Makalah Kimia Tentang Kesadahan Air

MAKALAH KIMIA

“KESADAHAN AIR”

                             

DISUSUN OLEH            : KELOMPOK 6

1.   DEWI PURNAMA SARI

2.   EKY OKTA VIZAR

3.   EVA SEPTIANA

4.   INDAH ASTIKA

5.   INTAN PERMATASARI

KELAS                            : XII.IPA 1

GURU PEMBIMBING    : RENI INDARTI Mm.si

MADRASAH ALIYAH NEGERI PAGARALAM

TAHUN PELAJARAN 2014/2015

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kehadirat tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmat dan karunianyalah kami dapat menyelesaikan Makalah kami yang berjudul  “KESADAHAN AIR” dengan semampu kami.

            Kami mengucapkan banyak terimakasih kepada pihak- pihak yang telah banyak membantu dalam usaha penyelesaian makalah ini.Saran yang sifatnya membangun sangat kami harapkan guna memperbaiki makalah ini dimasa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat berguna bagi pembaca.

            Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua. Amin.

                                                                                                              Pagaralam,September 2014

Penyusun

Kelompok 6

                                                                                                                 

                                                                                                

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR......................................................................................... i

DAFTAR ISI........................................................................................................ ii

BAB I PENDAHULUAN

1.1  LATAR BELAKANG.................................................................................... 1

1.2  RUMUSAN MASALAH............................................................................... 2

1.3  TUJUAN PENULISAN................................................................................. 3

1.4  MANFAAT PENULISAN............................................................................. 3

BAB II PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN KESADAHAN AIR........................................................... 4

2.2. JENIS KESADAHAN................................................................................... 6

2.3. STANDAR JENIS KESADAHAN............................................................ 10

2.4. DAMPAK KESADAHAN AIR

      YANG KURANG DAN YANG BERLEBIHAN...................................... 12

2.5. ANALISIS KESADAHAN AIR................................................................ 13

2.6. TIPE-TIPE KESADAHAN AIR................................................................. 14

2.7. DAMPAK KESADAHAN.......................................................................... 16

2.8. CARA MENANGGULANGI KESADAHAN.......................................... 16

BAB III PENUTUP

3.1. KESIMPULAN............................................................................................ 19

3.2. SARAN........................................................................................................ 20

DAFTAR PUSTAKA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.        Latar Belakang

                 Air merupakan kebutuhan pokok semua makhluk hidup. Tanpa air, manusia tidak akan bertahan hidup lama. Air alam mengandung berbagai jenis zat, baik yang larut maupun yang tidak larut serta mengandung mikroorganisme. Air bersifat tidak berwarna, tidak berasa dan tidak berbau.

                 Air merupakan unsur penting utama bagi hidup kita di planet bumi ini. Dalam bidang kehidupan ekonomi modern kita, air juga merupakan hal utama untuk budidaya pertanian, industri, pembangkit tenaga listrik, dan transportasi. Air sangat penting di dalam mendukung kehidupan manusia, air juga mempunyai potensi yang sangat besar jika air tersebut tercemar, dalam menularkan atau mentransmisikan berbagai penyakit.

Air merupakan sumber daya yang paling penting dalam kehidupan manusia maupun makhluk hidup lainnya. Meningkatnya jumlah penduduk dan kegiatan pembangunan telah mengakibatkan kebutuhan akan air meningkat tajam. Di lain pihak, ketersediaan air dirasa semakin terbatas bahkan di beberapa tempat sudah terjadi kekeringan. Hal itu semua terjadi sebagai akibat dari kualitas lingkungan hidup yang menurun, seperti pencemaran, penggundulan hutan, berubahnya tata guna lahan, dan lain-lain. 

                 Sumber-sumber air yang ada di bumi antara lain adalah air atmosfer, air permukaan, air laut dan air tanah. Air merupakan suatu sarana utama dalam meningkatkan derajat kesehatan. Jika kandungan bahan-bahan dalam air tersebut tidak mengganggu kesehatan, air dianggap bersih dan layak untuk diminum, air dikatakan tercemar jika terdapat gangguan terhadap kualitas air sehingga air tersebut tidak dapat digunakan untuk tujuan penggunaannya. Pencemaran air dapat terjadi karena masuknya makhluk hidup, zat, dan energi terdalam air oleh kegiatan manusia. Keadaan itu dapat menurunkan kualitas air sampai ke tingkat tertentu dan membuat air tidak berfungsi lagi sebagaimana mestinya.

                 Air merupakan pelarut penting, yang memiliki kemampuan yang dapat melarutkan zat-zat kimia lainnya, seperti garam-garam, gula, asam, beberapa jenis gas dan banyak macam molekul organik. Bahan-bahan mineral yang dapat terkandung dalam air adalah CaCO₃, MgCO₃, CaSO₄, MgSO₄, NaCl, Na₂SO₄, SiO₂ dan sebagainya. Dimana air yang banyak mengandung ion-ion kalsium dan magnesium dikenal sebagai air sadah.

                 Air sadah adalah air yang di dalamnya terlarut garam-garam kalsium dan magnesium, air sadah tidak baik untuk mencuci karena ion-ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ akan berikatan dengan sisa asam karbohidrat pada sabun dan membentuk endapan sehingga sabun tidak berbuih. Senyawa-senyawa kalsium dan magnesium ini relatif sukar larut dalam air, sehingga senyawa-senyawa ini cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan yang kemudian melekat pada logam (wadah) dan menjadi keras .

                 Air sadah dapat menyebabkan terbentuknya kerak pada dasar ketel yang selalu digunakan untuk memanaskan air. Sehingga untuk memanaskan air tersebut diperlukan pemanasan yang lebih lama. Hal ini merupakan pemborosan energi. Timbulnya kerak pada pipa uap dapat menyebabkan penyumbatan sehingga dikhawatirkan pipa tersebut akan meledak, dan jika terjadi peledakan akan dapat menyebabkan polusi udara yang bisa menurunkan kualitas lingkungan dan lingkungan tidak bisa berfungsi sebagai mana mestinya. Untuk itu perlu dilakukan pengujian kesadahan. Manfaat penentuan atau pengujian kesadahan adalah untuk mengetahui tingkat kesadahan air, dan untuk dapat menentukan kesadahan digunakan metode Titrasi EDTA. EDTA adalah kependekan dari ethylene  diamin tetra acetic. EDTA berupa senyawa kompleks khelat dengan rumus molekul (HO₂CCH₂)₂NCH₂CH₂N(CH₂CO₂H)₂. Merupakan suatu senyawa asam amino yang secara luas dipergunakan untuk mengikat ion logam logam bervalensi dua dan tiga. EDTA mengikat logam melalui empat karboksilat dan dua gugus amina. EDTA membentuk kompleks kuat terutama dengan Mn (II), Cu (II), Fe (III), dan Co (III)

1.2.        Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas, rumusan masalah yang diangkat adalah:

1.                  Apa pengertian kesadahan air?

2.                  Sebutkan jenis – jenis kesadahan air?

3.                  Apakah dampak dari air yang kurang atau yang lebih?

4.                  Cara menanggulangi kesadahan?

1.3.       Tujuan

Tujuan dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

1.        Untuk mengetahui Pengertian kesadahan air.

2.        Untuk mengetahui jenis – jenis kesadahan air.

3.        Untuk mengetahui dampak dari air yang kurang sadah atau yang lebih sadah.

4.        Untuk mengetahui cara menanggulangi kesadahan air.

1.4.       MANFAAT PENULISAN

Manfaat dari penulisan makalah ini

1.        Bagi siswa sebagai bahan bacaan yang dapat memperluas wawasan pengetahuan khususnya mengenai kesadahan air.

2.        Bagi guru, sebagai bahan masukan terhadap materi  yang terkait.

3.        Bagi penulis, mendapatkan pengetahuan tentang kesadahan.

                                                                                            

BAB II

PEMBAHASAN

2.1. PENGERTIAN KESADAHAN AIR

                 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 .

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. 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 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.

                 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.

                 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^-                                      Ca(CH₃(CH₂)+16COO)₂

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 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.

                 Kesadahan Merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun.Di dalam air sering terkandung material yang terlarut misalnya CaCl₂, CaSO₄, Ca(HCO₃)₂, MgSO₄, Mg(HCO₃)₂, dll.

                 Air yang mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ dalam jumlah yang banyak disebut air sadah.Kesadahan bisa juga disebabkan oleh 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 Total (“Total Hardness” atau TH) adalah jumlah senyawa kalsium, magnesium dan senyawa lain yang bereaksi dengan sabun

                 Air yang banyak mengandung mineral kalsium dan magnesium dikenal sebagai “air sadah”, atau air yang sukar untuk dipakai mencuci. Senyawa kalsium dan magnesium bereaksi dengan sabun membentuk endapan dan mencegah terjadinya busa dalam air. Oleh karena senyawa-senyawa kalsium dan magnesium relatif sukar larut dalam air, maka senyawa-senyawa itu cenderung untuk memisah dari larutan dalam bentuk endapan  yang akhirnya menjadi kerak.

                 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 dapat membentuk gumpalan sampah yang sukar dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat kimia.

                 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 CaCO_3.

2.2. JENIS KESADAHAN AIR

Terdapat dua jenis kesadahan, yakni sebagai berikut:

1. Kesadahan sementara

                 Kesadahan sementara merupakan kesadahan 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.

Reaksinya:
Ca(HCO₃)₂ → dipanaskan →  CO₂ (gas) + H₂O (cair) + CaCO₃ (endapan)

Mg(HCO₃)₂ →  dipanaskan    →    CO₂ (gas)  +   H₂O (cair)    + MgCO₃ (endapan)

2. Kesadahan Tetap

                 Kesadahan tetap adalah kesadahan yang mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl^-, NO₃^- dan SO₄^2-. 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.

                 Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda- kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kalsium karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padatan/endapan) dalam air.

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)

                 Ketika kesadahan kadarnya adalah lebih besar dibandingkan penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, yang kadar kesadahannya equivalen dengan total kadar alkali disebut  kesadahan karbonat; apabila kadar kesadahan lebih dari ini disebut kesadahan non-karbonat. Ketika kesadahan kadarnya sama atau kurang dari penjumlahan dari kadar alkali karbonat dan bikarbonat, semua kesadahan adalah kesadahan karbonat dan kesadahan nonkarbonat tidak ada. Kesadahan mungkin terbentang dari nol ke ratusan miligram per liter, bergantung kepada sumber dan perlakuan dimana air telah subjeknya.

                 Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda – kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium  hidroksida ) sehingga terbentuk endapan kalium karbonat (padatan/endapan) dan magnesium hidroksida (padatan/endapan) dalam air. 

Reaksinya:

a.                   CaCl₂ + Na₂CO₃      CaCO₃ (padatan/endapan) + 2 NaCl (larut)

b.                  CaSO₄ + Na₂CO₃      CaCO₃ (padatan/endapan) + Na₂SO₄ (larut)

c.                   MgCl₂ + Ca(OH)₂      Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaCl₂ (larut)

d.                  MgSO₄ + Ca(OH)₂                Mg(OH)₂ (padatan/endapan) + CaSO₄ (larut)

                 Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral yang terdapat di dalam air umumnya mengandung ion Ca²⁺ dan Mg²⁺. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Kesadahan air ini dapat dilihat pada air ketika sedang mencuci, karena sebenarnya air sadah sendiri adalah air biasa yang sering digunakan sehari-hari. Dari air tersebut kita akan menemukan dua jenis air:

a.    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.

b.   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 Mg^2+), 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).

Air Sadah Tetap, yaitu air yang mengandung garam selain garam hidrogen karbonat, seperti garam sulfat (CaSO₄, MgSO₄) dan garam klorida (CaCl₂, MgCl₂). 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.

2NaCl₇H₃₅COO(aq) + Ca²⁺ → Ca(Cl₇H₃₅COO)₂(s) + 2Na⁺(aq)

Walaupun tidak berbahaya, air sadah dapat menimbulkan kerugian, diantaranya :

·           Kesadahan Air dapat menurunkan efisiensi dari deterjen dan sabun.

·           Kesadahan Air dapat menyebabkan noda pada bahan pecah belah dan bahan flat.

·           Kesadahan Air dapat menyebabkan bahan linen berubah pucat.

·           Mineral Kesadahan Air dapat menyumbat semburan pembilas dan saluran air.

·           Residu Kesadahan Air dapat melapisi elemen pemanas dan menurunkan efisiensi panas.

·           Kesadahan Air dapat menciptakan buih logam pada kamar mandi.

1.      Menghilangkan Kesadahan Pemanasan.

Pemanasan dapat menghilangkan kesadahan sementara. Pada suhu tinggi, garam hidrogen karbonat Ca(HCO₃)₂ akan terutarai, sehingga ion Ca²⁺ akan mengendap sebagai CaCO₃

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

2.      Penambahan ion karbonat.

Soda (NaCO₃).10H2O yang ditambahkan dalam air sadah dapat mengendapkan ion Ca²⁺ menjadi endapan CaCO₃.

Na₂CO₃ + 10H₂O(s)                      2Na+(aq) + CO₃^2- + 10H₂O
CaCl₂                 Ca²⁺ (aq) + 2Cl^-(aq)
Na₂CO₃ 10H₂O(s) + CaCl₂                 2NaCl + CaCO₃ + 10H₂O

Menggunakan zat pelunak air.
            Natrium Heksametafosfat [Na₂(Na₄(PO₃))] dapat digunakan untuk menghilangkan air sadah yang mengandung ion Ca²⁺ dan Mg^2+. Kedua ion ini akan diubah menjadi ion kompleks yang mudah larut, sehingga tidak dapat bergabung dengan ion dari sabun.
Na₂[Na₄(PO₃)₆](s) + 2Na⁺(aq)                 [Na₄(PO₃)₆]^{2- (}aq)
CaCl₂                    Ca²⁺ + 2Cl^-
Na₂[Na₄(PO₃)₆](s) + CaCl₂                   2NaCl + Ca[Na₄(PO₃)₆]

Menggunakan resin penukar ion. Resin berfungsi mengikat semua kation atau anion yang ada di dalam air sadah.

2.3. STANDAR JENIS KESADAHAN AIR

                 Kandungan kapur yang terdapat dalam air, agar tidak kurang dan tidak juga berlebih maka perlu diterapkan standar suatu air dikatakan sadah atau berlebih kesadahannya. Standar kualitas menetapkan kesadahan total adalah 5-10 derajat Jerman. Apabila kurang dari 5 derajat Jerman maka air akan terasa lunak dan sebaliknya. Jika dalam air mengandung lebih dari 10 derajat Jerman maka akan merugikan bagi manusia.

              Di kalangan masyarakat yang awam, sangat sulit untuk membedakan mana air yang tingkat kesadahannya tinggi. Mereka hanya bisa memperkirakan saja berdasarkan apa yang ditimbulkan dari air, misalnya mereka mengamati kerak yang ditimbulkan air pada dasar panci memberikan sedikit pemahaman pada masyarakat bahwa air yang dikonsumsinya itu tingkat kesadahannya tinggi, dan sebaliknya jika tidak terlihat kerak yang ditimbulkan artinya bahwa air yang dikonsumsinya tingkat kesadahannya masih tergolong rendah.

Standar kesadahan air meliputi

1.    Standar kesadahan menurut WHO, 1984, mengemukakan bahwa :

a.                   Sangat lunak sama sekali tidak mengandung CaCO₃;

b.                  Lunak mengandung 0-60 ppm CaCO₃;

c.                   Agak sudah mengandung 60-120 ppm CaCO₃;

d.                  Sadah mengandung 120-180 ppm CaCO₃;

e.                   Sangat sadah 180 ppm ke atas.

2. Standar kesadahan menurut E. Merck, 1974, bahwa :

a.                   Sangat lunak antara 0-4 OD atau 0-71 ppm CaCO₃;

b.                  Lunak antara 4-8 OD atau 71-142 ppm CaCO₃;

c.                   Agak sadah antara 8-18 OD atau 142-320 ppm CaCO₃;

d.                  Sadah 18-30 OD atau 320-534 ppm CaCO₃;

e.                   Sangat sudah 30 OD keatas atau sekitar 534 ppm ke atas.

3. Standar kesadahan menurut EPA, 1974, bahwa :

a.                   Sangat lunak sama sekali tidak mengandung CaCO₃;

b.                  Lunak, antara 0-75 ppm CaCO₃;

c.                   Agak sadah, antara 75-150 ppm CaCO₃

d.                  Sadah, 150-300 ppm CaCO₃;

e.                   Sangat sadah 300 ppm ke atas CaCO₃.

4. Kesadahan merupakan salah satu sifat kimia yang dimiliki air.

            Kesadahan air disebabkan adanya ion – ion Ca²⁺ dan Mg^2+. Berdasarkan Standar kesadahan menurut PERMENKES RI, 2010 batas maksimum kesadahan air minum yang dianjurkan yaitu 500 mg/L CaCO₃. Bila melewati batas maksimum maka harus diturunkan (pelunakan).

                 Dari data tersebut dapat dilihat jelas bahwa air yang dikatakan sadah adalah air yang mengandung garam mineral khususnya CaCO₃ sekitar 120-180 ppm menurut WHO, sedangkan menurut Merck air dikatakan sadah jika mengandung 320-534 ppm atau sekitar 18-30 OD, menurut EPA air yag dikatakan sadah jika mengandung CaCO₃ sekitar 150-300 ppm, dan menurut PERMENKES RI, 2010 batas maksimum kesadahan air minum yang dianjurkan yaitu 500 mg/L CaCO₃. Bila melewati batas maksimum maka harus diturunkan (pelunakan).

                 Dikalangan masyarakat yang awam, sangat sulit untuk membedakan mana air yang tingkat kesadahannya rendah dan mana air yang tingkat kesadahannya tinggi. Mereka hanya bisa memperkirakan saja berdasarkan apa yang ditimbulkan dari air, misalnya mereka mengamati kerak yang ditimbulkan air pada dasar panci memberikan sedikit pemahaman pada masyarakat bahwa air yang dikonsumsin yaitu tingkat kesadahannya tinggi, dan sebaliknya jika tidak terlihat kerak yang ditimbulkan artinya bahwa air yang dikonsumsinya tingkat kesadahannya masih tergolong rendah.

Satuan ukuran kesadahan ada 3, yaitu :

1.                  Derajat Jerman, dilambangkan dengan °D

2.                  Derajat Inggris, dilambangkan dengan °E

3.                  Derajat Perancis, dilambangkan dengan °F

Dari ketiganya yang sering digunakan adalah derajat Jerman, dimana 1 °D setara dengan 10mg CaO per liter. Artinya jika suatu air memiliki kesadahan 1 °D maka didalam air tersebut mengandung 10 mg CaO dalam setiap liternya.Sedangkan standar kesadahan air meliputi :

Tabel 1 standar kesadahan air.

NO	TINGKAT KESADAHAN	WHO, 1984	E-MERCK	EPA, 1974
		PPM          CaCO3	OD           PPM CaCO3	PPM CaCO3
1	Sangat lunak	-	0-4              0-71	-
2	Lunak	0-60	4-8          71-142	0-75
3	Agak Lunak	60-120	8-18      142-320	75-150
4	Sadah	120-180	18-30    320-534	150-300
5	Sangat Sadah	>180	>30            >534	>300

2.4. DAMPAK DARI KESADAHAN AIR YANG KURANG DAN YANG BERLEBIH

                 Air jika tidak mengandung kapur atau tidak sadah akan terasa lunak atau hambar karena tidak mengandung garam-garam mineral sehingga akan mengurangi selera dalam mengkonsumsinya. Akan tetapi, jika di dalam air kandungan kapurnya sangat tinggi atau dengan kata lain terlalu banyak mengandung garam-garam mineral justru akan memberikan dampak yang buruk bagi kehidupan. Oleh karena itu, dirasa perlu untuk mengetahui dampak apa saja yang dapat ditimbulkan jika kandungan kapur dalam air berlebih atau kesadahannya tinggi

                 Air lunak atau air yang tidak mengadung kapur mempunyai kecenderungan menyebabkan korosi pada pipa. Sedangkan jika air memiliki kandungan kapur yang banyak atau tingkat kesadahannya tinggi, maka mengakibatkan terbentuknya kerak-kerak pada dinding pipa yang menyebabkan penyempitan pipa, sehingga memperkecil debit aliran air. Dalam rumah tangga hal tersebut menyebabkan terbentuknya kerak pada dinding peralatan memasak sehingga menyebabkan pemakaian bahan bakar yang lebih banyak dan menyebabkan pemakaian sabun yang semakin tinggi.

Apabila kandungan CaCO₃ atan MgCO₃ dalam air itu melewati batas 10 derajat Jerman maka akan menyebabkan, antara lain :

a.    Menyababkan lapisan kerak pada alat dapur yang terbuat dari logam;

b.    Kemungkinan terjadinya ledakan pada boiler;

c.    Pipa air menjadi tersumbat;

d.   Sayur-sayuran menjadi keras apabila dicuci dengan air bersih.

                 Air sadah tidak terlalu berbahaya untuk diminum, akan tetapi dapat menyebabkan beberapa masalah jika dikonsumsi dalam jangka panjang, hal tersebut dapat menimbulkan osteoporosis atau pengapuran pada tulang manusia. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat pipa dan keran. Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga, selain itu air sadah dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi ketat untuk mencegah kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan beberapa zat kimia ataupun dengan menggunakan resin pertukaran ion.

Air sadah membawa dampak negatif, yaitu:

1.     Menyebabkan sabun tidak berbusa karena adanya hubungan kimiawi antara kesadahan dengan molekul sabun sehingga sifat detergen sabun hilang dan pemakaian sabun menjadi lebih boros;

2.      Menimbulkan kerak pada ketel yang dapat menyumbat katup-katup ketel karena terbentuknya endapan kalsium karbonat pada dinding atau katup ketel. Akibatnya hantaran panas pada ketel air berkurang sehingga memboroskan bahan bakar.

2.5. 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 (Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA, merupakan salah satu jenis asam amino polikarboksilat yang seringkali digunakan sebagai titran dalam titrasi kompleksometri). membentuk senyawa kompleks. Apabila dalam suatu sampel air terdapat ion-ion magnesium saja kemudian ditambahkan indikator EBT (sistem elektronik yang memungkinkan departemen kesejahteraan negara untuk mengeluarkan manfaat melalui kartu pembayaran kode magnetik, digunakan di Amerika Serikat dan Inggris), 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⁺  +  HIn^2-(biru)  →  MgIn^-(merah)   +  H⁺

MgIn^-(merah)  +  H₂Y^2-  →  MgY^2-  +  HIn^2-  +  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. Untuk mengatasi kekurangan ini maka pada analisis kalsium ditambahkan sedikit magnesium yang akan mengikat indikator lebih stabil.

2.6. 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 pula tipe 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.

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 (CO₃^2-) 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 ³ 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.

2.7. 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 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.

2.8. Cara Menanggulangi Kesadahan

1. Pemanasan

Kesadahan Sementara dapat dihilangkan dengan jalan pemanasan. Dengan jalan pemanasan senyawa-senyawa yang mengandung ion bikarbonat (HCO^3-)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)

Reverse osmosis (RO) adalah teknologi pemurnian air yang menggunakan membran semipermeabel. Teknologi membran ini tidak benar. Dalam reverse osmosis, tekanan diterapkan digunakan untuk mengatasi tekanan osmotik, properti koligatif, yang didorong oleh potensi kimia, parameter termodinamika. Reverse osmosis dapat menghapus banyak jenis molekul dan ion dari solusi, dan digunakan dalam kedua proses industri dan produksi air minum. Hasilnya adalah bahwa zat terlarut dipertahankan di sisi bertekanan membran dan pelarut murni diperbolehkan untuk lolos ke sisi lain. Untuk menjadi "selektif", membran ini tidak harus memungkinkan molekul besar atau ion melalui pori-pori (lubang), tetapi harus memungkinkan komponen yang lebih kecil dari solusi (seperti pelarut) untuk lewat dengan benar

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).

BAB III

PENUTUP

3.1. KESIMPULAN

1.        Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, dimana sabun ini di endapkan oleh ion-ion 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.

2.    penyebab air menjadi sadah adalah karenaadanya ion-ion Ca²⁺, Mg²⁺, atau dapat

juga disebabkan karena adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) sepertiAl, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat,klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil.

3.        Satuan ukuran kesadahan ada 3, yaitu :

Derajat Jerman, dilambangkan dengan °D

Derajat Inggris, dilambangkan dengan °E

Derajat Perancis, dilambangkan dengan °F

4. Standar kesadahan air meliputi hubunganantara tingkat kesadahan dengan kadar CaCO3.

                          

NO	TINGKAT KESADAHAN	WHO, 1984	E-MERCK	EPA, 1974
		PPM CaCO3	OD                  PPM               CaCO3	PPM CaCO3
1	Sangat lunak	-	0-4               0-71	-
2	Lunak	0-60	4-8               71-142	0-75
3	Agak Lunak	60-120	8-18            142-320	75-150
4	Sadah	120-180	18-30          320-534	150-300
5	Sangat Sadah	>180	>30            >534	>300

5.      Dampak dari kesadahan air yang antara lain akan menyebabkan:

a.       Mengurangi efektifitas kerja sabun

b.      Menyebabkan lapisan kerak pada alat dapur yang terbuat dari logam

c.       Kemungkinan terjadinya ledakan pada boiler

d.      Pipa air menjadi tersumbat

e.    Sayur-sayuran menjadi keras apabila dicuci dengan air bersih.

6.      Proses pelunakan air, meliputi 3 cara, yaitu:

a.    Proses pengendapan

b.    Proses pertukaran ion

c.    Proses pemanasan

3.2. SARAN

Diharapkan pada teman-teman yang akan melakukan penelitian mengenai kesadahan air,agar lebih memfokuskan lagi penelitian pada penggunaan zeolit sebagai bahan penukar ion.Karena seperti yang telah dipaparkan, diIndonesia jumlah zeolit sangat melimpah dan tersebar di berbagai daerah baik di pulau Jawa,Sumatera, maupun Sulawesi. Sedangkan penelitian mengenai pemanfaatan zeolit,khususnya sebagai resin penukar ion masih kurang mendapat perhatian.

DAFTAR PUSTAKA

Wordpress. 2008. IBSN Air Sadah. http://ekoph.wordpress.com/2008/11/07/ibsn-air-sadah/ .artikel. diakses 7 November 2008.
Tim kimia analitik. 2011. Penuntun Praktikum Kimia Analitik I.Medan : FMIPA UNIMED.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kesadahan_air
http://robbaniryo.com/ilmu-kimia/kesadahan-air/
http://www.o-fish.com/parameter_air.htm

http://ginoest.wordpress.com/2010/03/23/17/

Bintoro, 2008, Penentuan Kesadahan Sementara dan Kesadahan Permanen, http://aabin.blogsome.com Giwangkara, E., 2008, http://persembahanku.wordpress.com/2006/09/29/mengapa mandi dipantai boros sabun

Atastina. Dkk. 2005. Penghilangan Kesadahan air yang Mengandung ion Ca2+ dengan menggunakan zeolit Alam Lampung sebagai Penukar Kation. http//www. Google. Com. (10 mei 2008)
Banggali. T. 2004. Kimia Lingkungan. Makassar: Jurusan kimia FMIPA UNM.

Posted in: MAKALAH