TOTAL HARDNESS.doc

TOTAL HARDNESS DALAM AIR

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 TUJUAN

- Untuk mengetahui kadar total hardness yang terdapat di dalam air dengan

menggunakan metode titrasi kompleksometri.

1.2 DASAR TEORI

Air sangat penting bagi kehidupan baik manusia, hewan maupun tumbuhan.

Seluruh proses kimia (metabolisme) dalam tubuh makhluk hidup berlangsung dalam

media (pelarut) air. Dalam kehidupan sehari-hari air kita gunakan untuk berbagai

keperluan. Air merupakan pelarut yang baik, oleh karena itu air alam tidak pernah

murni. Air alam mengandung beberapa zat terlarut maupun tidak terlarut, air alam

juga mengandung mikroorganisme. Apabila kandungan air itu tidak mengganggu

kesehatan manusia, maka air itu dianggap bersih. Air dinyatakan tercemar apabila

terdapat gangguan terhadap kualitas air sehingga air tidak dapat digunakan untuk

tujuan penggunaannya. Air tercemar karena masuknya makhluk hidup, zat atau energi

ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ketingkatan

tertentu yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan kegunaannya.

Berdasarkan kegunaannya, air (tidak termasuk air laut) dibagi dalam 4 golongan,

yaitu:

A. Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air murni secara langsung

tanpa pengolahan terlebih dahulu.

B. Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku untuk air minum.

C. Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan dan

peternakan.

D. Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian dan

dapat dimanfaatkan untuk usaha perkotaan, industri pembangkit listrik tenaga

air.

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA TEKNIK KIMIA 1


1. 2. 1 Hardness

Hardness (kesadahan) adalah air yang didalamnya terlarut garam-garam kalsium

dan magnesium. Air sadah tidak baik untuk mencuci karena ion-ion Ca2+ dan Mg2+

akan berkaitan dengan sisa asam karboksilat pada sabun dan membentuk endapan

sehingga sabun tidak berbuih. Pada umumnya air yang dipakai untuk keperluan rumah

tangga didapat dari air sungai, danau, dan sumur yang mengandung sejumlah garam

yaitu Calsium Carbonat, garam ini didapat dari reaksi:

CO2 (g) + H2O + CaCO3 (s) Ca2+ (aq) + 2 HCO3-

(aq)

Dengan sejumlah kecil ion natrium, klorida dan sulfat. Air yang mengandung ion

kalsium dan magnesium disebut air sadah. Jika kesadahan air terlalu besar maka

proses pelunakan sangat diperlukan dengan mengurangi kadar ion magnesium dan

kalsium.

Air sadah dibagi menjadi air sadah sementara dan air sadah tetap. Air sadah

sementara adalah air sadah yang kesadahannya dapat hilang dengan pemanasan. Air

sadah sementara mengandung garam Ca(HCO3)2 dan Mg(HCO3)2. Pada pemanasan

garam-garam ini terurai membentuk CaCO3 dan MgCO3 yang sukar larut

(mengendap). Air sadah tetap adalah air sadah yang kesadahannya tetap meskipun

telah dipanaskan. Air sadah tetap mengandung garam CaSO4, MgSO4 dan MgCl2.

Dengan adanya kesadahan pada air, kerugian yang akan ditimbulkan sebagai berikut:

1. Membentuk air sabun kurang berbusa karena sabunnya diendapkan oleh ion-ion

Ca2+ dan Mg2+ sehingga mengurangi daya pembersihan sabun.

2. Menimbulkan kerak pada ketel yang dapat mengakibatkan pemborosan

penggunaan bahan bakar dan juga dapat menyumbat pipa saluran air panas seperti

pada radiator.

Kesadahan pada air dapat dihilangkan, dengan cara sebagai berikut:

A. Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan cara mendidihkan atau

menambahkan kapur. Dalam keadaan panas, garam-garam Ca(HCO3)2 dan

Mg(HCO3)2 terurai dalam ion-ion Ca2+ dan Mg2+ mengendap sebagai CaCO3 dan

MgCO3. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

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

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



B. Kesadahan tetap tidak dapat dihilangkan dengan pemanasan, tetapi harus

direaksikan dengan soda Na2CO3 atau kapur, Ca(OH)2 sehingga ion-ion Ca2+ dan

Mg2+ akan mengendap. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

CaSO4 (aq) + Na2CO3 (aq) CaCO3 (s) + Na2SO4 (aq)

MgSO4 (aq) + Na2CO3 (aq) MgCO3 (s) + Na2SO4 (aq)

MgCl2 (aq) + Ca(OH)2 (aq) Mg(OH)2 (s) + CaCl2 (aq)

Titrasi EDTA untuk penentuan kesadahan air merupakan contoh yang baik

sekali dan sangat mempermudah, juga jauh lebih teliti daripada cara yang dipakai

sebelumnya. Air yang sudah mengandung garam Mg atau Ca, bila ditentukan jumlah

kedua kation maka ditentukan kesadahan total. Dan sebaliknya dapat dicari kesadahan

parsial yaitu kesadahan Magnesium atau kesadahan kalsium saja. Pada penetuan

kasadahan air diperlukan sedikit modifikasi dari cara titrasi larutan Mg - Ca murni,

karena dalam air dari alam sering dijumpai pengotor sedikit oleh ion besi dan logam-

logam lain. Bila digunakan EBT sebagai indikator, terjadi bloking indikator oleh ion

besi karena beraksi secara irreversible. Buffer pH 10 dalam titrasi ini dapat

menyingkirkan besi sebagai endapan bila jumlahnya kecil.

Pada umumnya kesadahan jumlah air, disebabkan oleh kandungan garam

kalsium dan magnesium. Sewaktu larutan ion Mg2+ dan Ca2+ dititar dengan larutan

EDTA, dengan petunjuk EBT. Pertama EDTA akan bereaksi dengan ion Mg2+ dan

akhirnya dengan senyawa rangkaian Mg-EBT. Oleh karena itu senyawa rangkaian

tersebut berwarna merah anggur sedangkan larutan petunjuk yang bebas berwarna

biru pada pH 7-10, maka larutan pada titik akhir titrasi akan berubah dari merah

anggur menjadi biru.

1. 2. 2 Titrasi pembentukan kompleks

Satu dari jenis - jenis reaksi kimia yang dapat digunakan sebagai dasar

penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan suatu kompleks atau ion kompleks

yang dapat larut tetapi sedikit terdisosiasi. Suatu contoh adalah reaksi dari ion perak

dengan ion sianida untuk membentuk ion kompleks Ag(CN)2 - yang sangat stabil.

Ag+ + 2CN- Ag(CN)2-

Kompleks yang terbentuk dari suatu reaksi ion logam yaitu kation dengan suatu anion

atau molekul netral. Ion logam di dalam kompleks disebut atom pusat dan kelompok

yang terikat pada atom pusat disebut ligan. Jumlah ikatan terbentuk oleh atom pusat



disebut bilangan koordinasi dari logam. Pada kompleks di atas, perak merupakan

atom logam dengan bilangan koordinasi dua. Dan sianidanya merupakan ligannya.

Reaksi yang membentuk kompleks dapat dianggap sebagai reaksi asam - basa

lewis dengan ligan bekerja sebagai basa dan memberikan sepasang elektron kepada

kation yang merupakan suatu asam. Ikatan yang terbentuk antara atom logam pusat

dan ligan dering kovalen, tetapi dalam beberapa keadaan interaksi dapat merupakan

daya penarik coulomb. Beberapa kompleks mengadakan reaksi subtitusi dengan

sangat cepat, dan kompleks demikian dikatakan labil.

Reaksinya berlangsung dengan mudah ke kanan dengan penambahan amoniak

kepada akuo - kompleks: penambahan asam kuat yang menetralisasikan amoniak

menggeser keseimbangan dengan sangat cepat kembali ke akuo - kompleks. Beberapa

kompleks mengadakan reaksi subtitusi hanya dengan sangat perlahan dan dikatakan

tidak labil atau intert. Hampir semua kompleks yang terbentuk dari kobal dan krom

pada keadaan oksidasi +3 adalah inert, namun hampir kebanyakan kompleks yang lain

dari deret pertama logam transisi adalah labil.

Hanya dengan beberapa ion logam seperti tembaga, nikel, seng, kadmium, dan

merkuri (II) membentuk kompleks stabil dengan ligan nitrogen seperti amoniak dan

trien. Beberapa ion logam lain (misalnya alumunium, timbal, dan bismut) lebih baik

pereaksi pembentukan khelat, yang mengandung baik oksigen sebagai donor elektron.

Beberapa pereaksi pembentukan khelat, yang mengandung baik oksigen maupun

nitrogen terutama efektif dalam pembentukan kompleks stabil dangan berbagai

logam. dari ini yang terkenal adalah asam etilen diamin tetra asetat, kadang - kadang

dinyatakan asam (etilen dinitrilo) tetra asetat, dan sering disingkat EDTA :

HOOCCH2 CH2COOH

NCH2CH2N

HOOCCH2 CH2COOH

Istilah chelon (diucapkan "key - loan") telah disarankan sebagai nama umum untuk

seluruh golongan pereaksi, termasuk poliamin seperti trien, asam poliamino

karboksilat seperti EDTA, dan senyawa sejenis yang membentuk kompleks 1 : 1

dengan ion logam, larut dalam air dan karenanya dapat dipergunakan sebagai titran



logam. Kompleksnya suatu golongan senyawa khelat yang istimewa, disebut

kilonatlogam dan titrasinya disebut titrasi khelometrik. Kilon praktis telah membuat

suatu revolusi pada kimia analitik dari banyak unsur logam dan merupakan hal yang

sang penting dalam banyak lapangan.

1. 2. 3 EDTA (Etilen Diamin Tetra Asetat)

EDTA ialah suatu ligan yang heksadentat (mempunyai 6 buah atom donor

pasangan elektron) yaitu melalui kedua atom N dan keempat atom O (dari OH).

Tampak bahwa EDTA berbasa empat. Untuk sederhananya serinag ditulis H4Y dan

sebagai asam lemah, edta mengalami pengionan terhadap melepaskan ion hidrogen

satu per satu. Faktor - faktor yang membuat EDTA ampuh sebagai pereaksi titrimetrik

ialah :

a. Dengan ion logam selalu terbentuk kompleks 1 : 1 (satu molekul EDTA dengan

satu ion logam) sehingga reaksi berjalan satu tahap.

b. Konstan kestabilan kelatnya umumnya besar sekali sehingga reaksinya sempurna

(kecuali dengan logam alkali).

c. Banyak ion logam yang bereaksi cepat

Disamping itu telah dikembangkan indikator khusus, mudah diperoleh bahan

baku primernya baik sebagai EDTA maupun bahan untuk menstandarisasi. Dengan

demikian syarat - syarat titrasi terpenuhi dengan baik.

Cara - cara titrasi EDTA :

1. Cara titrasi langsung

Untuk cara ini menggunakan indikator metalokhromik. Bahan pengkompleks

seperti sitrat dan tatrat sering ditambahkan untuik mencegah pengendapan

hidroksida logam analat dan campuran penahan NH3 - NH4Cl dengan pH 9 - 10

banyak digunakan untuk kation yang membentuk kompleks dengan NH3. Contoh

cara ini adalah penentuan kesadahan air.

2. Cara titrasi kembali

Cara ini untuk kation yang bereaksi lambat dengan EDTA atau bila tidak

terdapat indikator yang cocok. Dalam cara ini, analat diberi larutan baku EDTA

berlebih, lalu kelebihan itu ditentukan dengan menitrasinya dengan larutan baku

suatu kation dan indikator yang cocok. Cara ini juga berguna untuk menitrasi

kation yang terdapat bersama - sama dengan anion yang dapat mengendapkan



sebagai endapan yang tidak terlalu sukar larut. EDTA akan mencegah

pengendapan tersebut.

3. Cara titrasi tidak langsung

4. Cara penggeseran (displacement titration)

5. Cara alkalimetri

1. 3. 4 Indikator EBT

Indikator EBT (Eriochrome Black T) adalah indikator yang digunakan dalam

titrasi kompleksometri, merupakan asam lemah berbasa tiga yang untuk mudahnya

ditulis H3Er. Ion hidrogen yang pertama mempunyai konstan pengionan yang besar

sekali, sehingga dalam larutan langsung terbentuk H2Er-. Selanjutnya terjadi

pengionan bertahap kedua ion hidrogen sehingga dapat ditulis :

pH pH

H2Er - H+ + Her 2- H+ + Er3-

6,3 11,5

Merah biru jingga

Antara pH 6.3-11.5, HEr2- merupakan spesial yang paling dominan dan

berwarna biru. Kebanyakan kompleks ion logam dengan Er3- berwarna merah. Oleh

karena itu titrsi dimana digunakan EBT haruslah yang menggunakan buffer dengan

pH diantara kedua nilai tersebut, agar terjadi perubahan warna yang jelas dari merah

ke biru.Rumus yang digunakan dalam menentukan Total Hardness dalam

sampel,yaitu:

Kadar total hardness (ppm) CaCO3 = V x M x 100 x 1000 ml contoh

Keterangan,

V = Volume titrasi

M = Konsentrasi CaCO3

ml = Volume sampel



BAB II

METODOLOGI

2. 1 ALAT DAN BAHAN

2. 1. 1 Alat yang digunakan

2. 1. 2 Bahan yang digunakan

POLITEKNIK NEGERI SAMARINDA TEKNIK KIMIA

Nama alat Banyak Spesifikasi Keterangan

Erlenmeyer 2 buah 250 ml Baik

Buret 1 buah 50 ml Baik

Pipet volume 1 buah 50 ml Baik

Bulp 1 buah - Baik

Statif dan klem 1 buah - Baik

Pipet ukur 1 buah 10 ml Baik

Corong 1 buah - Baik

Neraca digital 1 buah - Baik

Gelas kimia 2 buah 250 ml Baik

Labu ukur 1 buah 100 ml Baik

Pipet tetes 1 buah - Baik

Batang pengaduk 1 buah - Baik

Nama bahan Satuan jumlah

Buffer pH 10 ml 5

Larutan EDTA 0,01 M ml -

Indikator EBT ml 1

Sampel air ml 50

Aquadest ml -

Larutan HCl 1 : 1 ml -

Larutan ammonia (NH4OH) ml -

Hablur CaCO3 Gram 0,1

7


2. 1. 3 Safety alat dan bahan

Menggunakan jas lab dalam praktikum untuk keselamatan dan

kenyamanan praktikan.

Menggunakan sarung tangan untuk menghindari kontak langsung

dengan bahan-bahan bersifat korosif, pekat, dan sebagainya.

Menggunakan masker untuk menghindari gas-gas yang bersifat toxic

dan sejenisnya.

2. 2 PROSEDUR KERJA

Standarisasi larutan EDTA dengan standar primer CaCo3

Menimbang dengan teliti 0,1 gram CaCo3 powder, lalu dimasukan ke dalam gelas

kimia 250 ml

Menambahkan beberapa tetes HCl 1 : 1 sampai semua CaCo3 melarut

Menambahkan aquadest 50 ml yang sudah dipanaskan terlebih dahulu, dibiarkan

sampai dingin, kemudian dipindahkan ke dalam labu ukur 100 ml dan menambahkan

dengan aquadest sampai tanda batas

Memipet 10 ml larutan tadi lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml dan

menambahkan dengan aquadest sampai volume 100 ml

Menambahkan dengan amonia (NH4OH) tetes dami tetes sampai pH-nya sekitar 10,

kemudian menambahkan 5 ml buffer pH 10 dan 5 tetes indikator EBT

Mentitrasi dengan larutan EDTA sampai terjadi perubahan warna merah menjadi biru

muda

Menghitung molaritas EDTA yang digunakan dan melakukan percobaan secara duplo

Penentuan total hardness dalam air



Memipet 50 ml sampel air lalu dimasukkan ke dalam erlenmeyer 250 ml dan

diencerkan dengan aquadest sampai 100 ml

Menambahkan 5 ml larutan buffer pH 10 dan 5 tetes indikator EBT ke dalam larutan

tersebut

Mentitrasi dengan EDTA sampai terjadi perubahan warna merah menjadi biru

Menghitung total hardness yang ada pada sampel air dan melakukan percobaan

secara duplo

BAB III



DATA PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

3. 1 DATA PENGAMATAN

Standarisasi larutan EDTA

PercobaanMassa

CaCO3

HCl

1 : 1

NaOH

0,5 N

Buffer

pH 10EBT EDTA Perubahan warna

I 0,1 gr 13 tetes 6 tetes 5 ml 5 tetes 9,5 ml Merah anggur - Biru muda

II 0,1 gr 13 tetes 6 tetes 5 ml 5 tetes 9,5 ml Merah anggur - Biru muda


Percobaan

sampel

Volume

sampel

Buffer

pH 10

Indikator

EBT

Volume

EDTAPerubahan warna

Air keranI 50 ml 5 ml 5 tetes 9,6 ml Merah anggur - Biru muda

II 50 ml 5 ml 5 tetes 9,5 ml Merah anggur - Biru muda

Air WTPI 50 ml 5 ml 5 tetes 6,3 ml Merah anggur - Biru muda


Air danauI 50 ml 5 ml 5 tetes 6,5 ml Merah anggur - Biru muda


Hasil Perhitungan

Molaritas EDTA = 0,0104 M

Total Hardness dalam air keran = 199,595 ppm

Total Hardness dalam air danau = 136,895 ppm

Total Hardness dalam air WTP = 130,625 ppm

3. 2 PEMBAHASAN

Dalam praktikum kali ini, penentuan total hardness dalam air dengan

menggunakan titrasi pengendapan. Dimana larutan kompleks yang digunakan adalah

EDTA. Dengan prinsip dasar percobaan, pada umumnya kesadahan jumlah air



disebabkan oleh kandungan garam kalsium dan megnesium. sewaktu larutan ion Mg2+

dan ion Ca2+ dititar dengan larutan EDTA, dengan petunjuk EBT, pertama EDTA

akan bereaksi dengan ion Mg2+ dan akhirnya dengan senyawa rangkai Mg-EBT. Oleh

karena senyawa rangkai tersebut berwarna merah anggur sedangkan larutan penunjuk

yang bebas berwarna biru pada pH 7-11, maka larutan pada titik akhir berubah dari

merah anggur menjadi biru.

Untuk percobaan yang pertama, standarisasi larutan EDTA 0,01 M dengan

standar primer CaCO3 dengan persamaan reaksi sebagai berikut;

CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O

Dalam reaksi di atas terdapat gas yang perlu dihilangkan, yaitu karbon dioksida

(CO2). Dengan cara pemanasan, sehingga CO2 hilang yang ditandai dengan adanya

uap air pada dinding gelas kimia.

Setelah itu, larutan di atas ditambahkan amonia (NH4OH). Sehingga sebagai

akibatnya dititrasi dengan EDTA dari warna awal merah menjadi biru muda. Dengan

reaksi perubahan sebagai berikut;

MIn + HY3 MY + HIn

Merah Biru

Pada larutan di atas penambahan larutan yang mengandung M2+ (Ca2+), maka MY2-

(CaY2-) yang lebih stabil terbentuk, dengan membebaskan Mg2+ untuk bereaksi

dengan indikator dan membentuk MgIn merah. Setelah kalsium habis terpakai, maka

tambahan titran mengubah MgIn menjadi MgY2- (HIn2-) dan indikator kembali ke

bentuk HIn2- biru. Dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

CaCl2+H2O+NH4OH Ca(OH)2+2HCl+NH3-+H2O.

Percobaan berikutnya yaitu penentuan total hardness dalam air. Pada prinsipnya

percobaan ini sama dengan percobaan sebelumnya, larutan yang mengandung Ca2+

akan membebaskan Mg2+ untuk bereaksi dengan indikator dan membentuk MgIn

merah. Tambahan titran mengubah MgIn menjadi MgY2- dan indikator akan kembali

pada warna biru. Pada air keran memiliki total hardness (ppm) CaCO3 sebanyak

199,595 ppm, pada air danau memiliki total hardness (ppm) CaCO3 sebanyak

136,895 ppm, serta pada air WTP memiliki total hardness (ppm) CaCO3;130,625

ppm.



BAB IV

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang kami peroleh dari percobaan ini, yaitu:

1. Molaritas dari EDTA yaitu 0,01045 M.

2. Kadar total hardness (ppm) CaCO3 dalam air keran = 199,595 ppm.

Kadar total hardness (ppm) CaCO3 dalam WTP = 130,625 ppm.

Kadar total hardness (ppm) CaCO3 dalam air danau = 136,895 ppm.

3. Perubahan warna yang terjadi, yaitu dari warna merah menjadi biru muda.

5.2 Saran

1. Membersihkan alat - alat praktikum sebelum dimulai praktikum.

2. Menguasai materi praktikum sebelum dimulainya praktikum.



DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Chon. 1986. Analisi jumlah titrimetrik. Bogor : Sekolah Menengah Analis

Kimia Bogor

R.A.Day.Jr dan A.L.Underwood. 1986. Analisi Kimia Kuantitatif. Jakarta: Erlangga

Team Laboratorium Kimia Dasar. 2007. Penuntun Pratikum Dasar Proses Kimia.

Samarinda: Politeknik Negeri Samarinda



PERHITUNGAN

Standarisasi larutan EDTA

Molaritas EDTA = mg CaCO3

fp x V x 100

Percobaan IMolaritas EDTA = mg CaCO3

fp x V x 100

= 100 10 x 9,5 x 100

= 0,0105 M

Percobaan IIMolaritas EDTA = mg CaCO3

fp x V x 100

= 100 10 x 9,6 x 100

= 0,0104 M

Rata - rata molaritas EDTA = 0,0105 + 0,0104 2

= 0,01045 M


Kadar total hardness (ppm) CaCO3 = V x M x 100 x 1000 ml contoh



1) Air keran

Percobaan IKadar total hardness (ppm) CaCO3 = V x M x 100 x 1000

ml contoh

= 9,6 x 0,01045 x 100 x 1000 50

= 2004,64 ppm

Percobaan IIKadar total hardness (ppm) CaCO3 = V x M x 100 x 1000

ml contoh

= 9,6 x 0,01045 x 100 x 1000 50

= 198,55 ppm

Rata - rata total hardness dalam sampel air keran = 200,64 + 198,55 2

= 199,595 ppm

2) Air danau


ml contoh

= 6,5 x 0,01045 x 100 x 1000 50

= 135,85 ppm


ml contoh

= 6,6 x 0,01045 x 100 x 1000 50



= 137,94 ppm


= 136,895 ppm

3) Air WTP


ml contoh

= 6,3 x 0,01045 x 100 x 1000 50

= 131,67 ppm


ml contoh

= 6,2 x 0,01045 x 100 x 1000 50

= 129,58 ppm


= 130,625 ppm



GAMBAR ALAT

erlenmeyer

labu ukur

pipet volume + bulp

pipet ukur + bulp

corong pipet tetes

neraca digital

buret + statif

gelas kimia

batang pengaduk


TOTAL HARDNESS.doc

Documents

Transcript of TOTAL HARDNESS.doc