A. Judul Percobaan
:Penentuan Kesadahan
B. Waktu Percobaan
: Jum’at, 4 April 2014, pukul 13.00 – 15.00 WIB
C. Tujuan Percobaan
:Untuk Mengetahui Kesadahan dalam Air
D. Dasar Teori 1. Air Air merupakan bagian yang penting bagi makhluk hidup baik manusia, hewan maupun tubuhan.Tanpa air kemungkinan tidak ada kehidupan di dunia inti karena semua makhluk hidup sangat memerlukan air untuk bertahan hidup. Manusia mungkin dapat hidup beberapa hari akan tetapi manusia tidak akan bertahan selama beberapa hari jika tidak minum karena sudah mutlak bahwa sebagian besar zat pembentuk tubuh manusia itu terdiri dari 73% adalah air. Jadi bukan hal yang baru jika kehidupan yang ada di dunia ini dapat terus berlangsung karena tersedianya Air yang cukup. Dalam usaha mempertahankan kelangsungan hidupnya, manusia berupaya mengadakan air yang cukup bagi dirinya sendiri. Berikut ini air merupakan kebutuhan pokok bagi manusia dengan segala macam kegiatannya, antara lain digunakan untuk: a. Keperluan rumah tangga, misalnya untuk minum, masak, mandi, cuci dan pekerjaan lainnya, b. Keperluan umum, misalnya untuk kebersihan jalan dan pasar, pengangkutan air limbah, hiasan kota, tempat rekreasi dan lain-lainnya. c. Keperluan industri, misalnya untuk pabrik dan bangunan pembangkit tenaga listrik. d. Keperluan perdagangan, misalnya untuk hotel, restoran, dll. e. Keperluan pertanian dan peternakan f. Keperluan pelayaran dan lain sebagainya Oleh karena itulah air sangat berfungsi dan berperan bagi kehidupan makhluk hidup di bumi ini. Penting bagi kita sebagai manusia untuk tetap selalu melestarikan dan menjaga agar air yang kita gunakan tetap terjaga kelestariannya dengan melakukan pengelolaan air yang baik seperti penghematan, tidak membuang sampah dan limbah yang dapat membuat pencemaran air sehingga dapat menggangu ekosistem yang ada. 2. Manfaat Air bagi Kehidupan Manusia Air merupakan zat yang paling penting dalam kehidupan setelah udara. Sekitar tiga per empat bagian dari tubuh kita terdiri dari air dan tidak seorangpun dapat
bertahan hidup lebih dari 4-5 hari tanpa minum air. Selain itu, air juga dipergunakan untuk memasak, mencuci, mandi, dan membersihkan kotoran yang ada di sekitar rumah. Air juga digunakan untuk keperluan industri, pertanian, pemadam kebakaran, tempat rekreasi, transportasi, dan lain-lain. Penyakit-penyakit yang menyerang manusia dapat juga ditularkan dan disebarkan melalui air.Kondisi tersebut tentunya dapat menimbulkan wabah penyakit dimana-mana. Volume air dalam tubuh manusia rata-rata 65% dari total berat badannya, dan volume tersebut sangat bervariasi pada masing-masing orang, bahkan juga bervariasi antara bagian-bagian tubuh seseorang. Beberapa organ tubuh manusia yang mengandung banyak air, antara lain, otak 74,5%, tulang 22%, ginjal 82,7%, otot 75,6%, dan darah 83%. Setiap hari kurang lebih 2.272 liter darah dibersihkan oleh ginjal dan sekitar 2,3 liter diproduksi menjadi urine. Selebihnya diserap kembali masuk ke aliran darah. Dalam kehidupan sehari-hari, air dipergunakan antara lain untuk keperluan minum, mandi, memasak, mencuci, membersihkan rumah, pelarut obat, dan pembawa bahan buangan industri. Ditinjau dari sudut ilmu kesehatan masyarakat, penyediaan sumber air bersih harus dapat memenuhi kebutuhan masyarakat karena persediaan air bersih yang terbatas memudahkan timbulnya penyakit di masyarakat. Volume rata- rata kebutuhan air setiap individu per hari berkisar antara 150-200 liter atau 35-40 galon. Kebutuhan air tersebut bervariasi dan bergantung pada keadaan iklim, standar kehidupan, dan kebiasaan masyarakat.
3. Penjernihan Air Penjernihan air merujuk ke sejumlah proses yang dijalankan demi membuat air dapat diterima untuk penggunaan akhir tertentu. Ini mencakup penggunaan seperti air minum, proses industri, medis dan banyak penggunaan lain. Tujuan semua proses penjernihan air adalah menghilangkan pencemar yang ada dalam air atau mengurangi kesadahannya agar air menjadi becomes layak untuk penggunaan akhirnya. Salah satu penggunaan tersebut adalah mengembalikan ke lingkungan alami air yang sudah digunakan tanpa berakibatkan dampak yang buruk atas lingkungan. Cara penjernihan air, yaitu: a. Penyaringan dan perebusan Meski tampak bersih, air yang akan diminum harus disaring dan direbus hingga mendidih setidaknya selama 5-10 menit. Hal ini dapat membunuh bakteri, spora,
ova, kista dan mensterilkan air. Proses penyaringan ini juga menghilangkan karbon dioksida dan pengendapan kalsium karbonat. b. Disinfeksi kimia Hal ini berguna untuk memurnikan air yang disimpan pada tempat seperti di genangan air, tangki atau air sumur. c. Bubuk pemutih Proses ini merupakan diklorinasi kapur. 2,3 gram bubuk pemutih diperlukan untuk mendisinfeksi 1 meter kubik (1.000 liter) air. Tapi air yang sangat tercemar dan keruh tidak bisa dimurnikan dengan metode ini. d. Tablet klorin Dipasaran, tablet klorin dijual dengan nama tablet halazone. Senyawa ini mungkin cukup mahal tetapi efektif untuk memurnikan air dengan skala kecil. e. Filter Ada beberapa jenis filter air, antara lain filter keramik ‘lilin’ dan UV filter. Bagian utama dari sebuah filter keramik ‘lilin’ ini adalah lilin yang terbuat dari porselin atau tanah infusorial. Permukaannya dilapisi dengan katalis perak sehingga bakteri yang masuk ke dalam akan dibunuh. Metode ini menghilangkan bakteri yang biasanya ditemukan dalam minum air, tetapi tidak efektif dengan virus yang bisa lolos saringan.
4. Bahan-bahan Penyaringan a. Batuan Dalam geologi, batu adalah benda padat yang tebuat secara alami dari mineral dan atau mineraloid. Lapisan luar padat Bumi, litosfer, terbuat dari batu. Dalam batuan umumnya adalah tiga jenis, yaitu batuan beku, sedimen, dan metamorf. Penelitian ilmiah batuan disebut petrologi, dan petrologi merupakan komponen penting dari geologi. Dalam bangunan batu biasanya dipakai pada pondasi bangunan untuk bangunan dengan ketinggian kurang dari 10 meter, batu juga dipakai untuk memperindah fasade bangunan dengan memberikan warna dan tekstur unik dari batu alam. Batuan umumnya diklasifikasikan berdasarkan komposisi mineral dan kimia, dengan tekstur partikel unsur dan oleh proses yang membentuk mereka. Ciri-ciri ini mengklasifikasikan batuan menjadi beku, sedimen, dan metamorf. Mereka lebih diklasifikasikan
berdasarkan
ukuran
partikel
yang
membentuk
mereka.
Transformasi dari satu jenis batuan yang lain digambarkan oleh model geologi. Pengkelasan ini dibuat dengan berdasarkan: 1) kandungan mineral yaitu jenis-jenis mineral yang terdapat di dalam batu ini. 2) tekstur batu, yaitu ukuran dan bentuk hablur-hablur mineral di dalam batu 3) struktur batu, yaitu susunan hablur mineral di dalam batu. 4) proses pembentukan b. Kerikil Batu Kerikil (Pebbles) sebenarnya menunjukkan besaran butir pasir, dapat dikategorikan sebagai Batu Pasir yang banyak mengandung silika. Umumnya bertekstur halus dan berbentuk bulat terbentuk akibat dari pecahan batu gunung yang kemudian terseret air hingga ke laut dan selama ribuan tahun saling beradu sesamanya dan terkikis air, karena itu diperoleh di daerah pesisir pantai. Tersedia dalam beberapa warna, ukuran dan bentuk. Digunakan untuk ditaburkan pada taman kering (Patio atau Taman Jepang) atau dicampur dengan adukan semen (biasa disebut Beton/Koral Sikat) untuk jalan setapak atau driveways atau carport. Untuk ukuran yang kecil sering juga disebut Batu Aras. c. Arang Arang adalah residu hitam berisi karbon tidak murni yang dihasilkan dengan menghilangkan kandungan air dan komponen volatil dari hewan atau tumbuhan. Arang umumnya didapatkan dengan memanaskan kayu, gula, tulang, dan benda lain. Arang yang hitam, ringan, mudah hancur, dan meyerupai batu bara ini terdiri dari 85% sampai 98% karbon, sisanya adalah abu atau benda kimia lainnya. JenisJenis Arang: 1) Arang kayu Arang kayu adalah arang yang terbuat dari bahan dasar kayu.Arang kayu paling banyak digunakan untuk keperluan memasak seperti yang dijelaskan sebelumnya.Sedangkan penggunaan arang kayu yang lainnya adalah sebagai penjernih air, penggunaan dalam bidang kesehatan, dan masih banyak lagi.Bahan kayu yang digunakan untuk dibuat arang kayu adalah kayu yang masih sehat, dalam hal ini kayu belun membusuk. 2) Arang serbuk gergaji Arang serbuk gergaji adalah arang yang terbuat dari serbuk gergaji yang dibakar.Serbuk gergaji biasanya mudah didapat ditempat-tempat penggergajian atau tempat pengrajin kayu.serbuk gergaji adalah bahan sisa produksi yang
jarang dimanfaatkan lagi oleh pemilknya. Sehingga harganya bisa terbilang murah.selain dapat untuk bahan bakar, arang serbuk gergaji biasanya dimanfaatkan untuk campuran pupuk dan dapat diolah menjadi briket arang 3) Arang sekam padi Arang sekam padi biasa digunakan sebagai pupuk dan bahan baku briket arang. Sekam yang digunakan bisa diperoleh ditempat penggilingan padi.Selain digunakan untuk arang, sekam padi juga sering dijadikan bekatul untuk pekan ternak.Arang sekam juga bisa digunakan sebagai campuran pupuk dan media tanam di persemaian.Hal ini karena sekam padi memiliki kemampuan untuk menyerap dan menyimpan air sebagai cadangan makanan. 4) Arang tempurung kelapa Arang tempurumg kelapa adalah arang yang berbahan dasar tempurung kelapa.Pemanfaatan arang tempurung kelapa ini ternasuk cukup strategis sebagai sektor usaha.Hal ini karena jarang masyarakat yang memanfaatkan tempurung kelapanya.Selain dimanfaatkan dengan dibakar langsung, tempurung kelapa dapat dijadikan sabagai bahan dasar briket arang. Tempurung kelapa yang akan dijadikan arang harus dari kelapa yang sudah tua, karena lebih padat dan kandungan airnya lebih sedikit dibandingkan dari kelapa yang masih muda. Harga jual arang tempurung kelapa terbilang cukup tinggi.Karena selain berkualitas tinggi, untuk mendapatkan tempurung kelapanya juga terbilang sulit dan harganya cukup mahal. 5) Arang serasah Arang serasah adalah arang yang terbuat dari serasah atau sampah dedaunan. Bila dibandingkan dengan bahan arang lain, serasah termasuk bahan yang paling mudah didapat. Arang serasah juga bisa dijadikan briket arang, karena mudah dihancurkan. 6) Briket arang Jenis arang yang terakhir dan sudah banyak terdapat dimasyarakat adalah Briket Arang. Briket arang adalah arang yang terbuat dari arang jenis lain yang dihaluskan terlebih dahulu kemudian dicetak sesuai kebutuhan dengan campuran tepung kanji. Tujuan pembuatan briket arang adalah untuk menambah jangka waktu bakar dan untuk menghemat biaya. Arang yang sering dijadikan briket arang diantaranya adalah arang sekam, arang serbuk gergaji, dan arang serasah. Arang- arang tersebut terlalu kecil untuk digunakan langsung dan akan
cepat habis. Sehingga akan lebih awet jika diubah menjadi briket arang. Untuk arang tempurung kelapa dapat dijadikan briket arang, tetapi hanya tempurung yang sudah remuk.Sedangkan tempurung yang masih utuh tidak perlu dijadikan briket arang. 7) Arang kulit buah mahoni Arang kulit buah mahoni adalah arang dengan bahan dasar kulit buah mahoni.Bila dilihat secara kasat mata, kulit buah mahoni memiliki tekstur yang keras dan padat.Sayang jika hanya dibiarkan tertumpuk disekitar halaman. Arang kulit buah mahoni diproses menggunakan tungku drum, sama halnya dengan arang kayu. arang jenis ini juga dapat diolah menjadi briket arang. Arang yang dihasilkan dari kulit buah mahoni juga terbukti memiliki kualitas yang cukup baik. Jika dibakar hanya mengeluarkan sedikit asap. Nilai kalor yang dihasilkan saat dibakar sangat tinggi dan lebih tahan lama sehingga dapat menghemat biaya pengeluaran. d. Ijuk Ijuk adalah serat alami berkarakter kuat, lentur dan tahan terhadap kelembaban dan air asin.Ijuk terbuat dari pohon aren. Kelebihan ijuk diantaranya kuat tehadap asan dan air asin, tahan lama, tidak lapuk. Pemanfaatan untuk atap, bahan sapu, bahan tali, sebagai filter resapan air pada bangunan modern, dan tali untuk mengikat bagian-bagian tertentu dari badan kapal atau perahu. Ijuk dimulai dari memanennya dari batang aren yang sudah berumur lima tahun. Dengan sebatang tangga bambu panjang yang diberi lubang-lubang, ijuk yang sudah di lepas lidi-lidinya mulai dicongkel dengan parang agar terlepas dari batang. Setelah itu di bawa ke tempat pengolahan untuk nanti di sisir menggunakan kawat baja runcing yang dipakukan pada sebatang kayu. Gunanya selain membersih, agar serat-serat tertata rapi dan bisa dipisahkan besar dan panjang serat. Kemudian di jemur dan setelah kering baru diikat seperti cemara (bahan sanggul) ibu-ibu jaman dulu.Orang Sunda menyebut pekerjaan ini sebagai Ngakab. e. Kapas Kapas (dari bahasa Hindikapas, sendirinya dari bahasa Sanskertakarpasa) adalah serat halus yang menyelubungi biji beberapa jenis Gossypium (biasa disebut "pohon"/tanaman kapas), tumbuhan 'semak' yang berasal dari daerah tropika dan subtropika. Serat kapas menjadi bahan penting dalam industri tekstil. Serat itu dapat dipintal menjadi benang dan ditenun menjadi kain. Produk tekstil dari serat kapas
biasa disebut sebagai katun (benang maupun kainnya). Serat kapas merupakan produk yang berharga karena hanya sekitar 10% dari berat kotor (bruto) produk hilang dalam pemrosesan. Apabila lemak, protein, malam (lilin), dan lain-lain residu disingkirkan, sisanya adalah polimerselulosa murni dan alami. Selulosa ini tersusun sedemikian rupa sehingga memberikan kapas kekuatan, daya tahan (durabilitas), dan daya serap yang unik namun disukai orang. Tekstil yang terbuat dari kapas (katun) bersifat menghangatkan di kala dingin dan menyejukkan di kala panas (menyerap keringat).
5. Kesadahan air Analisis kualitatif untuk zat-zat anorganik yang mengandung ion-ion logam seperti aluminium, bismuth, kalium, magnesium, dan zink dengan cara gravimetri memakan waktu yang lama. Sekarang telah ditemukan prosedur titrimetri yang baru untuk penentuan ion-ion logam ini dengan peraksi etilen diamin tetra asetat dinatrium yang umumnya disebut EDTA dengan menggunakan indikator terhadap ion logam yang mempunyai sifat seperti halnya indikator pH pada titrasi asam basa,dengan dasar pembentukan khelat yang digolongkan dalam golongan komplekson. Titrasi kompleksometri ialah suatu titrasi berdasarkan reaksi pembentukan senyawa kompleks antara ion logam dengan zat pembentuk kompleks. Menurut Khopkar (2002), titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion). Kompleksometri merupakan jenis titrasi dimana titran dan titrat saling mengkompleks, membentuk hasil berupa kompleks. Salah satu tipe reaksi kimia yang berlaku sebagai dasar penentuan titrimetrik melibatkan pembentukan (formasi) kompleks atau ion kompleks yang larut namun sedikit terdisosiasi. Kompleks yang dimaksud di sini adalah kompleks yang dibentuk melalui reaksi ion logam, sebuah kation, dengan sebuah anion atau molekul netral (Basset, 1994). Titrasi kompleksometri yaitu titrasi berdasarkan pembentukan persenyawaan kompleks (ion kompleks atau garam yang sukar mengion), jenis titrasi ini juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Selain titrasi kompleks biasa sepertidi atas, dikenal pula kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, yang menyangkut penggunaan EDTA (Khopkar, 2002). Dimana dari berbagai macam titrasi yang sering digunakan dalam kompleksometri terdapat proses titrasi langsung, yakni titrasi yang biasa digunakan untuk ionion yang tidak mengendap pada pHtitrasi, reaksi pembentukan kompleksnya berjalan cepat.
Contoh penentuannya ialah untuk ion-ion Mg, Ca, dan Fe. 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 2 jenis berdasarkan jenis anion yang iikat oleh kation (Ca2+, Mg2+), yaitu: a. Air sadah sementara Mengandung garam hidrokarbonat seperti Ca(HCO3)2 dan atau Mg(HCO3)2. Air sadah sementara dapat dihilangkan kesadahannya dengan cara memanaskanair tersebut sehingga garam karbonatnya mengendap, reaksinya: Ca(HCO3)2 (aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) Mg (HCO3)2 (aq) MgCO3(s) + H2O (l) + CO2(g) Selain
degan
memanaskan
dihilangkankesadahannya
dengan
air,
sadah
mereaksikan
sementara larutan
juga
yang
dapat
mengandung
Ca(HCO3)2 atauMg (HCO3)2 dengan kapur (Ca(OH)2) : Ca(HCO3)2(aq) + Ca(OH)2 (aq) –> 2CaCO3 (s) + 2H2O (l) b. Air sadah tetap Mengandung mengandung
garam
sulfat
(CaSO4 atau
MgSO4)
terkadang
juga
garam klorida (CaCl2 atau MgCl2). Air sadah tetap dapat
dihilangkan kesadahannya menggunakan cara: 1) Mereaksikan
dengan
soda
Na2CO3
dan
kapur
Ca(OH)2,
supaya
terbentukendapan garam karbonat dan atau hidroksida: CaSO4 (aq) + Na2CO3 (aq) –> CaCO3 (s) +Na2SO4 (aq) 2) Proses Zeolit Dengan natrium zeolit (suatu silikat) maka kedudukan akan digantikan ion kalsium dan ion magnesium atau kalsium zeolit(Fardiaz,1992) 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 (Sanropie dkk, 1984 dalam Resthy, 2011). Standar kesadahan air meliputi (Bakti Husada, 1995 dalam Resthy 2011): Standar kesadahan menurut WHO, 1984, mengemukakan bahwa : 1) Sangat lunak sama sekali tidak mengandung CaCO3; 2) Lunak mengandung 0-60 ppm CaCO3; 3) Agak sudah mengandung 60-120 ppm CaCO3; 4) Sadah mengandung 120-180 ppm CaCO3; 5) Sangat sadah 180 ppm ke atas.
Standar kesadahan menurut E. Merck, 1974, bahwa : 1) Sangat lunak antara 0-4 OD atau 0-71 ppm CaCO3; 2) Lunak antara 4-8 OD atau 71-142 ppm CaCO3; 3) Agak sadah antara 8-18 OD atau 142-320 ppm CaCO3; 4) Sadah 18-30 OD atau 320-534 ppm CaCO3; 5) Sangat sudah 30 OD keatas atau sekitar 534 ppm ke atas.
Standar kesadahan menurut EPA, 1974, bahwa : 1) Sangat lunak sama sekali tidak mengandung CaCO3; 2) Lunak, antara 0-75 ppm CaCO3; 3) Agak sadah, antara 75-150 ppm CaCO3; 4) Sadah, 150-300 ppm CaCO3; 5) Sangat sadah 300 ppm ke atas CaCO3. Kesadahan merupakan salah satu sifat kimia yang dimiliki air. Kesadahan air disebabkan adanya ion – ion Ca2+ dan Mg2+. 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). Asam etilen diamin tetra asetat atau yang lebih dikenal dengan EDTA,sebenarnya adalah ligan seksidentat yang dapat berkoordinasi dengan suatu ion logam lewat kedua nitrogen dan keempat gugus karboksil-nya atau disebut ligan multidentat yang mengandung lebih dari dua atom koordinasi per molekul.
Suatu EDTA dapat membentuk senyawa kompleks yang mantap dengan sejumlah besar ion logam sehingga EDTA merupakan ligan yang tidak selektif. Dalam larutan yang agak asam dapat terjadi protonasi parsial EDTA tanpa pematahan sempurna kompleks logam. Ternyata bila beberapa ion logam yang ada dalam larutan tersebut maka titrasi dengan EDTA akan menunjukkan jumlah semua ion logam yang ada dalam larutan tersebut (Harjadi, 1993).Prinsip dan dasar reaksi penentuan ion-ion logam secara titrasikompleksometri umumnya digunakan komplekson III (EDTA) sebagai zat pembentuk kompleks khelat, dimana EDTA bereaksi dengan ion logam yang polivalen. Faktor-faktor yang membuat EDTA ampuh sebagai pereaksi titrimetriantara lain
selalu
membentuk
kompleks
ketika
direaksikan
dengan
ionlogam,
kestabilannya dalam membentuk kelat sangat konstan sehingga reaksi berjalan sempurna (kecuali dengan logam alkali), dapat bereaksi cepat dengan banyak jenis ion logam, telah dikembangkan indikatornya secara khusus, dan mudah diperoleh bahan baku primernya dan dapat digunakan baik sebagai bahan yang dianalisis maupun sebagai bahan untuk standarisasi Selektivitas kompleks dapat diatur dengan pengendalian pH,misalnya Mg, Ca, Cr, dan Ba dapat dititrasi pada pH = 11 EDTA. Sebagian besar titrasi kompleksometri mempergunakan indikator yang juga bertindak sebagai pengompleks dan tentu saja kompleks logamnya mempunyai warna yang berbeda dengan pengompleksnya sendiri. Indikator demikian disebut indikator metalokromat. Indikator jenis ini contohnya adalah Eriochromeblack T, pyrocatechol violet, xylenol orange, calmagit, 1-(2-piridil-azonaftol), PAN, zincon, asam salisilat, metafalein dan calcein blue (Khopkar, 2002). Titrasi dapat ditentukan dengan adanya penambahan indikator yang berguna sebagai tanda tercapai titik akhir titrasi. Namun indikator yang digunakan harus sangat peka terhadap ion logam sehingga perubahan warna terjadi sedikit mungkin dengan titik ekuivalen. Namun untuk penentuan kesadahan Ca dan Mg dapat dilakukan dengan titrasi EDTA dengan pH untuk titrasi adalah 10 menggunakan indikator eriochrome black T (Basset, 1994). Keunggulan lain dari EDTA adalah mudah larut dalam air sehingga dapat diperoleh dalam keadaan murni maka EDTA banyak dipakai dalam melakukan percobaan kompleksometri. Namun, karena adanya jumlah air yang tak tentu, sebaiknya EDTA distandarisasikan dahulu misalnya dengan menggunakan larutan kadmium(Harjadi, 1993)
E. 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 (Sanropie dkk, 1984 dalam Resthy, 2011). 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 kerakkerak 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 (Bakti Husada, 1995 dalam Resthy, 2011). Apabila kandungan CaCO3 atan MgCO3 dalam air itu melewati batas 10 derajat Jerman maka akan menyebabkan, antara lain (Sanropie dkk, 1984 dalam Resthy, 2011): 1. Menyababkan lapisan kerak pada alat dapur yang terbuat dari logam; 2. Kemungkinan terjadinya ledakan pada boiler; 3. Pipa air menjadi terumbat; 4. 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 (Kris, 2006 dalam Resthy, 2011). Air sadah membawa dampak negatif, yaitu (Anoymous, 2009 dalam Resthy, 2011): 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.
Persyaratan Kualitas Air Minum menurut PERMENKES no. 492/Menkes/Per/IV/2010
F. Alat dan Bahan
:
Alat – alat : 1.
Botol air kemasan
1 buah
2.
Gunting
1 buah
3.
Kertas saring
secukupnya
4.
Kasa filter
secukupnya
5.
Erlenmeyer 100 mL
3 buah
6.
Stopwatch
1 buah
7.
Penangas air
1 buah
8.
Pipet gondok 25 mL
1 buah
9.
Pro Pipet
1 buah
10. Statif
1 buah
11. Klem
1 buah
12. Buret
1 buah
13. Gelas ukur 10 mL
1 buah
14. Pipet tetes
4 buah
Bahan – bahan : 1.
Arang aktif
20 gram
2.
Batu kerikil
140 gram
3.
Pasir
60 gram
4.
Ijuk
15 gram
5.
Air sampel
secukupnya
6.
Larutan Na2EDTA 0,01 M
secukupnya
7.
Indikator EBT
secukupnya
8.
Larutan NaOH 0,1 N
secukupnya
9.
Larutan buffer pH 10
secukupnya
10. Akuades
secukupnya
11. Indikator murexid
secukupnya
G. Cara Kerja
:
1. Penjernihan Air Sampel Kertas saring - dimasukkan ke dalam botol yang dasarnya sudah dipotong - ditambahkan kasa yang berfungsi sebagai filter - ditambahkan ijuk - ditambahkan pasir - ditambahkan batu kerikil - ditambahkan arang - digunakan untuk menyaring air sumur selama 30 menit
Air sampel 2. Kesadahan Ca2+ 25 mL air sampel - dimasukkan ke dalam erlenmeyer - ditambahkan 1 mL larutan NaOH 0,1 N dan 1 tetes serbuk murexid - dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 Mhingga terjadi perubahan warna dari merah muda menjadi ungu Volume larutan EDTA 0,01 M 3. Kesadahan Mg2+ 10 mL air sampel - dimasukkan ke dalam labu ukur 100 mL - ditambahkan dengan akuades hingga tanda batas air sampel setelah pengenceran - diambil 25 mL - dimasukkan ke dalam erlenmeyer - ditambahkan 1 mL larutan buffer pH 10 dan 1 tetes indikator EBT - dititrasi dengan larutan EDTA 0,01 M hingga terjadi perubahan warna dari kemerah-merahan menjadi biru
Volume larutan EDTA 0,01 M
H. Tabel Hasil Pengamatan : No.
Sebelum
Sesudah
Dugaan/reaksi
Kesimpulan
Air sampel : tidak Air sampel + 1 mL Reaksinya adalah : NaOH 0,1 N : tidak Penambahan indikator :
berwarna NaOH 0,1 N : larutan Serbuk
murexid
Ca + HIn CaIn + H 2+
berwarna
-
-
+
:
Larutan EDTA 0,01 M : tidak berwarna
dititrasi
dengan EDTA 0,01 M : ungu
berwarna
larutan buffer pH 10 :
Larutan buffer pH 10
tidak berwarna + indikator EBT :
: tidak berwarna
larutan ungu
(mg/L)
1
2,1
33,666
2
1,7
27,253
3
1,7
27,253
Kesadahan Ca2+ rata-rata : 29,390 mg/L
Air sampel : tidak Air sampel + 1 mL Reaksinya adalah :
2.
0,01 M (mL)
Replikasi
CaIn-+ H2Y2- CaY2-+ HIn2- + H+
muda Setelah
EBT
Kesadahan Ca2+
+ murexid : merah Penambahan H2Y
hitam
Indikator
Volume EDTA
2-
tidak berwarna 1.
Data :
:
kemerah-merahan Setelah
Data :
Penambahan indikator : Replikasi
Mg2+ + HIn-MgIn- + H+
Volume EDTA
Kesadahan Mg2+
0,01 M (mL)
(mg/L)
Penambahan H2Y2MgIn- + H2Y2-MgY2-+ HIn2- + H+
dititrasi Berdasarkan
Peraturan
dengan EDTA 0,01
Kesehatan
M : biru
492/Menkes/Per/IV/2010
Menteri no. tentang
Persyaratan Air Minum, kesadahan maksimal adalah 500 mg/L.
I
2,6
252,772
II
3,0
291,660
III
2,9
281,938
Kesadahan Mg2+ rata-rata : 275,457 mg/L Kesadahan total : 304,847 mg/L
I. Analisis Data dan Pembahasan
:
Percobaan penetuan kesadahan air ini bertujuan untuk menentukan kesadahan suatu sampel air yang didapatkan dari daerah Cupat yang berlokasi di dekat dengan Pantai Kenjeran. Kondisi sampel air didaerah tersebut tidak layak untuk dikonsumsi karena warna sampel air yang keruh mengindikasikan bahwa di dalam sampel tersebut mengandung zat – zat yang berbahaya bagi tubuh. Sebelum melakukan pengujian terhadap kesadahan sampel, langkah awal adalah melakukan penyaringan dengan alat Water Purifier Sederhana. setelah penyaringan selama 30 menit, sampel kemudian diambil dan dilakukan uji kesadahan sampel. Yang menyebabkan kesadahan suatu air adalah karena adanya garam kalsium dan magnesium serta besi pada suatu larutan sehingga dalam uji kesadaha ini yang dilakukan adalah dua tahap uji, yaitu uji kesadahan ion Ca 2+ dan uji kesadahan ion Mg 2+. 1. Kesadahan ion Ca 2+ Pada percobaan pertama, sampel dari hasil penyaringan dengan water purifier sederhana selama 30 menit diambil sebanyak 25 mL yang kemudian ditempatkan dalam erlenmeyer 100 mL. Setelah itu ditambahkan 1 mL NaOH. fungsi penambahan NaOH adalah untuk meningkatkan pH sampel. Langkah selanjutnya adalah dengan menambahkan indikator murexid berupa serbuk warna hitam senyak 1 butir. Setelah penambahan murexid larutan sampel dan NaOH yang semula tidak berwarna kemudian berubah warna menjadi larutan merah muda. Menurut teori pada pH lebih tinggi 12, Mg akan mengendap sehingga EDTA hanya dapat diikat oleh Ca2+ dengan indikator murexid. Reaksi antara Ca2+ dan indikator adalah Ca2+ + HIn- CaIn- + H+ Larutan kemudian dititrasi dengan EDTA 0,01 M sampai warna larutan berubah menjadi ungu. Reaksinya adalah : CaIn- + H2Y2- CaY2- + HIn2- + H+ Volume titran yang digunakan dalam titrasi ini adalah sebesar 2,1 mL setelah itu dilakukan perhitungan dengan persamaan 1:
Berdasarkan persamaan 1, didapatkan kesadahan Ca
2+
pada sampel air
sebesar 33,66552 mg/L yang artinya dalam 1 liter sampel mengandung 33,66552 mg kalsium (Ca). Untuk replikasi kedua dan ketiga menggunakan 1,7 mL volume titran (EDTA) sehingga kesadahan Ca2+ dalm sampel adalah 27,25304 mg/L. Dari ketika replikasi tersebut kemudian dilakukan pengukuran rata – rata kesadahan Ca2+ dalam sampel dengan cara menjumlah ketika kesadahan tersebut kemudian dibagi dengan jumlah keseluruhan replikasi. Hasil perhitungan tersebut menghasilkan kesaharan rata – rata Ca2+ dalam sampel sebesar 29,3904 mg/L. Hal ini berarti dalam 1 liter sampel air mengandung 29,3904 mg kalsium. 2. Kesadahan ion Mg 2+ Pada percobaan kedua dilakukan penetuan kesadahan dari ion Mg
2+
. Langkah –
langkahnya hampir sama dengan penetuan kesadahan ion Ca2+ hanya saja berbeda dalam beberapa penambahan zat – zatnya. Langakh pertama adalah pengambilan sampel sebanayak 25 mL kemudian ditempatkan dalam erlenmeyer 100 mL. Kemudian ditambahkan 1 mL larutan penyangga pH 10 kemudian ditambah 1 tetes indikator EBT yang berwarna merah muda. Penambahan larutan penyangga pH 10 bertujuan untuk mempertahankan harga pH dari sampel yang disebabkan ketika ion hidrogen lepas pada proses titrasi yang dapat menyebabkan terjadinya perubahan pH dalam titrasi kompleksiometri. Kedua mencegah terbentunya endapan logam hidroksida, dengan demikian,penyangga itu dapat bertindak sebagai zat pembentuk kompleks tambahan Indikator EBT adalah indikator yang mampu membentuk secara kompleks dengan ion Ca2+ dan Mg2+, namun lebih berikatan kuat dengan ion Mg2+ dibandingkan Ca2+ Indikator EBT berwarna biru langit dalam larutan namun membentuk kompleks merah anggur. Hal itu terjadi karena ketika H2Y2- mengalami reaksi dengan ion sadah Ca2+ dan mengkompleks, maka Mg2+ yang berikatan lebih banyak dibandingkan Ca2+ ini mengalami disosiasi dan mengubah warna merah anggur menjadi biru langit dari indikator EBT. Reaksi antara ion Mg2+ dengan indikator EBT adalah Mg2+(aq) + EBT(aq) (Mg – EBT)2+(aq)
Setelah itu kemudian dilakukan titrasi dengan menggunakan larutan EDTA dengan konsetrasi 0,01 M. Titik akhir dari titrasi tersebut ditandai dengan perubahan
warna dari sebelum titrasi berwarna kemerah – merahan menjadi larutan berwarna biru setekah titrasi. Reaksinya adalah : (Mg – EBT)2+(aq) + H2Y2-(aq) MgY(aq) + 2H+(aq) + EBT(aq) Jika H2Y2- mengkompleks semua Mg2+ bebas dari sampel air maka kompleks merah anggur (Ca – EBT)2+ terdisosiasi dari warna merah anggur berubah menjadi biru langit dari indikator EBT. Dan titik akhir dicapai, semua ion sadah telah terkompleksikan dengan H2Y2- . Volume titran yang digunakan dalam penetuan kesadaran Mg2+ adaalah sebesar 2,6 mL, 3,0 mL dan yang terakhir adalah 2,9 mL. Setelah didaptkan volume tersebut kemudia digunakan untuk menghitung kesadahan dari ion mg2+ dengan persamaan 2
Adanya faktor pengenceran 10 kali dikarenakan sebelum dilakukan pengenceran pada sampel, untuk titrasi dibutuhkan volume EDTA >15 mL untuk menentukan titik akhir titrasi. Setelah dilakukan pengenceran sebanyak 10 kali pada sampel, dan dengan menggunakan persamaan 2 , didapatkan kesadahan Mg2+ pada sampel yang disesuaikan dengan volume EDTA ynag digunakan pada titrasi adalah sebesar 252,772 mg/L untuk titrasi dengan 2,6 mL larutan EDTA 0,01M. untuk titrasi dengan 3,0 mL larutan EDTA 0, 01M didapatkan hasil kesadahan Mg2+ sebesar 291,660 mg/l. Yang terakhir dengan 2,9 mL larutan EDTA 0.01M didapatkan hasil kesadahan Mg2+ sebesar 281,938 mg/L. Dari ketiga hasil tersebut didapatkan tararata kesadahan Mg
2+
pada sampel sebesar 275,457 mg/L yang artinya dalam 1 liter
sampel air mengandung 275,458 mg magnesium (Mg). Total kesadahan air adalah jumlah total kesadahan rata – rata dari ion Ca2+ dan Mg2+. Dari hasil penjumlahan tersebut didapatkan hasil kesadahan total sebesar 304,847 mg/L.
J. Kesimpulan Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: 1. Kesadahan rata – rata Ca2+ dalam sampel air dari daerah Cupat yang telah dilakukan penyaringan dengan water purifier selama 30 menit sebesar 29,3904 mg/L 2. Kesadahan rata – rata Mg2+ dalam sampel air dari daerah Cupat yang telah dilakukan penyaringan dengan water purifier selama 30 menit sebesar 275,457 mg/L 3. Total kesadahan pada dalam sampel air dari daerah Cupat yang telah dilakukan penyaringan dengan water purifier selama 30 menit sebesar 304,847 mg/L. Berdasarkan Peraturan Menteri Kesehatan 492/Menkes/Per/IV/2010, Persyaratan Air Minum, kesadahan kesadahan maksimal adalah 500 mg/L. Hal ini dapat disimpulkan bahwa air didaerah tersebut masih dapat dikonsumsi karena nilai kesadahna masih dibawah ambang batas yang ditetapkan oleh pemerintah.
K. Daftar Pustaka : Basset. J. etc. 1994. Buku Ajar Vogel, Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik .Ja karta: Erlangga. Day, R.A.
Jr & A.L. Underwood. 1999. Kimia Analisis Kuantitatif. Jakarta:
Erlangga. Fardiaz, Srikandi.1992. Polusi Air dan Udara.Yogyakarta: Kanisius. Harjadi, W. 1993. Ilmu Kimia Analitik Dasar. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama. Khopkar, S. M. 1990. Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta: UI-Press. Menkes. 2010. PMK No. 492 tentang Persyaratan Kualitas Air Minum. SNI 01-3553-2006. 2006. Syarat
Mutu
Air.
http://xa.yimg.com/kQ/groups/9534928/152236470/name/SNI+01-35532006.pdf (diakses tanggal 31 maret 2014). TIM. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Lingkungan. Surabaya : Jurusan Kimia Universitas Negeri Surabaya.
LAMPIRAN 1. Perhitungan a. Kesadahan Ca2+ Diketahui
: VEDTA untuk titrasi I : 2,1 mL [EDTA] : 0,01 M VEDTA untuk titrasi II : 1,7 mL VEDTA untuk titrasi III : 1,7 mL Mr Ca : 40,078 amμ Vsampel : 25 mL Ditanya : Berapa kesadahan Ca2+ dalam air sampel ? Penyelesaian :
Volume EDTA = 2,1mL
Volume EDTA = 1,7mL
Volume EDTA = 1,7mL
Maka, kesadahan Ca2+ mg/l rata-rata :
b. Kesadahan Mg2+ Diketahui
: VEDTA untuk titrasi I : 2,6 mL VEDTA untuk titrasi II : 3,0 mL VEDTA untuk titrasi III : 2,9 mL Mr Mg: 24,305 amμ Vsampel : 25 mL Faktor pengenceran : 10 kali Ditanya : Berapa kesadahan Mg2+ dalam air sampel ? Penyelesaian :
[EDTA] : 0,01 M
Volume EDTA : 2,6mL
Volume EDTA : 3,0mL
Volume EDTA : 2,9mL
Maka, kesadahan Mg2+ mg/Lrata-rata :
Sehingga, kesadahan total
= Kesadahan Ca2+ rata-rata + Kesadahan Mg2+ rata-rata = = 304, 847 mg/L
2. Foto a. Penjernihan Air Sampel
Pasir
Batu kerikil
Ijuk
Rancangan percobaan
Air sampel setelah proses penjernihan b. Kesadahan Ca2+
NaOH 0,1 N
Air sampel + NaOH 0,1 N
Air sampel + NaOH + murexid
Air sampel + NaOH + murexid
(sebelum titrasi)
(setelah titrasi)
c. Kesadahan Mg2+
Air sampel setelah pengenceran
Air sampel + larutan buffer + EBT (sebelum titrasi)
Air sampel + larutan buffer + EBT (setelah titrasi)
