaupun tidak berbahaya, air sadah dapat menimbulkan kerugian, diantaranya :

·         Kesadahan Air dapat menurunkan efisiensi dari deterjen dan sabun.

·         Kesadahan Air dapat menyebabkan noda pada bahan pecah belah dan bahan flat.

·         Kesadahan Air dapat menyebabkan bahan linen berubah pucat.

·         Mineral Kesadahan Air dapat menyumbat semburan pembilas dan saluran air.

·         Residu Kesadahan Air dapat melapisi elemen pemanas dan menurunkan efisiensi panas.

·         Kesadahan Air dapat menciptakan biuh logam pada kamar mandi shower dan bathtubs.

Menghilangkan Kesadahan

Pemanasan.

Pemanasan dapat menghilangkan kesadahan sementara. Pada suhu tinggi, garam hidrogen karbonat Ca(HCO3)2 akan terutarai, sehingga ion Ca2+ akan mengendap sebagai CaCO3

Ca(HCO3)2(aq) à CaCO3(s) + CO2(g) + H2O(l)

Penambahan ion karbonat.

Soda (NaCO3).10H2O yang ditambahkan dalam air sadah dapat mengendapkan ion Ca2+ menjadi endapan CaCO3.

Na2CO3.10H2O(s) à 2Na+(aq) + CO32- + 10H2O

CaCl2 à Ca2+(aq) + 2Cl-(aq)

Na2CO3.10H2O(s) + CaCl2 à 2NaCl + CaCO3 + 10H2O

Menggunakan zat pelunak air.

Natrium Heksametafosfat [Na2(Na4(PO3))] dapat digunakan untuk menghilangkan air sadah yang mengandung ion Ca2+ dan Mg2+. Kedua ion ini akan diubah menjadi ion kompleks yang mudah larut, sehingga tidak dapat bergabung dengan ion dari sabun.

Na2[Na4(PO3)6](s) à 2Na+(aq) + [Na4(PO3)6]2-(aq)

CaCl2 à Ca2+ + 2Cl-

Na2[Na4(PO3)6] + CaCl2 à 2NaCl + Ca[Na4(PO3)6]

Menggunakan resin penukar ion.

Resin berfungsi mengikat semua kation atau anion yang ada di dalam air sadAH

\

http://belajarchemistry.blogspot.com/2012/03/kesadahan-air.html

Analisa Kimia Sampel Air Sungai : Penentuan Kesadahan Total dan Sementara dalam Air

1.      Tinjauan Pustaka.

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garamkarbonat. Atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polivalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.
Karena penyebab dominan/utama kesadahan adalah Ca²⁺ dan Mg²⁺, khususnya Ca²⁺, maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca²⁺ dan Mg²⁺, yang dinyatakan sebagai CaCO₃ (Giwangkara, 2006).

Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah. Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Air sadah atau air keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah.

Kesadahan air dibedakan atas kesadahan sementara dan kesadahan tetap. Kesadahan sementara disebabkan oleh garam-garam hidrogen karbonat, yaitu Ca(HCO₃)₂ atau Mg(HCO₃)₂. Kesadahan sementara akan hilang jika air dididihkan. Garam hidrogen karbonat akan mengendap pada pemanasan (Hunt, 1984):

Ca(HCO₃)_{2 (aq)}   ^dipanaskan   CaCO_3 (s) + H₂O _(l) + CO_{2 (g)}

Kesadahan tetap diakibatkan oleh garam selain garam hidrogen karbonat, seperti CaSO₄, CaCl₂, MgSO₄, dan MgCl₂. Kesadahan tetap lebih sulit dihilangkan bahkan tidak hilang sekalipun dididihkan (Hunt, 1984).

Reaksi yang terjadi adalah (Giwangkara S, 2006) :

CaCl₂ + Na₂CO₃ –> CaCO₃ (padatan/endapan) + 2 NaCl (larut)

CaSO₄ + Na₂CO₃ –> CaCO₃ (padatan/endapan) + Na₂SO₄ (larut)

MgCl₂ + Ca(OH)₂ –> Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaCl₂ (larut)

MgSO₄ + Ca(OH)₂ –> Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaSO₄ (larut)

Kesadahan total yaitu jumlah ion-ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ yang dapat ditentukan melalui titrasi kompleks dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut (Giwangkara S, 2006).

Titrasi kompleks meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan yang mendasari terbentuknya kompleks adalah tingkat kelarutan yang tinggi (Keenan dan Donald, 1984).

EDTA biasa dikenal sebagai asam etilen diamina tetraasetat, mengandung atom oksigen dan nitrogen yang efektif dalam membentuk kompleks yang stabil dengan logam lain yang berbeda. EDTA adalah ligan yang dapat berkoordinasi dengan satu ion logam melalui dua nitrogen dan satu oksigennya. EDTA juga dapat berlaku sebagai ligan kudentat dan konsidentat yang membebaskan satu atau dua gugus oksigen dari reaksi yang kuat dengan logam lain (Brady, 1994).

Selain dari Ca²⁺ dan Mg²⁺ beberapa kation seperti Al³⁺, Fe³⁺ dan Fe²⁺, Mn²⁺ dan sebagainya juga bergabung dengan EDTA. Tetapi untuk air ledeng, air sungai atau danau, konsentrasi ion-ion ini cukup rendah (konsentrasi kurang dari beberapa mg/L) dan tidak mengganggu. Namun kadang-kadang air tanah dan air buangan industri mengandung konsentrasi ion-ion tersebut lebih dari beberapa mg/L di mana dalam kasus ini suatu inhibitor harus digunakan untuk menghilangkan gangguan tersebut (Anonimous², 2009).

Manfaat penentuan kesadahan sementara dan kesadahan permanen yaitu untuk mengetahui tingkat kesadahan air karena air sadah dapat menimbulkan kerak sehingga dapat menyumbat pipa saluran air panas seperti radiator yang digunakan dalam mesin-mesin pertanian (Bintoro, 2007). Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun. Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa yang banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan sedikit sekali busa. Cara yang lebih kompleks adalah melaluititrasi. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO₃.

Proses pengendapan memungkinkan kalsium bereaksi dengan magnesium di dalam laut. Akibat reaksi itu kalsium akan mengalami pengendapan di laut dibandingkan magnesium. Kalsium adalah unsur kunci dalam banyak proses geokimia. (Rompas, 1998). Suatu endapan cenderung mengabsorbpsi dengan mudah ion-ion yang membentuk senyawa tak dapat larut dengan salah satu ion dalam kisi. Ion perak/klorida akan lebih mudah diserap oleh endapan perak klorida daripada ion natrium/nitrit (Day dan Underwood, 1992). Kesadahan total yaitu ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ yang dapat ditentukan melalui titrasi dengan EDTA yang dapat ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut. Kejadian total tersebut dapat dianalisis secara terpisah misalnya dengan metode AAS (Automic Absorption Spectrophotometry) (Sumestri,SS, dkk, 1984).

Pengendapan merupakan cara yang sangat penting untuk memisahkan suatu contoh menjadi bagian komponen-komponennya dan spl tahun belakangan merupakan teknik pemisahan yang paling luas digunakan oleh seorang analis. Proses yang tersangkut adalah zat yang akan dipisahkan digunakan untuk membuat suatu fasa baru yaitu endapan (Sudjadi, 1998).

1.      Preparasi sampel

1.1    Teknik Sampling

1.1.1 Titik pengambilan sampel

Titik-titik kedalaman pengambilan sampel air ditentukan dengan kaedah standar yaitu lapisan permukaan 0,2 d. Diperkirakan kedalaman sungai setinggi 1,5 meter, sehingga titik pengambilan sampel dari permukaan yaitu pada kedalaman 0,3 meter dari lapisan permukaan.

1.2    Pengambilan sampel

a)      Siapkan alat pengambil sampel sesuai dengan saluran pembuangan.

b)      Bilas alat dengan sampel yang akan diambil, sebanyak 3 (tiga) kali.

c)      Ambil sampel sesuai dengan peruntukan analisis dan campurkan dalam penampung sementara, kemudian homogenkan.

d)     Masukkan ke dalam wadah yang sesuai peruntukan analisis.

Wadah atau botol yang akan digunakan untuk mengambil sampel harus bersih dan telah dibilas dengan aquades terlebih dahulu. Hal yang sama juga berlaku untuk alat-alat pengambilan sampel dan tidak mengandung dari sisa dari bekas sampel yang lama, khususnya tumbuhnya jamur dan lumut harus dicegah.

e)      Pengambilan sampel untuk parameter pengujian di laboratorium dilakukan pengawetan.

1.3.    Pengawetan sampel

Ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ tidak hilang selama pengawetan hanya dapat mengendap sebagai CaCO₃ dan Mg(OH)₂ kalau pH terlalu tinggi (>9). Bila sampel harus disimpan lebih dari 2 hari, lebih baik diasamkan sampai pH < 5 dahulu, atau diasamkan 1 jam sebelum penggunaan supaya semua endapan CaCO₃ dan lain-lain terlarut kembali. 

2.     Penentuan kesadahan air

2.1   Prinsip Percobaan

2.1.1   Pembakuan Larutan EDTA

Pembakuan larutan EDTA dengan menggunakan larutan baku primer ZnCl₂dengan indikator EBT-NaCl yang mengubah warna larutan dari merah menjadi biru jelas.

Zn²⁺ + H₂Y^2-                    ZnY^2- + 2H⁺

2.1.2   Penentuan Kesadahan Air

Penentuan kesadahan air dengan metode titrasi pengompleksan dimana sampel air diitrasi denagn larutan EDTA yang telah dibakukan dan indikator EBT-NaCl sehingga terjadi perubahan warna dari merah menjadi biru jelas yang selanjutnya kesadahan air dinyatakan dalam ppm CaCO₃.

Ca²⁺ + H₂Y^2-                    CaY^2- + 2H⁺

2.2       Metodologi

2.2.1    Alat dan Bahan    

2.2.1.1 Alat

Alat –alat yang digunakan dalam percobaan ini antara alain :

·         Erlenmeyer 250 ml

·         Gelas kimia 250 ml

·         Neraca analitik

·         Pipet tetes

·         Pipet ukur 5 ml

·         Buret + statif

·         Corong gelas

·         Penangas air

·         Labu takar 100 ml

·         Gelas arloji

·         Spatula

2.2.1.2  Bahan

Bahan – bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

·         0,2 gram ZnCl₂

·         5 ml Buffer pH 10 (buffer salmiak)

·         Indikator EBT-NaCl

·         Larutan EDTA 0.01 M

·         Akuades

·         Sampel air

2.2.2    Cara kerja

2.2.2.1 Pembuatan reagen

a).       Larutan buffer pH 10,0

Larutkan 1,179 gram garam di-natrium EDTA (dihidrat) p.a. dan 780 mg MgSO₄.7H₂O (magnesium sulfat) atau 644 MgCl₂.6H₂O (magnesium klorida) dalam + 50 ml air suling. Tambahkan larutan ini pada 16,9 gram NH₄Cl dan 143 ml NH₄OH pekat yang sudah berada dalam labu takar 250 ml, kocok dan encerkan sampai menjadi 250 ml dengan air suling. Simpanlah larutan buffer ini di dalam botol plastik, kemudian tutuplah dengan baik agar NH₃ (amoniak) tidak dapat keluar dan CO₂ (karbon dioksida) tidak dapat keluar dan CO₂ (karbon dioksida) tidak dapat masuk. Larutan in tahan selama 1 bulan. Pipet dengan karet penghisap selalu digunakan untuk memindahkan 1 atau 2 ml larutan buffer ke dalam sampel.

b).        Larutan standar EDTA (titran) 0,01 M

Larutkan 3,723 gram di-natrium EDTA (dihidrat) p.a. dalam air suling dan encerkan dalam labu takar sampai menjadi 1 L. Dengan demikian 1 ml larutan EDTA sesuai dengan 1 mg kesadahan yang dinyatakan sebagai CaCO₃. Larutan EDTA ini sebaiknya disimpan di botol plastik karena EDTA dapat melarutkan ion-ion Ca²⁺ dan Al³⁺ pada dinding kaca biasa. Larutan EDTA harus distandarkan dengan larutan standar primer Ca²⁺ .

c).        Indikator campuran Eriochrome Black T dan NaCl

Campuran 200 mgram celupan Eriochrome Black T dengan 100 g NaCl kemudian giling dalam mortar sampai menjadi bubuk halus. Simpan dalam botol kaca tertutup dengan baik. Dengan demikian dapat bertahan sampai lebih dari 1 tahun. Bila berupa larutan, indikator tidak stabil.

2.2.2.2   Pembakuan Larutan EDTA

1. Ditimbang MgSO₄ sebanyak 0.246 gram secara kuantitatif

2. Kemudian dilarutkan dalam labu takar 100 ml dan diencerkan sampai tanda batas

3. Larutan MgSO₄ dipipet 10 ml dan ditempatkan dalam erlenmeyer 250 ml

4. Ditambhkan 2 ml buffer pH 10 (buffer salmiak)

5. Ditambahkan aquades hingga 100 ml

6. Ditambahkan indicator EBT-NaCl dan dikocok

7. Selanjutnnya dititrasi dengan larutan EDTA 0.01 M sam pai terjadi perubahan warna menjadi biru.

2.2.2.3   Penentuan Kesadahan Air

·         Kesadahan Total

1.      Dipipet sampel air sebanyak 10 ml dan dimasukkan kedalam Erlenmeyer 250 ml

2.      Kemudian ditambah 1 ml buffer pH 10 dengan menggunakan pipet ukur 5 ml dan dilakukan dalam lemari asam serta dikocok

3.      Ditambah padatan campuran EBT-NaCl

4.      Dititrasi dengan larutan EDTA yang telah dibakuakan sampai terjadi perubahan warna menjadi biru

5.      Diamati volume titrasinya dan dicatat

·          Kesadahan Tetap

1.      Diambil 100 ml sampel air dan dimasukkan dalam gelas kimia 250 ml

2.      Selanjutnya, laruutan sampel didihkan selama setengah jam dalam penangas air

3.      Kemudian larutan sampel dididginkan dan disaring dengan kertas saring kedalam labu takar 100 ml tanpa pembilasan kertas saring

4.      Filtrat yang terbentuk diencerkan dengan akuades dan ditandabataskan

5.      Selanjutnya, larutan filtrate dipipet 10 ml dan dimasukkan dalam Erlenmeyer 250 ml

6.      Ditambahkan 1 ml buffer pH 10 dan ditambahakan indicator EBT-NaCl

7.      Selanjtnya, dititrasi dengan larutan EDTA yang telah dibakuakan sampai terjadi perubahan warna larutan menjadi biru 

·                  Kesadahan Sementara

 Kesadahan sementara ditentukan dengan cara mengurangi kesadahan total dengan kesadahan tetap.

3.   Reaksi dan Perhitungan

3.1  Reaksi

  Reaksi yang terjadi :

Sebelum titrasi            :   M²⁺ + H₂Y^2-                    MY^2- + 2H⁺

Saat titrasi                   :   M²⁺ + HIn^2-                     MIn^- (merah) + H⁺

Titik akhir titrasi          :   MIn^- (merah) + H₂Y^2-                  MY^2- + HIn^2- (biru) + H⁺

Keterangan: M²⁺ adalah Mg²⁺ pada Prosedur Pembakuan Larutan EDTA, dan

Ca²⁺ dan Mg²⁺ pada Prosedur Penentuan Kesadahan Air.

3.2  Perhitungan

a).   Pembakuan Larutan EDTA

b).   Penentuan Kesadahan Air

 Kesadahan air dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO₃

·         Kesadahan Total

Pada saat titik akhir titrasi:

ekivalen EDTA   =   ekivalen M²⁺   =  ekivalen Ca²⁺

mol EDTA        =   mol CaCO₃

mol EDTA        =  [EDTA] x Volume titrasi EDTA

mol CaCO₃         =   mol EDTA

massa CaCO₃   =   mol CaCO₃ x BM CaCO₃

massa CaCO₃   =   mol CaCO₃ x 100 gram/mol

kadar CaCO₃      =       massa CaCO3(mg)/volum cuplikan (L)      (dalam ppm)

·         Kesadahan Tetap

Pada saat titik akhir titrasi:

mol EDTA (dalam 10 ml) = [EDTA] x Volume titrasi EDTA

mol EDTA (dalam 100 ml) =  100 ml/10 ml x [EDTA] x Volume titrasi EDTA

ekivalen EDTA   =   ekivalen M²⁺   =  ekivalen Ca²⁺  

mol CaCO₃              =   mol EDTA

massa CaCO₃      =   mol CaCO₃ x BM CaCO₃

massa CaCO₃      =   mol CaCO₃ x 100 gram/mol

kadar CaCO₃          =   massa CaCO3 (mg)/volum cuplikan (L)    (dalam ppm)

·         Kesadahan Sementara

Kesadahan sementara  =  kesadahan total (ppm) – kesadahan tetap (ppm)

HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Data hasil pengamatan

Sampel	Kesadahan Total(ppm)	Kesadahan Tetap(ppm)	Kesadahan sementara(ppm)
IIA	190	57	135
IIB	161.5	38	123.5
IIC	199.5	28.5	171

3.2 Pembahasan

            Kesadahan merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air akan dapat membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Sedangkan pada air berkesadahan tinggi tidak akan terbentuk busa. Kesadahan air dapat disebabkan oleh adanya interaksi antara air dengan bebatuan sehingga membentuk kalsium karbonat (CaCO₃), magnesium karbonat (MgCO₃), kalsium sulfat (CaSO₄), magnesium sulfat (MgSO₄) yang akan menyebabkan terjadinya pengendapan. Maka senyawa-senyawa tersebut cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan atau presipitat yang akhirnya menjadi kerak.

            Dari hasil penelitian diperoleh bahwa kesadahan tetap, kesadahan total, dan kesadahan sementara sama untuk ketiga titik berbeda. Pada titik A, air sungai bagiankota yang diambil adalah dibagian pinggir permukaan memiliki kesadahan total 190ppm dan kesadahan tetap 57 ppm, sehingga kesadahan sementara yang dihasilkan adalah 135 ppm. Pada titik B, air yang diambil adalah ditengah sungai dibagian permukaan yang memiliki kesadahan total 161.5 ppm dan kesadahan tetap 38 ppm, sehingga kesadahan sementara yang dihasilkan adalah 123.5 ppm. Pada titik C, air yang diambil adalah dibagian tengah sungai dengan kedalaman 0.5 meter yang memiliki kesadahan total 199.5 ppm dan kesadahan tetap 28.5 ppm, sehingga kesadahan sementara yang dihasilkan adalah 171 ppm. Dari data tersebut dapat diketahui bahwa nilai kesadahan dibagian kota dengan menganbil sampel pada tiga titik lokasi menunjukkan nilai yang relatif berdekatan untuk kesadahan sementara. Dengan demikian, ketiga titik sampel tergolong  dalam kesadahan lunak yaitu kandungan mineral atau unsur-unsur terlarutnya sedikit, hal ini dipengaruhi oleh cuaca, yaitu musim penghujan, jika semakin sering terjadi hujan maka akan menyebabkan semakin berkurangnya tingkat  kesadahan pada air sungai karena aliran yang ditimbulkan cukup deras sehingga menyebabkan kandungan senyawa-senyawa penyebab kesadahan  berkurang akibat terbawa arus air.

Dari data yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa air sungai yang merupakan daerah aliran sungai brantas di sekitar lingkungan kota malang khususnya dapat dikatakan layak  untuk dikonsumsi sebagai kebutuhan rumah tangga namun harus melalui pengolahan. Kesadahan air sungai di bagian kota ini rendah disebabkan oleh tidak padatnya perkampungan penduduk sehingga limbah rumah tangga yang dihasilkan dari perkampunngan sekitar tidak terlalu banyak dibandingkan dibagian perkotaan ataupun hilir sungai. Salah satu penanggulangan kesadahan adalah dengan perlakuan seperti deionizer, menggunakan asam-asam organik yang dapat menangkap ion-ion Mg²⁺ dan Ca²⁺, atau dengan penanaman ‘duck weed’ atau Egeria Densa di sekitar sungai (Purwakusuma, 2007). Akan tetapi kesadahan air beresiko untuk penderita ginjal dan dapat menyebabkan kerak yang akan menyumbat pipa saluran air.

Referensi

Bintoro, 2007, Penentuan Kesadahan Sementara dan Kesadahan Permanen,http://aabin.blogsome.com, diakses pada tanggal 17 Mei 2010

Brady, J.E., 1994, Kimia Universitas Asas dan Struktur, Erlangga, Jakarta

Day, R.A.  dan RA. Underwood, 1992, Analisis Kimia Kuantitatif, Erlangga, Jakarta

Hunt, 1984, General Chemistry, Oxford University Press, London

Giwangkara S, 2006, Air Sadah, http://www.chem-is-try.org, diakses tanggal 17 Mei 2010

Keenan, C.W., dan Donald, C.F., 1984, Ilmu Kimia untuk Universitas, edisi keenam, Erlangga, Jakarta

Rompas, R.M., 1998, Kimia Lingkungan I, Tarsito, Bandung

SNI 6989.59:2008, 2008, Air dan air limbah – Bagian 59: Metoda pengambilan Contoh Air Limbah, http://SNI.com, diakses tanggal 28 April 2010

Sudjadi, 1998, Metode Pemisahan Air, Kanisius,Yogyakarta

Sumestri, S.S dan Alaerts, G, 1984, Metode Penelitian Air, Usaha Nasional, Surabaya

SADAH AIR

Pada awalnya, kesadahan air didefinisikan sebagai kemampuan air untuk mengendapkan sabun, sehingga keaktifan/ daya bersih sabun menjadi berkurang atau hilang sama sekali. Sabun adalah zat aktif permukaan yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan air, sehingga air sabun dapat berbusa. Air sabun akan membentuk emulsi atau sistem koloid dengan zat pengotor yang melekat dalam benda yang hendak dibersihkan.

Kesadahan terutama disebabkan oleh keberadaan ion-ion kalsium (Ca²⁺) dan magnesium (Mg²⁺) di dalam air. Keberadaannya di dalam air mengakibatkan sabun akan mengendap sebagai garam kalsium dan magnesium, sehingga tidak dapat membentuk emulsi secara efektif. Kation-kation polivalen lainnya juga dapat mengendapkan sabun, tetapi karena kation polivalen umumnya berada dalam bentuk kompleks yang lebih stabil dengan zat organik yang ada, maka peran kesadahannya dapat diabaikan. Oleh karena itu penetapan kesadahan hanya diarahkan pada penentuan kadar Ca²⁺ dan Mg²⁺. Kesadahan total didefinisikan sebagai jumlah miliekivalen (mek) ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ tiap liter sampel air (Anonim, 2008).
Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca²⁺, Mg²⁺. Atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.
Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai “air sadah”, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Oleh karena senyawa-senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam air, maka senyawa-senyawa itu cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan atau presipitat yang akhirnya menjadi kerak.
Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, di mana sabun ini diendapkan oleh ion-ion yang saya sebutkan diatas. Karena penyebab dominan/utama kesadahan adalah Ca²⁺ dan Mg²⁺, khususnya Ca²⁺, maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca²⁺ dan Mg²⁺, yang dinyatakan sebagai CaCO₃. Kesadahan ada dua jenis, yaitu (Giwangkara, 2008) :

1.     1. Kesadahan sementara

Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂. Kesadahan sementara ini dapat / mudah dieliminir dengan pemanasan (pendidihan), sehingga terbentuk encapan CaCO₃ atau MgCO₃.
Reaksinya:
Ca(HCO₃)₂ → dipanaskan →  CO₂ (gas) + H₂O (cair) + CaCO₃ (endapan)
Mg(HCO₃)₂ →  dipanaskan    →    CO₂ (gas)  +   H₂O (cair)    + MgCO₃ (endapan)

1.     2. Kesadahan tetap

Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat dan karbonat, misal CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂. Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda – kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kaslium karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padatan/endapan) dalam air.
Reaksinya:
CaCl₂ +   Na₂CO₃ →   CaCO₃ (padatan/endapan) + 2NaCl   (larut)
CaSO₄ +   Na₂CO₃ →   CaCO₃ (padatan/endapan) + Na₂SO₄ (larut)
MgCl₂ +   Ca(OH)₂ →   Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaCl₂ (larut)
MgSO₄ +   Ca(OH)₂ →   Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaSO₄ (larut)
Ketika kesadahan kadarnya adalah lebih besar dibandingkan penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, yang kadar kesadahannya eqivalen dengan total kadar alkali disebut “ kesadahan karbonat; apabila kadar kesadahan lebih dari ini disebut “kesadahan non-karbonat”. Ketika kesadahan kadarnya sama atau kurang dari penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, semua kesadahan adalah kesadahan karbonat dan kesadahan noncarbonate tidak ada. Kesadahan mungkin terbentang dari nol ke ratusan miligram per liter, bergantung kepada sumber dan perlakuan dimana air telah subjeknya.

SUMBER : http://alchemistviolet.blogspot.com/2011/03/air-sadah.html

AIR SADAH SEMENTARA

Diskusi air sadah sementara ini ditujukan untuk menalar bagaimana cara mengurangi kesadahannya. Konsep yang banyak teraplikasi dalam kehidupan sehari-hari, lebih disukai siswa. Kesempatan bagi guru untuk melatih nalar mereka. Mereka merasa mengerti; mungkin karena dari hal yang nyata dan dipandu oleh guru untuk berpikir tentang konsep abstrak yang menjadi penyebab gejala kimia yang bersangkutan. 

"Andaikan air sumur yang ada di rumah kalian itu mengandung sadah sementara, ion-ion apa saja yang terdapat dalam air sumur itu?"

"Ca²⁺, Mg²⁺, dan HCO₃^2- Bu."

"Benar. Bagaimana cara mengurangi atau menghilangkan kesadahan ini agar sewaktu digunakan untuk mencuci pakaian atau lainnya tidak merugikan?"

"Air sumur itu dipanaskan Bu."

"Ya benar, lanjutkan."

"Karena dipanaskan, maka ion bikarbonatnya terurai menjadi ion karbonat dan ion H⁺."

"Ya, analisismu benar. Kemudian apa yang terjadi dengan ion-ion itu?"

"Saya yang melanjutkan ya Bu."

"Ya boleh, silahkan. Namun fokus pada alur pemikiran yang telah dilandasi oleh temanmu ya."

"Iya Bu. Ion-ion karbonatnya bergabung dengan kation, merapat dan mengendap, sedangkan ion-ion H⁺ nya bergabung dengan ion-ion bikarbonat yang lain."

"Bagus sayang, ayo lanjutkan, terus dinalar ya."

"Ca²⁺(aq) + CO₃^2-(aq) → CaCO₃(s); H⁺(aq) + HCO₃^2-(aq) → H₂CO₃(aq) → H₂O(l) + CO₂(g)."

"Hebat sayang, terima kasih. Sekarang bagaimana caranya menuliskan reaksi itu secara langsung, dalam persamaan reaksi molekuler dan persamaan reaksi ion. Bicarakan dahulu dengan temanmu, jangan terburu-buru, tulis persamaan reaksi itu di bukumu dahulu."

Mereka langsung diskusi dan menulis hasilnya. Aku berkeliling melihat perilaku mereka saat bertukar pendapat, berlatih menulis persamaan reaksi setara lengkap dengan wujudnya.

"Silakan tulis di papan ya."

Dua siswa maju ke papan dan menuis persamaan reaksi tersebut.

"Ya bagus, sekarang jelaskan."

"Persamaan reaksi molekulernya adalah: Ca(HCO₃)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)."

"Untuk manesium, persamaannya sebagai berikut: Mg(HCO₃)₂(aq) → MgCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)."

"Bagus sayang, terima kasih. Lanjutkan untuk persamaan reaksi ionnya."

"Ca²⁺(aq) + 2 HCO₃^-(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)."

"Untuk garam magnesiumnya: Mg²⁺(aq) + 2 HCO₃^-(aq) → MgCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)."

"Baik sayang, terima kasih. Semua bisa ya? Pekerjaan kalian sudah benar semua?"

"Saya tadi salah Bu, namun sudah kubetulkan."

"OK, tidak apa-apa. Tolong angkat tangan yang tadi salah dan sudah dibetulkan."

Ternyata ada 7 anak yang angkat tangan dan mereka dalam kelompok-kelompok yang sama.

"Kalau kalian belum paham, jangan diam saja. Nanti ibu dan teman-temanmu tidak tahu siapa yang masih perlu bantuan."

"Bu saya tadi salah, sekarang sudah mengerti, tetapi belum sempat membetulkan."

"Harus kau betulkan sekarang sayang, jangan ditunda ya. Ayo kami tunggu. Anak-anak kalau sudah, lanjutkan diskusi kelompokmu untuk air sadah tetap."

Aku hampir lupa kalau di kelas ini kan ada 3 siswa yang agak lambat bekerjanya. Kalau terburu-buru dia malah bingung. Aku masih harus memberikan layanan khusus diluar jam tatap muka. Ya nanti saja istirahat siang, kupanggil saja mereka bersama.

Penentuan Kadar Kesadahan Air dengan Metode Titrasi EDTA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semua makhluk hidup di bumi ini butuh air. Air merupakan pelarut yang sangat baik, sehingga di alam umumnya berada dalam keadaan tidak murni. Air alam mengandung berbagai jenis zat, baik yang larut maupun yang tidak larut serta mengandung mikroorganisme. Jika kandungan bahan-bahan dalam air tersebut tidak mengganggu kesehatan, air dianggap bersih dan layak untuk diminum, air dikatakan tercemar jika terdapat gangguan terhadap kualitas air sehingga air tersebut tidak dapat digunakan untuk tujuan penggunaannya. Pencemaran air dapat terjadi karena masuknya makhluk hidup, zat, dan energi terdalam air oleh kegiatan manusia. Keadaan itu dapat menurunkan kualitas air sampai ke tingkat tertentu dan membuat air tidak berfungsi lagi sesuai dengan tujuan penggunaannya.

Air adalah pelarut yang baik, sehingga dapat melarutkan zat-zat dari batu-batuan yang berkontak dengannya. Bahan-bahan mineral yang dapat terkandung dalam air karena kontaknya dengan batu-batuan tersebut antara lain: CaCO₃, MgCO₃, CaSO₄, MgSO₄, NaCl, Na₂SO₄, SiO₂ dan sebagainya. Dimana air yang banyak mengandung ion-ion kalsium dan magnesium dikenal sebagai air sadah. Air sadah adalah air yang di dalamnya terlarut garam-garam kalsium dan magnesium air sadah tidak baik untuk mencuci karena ion-ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ akan berikatan dengan sisa asam karbohidrat pada sabun dan membentuk endapan sehingga sabun tidak berbuih. Senyawa-senyawa kalsium dan magnesium ini relatif sukar larut dalam air, sehingga senyawa-senyawa ini cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan atauprecipitation yang kemudian melekat pada logam (wadah) dan menjadi keras sehingga mengakibatkan timbulnya kerak (Bintoro, 2008).

Air sadah dibagi menjadi dua yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap. Air sadah sementara yaitu air yang kesadahannya disebabkan oleh kalsium dan magnesium dari karbohidrat dan bikarbonat, sedangkan air sadah permanen atau tetap disebutkan oleh garam kalsium sulfat dan klorida. Manfaat penentuan kesadahan sementara dan kesadahan permanen yaitu untuk mengetahui tingkat kesadahan air karena air sadah dapat menimbulkan kerak sehingga dapat menyumbat pipa saluran air panas seperti radiator yang digunakan dalam mesin-mesin pertanian.

EDTA (ethylene diamine tetraacetic) merupakan suatu kompleks kelat yang larut ketika ditambahkan ke dalam suatu larutan yang mengandung kation logam tertentu seperti Ca²⁺ dan Mg²⁺, di mana akan membentuk kompleks dengan logam-logam tersebut. Ketika ditambahkan suatu indikator EBT ke dalam larutan yang mengandung kompleks tersebut maka akan menghasilkan perbahan warna pada pH tertentu, sehingga dengan prinsip ini nilai kesadahan air dapat dianalisis.

1.2 Perumusan Masalah

1. Bagaimana pengertian kesadahan yang sebenarnya?
2. Bagaimana metode yang dapat digunakan untuk mengukur nilai kesadahan?

1.3 Tujuan 

1. Mengetahui pengertian dari kesadahan
2. Mengetahui metode yang dapat digunakan untuk mengukur nilai kesadahan

1.4 Manfaat

Pembuatan makalah ini diharapkan dapat memberikan informasi tentang kesadahan serta cara yang dapat digunakan untuk mengukur nilai kesadahan tersebut.

BAB II

ISI

2.1 Tinjauan Pustaka

2.1.1 Pengertian Kesadahan

Pada awalnya, kesadahan air didefinisikan sebagai kemampuan air untuk mengendapkan sabun, sehingga keaktifan/ daya bersih sabun menjadi berkurang atau hilang sama sekali. Sabun adalah zat aktif permukaan yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan air, sehingga air sabun dapat berbusa. Air sabun akan membentuk emulsi atau sistem koloid dengan zat pengotor yang melekat dalam benda yang hendak dibersihkan.

Kesadahan terutama disebabkan oleh keberadaan ion-ion kalsium (Ca²⁺) dan magnesium (Mg²⁺) di dalam air. Keberadaannya di dalam air mengakibatkan sabun akan mengendap sebagai garam kalsium dan magnesium, sehingga tidak dapat membentuk emulsi secara efektif. Kation-kation polivalen lainnya juga dapat mengendapkan sabun, tetapi karena kation polivalen umumnya berada dalam bentuk kompleks yang lebih stabil dengan zat organik yang ada, maka peran kesadahannya dapat diabaikan. Oleh karena itu penetapan kesadahan hanya diarahkan pada penentuan kadar Ca²⁺ dan Mg²⁺. Kesadahan total didefinisikan sebagai jumlah miliekivalen (mek) ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ tiap liter sampel air (Anonim, 2008).

Kesadahan atau hardness adalah salah satu sifat kimia yang dimiliki oleh air. Penyebab air menjadi sadah adalah karena adanya ion-ion Ca²⁺, Mg²⁺. Atau dapat juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.

Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai “air sadah”, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Oleh karena senyawa-senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam air, maka senyawa-senyawa itu cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan atau presipitat yang akhirnya menjadi kerak.

Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, di mana sabun ini diendapkan oleh ion-ion yang saya sebutkan diatas. Karena penyebab dominan/utama kesadahan adalah Ca²⁺ dan Mg²⁺, khususnya Ca²⁺, maka arti dari kesadahan dibatasi sebagai sifat / karakteristik air yang menggambarkan konsentrasi jumlah dari ion Ca²⁺ dan Mg²⁺, yang dinyatakan sebagai CaCO₃. Kesadahan ada dua jenis, yaitu (Giwangkara, 2008) :

1. 1. Kesadahan sementara

Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂. Kesadahan sementara ini dapat / mudah dieliminir dengan pemanasan (pendidihan), sehingga terbentuk encapan CaCO₃ atau MgCO₃.

Reaksinya:

Ca(HCO₃)₂ → dipanaskan →  CO₂ (gas) + H₂O (cair) + CaCO₃ (endapan)

Mg(HCO₃)₂ →  dipanaskan    →    CO₂ (gas)  +   H₂O (cair)    + MgCO₃ (endapan)

1. 2. Kesadahan tetap

Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat dan karbonat, misal CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂. Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda – kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kaslium karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padatan/endapan) dalam air.

Reaksinya:

CaCl₂ +   Na₂CO₃ →   CaCO₃ (padatan/endapan) + 2NaCl   (larut)

CaSO₄ +   Na₂CO₃ →   CaCO₃ (padatan/endapan) + Na₂SO₄ (larut)

MgCl₂ +   Ca(OH)₂ →   Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaCl₂ (larut)

MgSO₄ +   Ca(OH)₂ →   Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaSO₄ (larut)

Ketika kesadahan kadarnya adalah lebih besar dibandingkan penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, yang kadar kesadahannya eqivalen dengan total kadar alkali disebut “ kesadahan karbonat; apabila kadar kesadahan lebih dari ini disebut “kesadahan non-karbonat”. Ketika kesadahan kadarnya sama atau kurang dari penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, semua kesadahan adalah kesadahan karbonat dan kesadahan noncarbonate tidak ada. Kesadahan mungkin terbentang dari nol ke ratusan miligram per liter, bergantung kepada sumber dan perlakuan dimana air telah subjeknya.

2.1.2 EDTA

EDTA adalah kependekan dari ethylene  diamin tetra acetic. EDTA berupa senyawa kompleks khelat dengan rumus molekul (HO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂H)₂. Merupakan suatu senyawa asam amino yang secara luas dipergunakan untuk mengikat ion logam logam bervalensi dua dan tiga. EDTA mengikat logam melalui empat karboksilat dan dua gugus amina. EDTA membentuk kompleks kuat terutama dengan Mn (II), Cu (II), Fe (III), dan Co (III) (Anonim, 2008).

Etilendiamintetrasetat atau yang dikenal dengan EDTA, merupakan senyawa yang mudah larut dalam air, serta dapat diperoleh dalam keadaan murni. Tetapi dalam penggunaannya, karena adanya sejumlah tidak tertentu dalam air, sebaiknya distandardisasi terlebih dahulu.

Gambar 2.1     Struktur EDTA

Terlihat dari strukturnya bahwa molekul tersebut mengandung baik donor elektron dari atom oksigen maupun donor dari atom nitrogen sehingga dapat menghasilkan khelat bercincin sampai dengan enam secara serempak (Khopkar, 1990).

2.1.3 Metode Titrasi EDTA

Kesadahan total yaitu ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ dapat ditentukan melalui titrasi dengan EDTA sebagai titran dan menggunakan indikator yang peka terhadap semua kation tersebut. Kejadian total tersebut dapat dianalisis secara terpisah misalnya dengan metode AAS (Automic Absorption Spectrophotometry) (Abert dan Santika, 1984).

Asam Ethylenediaminetetraacetic dan garam sodium ini (singkatan EDTA) bentuk satu kompleks kelat yang dapat larut ketika ditambahkan ke suatu larutan yang mengandung kation logam tertentu. Jika sejumlah kecil Eriochrome Hitam T atau Calmagite ditambahkan ke suatu larutan mengandung kalsium dan ion-ion magnesium pada satu pH dari 10,0 ± 0,1, larutan menjadi berwarna merah muda. Jika EDTA ditambahkan sebagai satu titran, kalsium dan magnesium akan menjadi suatu kompleks, dan ketika semua magnesium dan kalsium telah manjadi kompleks, larutan akan berubah dari berwarna merah muda menjadi berwarna biru yang menandakan titik akhir dari titrasi. Ion magnesium harus muncul untuk menghasilkan suatu titik akhir dari titrasi. Untuk mememastikankan ini, kompleks garam magnesium netral dari EDTA ditambahkan ke larutan buffer.

Penentuan Ca dan Mg dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA. pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator Eriochrom Black T (EBT). Pada pH lebih tinggi, 12, Mg(OH)₂ akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca²⁺ dengan indikator murexide. Adanya gangguan Cu bebas dari pipa-pipa saluran air dapat di masking dengan H₂S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadangkala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol. Seharusnya Ca tidak ikut terkopresitasi dengan Mg, oleh karena itu EDTA direkomendasikan.

Kejelasan dari titik- akhir banyak dengan pH peningkatan. Bagaimanapun, pH tidak dapat ditingkat dengan tak terbatas karena akibat bahaya dengan kalsium karbonat mengendap, CaCO₃, atau hidroksida magnesium, Mg(OH)₂ , dan karena perubahan celup warnai di ketinggian pH hargai. Ditetapkan pH dari 10,0 ± 0,1 adalah satu berkompromi kepuasan. Satu pembatas dari 5 min disetel untuk jangka waktu titrasi untuk memperkecil kecenderungan ke arah CaCO₃ pengendapan.

BAB III

METODOLOGI

3.1 Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

Peralatan yang digunakan adalah seperangkat alat titrasi dan peralatan gelas yang biasa digunakan dalam laboratorium kimia analitik.

3.1.2 Bahan

1. Larutan buffer:

1)      Dilarutkan 16,9 g ammonium klorida (NH₄Cl) dalam 143 mL ammonium hidroksida (NH₄OH). Kemudian ditambahkan 1,25 g garam magnesium dari EDTA (yang telah distandardisasi) dan diencerkan ke dalam 250 mL aquades.

2)      Jika garam magnesium dari EDTA tidak ada, dilarutkan 1,179 g garam disodium dari ethylenediaminetetraacetic aciddihydrate (reagen analitis) dan 780 mg magnesium sulfat (MgSO₄ .7H₂O) atau 644 mg magnesium chloride (MgCl₂ . 6H₂O ) ke dalam 50 mL aquades. Kemudian ditambahkan ke dalam campuran ini 16,9 g NH₄Cl dan 143 mL NH₄OH dengan pengadukan dan diencerkan sampai 250 mL dengan aquades.

Simpan larutan 1) atau 2) dalam suatu plastik atau gelas borosilicate. Bagikan larutan buffer menggunakan pipet. Hentikan penambahan larutan buffer ketika 1 atau 2 mL ditambahkan ke sampel tidak berhasil menghasilkan satu pH dari 10,0 ± 0,1 pada titik akhir titrasi.

3)      Preparasi salah satu buffer ini dengan mencampurkan 55 mL HCl dengan aquades 400 mL dan kemudian, aduk dengan perlahan dan tambahkan 300 mL 2-aminoethanol (bebas dari alumunium dan logam lebih berat). Tambahkan 5 g garam magnesium dari EDTA dan encerkan hingga 1 L dengan aquades.

1. Agen Complexing:

Adakalanya air mengandung ion yang bertentangan memerlukan penambahan suatu agen complexing yang sesuai untuk memberikan satu titik akhir, yaitu perubahan warna yang tajam pada titik-akhir. Berikut adalah agen complexing tersebut:

1)      Inhibitor I : Sesuaikan sampel asam ke pH 6 atau lebih tinggi dengan larutan buffer atau 0,1 N NaOH. Tambahkan 250 mg NaCN (bentuk serbuk). Tambahkan buffer secukupnya untuk menyesuaikan ke pH 10,0 ±0,1 (AWAS: NaCN adalah sangat beracun).

2)      Inhibitor II. : Larutkan 5 g sulfida sodium nonahydrate (Na₂S + 9 H₂O) atau 3,7 g Na₂S + 5H₂O dalam 100 mL aquades.

3)      MgCDTA : garam magnesium dari 1, 2-cycclohexanediamine tetraacetic asam. Tambahkan 250 mg per 100 mL sampel dan larutkan sebelum menambahkan larutan buffer.

1. Indikator:

Banyak jenis dari larutan indikator telah diakui dan mungkin dipergunakan kalau ahli analisa mempertunjukkan bahwa mereka menghasilkan nilai akurat. Kesulitan utama dengan larutan indikator adalah kerusakan oleh waktu, dimana berakibat memberikan titik akhir yang tidak jelas. Sebagai contoh, larutan alkalin dari Eriochrome Black T sensitif terhadap oksidasi dan mengandung air atau larutan alkohol adalah tidak stabil.

1) Eriochrome Black T (EBT): Garam sodium dari asam 1-(1-hydroxy-2-naphthylazo)-5-Nitro-2-naphthol-4-sulfonic. Larutkan 0,5 g pada 100 g 2,2’,2”-nitrilotriethanol (juga disebut triethanolamine) atau 2- methoxymethanol (juga disebut Ether ethylene glycol monomethyl). Tambahkan 2 tetes per 50 mL larutan untuk di titrasi.

2) Calmagite: Asam 1-(1-hydroxy-4-metil-2-phenylazo)-2-naphthol-4-sulfonic. Senyawa ini bersifat stabil di larutan air dan menghasilkan perubahan warna yang sama seperti Eriochrome Black T. Larutkan 0.10 g Calmagite pada 100 mL aquades. Gunakan 1 mL per 50 mL larutan untuk di titrasi. Sesuaikan volume kalau perlu.

3) Indikator 1 dan 2 dapat digunakan dalam bentuk serbuk kering untuk menghindari kelebihan indikator. Dipersiapkan campuran kering dari indikator ini dan satu garam inert tersedia secara komersial.

Jika warna titik akhir dari indikator ini tidak jelas dan tajam, ini biasanya memaksudkan bahwa satu agen complexing yang sesuai diperlukan. Kalau inhibitor NaCN tidak menunjukan ketajaman pada titik akhir, mungkin indikator dalam keadaan tidak baik.

1. EDTA Titrant standar, 0,01 M :

Timbang 3.723 g disodium ethylenediaminetetraacetate dihydrate, juga disebut dengan etilendiamintetraasetat (EDTA), larutkan di dalam aquades, dan diencerkan pada 1000 mL. Standarkan dengan larutan kalsium standar (2e) sebagaimana diuraikan dalam pada 3b di bawah.

Karena titran mengekstrak kation dan menghasilkan kesadahan dari wadah gelas plastik, maka lebih baik simpan di polyethylene atau gelas botol borosilicate.

1. Larutan Kalsium standar :

Ditimbang 1,000 g serbuk CaCO₃ anhidrat ke dalam satu 500 mL Erlenmeyer. tambahkan secara perlahan 1+1 HCL hingga semua CaCO₃ telah larut. Tambahkan 200 mL aquades dan aduk untuk beberapa menit untuk mengusir CO₂ . Tambahkan beberapa tetes dari indikator metil merah, dan tambahkan 3N NH₄OH atau 1+1 HCL hingga larutan berwarna orange, seperti yang diperlukan. Encerkan ke dalam 1000 mL dengan aquades; 1 mL = 1.00 mg CaCO₃ .

f. Natrium hidroksida, NaOH, 0. 1 N. 

3.2 Prosedur Kerja

1. a. Pembuatan air limbah dan air limbah sampel :

Digunakan asam nitrat-asam sulfat atau asam nitrat- asam perchloric encer.

1. b. Titrasi dari sample :

Pilih satu volume sampel yaitu yang kurang dari 15 mL EDTA titrant dan dititrasi selama 5 menit, diukur dari waktu dari penambahan buffer.

Encerkan 25.0 mL sampel ke dalam 50 mL aquades didalam kaserol porselin atau wadah lain yang sesuai. Tambahkan 1-2 mL larutan buffer. Biasanya 1 mL akan cukup untuk memberikan pH dari 10.0 ke 10.1. Munculnya satu warna titik-akhir yang tajam didalam titrasi biasanya diartikan bahwa satu inhibitor harus ditambahkan dalam titik ini.

Tambahkan 1-2 tetes larutan indikator atau formulasi indikator secukupnya. Tambahkan standar EDTA Titrant perlahan-lahan, dengan pengadukan, hingga warna kemerah-merahan hilang. Tambahkan beberapa tetes indikator pada rentang 3 sampai 5. Pada titik akhir secara normal akan muncul warna biru. Cahaya matahari dan cahaya dari lampu fluoresen sangat dianjurkan karena cahaya-cahaya tersebut dapat menunjukkan titik-titik berwarna merah pada larutan yang berwarna biru pada saat titik akhir titrasi.

Jika  sampel cukup ada tersedia dan pengganggu tidak ada, tingkatkan keakuratan dengan meningkatkan ukuran sampel, sebagaimana diuraikan pada poin c di bawah.

1. c. Sampel dengan kesadahan rendah :

Untuk air dengan kesadahan rendah (kurang dari 5 mg / L), ambil suatu sampel dalam jumlah yang besar, 100-1000 mL, untuk dititrasi dan ditambahkan dengan sejumlah besar  inhibitor, buffer, dan indikator. Tambahkan larutan standar EDTA titrant perlahan-lahan dari satu microburet dan dimulai dari blanko, gunakan air yang telah di destilasi, didestilasi ulang atau air yang telah diionisasi dari volume yang sama dengan sampel, dimana sejumlah serupa dari larutan buffer, inhibitor, dan indikator telah ditambahkan sebelumnya. Ambil beberapa volume dari EDTA untuk blanko dari volume dari EDTA yang digunakan untuk sampel.

3.3  Perhitungan

Kesadahan (EDTA) seperti mg CaCO ₃ /L = (A x B X 1000)/ mL sampel

Dimana:

A = mL untuk sampel dan

B = mg CaCO ₃ ekivalen dengan 1.00 mL EDTA titrant.

BAB IV

PEMBAHASAN

Prosedur umum untuk awal percobaan ini dengan satu contoh air mengandung mineral yang berisi kalsium dan magnesium. Untuk mengasuransikan bahwa semua kation tinggal di dalam solusi dan itu pekerjaan indikator dengan baik, satu penyangga biasanya menyesuaikan pH ke 9.9 10.1. Setelah pH disesuaikan dan indikator ditambahkan, EDTA Titrant ditambahkan melalui satu buret.

EDTA adalah satu agen chelating itu dapat mendonorkan elektron (Aturan Lewis) yang kemudian akan membentuk satu kompleks dengan ion logam (Asam Lewis). EDTA pertama kali akan membentuk kompleks dengan Ca²⁺ dan kemudian dengan Mg²⁺. Seperti pada titrasi apapun kita akan perlu satu indikator untuk menentukan ketika semua Ca²⁺ dan Mg²⁺ telah membentuk kompleks dengan EDTA (titik akhir titrasi). Indikator yang dipergunakan di percobaan ini adalah Eriochrome Hitam T. Di pH 10 indikator akan berada di dalam bentuk HInd^2- (Ind mewakili indikator), dan menghasilkan kompleks berwarna biru. Selanjutnya pada saat indicator bereaksi dengan Mg²⁺ akan memberikan satu kompleks merah.

Pertama EDTA (H₂Y^2-) akan kompleks dengan ion kalsium, membentuk satu kompleks merah:

1)      H₂In^- + Ca²⁺ CaIn^- + 2H⁺ 

Pada titik akhir, EDTA akan kompleks dengan kalsium dan indikator menjadi lepas, yaitu ditandai oleh warna merah berganti warna biru:

2)      EDTA + CaIn^- + 2H⁺               H  ₂In^- + CaEDTA

(merah)                             (biru)

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

1. Kesadahan merupakan sifat kimia yang dimiliki air dimana, terdapat ion-ion yang menyebabkan sabun sulit menghasilkan busa terutama ion Ca²⁺ dan Mg²⁺. Dimana Kesadahan total didefinisikan sebagai jumlah miliekivalen (mek) ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ tiap liter sampel air.
2. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengukur nilai kesadahan pada air adalah dengan metode titrasi EDTA.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2008, Water Hardness: EDTA Titrimetric Method, New York USA

Albert dan Santika, Sri Sumestri, 1984, Metode Penelitian Air, ITS Press, Surabaya

Bintoro, 2008, Penentuan Kesadahan Sementara dan Kesadahan Permanen, http://aabin.blogsome.com

Giwangkara, E., 2008, http://persembahanku.wordpress.com/2006/09/29/mengapa mandi dipantai boros sabun

Khopkar, S. M., 1990, Konsep Dasar Kimia Analitik, Penerjemah : A. Saptorahardjo, UI-Prees, Jakarta