Penetapan Kadar Kalsium dan Magnesium

Kalsium dan magnesium adalah logam alkali tanah yang banyak terdapat pada dasar perairan dan saat ini pergerakan atau dengan adanya pencemaran, maka kandungan kalsium pada air permukaan dapat meningkat. Akibatnya parameter-parameter kualitas air akan turut berubah, seperti transparansi, turbiditas, dan bahkan dengan adanya gas CO2 dari udara akan menyebabkan terbentuknya garam kalsium dan magnesium yang stabil di dalam air. 
Kalsium (Ca) adalah logam putih perak yang agak lunak. Ia melebur pada 845oC, terserang oleh oksigen atmosfer udara lembab dan pada reaksi ini terbentuk kalsium aksida dan kalsium hidroksida. Kalsium menguraikan air dengan membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen. Kalsium membentuk kation kalsium (II), Ca2+ dalam larutan-larutan air. Garam-garamnya biasa berupa bubuk putih dan membentuk larutan yang tak berwarna kecuali bila anionnya berwarna. Kalsium klorida padat bersifat higroskopis dan sering digunakan sebagai zat pengering. Kalsium klorida dan kalsium nitrat larut dengan mudah dalam etanol atau dalam campuran 1+1 dari etanol bebas air dan dietil eter. 
Kalsium adalah unsur tebanyak ke lima dibumi, sangat banyak terdapat sebagai kalsium karbonat dalam deposit masif kapur (chalk), gamping atau batu kapur (limestone) dan marmer yang terbesar secara luas dimana-mana. Kapur terbentuk di dalam laut, terutama selama abad “Cretaceous” kira-kira 135 juta tahun lalu, dari kerangka organisme laut yang tidak terhitung jumlahnya. Batu kapur terbentuk dalam laut yang sama, tetapi sebagai endapan sederhana karena kelarutan kalsium karbonat menjadi berlebihan dalam air tersebut sehingga terjadi pengendapan. 
Kalsium (Ca) merupakan unsur logam alkali tanah yang reaktif, mudah ditempa dan dibentuk serta berwarna putih perak. Kalsium bereaksi dengan air dan membentuk kalsium hidroksida dan hidrogen. Di alam kalsium ditemukan dalam bentuk senyawa-senyawa seperti kalsium karbonat (CaCO3) dalam batu kalsit, pualam dan batu kapur. Kalsium sulfat (CaSO4) dalam batu pualam putih atau Gypsum, kalsium fluorida (CaF2) dalam Florit setra kalsium fosfat (Ca3(PO4)2) dalam batuan fosfat dan silikat. Ca digunakan dalam pembuatan kapur, semen dan mortar serta dapat digunakan untuk membuat gigi dan tulang atau rangka tiruan. 
Magnesium (Mg) dapat dihasilkan dengan beberapa cara. Sumber yang penting adalah batuan dolomite dan air laut yang mengandung 0,13% Mg. pertama-tama dolomite dikalsinasi menjadi campuran CaO/MgO dari mana kalsium akan dihasilkan dengan penukar ion menggunakan air laut. Kesetimbangannya disukai karena kelarutan Mg(OH)2 lebih rendah daripada Ca(OH)2. Magnesium berwrna putih keabu-abuan dan memounyai permukaan pelindung lapisan tipis oksida. Jadi ia tidak diserang oleh air meskipun kemungkinannya sangat kuat, kecuali bila berupa amalgam. Meskipun demikian ia mudah larut dalam asam encer. Magnesium digunakan dalam aliasi konstruksi sinar dan untuk pembuatan pereaksi Grignard dengan interaksinya terhadap alkali atau aril halida dsalam larutan encer. 
Magnesium adalah ion paling umum ketiga yang dijumpai dalam air laut setelah natrium dan klorida, sehingga air laut merupakan sumber paling besar untuk industri logam ini. Magnesium mudah membentuk senyawa kovalen khususnya dengan senyawa organik berukuran relatif besar, logam ini sebagian besar dimanfaatkan untuk logam paduan aluminium-magnesium karena keringanannya. 



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. Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO3. 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 scum yang sukar dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat kimia, ataupun dengan menggunakan resin penukar ion.
Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), yaitu air sadah sementara dan air sadah tetap. Air sadah sementara 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).

Posted in: