kesadahan air

Kesadahan air adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. 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. Idak akan menghasilkan busa atau menghasilkan busa yang sedikit. Cara lain untuk mengetahui apakah air tersebut sadah atau tidak yakni titrasi. Titrasi yang dipakai adalah titrasi Kompleksometri. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO₃.

Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan bebrapa masalah yaitu:

-      Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan keran

-      Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga

-      Air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan

-      Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Karena air sadah akan menimbulkan kerak pada pipa, sehingga steam tidak dapat berjalan dengan lancar mengakibatkan banyaknya bahan bakar yang dipakai. Dan jika penyumbatan ini terus berlanjut pipa dapat meledak.

Ada beberapa cara untuk menghilangkan kesadahan yakni :

-      Resin penukar ion

Resin adalah zat polimer alami ataupun sintetik yang salah satu fungsinya adalah dapat mengikat kation dan anion tertentu. Secara teknis, air sadah dilewatkan melalui suatu wadah yang berisi resin pengikat kation dan anion, sehingga diharapkan kation Ca2+ dan Mg2+ dapat diikat resin.

-      Zeolit

Zeolit memiliki rumus Na₂(Al₂SiO₃O₁₀).2H₂O atau K₂(Al₂SiO₃O₁₀).2H₂O. Zeolit mempunyai struktur tiga dimensi yang memiliki pori-pori yang akan dilewati air. Ion Ca²⁺ dan Mg2+ akan ditukar dengan ion Na⁺ dan K²⁺ dari zeolit.

Air sadah digolongkan menjadi dua jenis, berdasarkan jenis anion yang diikat oleh kation (Ca²⁺ atau Mg²⁺), yaitu :

-      Air sadah sementara

Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO^3-), 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).

-      Air sadah tetap

Air sadah tetap Air sadah tetap adalah air sadah 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 sadah tetap 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. 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⁺ dan Mg²⁺ atau dengan kata lain air tersebut telah terbebas dari kesadahan.

(http://raden.ngeblogs.com/2010/01/03/pengertian-kesadahan-air/)

Titrasi kompleksometri adalah salah satu metode kuantitatif dengan memanfaatkan reaksi kompleks antara ligan dengan ion logam utamanya.

Pembentukan komplek mempunyai dua bidang pemakaian yang penting dalam analisis kualitatif anorganik :

1. Uji-uji spesifik (khusus) terhadap ion

Beberapa reaksi yang menghasilkan pembentukan komplek, dapat dipakai sebagai uji terhadap ion-ion. Contohnya reaksi tembaga dengan ammonia,uji terhadap ion besi (III) dengan tiosianat.

1. Penutupan (Masking)

Ketika menguji suatu ion spesifik dengan suatu reafensia, mungkin akan muncul gangguan-gangguan karena kehadiran ion-ion lain dalam larutan yang juga bereaksi dengan reagensia itu. Dalam beberapa hal gangguan-gangguan ini dapat dicegah dengan menambahkan reagensia yang disebut zat penutup (masking agent) yang membentuk komplek stabil dengan ion-ion pengganggu itu. Tak perlu lagi ion-ion yang bersangkutan dipisahkan secara fisika sehingga waktu untuk menguji dapat sangat dipersingkat. Penutupan dapat juga dicapai dengan melarutkan endapan-endapan atau dengan melarutkan secara selektif suatu endapan dari suatu campuran.

Hanya beberapa ion logam seperti tembaga, kobal, nikel, seng, cadmium, dan merkuri (II) membentuk kompleks stabil dengan nitrogen seperti amoniak dan trine. Beberapa ion logam lain, misalnya alumunium, timbale, dan bismuth lebih baik berkompleks dengan ligan dengan atom oksigen sebagai donor elektron. Beberapa pereaksi pembentuk khelat, yang mengandung oksigen maupun nitrogen terutama efektif dalam pembentukan kompleks stabil dengan berbagai logam. Dari ini yang terkenal ialah asam etilendiamintetraasetat, kadang-kadang dinya-takan asam etilendinitrilo, dan sering disingkat sebagai EDTA.

Asam etilen diamin tetra asetat (EDTA) merupakan salah satu jenis asam amina polikarboksilat. Ikatan pada EDTA yaitu ikatan N yang bersifat basa mengikat ion H⁺ dari ikatan karboksil yang bersifat asam. Jadi dalam bentuk Ianitan pada EDTA ini terjadi reaksi intra molekuler (maksudnya dalam molekul itu sendiri), maka rumus senyawa tersebut disebut “zwitter ion”. EDTA dijual dalam bentuk garam natriumnya, yang jauh lebih mudah larut daripada bentuk asamnya 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, misalnya asam 1,2-diaminoetana-tetraasetat (asametilena-diamina tetraasetat, EDTA) yang mempunyai dua atom nitrogen penyumbang dan empat atom oksigen penyumbang dalam molekul.

Kestabilan Absolut atau tetapan pemebentukan merupakan suatu kebiasaan untuk menyusun kedalam daftar untuk berbagai ion logam dan berbagai kilon seperti EDTA, harga-harga tetapan keseimbangan untuk reaksi-reaksi yang dirumuskan sebagai berikut :

Mⁿ⁺ + Y^4-  MY^-(4-n)           K_abs =    [MY^-(4-n)]

[Mⁿ⁺][Y^4-]

K_abs disebut tetapan stabilitas absolute atau tetapan pembentukan absolute.

Pernyataan untuk reaksi EDTA dalam bentuk Y⁴⁺ dapat diperoleh dengan cara yang sama seperti yang telah dilakukan bagi asam oksalat. Misalkan C_Y merupakan konsentrasi total EDTA yang tidak berkomplek:

C_Y = [Y^4-]+[ HY^4-]+[ H₂Y^2-]+[ H₃Y^-]+[ H₄Y]

Substitusikan untuk konsentrasi berbagai zat kedlam suku-suku dari tetapan-tetapan disosiasi dan menyelesaikan fraksi dalam bentuk Y^4- menghasilkan :

[Y^4-] =                            K_a1 K_a2 K_a3 K_a4

C_Y            [H₃O^-]⁴+[H₃O⁺]⁴ K_a1+[H₃O⁺]²K_a1K_a2+[H₃O⁺]K_a1K_a2 K_a3 +K_a1K_a2 K_a3 K_a4

Dengan memberikan lambang ₄ untuk fraksi EDTA bentuk Y^4-, kita dapat menuliskan.

[Y^4-] = ₄

C_Y

atau

[Y^4-] = ₄C_Y

Harga ₄ jelas dapat dihitung pada samba-rang pH yang diinginkan untuk kilon apapun yang tetapan disosiasinya diketahui.

Substitusi ₄C_Y kedalam pernyataan tetapan stabilitas absolute yang diberikan di atas menghasilkan

K_abs = [MY^-(4-n)]

[Mⁿ⁺] ₄C_Y

K_ef  disebut tetapan efektif atau tetapan stabilitas bersyarat. K_ef berubah-ubah dengan pH karena ketergantungan Ph pada _4.

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, yang menghasilkan spesies seperti CuHY^-. 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. Keunggulan EDTA adalah mudah larut dalam air, dapat diperoleh dalam keadaan murni, sehingga EDTA banyak dipakai dalam melakukan percobaan kompleksometri. Namun, karena adanya sejumlah tidak tertentu air, sebaiknya EDTA distandari-sasikan dahulu misalnya dengan menggunakan larutan kadmium.

Reaksi yang membentuk komplek dapat dianggap sebagai reaksi asam-basa lewis dengan ligan bekerja sebagai basa dengan memberikan sepasang lectron kepada kation yang merupakan suatu asam. Ikatan yang terbentuk antara atom logam pusat dan ligan sering kovalen, tetapi dalam beberapa keadaan interaksi dapat merupakan gaya penarik columb. Beberapa komplek mengadakan reaksi sustitusi dengan sangat cepat, dan kompleks demikian dikatakan labil.

http://downloadsoftwarefullversion.blogspot.com/2011/09/maplesoft-maple-15-full-crack.html