I. Judul Praktikum : Kesadahan Air

II. Hari/Tanggal Praktikum : Kamis/ 13 Maret 2014; 09.30 WIB

III. Selesai Praktikum : Kamis/ 13 Maret 2014; 12.30 WIB

IV. Tujuan Percobaan :

1. Menentukan kesadahan Ca dalam sampel air

2. Menentukan kesadahan Mg dalam sampel air

V. Tinjauan Pustaka

Kesadahan air disebabkan oleh ion-ion Ca dan Mg. Jadi air yang mempunyai

kesadahan tinggi mengandung banyak garam-garam Ca dan Mg. Pada umumnya air

yang terdapat di alam adalah sadah. Kandungan ion Ca dan Mg dalam air dapat

dipengaruhi oleh 2 faktor, yaitu :

1). Faktor Alamiah : karena sumber air berdekatan dengan lokasi penambangan

batu kapur atau pun daerah tersebut dekat lokasi persawahan.

2). Faktor non alamiah : karena ditambahkan dalam air baik disengaja atau pun

tidak sengaja.

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 sangat penting artinya bagi para akuaris karena

kesadahan merupakan salah satu petunjuk kualitas air yang diperlukan bagi ikan.

Tidak semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama. Dengan kata lain,

setiap jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada selang tertentu untuk

hidupnya. Disamping itu, kesadahan juga merupakan petunjuk yang penting dalam

hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai pH.

Kesadahan pada umumnya dinyatakan dalam satuan ppm (part per million/ satu

persejuta bagian) kalsium karbonat (CaCO3), tingkat kekerasan (0D), atau dengan

menggunakan konsentrasi molar CaCO3. Satu satuan kesadahan Jerman atau 0D

sama dengan 10 mg CaO (kalsium oksida) per liter air. Di Amerika, kesadahan

pada umumnya menggunakan satuan ppm CaCO3, dengan demikian satu satuan

Jerman (0D) dapat diekspresikan sebagai 17.8 ppm CacO3. Sedangkan satuan

konsentrasi molar dari 1 mili ekuivalen = 2.8 0D= 50 ppm. Perlu diperhatikan

bahwa kebanyakan teskit pengukur kesadahan menggunakan satuan CaCO3. Untuk

lebih jelasnya bacalah petunjuk pembacaan pada teskit yang anda miliki untuk

mengetahui dengan pasti satuan pengukuran yang digunakan, untuk menghindari

terjadinya kesalahan pembacaan.

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).

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)

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)

Tingkat kesadahan sementara biasanya dapat diturunkan dengan pemanasan, untuk

derajat kesadahan biasanya diukur dalam ppm (parts per million), atau derajat

kesadahan Jerman, Derajat kesadahan Prancis dan Inggris.

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)

> 30 dH, > 530 ppm : sangat tinggi (sangat keras)

Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun.

Dapat dilihat dengan tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan busa yang

sedikit. Cara lain untuk mengetahui apakah air tersebut sadah atau tidak yakni

titrasi. Titrasi yang dipakai adalah titrasi Kompleksometri. Titrasi kompleksometri

adalah salah satu metode kuantitatif dengan memanfaatkan reaksi kompleks antara

ligan dengan ion logam utamanya, yang umum di indonesia EDTA ( disodium

ethylendiamintetraasetat/ tritiplex/ komplekson, dll )

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 (Automatic Absorption Spectrophotometry) (Abert

dan Santika, 1984).

Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan

kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion), Kompleksometri

merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks, membentuk

hasil berupa kompleks. Reaksi–reaksi pembentukan kompleks atau yang

menyangkut kompleks banyak sekali dan penerapannya juga banyak, tidak hanya

dalam titrasi. Karena itu perlu pengertian yang cukup luas tentang kompleks,

sekalipun disini pertama-tama akan diterapkan pada titrasi. Titrasi kompleksometri

juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks

ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan

mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Selain

titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula kompleksometri yang dikenal

sebagai titrasi kelatometri, seperti yang menyangkut penggunaan EDTA. Asam

etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah

satu jenis asam amina polikarboksilat.

EBT dan EDTA

Eriochrome Black T (EBT) adalah indikator kompleksometri yang merupakan

bagian dari titrasi pengompleksian contohnya proses determinasi kesadahan air. Di

dalamnya bentuk protonated Eriochrome Black T berwarna biru. Lalu berubah

menjadi merah ketika membentuk komplek dengan kalsium, magnesium atau ion

logam lain. Nama lain dari Eriochrome Black T adalah,Solochrome Black T atau

EBT (Anonima,2010).

Suatu kelemahan Eriochrome Black T adalah larutannya tidak stabil. Bila disimpan

akan terjadi penguraian secara lambat,sehingga setelah jangka waktu tertentu

indikator tidak berfungsi lagi. Sebagai gantinya dapat diganti dengan indikator

Calmagite.Indikator ini stabil dan dalam kebanyakan sifatnya sama dengan Erio T

(Harjadi,1993).

EDTA adalah singkatan dari Ethylene Diamine Tetra Acid, yaitu asam

amino yang dibentuk dari protein makanan. Zat ini sangat kuat menarik ion logam

berat (termasuk kalsium) dalam jaringan tubuh dan melarutkannya, untuk kemudian

dibuang melalui urine. EDTA sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat

berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus

karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom

koordinasi per molekul, misalnya asam 1,2-diaminoetanatetraasetat

(asametilenadiamina tetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen

penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul. Dibawah ini

adalah gambar 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).

Persyaratan Kualitas Air Minum Berdasarkan PERMENKES:

492/Menkes/Per/IV/2010

I. Parameter Wajib

II. Parameter Tambahan

25 ml sampel air

VI. Cara Kerja

Percobaan 1

Kesadahan Ca

- Dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 100 ml

- + 1 ml larutan NaOH 0,1 M dan sedikit serbuk indikator

murexid

- Dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 M sambil

digoyangkan sampai terjadi perubahan warna dari merah

muda menjadi biru keunguan

- Diulangi 3x. Dicatat volume EDTA yang digunakan

Perubahan Warna

25 ml sampel air

Percobaan 2

Kesadahan Mg

IX. Analisis Data/ Perhitungan/ Reaksi yang terlibat

Berdasarkan praktikum yang kami lakukan, diperoleh data-data diatas yang

kami analisis pada bagian ini. Pada percobaan pertama Pada percobaan pertama

25 mL sampel air dimasukkan kedalam erlenmeyer 100 mL kemudian

ditambahkan 1 mL (10 tetes) larutan NaOH 0.1 N yang jernih tak berwarna,

dengan sedikit serbuk indicator murexid sehingga menghasilkan warna merah

muda. Kemudian larutan tersebut dititrasi dengan larutan EDTA 0.01 M yang

jernih tak berwarna dan dikocok sehingga dihasilkan perubahan warna menjadi

ungu kebiruan. Lalu diulangi percobaan tersebut sehingga terdapat 3 produk

yaitu sampel air yang berubah warna menjadi ungu(+), ungu (++), dan ungu,

kemudian dicatat volume EDTA yang diperlukan dan menghitung kesadahan

total Ca. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

H2In + Ca2+ CaIn + 2H+

CaIn + 2H+ + EDTA2- CaEDTA + H2In

- Dimasukkan ke dalam labu erlenmeyer 100 ml

- + 1ml larutan indikator bufer pH 10 dan tetes indikator

EBT

- Dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 M sambil

digoyangkan sampai terjadi perubahan warna dari merah

muda menjadi biru keunguan.

- Diulangi 3x. Dicatat volume EDTA yang digunakan

Perubahan Warna

Pada percobaan kedua, 25 mL sampel air dimasukkan ke dalam Erlenmeyer

100 mL yang ditambah 1 mL larutan buffer jernih tak berwarna dengan pH 10

dan ditetesi 1 tetes indicator EBT berwarna merah muda. Kemudian larutan

tersebut dititrasi dengan larutan EDTA 0.01 M yang jernih tak berwarna dan

dikocok sehingga dihasilkan perubahan warna menjadi biru. Lalu diulangi

percobaan tersebut sehingga terdapat 3 produk yaitu sampel air yang berubah

warna menjadi biru, kemudian dicatat volume EDTA yang diperlukan dan

menghitung kesadahan total Mg. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:

H2In + Mg2+ MgIn + 2H+

MgIn + 2H+ + EDTA2- MgEDTA + H2In

X. Pembahasan

Sebelum melakukan praktikum, kami mengambil sebotol air sumur dari

perumahan Bluru Permai Sidoarjo. Pada percobaan pertama kami akan

mengukur kesadahan Ca pada sampel air dengan mengukur 25 mL sampel air

sumur dan memasukkannya ke dalam Erlenmeyer 100 mL. Setelah itu kami

menambahkan 1 mL larutan NaOH 0.1 N dan ditambah dengan sedikit serbuk

murexid sehingga air sampel tersebut berubah warna dari jernih menjadi merah

muda. Lalu larutan tersebut dititrasi dengan EDTA 0.01 M sambil mengocok

hingga larutan sampel berwarna ungu dan mencatat volume EDTA yang

digunakan. Hingga diperoleh kesadahan total Ca sebesar 320 ppm. Berikut

reaksinya :

H2In + Ca2+ CaIn + 2H+

CaIn + 2H+ + EDTA2- CaEDTA + H2In

Setelah itu kami mengukur kesadahan Mg dengan memasukkan 25 mL air

sampel ke dalam labu Erlenmeyer 100 mL dan menambahkannya dengan 1 mL

larutan buffer pH 10 dan 1 tetes indicator EBT hingga terjadi perubahan warna

dari jernih menjadi merah muda. Lalu larutan tersebut dititrasi dengan larutan

EDTA 0.01 M sambil mengocok hingga larutan sampel berwarna biru dan

mencatat volume EDTA yang digunakan. Hingga diperoleh kesadahan Mg

sebesar 382.4 ppm. Berikut reaksinya :

H2In + Mg2+ MgIn + 2H+

MgIn + 2H+ + EDTA2- MgEDTA + H2In

Terakhir, kami menghitung kesadahan total yaitu kesadahan Ca yang

ditambah dengan kesadahan Mg sehingga menghasilkan kesadahan total sebesar

702.4 ppm.

Menurut Peraturan Menteri Kesehatan nomor 492 Tahun 2010, parameter

wajib kesadahan adalah 500 mg/L dengan kesadahan lunak <50 ppm, kesadahan

agak lunak 50-150 ppm, kesadahan keras 150-300 ppm, kesadahan sangat keras

>300 ppm. Sehingga dapat disimpulkan bahwa air sampel tersebut merupakan

kesadahan sangat keras dan tidak layak dikonsumsi. Hal ini disebabkan karena

letak sumur yang relative dekat dengan sungai yang mengandung limbah

industry dan limbah rumah tangga. Limbah ini ditandai dengan banyaknya eceng

gondok disekitar sungai. Dimana eceng gondok berfungsi sebagai penjernih air

atau menurunkan kekeruhan suatu perairan hingga 120 mg perliter silika selama

48 jam sehingga cahaya matahari dapat menembus perairan dan dapat

meningkatkan produktivitas perairan melalui proses fotosintesis bagi tanaman

air lainnya. Selain dapat menyerap logam berat, eceng gondok juga mampu

menyerap residu pestisida. Jadi, semakin banyak eceng gondok disekitar sungai

dapat diketahui bahwa air sungai tersebut tercemar sehingga membutuhkan

banyak eceng gondok untuk menjernihkannya.

XI. Kesimpulan

Dari hasil percobaan, dapat disimpulkan bahwa kesadahan Ca mencapai 320 ppm dan kesadahan Mg 382.4 ppm sehingga dapat dicari kesadahan total sebesar 702.4 ppm. Dapat disimpulkan pula bahwa sampel tidak layak konsumsi karena melebihi batas ambang (500 ppm)

XII. Jawaban Pertanyaan

1. Hitung kesadahan Ca sampel air

Kesadahan Ca

Sampel 1 = 20 ml

Sampel 2 = 20 ml

Sampel 3 = 20 ml

Kesadahan Ca (mg/L) = A x C x 1000 x Mr Ca x 1 Volume sampel

= 20 x 0,01 x 1000 x 40 x 1

25

= 400 x 20

25

= 320 ppm

Kesadahan total Ca

2. Hitung kesadahan Mg sampel air

Kesadahan Mg

Sampel 1 = 36,5 ml

Sampel 2 = 40,5 ml

Sampel 3 = 42,5 ml

Kesadahan Mg (mg/L) = A x C x 1000 x Mr Mg x 1

Volume sampel

Sampel 1

Sampel 2

Sampel 3

Kesadahan total Mg

3. Gambarkan struktur dari EDTA

Na2EDTA

HOOCH2C CH2COONa

N-CH2-CH2-N

NaOOCH2C CH2COOH

= 320 + 320 + 320

3

= 320 ppm

= 36,5 x 0,01 x 1000 x 24 x 1

25

= 350,4 ppm= 40,5 x 240

25

= 388,8 ppm

= 42,5 x 240

25

= 408 ppm

= 350,4 + 388,8 + 408

3

= 382,4 ppm

XIII. Lampiran

Perhitungan

Analisis Data/Perhitungan :

1. Kesadahan Ca

Sampel 1 = 20 ml

Sampel 2 = 20 ml

Sampel 3 = 20 ml

Kesadahan Ca (mg/L)

Kesadahan total Ca

2. Kesadahan Mg

Sampel 1 = 36,5 ml

Sampel 2 = 40,5 ml

Sampel 3 = 42,5 ml

Kesadahan Mg (mg/L) = A x C x 1000 x Mr Mg x 1

Volume sampel

Sampel 1

Sampel 2

= A x C x 1000 x Mr Ca x 1 Volume sampel

= 20 x 0,01 x 1000 x 40 x 1

25

= 400 x 20

25

= 320 ppm

= 320 + 320 + 320

3

= 320 ppm

= 36,5 x 0,01 x 1000 x 24 x 1

25

= 350,4 ppm

= 40,5 x 240

25

= 388,8 ppm

= 42,5 x 240

25

= 408 ppm

Sampel 3

Kesadahan total Mg

Kesadahan Total

XIV. Daftar Pustaka

Daud, Anwar. 2007. Aspek Kesehatan Penyediaan Air Bersih. CV.Healthy &

Sanitation : Makassar

Kurniadi, R. 2010. Penentuan Kadar Kesadahan Air dengan Metode Titrasi EDTA.

(Online). (http://ginoest.wordpress.com, diakses pada tanggal 15 Maret 2014

pukul 20:00)

PERMENKES no 492 tahun 2010

Tim Kimia Dasar. 2014. Petunjuk Praktikum Kimia Dasar Lanjut. Unesa: Surabaya

Wikipedia.

2011. KesadahanAir. (Online).  (http://id.wikipedia.org/wiki/Kesadahan_air,

diakses pada tanggal  15 Maret 2014 pukul 19:00)

= 350,4 + 388,8 + 408

3

= 382,4 ppm

= Kesadahan Ca2+ + Kesadahan Mg2+

= 320 + 382,4

=702,4 ppm