PRAKTIKUM TEKNIK LINGKUNGAN "KESADAHAN"

TUGAS

PRAKTIKUM TEKNIK LINGKUNGAN

KESADAHAN

OLEH :

MISNANI

(05071007020)

JURUSAN TEKNOLOGI PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDRALAYA

2010

I.     PENGERTIAN

Kesadahan merupakan salah satu parameter tentang kualitas air bersih, karena kesadahan menunjukkan ukuran pencemaran air oleh mineral-mineral terlarut seperti Ca²⁺ dan Mg^2+. Salah satu upaya dalam mengurangi tingkat kesadahan dalam air tanah dengan memanfaatkan limbah material alam dengan cara adsorpsi (Bahtiar, 2008).

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.

Menurut Giwangkara (2008), kesadahan ada 2 jenis yaitu:

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)

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.

II.  METODE YANG DIGUNAKAN UNTUK MENGHITUNG KESADAHAN AIR

Kesadahan air dapat diukur dengan metode titrasi 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.

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.

III.              Metode Penentuan Kesadahan Air

A.  Alat dan Bahan

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

Bahan yang digunakan adalah Natrium hidroksida , Larutan Kalsium standar, EDTA Titrant standar, 0,01 M, Calmagite, Eriochrome Black T (EBT), Indikator, Inhibitor II,  Inhibitor I , Agen Complexing, Larutan buffer.

B.  Prosedur Kerja

Cara kerja titrasi EDTA menurut Kurniadi (2010) adalah sebagai berikut :

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

2.      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.

3.      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.

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

 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.

C. 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.

IV.    KESIMPULAN

Berdasarkan literature diatas dapat disimpulkan bahwa :

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

Bahtiar, 2008. Penurunan Kesadahan Air Menggunakan Serbuk Sekam Padi Perlakuan Dengan NaoH. (Online). (Http://www.blogspot.com, diakses 9 November 2009).

Giwangkara, E., 2008. Mengapa Mandi Dipantai Boros Sabun. (Online). (Http://persembahanku.wordpress.com, diakses 08 November 2010).

Kurniadi, R. 2010. Penentuan Kadar Kesadahan Air dengan Metode Titrasi EDTA. (Online). (Http://ginoest.wordpress.com, diakses 09 November 2010).