Penetapan kesadahan jumlah air dengan indikator Eriochrome-Black-T

Pada awalnya, kesadahan air didefinisikan sebagai kemampuan air untuk mengendapkan sabun, sehingga keaktifan/ daya bersih sabun menjadi berkurang atau hilang sama sekali. Sabun adalah zat aktif permukaan yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan air, sehingga air sabun dapat berbusa. Air sabun akan membentuk emulsi atau sistem koloid dengan zat pengotor yang melekat dalam benda yang hendak dibersihkan.

Kesadahan terutama disebabkan oleh keberadaan ion-ion kalsium (Ca²⁺) dan magnesium (Mg²⁺) di dalam air. Keberadaannya di dalam air mengakibatkan sabun akan mengendap sebagai garam kalsium dan magnesium, sehingga tidak dapat membentuk emulsi secara efektif. Kation-kation polivalen lainnya juga dapat mengendapkan sabun, tetapi karena kation polivalen umumnya berada dalam bentuk kompleks yang lebih stabil dengan zat organik yang ada, maka peran kesadahannya dapat diabaikan. Oleh karena itu penetapan kesadahan hanya diarahkan pada penentuan kadar Ca²⁺ dan Mg²⁺. Kesadahan total didefinisikan sebagai jumlah miliekivalen (mek) ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ tiap liter sampel air (Anonim, 2008).

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.

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 atau presipitat yang akhirnya menjadi kerak.

Pengertian kesadahan air adalah kemampuan air mengendapkan sabun, di mana sabun ini diendapkan oleh ion-ion yang saya 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. Kesadahan ada dua jenis, yaitu (Giwangkara, 2008) :

1. 1. Kesadahan sementara

Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam bikarbonat, seperti Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂. Kesadahan sementara ini dapat / mudah dieliminir dengan pemanasan (pendidihan), sehingga terbentuk encapan CaCO₃ atau MgCO₃.

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

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

1. 2. Kesadahan tetap

Adalah kesadahan yang disebabkan oleh adanya garam-garam klorida, sulfat dan karbonat, misal CaSO₄, MgSO₄, CaCl₂, MgCl₂. Kesadahan tetap dapat dikurangi dengan penambahan larutan soda – kapur (terdiri dari larutan natrium karbonat dan magnesium hidroksida) sehingga terbentuk endapan kaslium 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 eqivalen 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 noncarbonate tidak ada. Kesadahan mungkin terbentang dari nol ke ratusan miligram per liter, bergantung kepada sumber dan perlakuan dimana air telah subjeknya.

      1.3 Kesadahan umum

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)

INDIKATOR Eriochrome Black T

Eriochrome Black T adalah indikator kompleksometri yang merupakan bagian darititrasi kompleksometri, misalnya dalam proses penentuan kekerasan air. Ini adalah zat warna azo Ia juga dikenal sebagai ET-00. (Eriochrome adalah merek dagang dari Ciba-Geigy)
Dalam bentuk terprotonasi nya, Eriochrome Black T adalah biru. Ternyata merah ketikamembentuk kompleks dengan kalsium, magnesium, atau ion logam lainnya. Rumus kimia dapat ditulis sebagai HOC10H6N = NC10H4 (OH) (NO2) SO3Na.

Posted in: