Lt Kesadahan

22
I. Tujuan Percobaan Mahasiswa diharapkan mampi melakukan penentuan kesadahan pada sample air dengan metode titrasi. II. Dasar Teori 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 lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam 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 CaCO 3 . Mengetahui 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. Efek Air Sadah

description

:3

Transcript of Lt Kesadahan

Page 1: Lt Kesadahan

I. Tujuan Percobaan

Mahasiswa diharapkan mampi melakukan penentuan kesadahan pada sample air dengan metode titrasi.

II. Dasar Teori

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

lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan

magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam 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.

Mengetahui 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.

Efek Air Sadah

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

Page 2: Lt Kesadahan

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 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.

Jenis Air Sadah

Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat

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

A. 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)

B. 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.

Page 3: Lt Kesadahan

Menghilangkan Kesadahan

Proses penghilangan kesadahan air yang sering dilakukan pada industri-industri

adalah melalui penyaringan dengan menggunakan zat-zat sebagai berikut :

A. 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.

B. Zeolit

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.

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.

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.

Page 4: Lt Kesadahan

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

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.

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.

Page 5: Lt Kesadahan

PERHITUNGAN UNTUK MENENTUKAN :

Kosentrasi Ca2+ sebagai mg CaCO3 / L = A x 1000,9 x f

B

Atau : kosentrasi Ca2+ sebagai mg / L = A x 400,8 x f

B

Dimana : A = ml titran EDTA yang digunakan

B = ml sample ( sebelum diencerkan )

f = faktor perbedaan antara kadar larutan EDTA 0,001 M menurut

standarisasi dengan CaCO3

juga berlaku = 5 O mg / L sebagai CaCO3 ≡ 1 mek Ca2+ / L

III. Daftar Alat

Labu ukr 250ml, 500 ml 2 buah

Erlenmeyer 250 ml 6 buah

Buret 50ml 2 buah

Gelas kimia 100ml 4 buah

Pipet ukur 25ml 2 buah

Bola karet 2 buah

Pipet tetes 2 buah

Corong 2 buah

IV. Daftar Bahan

CaCO3.pa

Dinatrium dihidrogen EDTA dihidrat

MgCl2. 6H2O

HCl

Indicator eriochrome black T

Aquadest

NH4Cl

NH4OH pekat

V. Langkah Kerja

Page 6: Lt Kesadahan

V.1. Pembuatan larutan EDTA

1. Menimbang 2 gram EDTA dan 0.05 gram MgCl2.6H2O

2. Memasukkan ke dalam gelas kimia 400ml, melarutkan dalam air

3. Kemudian memindahkan ke dalam labu ukur 500ml, menambahkan air sampai

tanda batas. Menghomogenkan

V.2. Pembuatan Larutan Buffer

Melarutkan 3.375 gram ammonium klorida dalam 28.5ml ammonia pekat dan

mengencerkan sampai 50ml. pH larutan sedikit diatas 10

V.3. Pembuatan Indikator Eriochrome Black T

Melarutkan 0.5gram EBT dalam 100ml alcohol

V.4. Pembuatan Larutan Buffer

Melarutkan 3.375 gram ammonium klorida dalam 28.5 ml ammonia pekat dan

mengencerkan sampai 50ml. pH larutan sedikit lebih besar dari 10.

V.5. Pembuatan indicator Eriochrome Black T

Melarutkan o.5 gram EBT dalam 100ml etanol

V.6. Pembuatan Larutan Baku CaCO3

1. Menimbang dengan teliti 0.4 gram CaCO3 murni yang telah dikeringkan pada

1000C selama 30 menit

2. Melarutkan dalam botol ukur 500ml dengan 100ml aquadest

3. Menambahkan setetes demi setetes HCl 1:1 sampai berhenti bergelegak dan

larutan menjadi bening

4. Mengencerkan sampai tanda batas. Menghomogenkan

V.7. Standarisasi Lrutan natrium EDTA

1. Mempipet 50ml larutan CaCO3 ke dalam Erlenmeyer 250ml

2. Menambahkan 5ml larutan buffer

3. Menambahkan 5 tetes indicator EBT

4. Mentitrasikan dengan larutan EDTA hingga warna merah anggur berubah

menjadi biru. Warna merah harus lenyap sama sekali

V.8. Penentuan Kesadahan

Page 7: Lt Kesadahan

1. Mempipet 50ml sample (CaCO3 ) ke dalam Erlenmeyer

2. Menambahkan 1 ml larutan buffer

3. Menambahkan 5 tetes indicator EBT

4. Mentitrasikan dengan EDTA hingga warna merah anggur berubah menjadi biru

VI. Data PengamatanVI.1. Standarisasi EDTA

No. Percobaan Volume titran

1 40.3 ml2 40.2 ml

3 39 mlRata-rata 39.83 ml

VI.2. Penentuan Kesadahan

No. Percobaan Volume titran

1 37.8 ml

2 34 ml

3 38 ml

Rata-rata 36.63 ml

VII. Analisis Data

Page 8: Lt Kesadahan

Dari percobaan penentuan kesadahan dalam air sample yang digunakan adalah larutan CaCO3. Dalam penentuan kesadahan, dilakukan 2 tahapan yaitu standarisasi titran, titran disini yang digunakan adalah larutan etilen diamin tetra asetat atau EDTA, dan yang kedua adalah penentuan kesadahan.

Pada standarisasi EDTA, standar promer yang digunakan adalaj laruttan kalsium karbonat. Larutan kalsium karbonat ditambahi larutan buffer dan indicator EBT. Fungsi larutan buffer disini adalah untuk mempertahankan nilai pH, yaitu 10, agar tidak terjadi perubahan yang signifikan pada pH larutan saat larutan titrasi. Titrasi dilakukan dengan titrannya larutan EDTA sampai mencapai titik ekivalen. Titik ekivalen dicapai setelah warna larutan yang awalnya merah anggur menjadi biru bening. Titrasi ini menggunakan ±39.3 ml titran dalam 3 kali percobaan. Pada standarisasi yang ditentukan adalah normalitas titran untuk penetuan kesadahan.

Pada penentuan kesadahan, dalam percobaan ini sample yang digunakan adalah larutan kalsium karbobar, larutan yang sama dengan yang digunakan pada standarisasi EDTA. Larutan sample ditambahi ditambahi larutan buffer dan indicator EBT. Disini juga ditambahi larutan buffer, fungsinya sama seperti pada saat standarisasi,larutan buffer atau larutan penyangga berfungsi untuk mempertahankan nilai pH selama titrasi. Larutan buffer dibuat dari campuran NH4Cl dan NaOH karena pH yang ingin dipertahankan berada pada range pH basa. Titrasi dilakukan dengan titran EDTA sampai mencapai titik ekivalen, yaitu perubahan warna dari merah anggur sampai biru bening. Volume titran yang digunakan adalah ±36.63 ml. Dari banyak volume titran yang digunakan dapat ditentukan kadar kesadahan dalam sample.

VIII. Perhitungan

Page 9: Lt Kesadahan

7.1. Standarisasi Larutan EDTA

N secara teori

N =grMr .L

x valensi

N EDTA = 2

372.24 x o.5 x 2

= 2

186.12 x 2

= 0.0107 x 2

= 0.02 N

N secara praktek

mgCaCO3BECaCo 3

= V EDTA x N EDTA

200mgx

500250

1002

= 39.83 ml x N EDTA

N EDTA = 0.02 N

Persen kesalahan

Nteori – Npraktek x 100%

Nteori

0.02 – 0.02 x 100% = 0 %

0.02

Volume secara teori

mgCaCO3BACaCO3

= V EDTA x N EDTA

Page 10: Lt Kesadahan

C 200mgx

50150

1002

= V EDTA x 0.02 N

V EDTA = 40 ml

Volume secara praktek

Didapati dari praktek = 39.83 ml

Persen kesalahan

Vteori - Vpraktek x 100%

Vteori

40ml – 39.83ml x 100% = 4.24%

40ml

7.2. Penentuan Kesadahan

mg CaCO3 = V EDTA x N EDTA x BA CaCO3

= 36.6 ml x 0.02 mek/ml x 50.645 mg/mek

= 37.072 mg

mg Ca2+ = 100

mllxmgCaCo3

ml sample

= 1000

mlLx37.072mg

50ml

= 741.443 mg/L

Page 11: Lt Kesadahan

IX. Kesimpulan

Dari praktikum ini, dapat disimpulkan bahwa :

1. Pada standarisasi, perubahan warna yang terjadi adalah dari merah anggur menjadi biru. Analit yang digunakan adalah CaCO3 dan titrannya EDTA. Volume titran digunakan untuk menentukan normalitas EDTA.

2. Pada penentuan kesadahan, perubahan warna yang terjadi adalah dari merah anggur menjadi biru. Sample yang digunakan adalah larutan CaCO3 dan titrannya EDTA. Volume titran digunakan untuk memnentukan kadar kesadahan sample.

3. Larutan buffer berfungsi untuk mempertahankan nilai pH selama titrasi

X. Pertanyaan1. Apakah yang dimaksud kompleksonometri ?2. Jelaskan istilah berikut :

a. Kompleks inertb. Kelat logamc. Penopengand. Ligan heksidentate. Bilangan koordinasi

3. Sebuah contoh murni CaCO3 seberat 0.2428 gram dilarutkan dalam HCl dan larutan diencerkan menjadi 250ml. sebuah alikut 50ml memerlukan 42.74ml EDTA untuk titrasi. Hitung molaritas larutan EDTA !

4. Apa fungsi kesadahan dan apa akibatnya jika terlalu banyak ?

Jawab

1. Kompleksonometri adalah titrasi yang berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks, dimana analit dan titran saling mengkompleks.

2. a. kompleks inert merupakan suatu kompleks yang mengalami substitusi gugus ligan dengan sangat lambat, disebut juga non-labil.b. kelat logam = molekul organic yang terlibat dalam pembentukan suatu cincin kelatc. penopengan = penggunaan suatu reagen untuk membentuk suatu kompleks stabil dengan sebuah ion yang tanpa pembentukan itu ion ini akan mengganggu rekasi titran yang diinginkand. bilangan koordinasi = banyaknya ikatan yang dibentuk oleh suatu atom logam sentral dalam suatu kompleK

Page 12: Lt Kesadahan

3. Dik. gram CaCO3 : 0.2428 gram V EDTA = 42.74ml

V pelarutan = 250ml BM CaCO3 = 100.09 gram/mol

Alikot = 50ml

Dit. M=… ?

Jawab :

gram alikot = 50

250 x 0.2428

= 48.56 mg

BE CaCO3 = BMek

= 100.09gr /mol2

= 50.0459 grek/mol

mgCaCO3BECaCO3

= V EDTA x N EDTA

N EDTA = mgCaCO3

BECaCO3 xV EDTA

= 50

250x1000 x 48.56

50.045 x 42.74

= 4.54 N

N= n. M

M = Nn

= 4.54

2 = 2.27 M

4. Kegunaan dan kerugian kesadahan

Dalam kaitannya dengan dunia biologi, kesadahan berperan penting. Apabila ikan atau tanaman dikatakan memerlukan air dengan kesadahan tinggi atau rendah, hal ini dasarnya mengacu kepada 6H. Ketidaksesuaian 6H akan mempengaruhi kesuburan, fungsi organ, dan pertumbuan

Air sadah tidak terlalu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan pengendapan mineral yang menyumbat saluran pipa dan keran. Selain itu menyebabkan pemborosan sabun dirumah dan bila digunakan untuk mencuci tidak

Page 13: Lt Kesadahan

dapat bersih karena lemak dan kotoran tidak akan hilang karena air sadah dapat menggumpalkan busa sabun.

XI. Daftar Pustaka Penuntun Praktikum Kimia Analisis Dasar 2012 Google.com Id.wikipedia.org

Page 14: Lt Kesadahan

XII. Daftar Gambar

Page 15: Lt Kesadahan
Page 16: Lt Kesadahan

LAPORAN TETAP KIMIA ANALISIS DASAR

ANALISI AIR ( KESADAHAN )

Anggota Kelompok :

Badi’ah Muniaty Syahab Dwi Anjani Miftahuljannah Sari Ramadhani Yulita Permatasati Rizki Ananda Putra Liberto Delano Simanjuntak

Penyusun : Kelompok II / IKb

Dosen Pembimbing : Idha Silviyati S.T,M.T

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AJARAN 2012/2013