Kesadahan

Nama Kelompok :

1. FAUZAN .M.B 1252010005

2. JAYANTI EKA.R 1252010006

3. FAUZIAH UMAHUK 1252010014

4. ALISIA LODONG 1252010035

5. FIRA LARAS.S 1252010042

6. AVISENA L.H 1252010046

JURUSAN TEKNIK LINGKUNGAN

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

UNIVERSITAS VETERAN JAWA TIMUR

2012

KESADAHAN

Kesadahan

Kesadahan berasal dari kata sadah yang berarti mengandung kapur, jadi kalau kesadahan

air adalah adanya kandungan kapur yang berlebih yang terdapat dalam air yang disebabkan oleh

lapisan tanah kapur yang dilaluinya. Jenis sumber air yang banyak mengandung sadah adalah air

tanah khususnya air tanah dalam.

A. Pengertian Kesadahan

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.

Kesadahan Air

Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, dimana sabun ini

diendapkan oleh ion-ion yang telah 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.

Air sadah menyebabkan sabun sukar berbuih karena ion-ion Ca2+ dan Mg2+ mengendapkan

sabun. Contoh reaksinya yaitu:

Ca2+ + 2CH3(CH2)16COO-(aq) Ca(CH3(CH2)16COO)2(s)

Air sadah atau air keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi dan lawannya

biasanya disebut air lunak atau air yang memiliki kadar mineral sangat rendah misalnya air

hujan.

Kesadahan air adalah kandungan mineral-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

http://id.wikipedia.org/wiki/Mineralhttp://id.wikipedia.org/wiki/Ionhttp://id.wikipedia.org/wiki/Kalsiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Magnesiumhttp://id.wikipedia.org/wiki/Garam_(kimiahttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Karbonat&action=edit&redlink=1

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. Kesadahan

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

B. Analisis Kesadahan Air

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. Cara yang

lebih kompleks adalah melalui titrasi

Baik kalsium atau magnesium dapat bereaksi dengan EDTA membentuk senyawa

kompleks. Apabila dalam suatu sampel air terdapat ion-ion magnesium saja kemudian

ditambahkan indikator EBT maka ion magnesium(II) akan mengikat indikator EBT. (H3In)

menghasilkan kompleks berwarna merah (Mg-In), apabila larutan magnesium dititrasi dengan

EDTA maka kompleks Mg-In akan terputus dan membentuk kompleks Mg-EDTA yang lebih

stabil daripada kompleks Mg-In, sedangkan In berada dalam keadaan bebas berwarna biru.

Titrasi dihentikan ketika warna biru jelas telah terbentuk.

Mg2+ + HIn2-(biru) MgIn-(merah) + H+

MgIn-(merah) + H2Y2- MgY2- + HIn2- + H+

Ion kalsium(II) juga dapat bereaksi dengan EBT menghasilkan kompleks Ca-In, tetapi

kompleks ini kurang stabil jika dibandingkan dengan kompleks Mg-In. Sebaliknya kompleks

Ca-EDTA lebih stabil jika dibandingkan dengan kompleks Mg-EDTA.

Ini berarti bahwa jika dalam larutan hanya terdapat ion kalsium (II), dan kemudian

dititrasi dengan EDTA maka perubahan warna akan terjadi jauh sebelum titik akhir tercapai.

http://id.wikipedia.org/wiki/Logamhttp://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Bikarbonat&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Sulfathttp://id.wikipedia.org/wiki/Sabunhttp://id.wikipedia.org/wiki/Busahttp://id.wikipedia.org/wiki/Ppmhttp://id.wikipedia.org/wiki/Berathttp://id.wikipedia.org/wiki/Volumehttp://id.wikipedia.org/wiki/Titrasi

Untuk mengatasi kekurangan ini maka pada analisis kalsium ditambahkan sedikit magnesium

yang akan mengikat indikator lebih stabil.

C. Jenis-jenis Kesadahan Air

Pembagian Jenis Kesadahan Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis

anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap.

Berdasarkan sifatnya, kesadahan dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:

1. 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+

2. 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.

D. Tipe-tipe Kesadahan Air

Secara lebih rinci kesadahan dibagi dalam dua tipe, yaitu: (1) kesadahan

umum (general hardness atau GH) dan (2) kesadahan karbonat (carbonate

hardness atau KH). Disamping dua tipe kesadahan tersebut, dikenal pulatipe

kesadahan yang lain yaitu yang disebut sebagai kesadahan total atau total hardness.

Kesadahan total merupakan penjumlahan dari GH dan KH, yaitu jumlah ion-ion Ca2+ dan

Mg2+ yang dapat ditentukan melalui titrasi EDTA dan menggunakan indikator yang peka

terhadap semua kation tersebut. Kesadahan total dapat juga ditentukan dengan menggunakan

jumlah ion Ca2+dan ion Mg2+yang dianalisa secara terpisah misalnya metode AAS.

(1). Kesadahan umum atau General Hardness merupakan ukuran yang menunjukkan

jumlah ion kalsium (Ca2+) dan ion magnesium (Mg2+) dalam air. Ion-ion lain sebenarnya

ikut pula mempengaruhi nilai GH, akan tetapi pengaruhnya diketahui sangat kecil dan relatif

sulit diukur sehingga diabaikan. Kesadahan Umum (GH) pada umumnya dinyatakan dalam

satuan ppm (part per million/satu persejuta bagian) kalsium karbonat (CaCO3), tingkat

kekerasan (dH), atau dengan menggunakan konsentrasi molar CaCO3. Satu satuan

kesadahan Jerman atau dH sama dengan 10 mg CaO (kalsium oksida) perliter air.

Kesadahan pada umumnya menggunakan satuan ppm CaCO3, dengan demikian satu satuan

Jerman (dH) dapat diekspresikan sebagai 17.8 ppm CaCO3. Sedangkan satuan konsentrasi

molar dari 1 mili ekuivalen = 2.8 dH = 50 ppm. Berikut adalah kriteria selang kesadahan

yang biasa dipakai:

0 4 dH, 0 70 ppm : sangat rendah (sangat lunak)

4 8 dH, 70 140 ppm : rendah (lunak)

8 12 dH, 140 210 ppm : sedang

12 18 dH, 210 320 ppm : agak tinggi (agak keras)

18 30 dH, 320 530 ppm : tinggi (keras)

(2). Kesadahan Karbonat (KH) merupakan besaran yang menunjukkan kandungan ion

bikarbonat (HCO3-) dan karbonat (CO32-) di dalam air. Dalam aquarium air tawar, pada

kisaran pH netral, ion bikarbonat lebih dominan, sedangkan pada aquarium air laut ion

karbonat lebih berperan. KH sering disebut sebagai alkalinitas yaitu suatu ekspresi dari

kemampuan air untuk mengikat kemasaman (ion-ion yang mampu mengikat H+). Oleh

karena itu, dalam sistem air tawar, istilah kesadahan karbonat, pengikat kemasaman,

kapasitas pem-bufferan asam, dan alkalinitas sering digunakan untuk menunjukkan hal yang

sama. Dalam hubungannya dengan kemampuan air mengikat kemasaman, KH berperan

sebagai agen pem-bufferan yang berfungsi untuk menjaga kestabilan pH. KH pada

umumnya sering dinyatakan sebagai derajat kekerasan dan diekspresikan dalam

CaCO3 seperti halnya GH. Jika CaCO3 sebagai alkalinitas dan kesadahan, maka kesadahan

karbonat ditentukan sebagai berikut :

a. Alkalinitas kesadahan total

Kesadahan karbonat (mg/l) = kesadahan total (mg/l)

b. Alkalinitas < kesadahan total

Kesadahan karbonat (mg/l) = alkalinitas (mg/l)

Adapun kesadahan non karbonat ialah jumlah kesadahan akibat kelebihan kesadahan

karbonat. Kesadahan non karbonat = kesadahan total kesadahan karbonat kation. Kation

kesadahan non karbonat berikatan dengan anion-anion sulfat nitrat.

E. Dampak Kesadahan

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 tidak dapat membentuk busa, tetapi malah membentuk

gumpalan soap scum (sampah sabun) yang sukar dihilangkan. Efek ini timbul karena ion 2+

menghancurkan sifat surfaktan dari sabun dengan membentuk endapan padat (sampah sabun

tersebut). Komponen utama dari sampah tersebut adalah kalsium stearat, yang muncul dari

stearat natrium, komponen utama dari sabun:

2 C17H35COO- + Ca2+ (C17H35COO)2Ca

Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah

kerugian. Pada industri yang menggunakan ketel uap, air yang digunakan harus terbebas dari

kesadahan. Hal ini dikarenakan kalsium dan magnesium karbonat cenderung mengendap

pada permukaan pipa dan permukaan penukar panas. Presipitasi (pembentukan padatan tak

larut) ini terutama disebabkan oleh dekomposisi termal ion bikarbonat, tetapi bisa juga

terjadi sampai batas tertentu walaupun tanpa adanya ion tersebut. Penumpukan endapan ini

dapat mengakibatkan terhambatnya aliran air di dalam pipa. Dalam ketel uap, endapan

mengganggu aliran panas ke dalam air, mengurangi efisiensi pemanasan dan memungkinkan

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Endapan&action=edit&redlink=1http://id.wikipedia.org/wiki/Surfaktanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Industrihttp://id.wikipedia.org/wiki/Penukar_panas

komponen logam ketel uap terlalu panas. Dalam sistem bertekanan, panas berlebih ini dapat

menyebabkan kegagalan ketel uap. Kerusakan yang disebabkan oleh endapan kalsium

karbonat bervariasi tergantung pada bentuk kristal, misalnya, kalsit atau aragonit.

F. Cara Menanggulangi Kesadahan

1. Pemanasan

Kesadahan Sementara dapat dihilangkan dengan jalan pemanasan. Dengan jalan pemanasan

senyawa-senyawa yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-)akan mengendap pada dasar

ketel. Reaksi yang terjadi adalah :

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

Mg(HCO3)2 (aq) > MgCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

2. Dengan Cara Kimia

Untuk membebaskan air dari kesadahan tetap, tidak dapat dengan jalan pemanasan

melainkan 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.

3. Pengenceran

Pengenceran dengan menggunakan air destilasi (air suling/aquadest) dapat pula dilakukan

untuk menurunkan kesadahan. Air yang memiliki tingkat kesadahan yang tinggi, dapat

diencerkan dengan air yang bebas sadah.

4. Reverse osmosis (RO) atau deioniser (DI)

Cara yang paling baik untuk menurunkan kesadahan adalah dengan menggunakan

reverse

osmosis (RO) atau deioniser (DI). Celakanya metode ini termasuk dalam metode yang mahal.

Hasil reverse osmosis akan memilikikesadahan = 0, oleh karena itu air ini perlu dicampur

dengan air keran sedemikian rupa sehingga mencapai nilai kesadahan yang diperlukan.

5. Penggunaan asam-asam organic

Penurunan secara alamiah dapat pula dilakukan dengan menggunakan jasa asam-asam

organik (humik/fulvik) , asam ini berfungsi persis seperti halnya yang terjadi pada proses

deionisasi yaitu dengan menangkap ion-ion dari air pada gugus-gusus karbonil yang

terdapat pada asam organik (tanian). Beberapa media yang banyak mengandung asam-

asam organik ini diantaranya adalah gambut yang berasal dari Spagnum (peat moss), daun

ketapang, kulit pohon Oak, dll.

Proses dengan gambut dan bahan organik lain biasanya akan menghasilkan warna air

kecoklatan seperti air teh. Sebelum gambut digunakan dianjurkan untuk direbus terlebih

dahulu, agar organisme-organisme yang tidak dikehendaki hilang.

6. Penggunaan resin pelunak air (penukar ion)

Resin pelunak air komersial dapat digunakan dalam skala kecil, meskipun demikian

tidak efektif digunakan untuk sekala besar. Resin adalah zat yang punya pori yang besar

dan bersifat sebagai penukar ion yang berasal daripolysterol, atau polyakrilat yang

berbentuk granular atau bola kecil dimana mempunyai struktur dasar yang bergabung

dengan grup fungsional kationik, non ionik/anionik atau asam. Dalam prosoes ini natrium

(Na) pada umumnya digunakan sebagai ion penukar, sehingga pada akhirnya natrium akan

berakumulasi pada hasil air hasil olahan. Kelebihan natrium (Na) dalam air akuarium

merupakan hal yang tidak dikehendaki.

7. Penggunaan Zeolit

Zeolit adalah aluminosilikat berhidrat, alami atau buata, dengan struktur Kristal

berdimenci tiga terbuka, yang di dalam kisinya teerdapat molekul air. Air dapat diusih

lewat pemanasan dan zeolit kemudian dapat menyerap molekul lain yang ukurannya

cocok. Zeolit digunakan untuk memisahkan campuran lewat penyerapan terpilih

(selektif).

Kesadahan Air