I. Judul Praktikum: Penentuan KesadahanII. Hari, Tanggal Praktikum: Rabu, 18 Maret 2015III. Tujuan Praktikum: Mengetahui kadar kesadahan dalam airIV. Dasar TeoriAir merupakan kebutuhan yang sangat utama bagi kehidupan manusia. Oleh karena itu apabila kebutuhan air belum terpenuhi baik secara kuantitas maupun kualitas maka akan menimbulkan dampak yang besar bagi kehidupan masyarakat. Salah satu parameter kimia dalam persyaratan kualitas air adalah kesadahan air. Air sadah adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkanair lunakadalah air dengan kadar mineral yang rendah. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam atau kation bervalensi dua seperti Fe2+, Sr2+, Mn2+, Ca2+, dan Mg2+. Akan tetapi penyebab utama kesadahan adalah kalsium dan magnesium. Kalsium dalam air memiliki kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, klorida, dan asam nitrat sementara magnesium memiliki kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, dan klorida. Kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan oleh endapan kalsium karbonat. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral yang dapat menyumbat saluran pipa dan keran. Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga dan air sadah yang bercampur sabun tidak dapat membentuk busa namun membentuk gumpalan soap scum yang sukar dihilangkan. Adanya hubungan kimiawi antara ion kesadahan dengan molekul sabun menyebabkan sifat sabun atau detergen hilang. Kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- (salah satu ion alkalinity) mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan oleh endapan kalsium karbonat (CaCO3). Kerak ini akan mengurangi penampang basah dari pipa dan menyulitkan pemanasan air dalam ketel. Tingkat kesadahan air digolongkan sebagai berikutmg/L CaCO3Tingkat Kesadahan

0 75Lunak (soft)

75 150Sedang (moderately hard)

150 300Tinggi (hard)

>300Sangat tinggi (very hard)

Berdasarkan peraturan Menteri Kesehatan RI No.416/MenKes/Per/IX/1990 tentang syarat-syarat kualitas air bersih menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan yang diperbolehkan yakni 500 mg CaCO3/L. Nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan untuk air minum adalah 100 mg/L. Jenis Air SadahBerdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), air sadah digolongkan menjadi dua jenis yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap. Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2), magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Kesadahan sementara dapat dihilangkan melalui pemanasan sehingga terbentuk endapan CaCO3 atau MgCO3. Reaksi yang terjadi adalah:Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s) + H2O (l) + CO2(g)Mg(HCO3)2(aq) MgCO3(s) + H2O (l) + CO2(g)Sedangkan 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). Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan larutan karbonat, yaitu Na2CO3(aq) atau K2CO3(aq) 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)Metode yang dapat digunakan dalam menentukan kesadahan total adalah metode titrasi EDTA (Etilen Diamine Tetra Asetat) atau titrasi kompleksometri. Prinsip dasar reaksi dalam penentuan ion-ion logam secara titrasi kompleksometri umumnya menggunakan EDTA sebagai pembentuk kompleks khelat, dimana EDTA bereaksi dengan ion logam polivalen seperti Al3+, Bi3+, Ca2+, dan Cu2+ membentuk senyawa kompleks khelat yang stabil dan larut dalam air. Titran yang digunakan adalah EDTA yang merupakan asam berbasa 4 (H4Y). Akan tetapi yang sering digunakan adalah garam natriumnya (Na2H2Y) karena EDTA dalam bentuk asamnya kurang baik larut dalam air.

HOOCCH2HOOCCH2NCH2CH2N HOOCCH2HOOCCH2Gambar EDTAUntuk logam Ca2+ dan Mg2+ bereaksi baik pada pH 8-10 dengan EDTA. Reaksi EDTA dengan ion logam:Ln+ + H2Y2-LY(-4+n)Mg2+ + H2Y2-MgY2- + 2H+Al3+ + H2Y2-AlY- + 2H+Karena membebaskan H+, maka diperlukan larutan buffer untuk mencegah perubahan yang besar dalam pH larutan selama titrasi. Indikator yang digunakan adalah indikator yang peka terhadap semua kation termasuk Ca2+ dan Mg2+, yakni Eriochrome Black T (EBT) atau Calmigite yang berwarna merah muda bila dalam larutan dengan pH 10 yang mengandung ion Ca dan Mg. EBT merupakan asam lemah berbasa 3 (H3In) EBT tidak stabil dalam larutan dan larutan harus dipersiapkan dengan segar untuk mendapatkan perubahan warna yang sesuai. Banyak titrasi EDTA terjadi dalam penyanggaan pH 8-10, suatu rentang dimana bentuk dominan dari EBT adalah bentuk Hln2- biru. Contoh reaksi-reaksi pada penentuan kadar Mg2+ : 1. Penambahan indikator: Mg2+ + Hln2-MgIn- + H+2. Penambahan EDTA:Mg2+ + H2Y2-MgY2- + 2H+3. Pada titik akhir titrasi:MgIn- + H2Y2-MgH2Y2-MgH2Y + In3-ln3- + H2O Hln2- + OH-4. Pada titik ekivalen :Jumlah ekivalen Mg 2+ = Jumlah ekivalen EDTALarutan yang mengandung ion Mg2+ setelah ditambah dengan indikator EBT akan berwarna kemerah-merahan, kemudian setelah terjadi ekivalen antara ion logam dengan EDTA dapat dilihat dari terbentuknya warna biru dari indikator dalam bentuk Hln2-. Apabila yang digunakan indikator murexid maka warna larutan akan berubah menjadi merah muda. Apabila EDTA ditambahkan pada larutan tersebut pH basa (12-13) maka kalsium akan dikomplekskan dan magnesium akan diendapkan menjadi Mg(OH)2 dan larutan akan berubah dari merah muda menjadi ungu yang menunjukkan titik akhir titrasi. Proses penghilangan kesadahan air yang sering dilakukan pada industri-industri adalah melalui penyaringan dengan menggunakan resin pengikat kation dan anion, zeolit.

V. Alat dan Bahan Alat Buret 50 mL 1 buah Erlenmeyer 100 mL 3 buah Gelas ukur 10 mL1 buah Labu ukur 250 mL 1 buah Pipet tetes6 buah Pipet gondok1 buah Statif dan klem1 buah Bahan Air limbah / sampel Larutan Na EDTA 0,01 M Indikator EBT Larutan NaOH 0,1 N Larutan buffer pH 10 Indikator murexid Aquades

VI. Alur Kerja1. Kesadahan Ca2+

25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL NaOH 0,1 NSedikit mungkin serbuk murexidDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk sampai perubahan warna merah muda menjadi unguVolume EDTALarutan ungu

Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel perlu diencerkan

2. Kesadahan Mg2+

25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL Larutan buffer pH 101 tetes indikator EBTDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk sampai perubahan warna merah muda menjadi biruVolume EDTALarutan biru

Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel perlu diencerkan

Praktikum Kimia Lingkungan

Penentuan KesadahanPage 5

VII. Hasil Pengamatan :

No.Perc.Prosedur PercobaanHasil PengamatanDugaan/ReaksiKesimpulan

1. 25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL NaOH 0,1 NSedikit mungkin serbuk murexidDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk sampai perubahan warna merah muda menjadi unguVolume EDTALarutan unguKesadahan Ca2+

Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel perlu diencerkan

Sampel : lar abu-abu Aquades : lar tak berwarna NaOH : lar tak berwarna Serbuk murexid : berwarna hitam EDTA : lar tak berwarna

Setelah pengenceran 2,5 mL 250 mL : lar sampel tak berwarna Sampel + NaOH : lar tak berwarna Setelah ditambah serbuk murexid : lar merah muda Setelah dititrasi dengan EDTA : lar berwarna ungu Volume titrasi1. 0,1 mL2. 0,1 mL3. 0,1 mL

Fungsi penambahan: NaOH = untuk meningkatkan pH sampel supaya Ca2+ terionkan oleh EDTA Murexid = sebagai indikator, untuk mencegah terbentuknya kalsium hidroksida [Ca(OH)2]

Reaksi: Ca2+ dengan murexidH2In- + Ca2+ CaIn- + 2 H+ Saat titrasiEDTA + CaIn- + 2 H+ H2In- + Ca-EDTA

Kadar maksimum Ca2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 30mg/L Diperoleh rata-rata kesadahan Ca2+ adalah 160,32 mg/L

2. Kesadahan Mg2+

25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL Larutan buffer pH 101 tetes indikator EBTDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk sampai perubahan warna merah muda menjadi biruVolume EDTALarutan biru

Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel perlu diencerkan

Sampel : lar abu-abu Larutan penyangga : lar tak berwarna Indikator EBT : lar ungu pekat EDTA : lar tak berwarna

Sampel + lar penyangga: lar tak berwarna Setelah ditambah EBT : lar merah muda Setelah dititrasi dengan EDTA : lar berwarna biru Volume titrasi1. 0,2 mL2. 0,3 mL3. 0,2 mL

Fungsi penambahan: Larutan penyangga = menjaga pH sampel ketika ion H+ lepas pada saat titrasi yang dapat menyebabkan perubahan pH, mencegah terbentuknya Mg(OH)2 EBT = sebagai indikator, pH 7-11 Reaksi: HIn2- + Mg2+ MgIn- + H+ (merah) MgIn- +H2Y2- MgY2- + HIn- (biru) + H+ Kadar maksimum Mg2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 0,4mg/L Kadar maksimum kesadahan total menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 500mg/L Diperoleh rata-rata kesadahan Mg2+ adalah 226,893 mg/L

Diperoleh kesadahan total yaitu193,6065 mg/L

Penentuan KesadahanPage 7

VIII. Analisis dan Pembahasan:Pada percobaan ini yang dilakukan ada 2, yaitu menentukan kesadahan Ca2+ dan Mg2+. Dimana dari masing-masing kesadahan tersebut dapat diperoleh hasil kesadahan total pada sampel.1. Kesadahan Ca2+Pada percobaan yang pertama ini, yang dilakukan adalah pengenceran sampel, yaitu 2,5 mL sampel yang diambil dari sungai disekitar pabrik gula di daerah Prambon dimasukkan dalam labu ukur 250 mL dan ditambah aquades hingga tanda batas. Larutan sampel tersebut berwarna abu-abu, tetapi setelah pengenceran menjadi tidak berwarna. Selanjutnya, sampel yang telah diencerkan tersebut diambil sebanyak 25 mL dan dimasukkan dalam Erlenmeyer 100 mL. Selanjutnya ditambah dengan 1 mL NaOH 0,1 N dan ditambah sedikit mungkin serbuk murexid. Setelah penambahan murexid warna larutan berubah dari tidak berwarna menjadi berwarna merah muda. Larutan NaOH merupakan larutan yang tidak berwarna dan serbuk murexid berwarna hitam. Fungsi dari penambahan NaOH adalah untuk meningkatkan pH sampel supaya Ca2+ terionkan oleh EDTA. Sedangkan fungsi dari penambahan serbuk murexid adalah sebagai indikator dan untuk mencegah terbentuknya kalsium hidroksida [Ca(OH)2]. Reaksinya adalah sebagai berikut:H2In- + Ca2+ CaIn- + 2 H+Larutan selanjutnya dititrasi dengan EDTA. Larutan EDTA merupakan larutan yang tidak berwarna. Titrasi dihentikan pada saat warna larutan yang awalnya berwarna merah muda telah berubah menjadi berwarna ungu. Hal ini menunjukkan titik akhir dari titrasi. Reaksinya adalah sebagai berikut:EDTA + CaIn- + 2 H+ H2In- + Ca-EDTAPada percobaan ini titrasi dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dan diperoleh volume EDTA yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:V1: 0,1 mLV2: 0,1 mLV3: 0,1 mLDari volume EDTA di atas, maka dapat dihitung kesadahan Ca2+ dalam sampel dengan menggunakan rumus

Dari perhitungan melalui rumus di atasmaka diperoleh kesadaan Ca2+ sebagai berikut:1. Kesadahan Ca2+: 160,32 mg/L2. Kesadahan Ca2+: 160,32 mg/L3. Kesadahan Ca2+: 160,32 mg/LDan diperoleh rata-rata kesadahan Ca2+ dalam sampel yaitu 160,32 mg/L. Kadar maksimum Ca2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 30mg/L. Dari hasil yang diperoleh, maka kadar Ca2+ dalam sampel melebihi kadar maksimum Ca2+ menurut PERMENKES. Dapat dikatakan bahwa sampel tersebut memiliki kesadahan Ca2+ yang tinggi.

2. Kesadahan Mg2+Pada percobaan yang kedua ini, yang dilakukan adalah menentukan kesadahan Mg2+ dalam sampel. Sampel yang telah diencerkan diambil sebanyak 25 mL dan dimasukkan dalam Erlenmeyer 100 mL. Larutan tersebut adalah larutan tidak berwarna. Kemudian ditambah dengan 1 mL larutan buffer pH 10. Fungsi dari penambahan tersebut adalah menjaga pH sampel ketika ion H+ lepas pada saat titrasi yang dapat menyebabkan perubahan pH, mencegah terbentuknya Mg(OH)2. Larutan yang dihasilkan adalah larutan yang tidak berwarna. Selanjutnya ditambah dengan 1 tetes indikator EBT yang merupakan larutan berwarna ungu. Warna larutan mengalami perubahan, yaitu larutan yang tidak berwarna menjadi larutan berwarna merah muda. Reaksinya adalah sebagai berikut:Mg2+ (aq) + EBT (aq) > (Mg EBT)2+ (aq)Larutan kemudian dititrasi dengan EDTA. Larutan yang berwarna merah muda akan berubah menjadi larutan berwarna biru. Hal ini menunjukkan titik akhir dari titrasi. Jika H2Y2- mengkompleks semua, Ca2+ dan Mg2+ bebas dari sampel air maka kompleks merah muda (Ca EBT)2+ terdisosiasi dari warna merah muda berubah menjadi biru dari indikator EBT. Dan titik akhir dicapai, semua ion sadah telah terkompleksikan dengan H2Y2-. Reaksinya adalah sebagai berikut:(Mg EBT)2+ (aq) + H2Y2- (aq) > MgY(aq) + 2H+ (aq) + EBT(aq)Pada percobaan ini titrasi dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dan diperoleh volume EDTA yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:V1: 0,3 mLV2: 0,2 mLV3: 0,3 mLDari volume EDTA di atas, maka dapat dihitung kesadahan Mg2+ dalam sampel dengan menggunakan rumus

Dari perhitungan melalui rumus di atasmaka diperoleh kesadaan Mg2+ sebagai berikut:1. Kesadahan Mg2+: 194,48 mg/L2. Kesadahan Mg2+: 291,72 mg/L3. Kesadahan Mg2+: 194,48 mg/LDan diperoleh rata-rata kesadahan Mg2+ dalam sampel yaitu 226,893mg/L. Kadar maksimum Mg2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 500mg/L. Dari hasil yang diperoleh, maka kadar Mg2+ dalam sampel tidak melebihi kadar maksimum Mg2+ menurut PERMENKES. Dapat dikatakan bahwa sampel tersebut memiliki kesadahan Mg2+ yang rendah.Dari hasil kesadahan Ca2+ dan Mg2+ tersebut, maka diperoleh kesadahan total dalam sampel adalah 193,6065 mg/L.

IX. KesimpulanBerdasarkan analisis dan pembahasan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:1. Kesadahan Ca2+ dalam sampel adalah 160,32 mg/L. Kadar Ca2+ dalam sampel melebihi kadar maksimum Ca2+ menurut PERMENKES yaitu sebesar 30 mg/L. Dapat dikatakan bahwa sampel tersebut memiliki kesadahan Ca2+ yang tinggi.2. Kesadahan Mg2+ dalam sampel adalah 226,893mg/L. Kadar Mg2+ dalam sampel tidak melebihi kadar maksimum Mg2+ menurut PERMENKES yaitu 500 mg/L. Dapat dikatakan bahwa sampel tersebut memiliki kesadahan Mg2+ yang rendah.3. Kesadahan total dalam sampel air sungai dekat pabrik gula Prambon adalah 193,6065 mg/L.

X. Daftar PustakaAmal, Andika Muhardianti. 2011. Laporan Praktikum Kesadahan. http://dhyka1207.blogspot.com/2011/12/laporan-praktikum-kesadahan.html. Diakses pada 22 Maret 2015.Amaria, Suyono, Rusmini. 2015. Penuntun Praktikum Kimia Lingkungan. Surabaya: Unesa Press.Day, R. A., Underwood, A.L. 1986. Quantitative Analysis (sixth ed.). New York: Prentice Hall.Hadyana, P.A. 1989. Analisis Kimia Kuantitatif. Jakarta: Penerbit Erlangga.Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia.Said, Nusa Idaman. 2011. Penghilangan Kesadahan Di Dalam Air Minum. www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirMinum/BAB9SADAH.pdf . Diakses 4 April 2014Patria K., Dwi N. 2011. Kesadahan dalam Air Tanah. Online. http://kesehatan.kompasiana.com/alternatif/2011/10/19/kesadahan-dalam-air-tanah-402755.html. Diakses pada 22 Maret 2015.

LAMPIRAN GAMBAR

Pengenceran sampelSampel dalam erlenmeyer

Sampel + larutan penyangga + EBTSampel + larutan penyangga + EBT + EDTA

Sampel + NaOH + murexidSampel + NaOH + murexid + EDTA

Sampel + NaOH + murexid + EDTASampel + NaOH + murexid + EDTA

LAMPIRAN PERHITUNGAN

1. Penentuan Kesadahan Ca2+a) Volume titrasi = 0,1 mLCa2+ (mg/L) = = = 160,32 mg/Lb) Volume titrasi = 0,1 mLCa2+ (mg/L) = = = 160,32 mg/L

c) Volume titrasi = 0,1 mLCa2+ (mg/L) = = = 160,32 mg/L

Kesadahan Ca2+ (mg/L) rata-rata = = 160,32 mg/L

2. Penentuan Kesadahan Mg2+a) Volume titrasi = 0,2 mLMg2+ (mg/L) = = = 194,48 mg/L

b) Volume titrasi = 0,3 mLMg2+ (mg/L) = = = 291,72 mg/Lc) Volume titrasi = 0,2 mLMg2+ (mg/L) = = = 194,48 mg/L Kesadahan Mg2+ (mg/L)rata-rata = = 226,893 mg/L

Kesadahan Total = = = = 193,6065 mg/L

Penentuan KesadahanPage 15