I. Judul Praktikum: Penentuan KesadahanII. Hari, Tanggal
Praktikum: Rabu, 18 Maret 2015III. Tujuan Praktikum: Mengetahui
kadar kesadahan dalam airIV. Dasar TeoriAir merupakan kebutuhan
yang sangat utama bagi kehidupan manusia. Oleh karena itu apabila
kebutuhan air belum terpenuhi baik secara kuantitas maupun kualitas
maka akan menimbulkan dampak yang besar bagi kehidupan masyarakat.
Salah satu parameter kimia dalam persyaratan kualitas air adalah
kesadahan air. Air sadah adalah air yang memiliki kadar mineral
yang tinggi, sedangkanair lunakadalah air dengan kadar mineral yang
rendah. Pada umumnya kesadahan disebabkan oleh adanya logam-logam
atau kation bervalensi dua seperti Fe2+, Sr2+, Mn2+, Ca2+, dan
Mg2+. Akan tetapi penyebab utama kesadahan adalah kalsium dan
magnesium. Kalsium dalam air memiliki kemungkinan bersenyawa dengan
bikarbonat, sulfat, klorida, dan asam nitrat sementara magnesium
memiliki kemungkinan bersenyawa dengan bikarbonat, sulfat, dan
klorida. Kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- mengakibatkan
terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan oleh endapan
kalsium karbonat. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral
yang dapat menyumbat saluran pipa dan keran. Air sadah juga
menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga dan air sadah yang
bercampur sabun tidak dapat membentuk busa namun membentuk gumpalan
soap scum yang sukar dihilangkan. Adanya hubungan kimiawi antara
ion kesadahan dengan molekul sabun menyebabkan sifat sabun atau
detergen hilang. Kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- (salah satu ion
alkalinity) mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang
disebabkan oleh endapan kalsium karbonat (CaCO3). Kerak ini akan
mengurangi penampang basah dari pipa dan menyulitkan pemanasan air
dalam ketel. Tingkat kesadahan air digolongkan sebagai berikutmg/L
CaCO3Tingkat Kesadahan
0 75Lunak (soft)
75 150Sedang (moderately hard)
150 300Tinggi (hard)
>300Sangat tinggi (very hard)
Berdasarkan peraturan Menteri Kesehatan RI
No.416/MenKes/Per/IX/1990 tentang syarat-syarat kualitas air bersih
menyatakan bahwa kadar maksimum kesadahan yang diperbolehkan yakni
500 mg CaCO3/L. Nilai ambang batas kesadahan air yang diperbolehkan
untuk air minum adalah 100 mg/L. Jenis Air SadahBerdasarkan jenis
anion yang diikat oleh kation (Ca2+ atau Mg2+), air sadah
digolongkan menjadi dua jenis yaitu air sadah sementara dan air
sadah tetap. Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung
ion bikarbonat (HCO3-), atau mengandung senyawa kalsium bikarbonat
(Ca(HCO3)2), magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Kesadahan sementara
dapat dihilangkan melalui pemanasan sehingga terbentuk endapan
CaCO3 atau MgCO3. Reaksi yang terjadi adalah:Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s)
+ H2O (l) + CO2(g)Mg(HCO3)2(aq) MgCO3(s) + H2O (l) +
CO2(g)Sedangkan air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung
anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3-dan
SO42-. 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). Untuk membebaskan air tersebut dari
kesadahan harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan
mereaksikan air tersebut dengan larutan karbonat, yaitu Na2CO3(aq)
atau K2CO3(aq) 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)Metode yang dapat digunakan dalam menentukan kesadahan
total adalah metode titrasi EDTA (Etilen Diamine Tetra Asetat) atau
titrasi kompleksometri. Prinsip dasar reaksi dalam penentuan
ion-ion logam secara titrasi kompleksometri umumnya menggunakan
EDTA sebagai pembentuk kompleks khelat, dimana EDTA bereaksi dengan
ion logam polivalen seperti Al3+, Bi3+, Ca2+, dan Cu2+ membentuk
senyawa kompleks khelat yang stabil dan larut dalam air. Titran
yang digunakan adalah EDTA yang merupakan asam berbasa 4 (H4Y).
Akan tetapi yang sering digunakan adalah garam natriumnya (Na2H2Y)
karena EDTA dalam bentuk asamnya kurang baik larut dalam air.
HOOCCH2HOOCCH2NCH2CH2N HOOCCH2HOOCCH2Gambar EDTAUntuk logam Ca2+
dan Mg2+ bereaksi baik pada pH 8-10 dengan EDTA. Reaksi EDTA dengan
ion logam:Ln+ + H2Y2-LY(-4+n)Mg2+ + H2Y2-MgY2- + 2H+Al3+ +
H2Y2-AlY- + 2H+Karena membebaskan H+, maka diperlukan larutan
buffer untuk mencegah perubahan yang besar dalam pH larutan selama
titrasi. Indikator yang digunakan adalah indikator yang peka
terhadap semua kation termasuk Ca2+ dan Mg2+, yakni Eriochrome
Black T (EBT) atau Calmigite yang berwarna merah muda bila dalam
larutan dengan pH 10 yang mengandung ion Ca dan Mg. EBT merupakan
asam lemah berbasa 3 (H3In) EBT tidak stabil dalam larutan dan
larutan harus dipersiapkan dengan segar untuk mendapatkan perubahan
warna yang sesuai. Banyak titrasi EDTA terjadi dalam penyanggaan pH
8-10, suatu rentang dimana bentuk dominan dari EBT adalah bentuk
Hln2- biru. Contoh reaksi-reaksi pada penentuan kadar Mg2+ : 1.
Penambahan indikator: Mg2+ + Hln2-MgIn- + H+2. Penambahan EDTA:Mg2+
+ H2Y2-MgY2- + 2H+3. Pada titik akhir titrasi:MgIn- +
H2Y2-MgH2Y2-MgH2Y + In3-ln3- + H2O Hln2- + OH-4. Pada titik
ekivalen :Jumlah ekivalen Mg 2+ = Jumlah ekivalen EDTALarutan yang
mengandung ion Mg2+ setelah ditambah dengan indikator EBT akan
berwarna kemerah-merahan, kemudian setelah terjadi ekivalen antara
ion logam dengan EDTA dapat dilihat dari terbentuknya warna biru
dari indikator dalam bentuk Hln2-. Apabila yang digunakan indikator
murexid maka warna larutan akan berubah menjadi merah muda. Apabila
EDTA ditambahkan pada larutan tersebut pH basa (12-13) maka kalsium
akan dikomplekskan dan magnesium akan diendapkan menjadi Mg(OH)2
dan larutan akan berubah dari merah muda menjadi ungu yang
menunjukkan titik akhir titrasi. Proses penghilangan kesadahan air
yang sering dilakukan pada industri-industri adalah melalui
penyaringan dengan menggunakan resin pengikat kation dan anion,
zeolit.
V. Alat dan Bahan Alat Buret 50 mL 1 buah Erlenmeyer 100 mL 3
buah Gelas ukur 10 mL1 buah Labu ukur 250 mL 1 buah Pipet tetes6
buah Pipet gondok1 buah Statif dan klem1 buah Bahan Air limbah /
sampel Larutan Na EDTA 0,01 M Indikator EBT Larutan NaOH 0,1 N
Larutan buffer pH 10 Indikator murexid Aquades
VI. Alur Kerja1. Kesadahan Ca2+
25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL NaOH 0,1 NSedikit
mungkin serbuk murexidDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk
sampai perubahan warna merah muda menjadi unguVolume EDTALarutan
ungu
Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel
perlu diencerkan
2. Kesadahan Mg2+
25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL Larutan buffer pH
101 tetes indikator EBTDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk
sampai perubahan warna merah muda menjadi biruVolume EDTALarutan
biru
Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel
perlu diencerkan
Praktikum Kimia Lingkungan
Penentuan KesadahanPage 5
VII. Hasil Pengamatan :
No.Perc.Prosedur PercobaanHasil
PengamatanDugaan/ReaksiKesimpulan
1. 25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL NaOH 0,1
NSedikit mungkin serbuk murexidDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil
diaduk sampai perubahan warna merah muda menjadi unguVolume
EDTALarutan unguKesadahan Ca2+
Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel
perlu diencerkan
Sampel : lar abu-abu Aquades : lar tak berwarna NaOH : lar tak
berwarna Serbuk murexid : berwarna hitam EDTA : lar tak
berwarna
Setelah pengenceran 2,5 mL 250 mL : lar sampel tak berwarna
Sampel + NaOH : lar tak berwarna Setelah ditambah serbuk murexid :
lar merah muda Setelah dititrasi dengan EDTA : lar berwarna ungu
Volume titrasi1. 0,1 mL2. 0,1 mL3. 0,1 mL
Fungsi penambahan: NaOH = untuk meningkatkan pH sampel supaya
Ca2+ terionkan oleh EDTA Murexid = sebagai indikator, untuk
mencegah terbentuknya kalsium hidroksida [Ca(OH)2]
Reaksi: Ca2+ dengan murexidH2In- + Ca2+ CaIn- + 2 H+ Saat
titrasiEDTA + CaIn- + 2 H+ H2In- + Ca-EDTA
Kadar maksimum Ca2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 30mg/L
Diperoleh rata-rata kesadahan Ca2+ adalah 160,32 mg/L
2. Kesadahan Mg2+
25 mL SampelDimasukkan erlenmeyer 100 mL1 mL Larutan buffer pH
101 tetes indikator EBTDititrasi dengan EDTA 0,01 M sambil diaduk
sampai perubahan warna merah muda menjadi biruVolume EDTALarutan
biru
Apabila volume EDTA yang digunakan lebih dari 15 mL maka sampel
perlu diencerkan
Sampel : lar abu-abu Larutan penyangga : lar tak berwarna
Indikator EBT : lar ungu pekat EDTA : lar tak berwarna
Sampel + lar penyangga: lar tak berwarna Setelah ditambah EBT :
lar merah muda Setelah dititrasi dengan EDTA : lar berwarna biru
Volume titrasi1. 0,2 mL2. 0,3 mL3. 0,2 mL
Fungsi penambahan: Larutan penyangga = menjaga pH sampel ketika
ion H+ lepas pada saat titrasi yang dapat menyebabkan perubahan pH,
mencegah terbentuknya Mg(OH)2 EBT = sebagai indikator, pH 7-11
Reaksi: HIn2- + Mg2+ MgIn- + H+ (merah) MgIn- +H2Y2- MgY2- + HIn-
(biru) + H+ Kadar maksimum Mg2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah
0,4mg/L Kadar maksimum kesadahan total menurut PERMENKES tahun 2010
adalah 500mg/L Diperoleh rata-rata kesadahan Mg2+ adalah 226,893
mg/L
Diperoleh kesadahan total yaitu193,6065 mg/L
Penentuan KesadahanPage 7
VIII. Analisis dan Pembahasan:Pada percobaan ini yang dilakukan
ada 2, yaitu menentukan kesadahan Ca2+ dan Mg2+. Dimana dari
masing-masing kesadahan tersebut dapat diperoleh hasil kesadahan
total pada sampel.1. Kesadahan Ca2+Pada percobaan yang pertama ini,
yang dilakukan adalah pengenceran sampel, yaitu 2,5 mL sampel yang
diambil dari sungai disekitar pabrik gula di daerah Prambon
dimasukkan dalam labu ukur 250 mL dan ditambah aquades hingga tanda
batas. Larutan sampel tersebut berwarna abu-abu, tetapi setelah
pengenceran menjadi tidak berwarna. Selanjutnya, sampel yang telah
diencerkan tersebut diambil sebanyak 25 mL dan dimasukkan dalam
Erlenmeyer 100 mL. Selanjutnya ditambah dengan 1 mL NaOH 0,1 N dan
ditambah sedikit mungkin serbuk murexid. Setelah penambahan murexid
warna larutan berubah dari tidak berwarna menjadi berwarna merah
muda. Larutan NaOH merupakan larutan yang tidak berwarna dan serbuk
murexid berwarna hitam. Fungsi dari penambahan NaOH adalah untuk
meningkatkan pH sampel supaya Ca2+ terionkan oleh EDTA. Sedangkan
fungsi dari penambahan serbuk murexid adalah sebagai indikator dan
untuk mencegah terbentuknya kalsium hidroksida [Ca(OH)2]. Reaksinya
adalah sebagai berikut:H2In- + Ca2+ CaIn- + 2 H+Larutan selanjutnya
dititrasi dengan EDTA. Larutan EDTA merupakan larutan yang tidak
berwarna. Titrasi dihentikan pada saat warna larutan yang awalnya
berwarna merah muda telah berubah menjadi berwarna ungu. Hal ini
menunjukkan titik akhir dari titrasi. Reaksinya adalah sebagai
berikut:EDTA + CaIn- + 2 H+ H2In- + Ca-EDTAPada percobaan ini
titrasi dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dan diperoleh volume
EDTA yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:V1: 0,1 mLV2: 0,1 mLV3:
0,1 mLDari volume EDTA di atas, maka dapat dihitung kesadahan Ca2+
dalam sampel dengan menggunakan rumus
Dari perhitungan melalui rumus di atasmaka diperoleh kesadaan
Ca2+ sebagai berikut:1. Kesadahan Ca2+: 160,32 mg/L2. Kesadahan
Ca2+: 160,32 mg/L3. Kesadahan Ca2+: 160,32 mg/LDan diperoleh
rata-rata kesadahan Ca2+ dalam sampel yaitu 160,32 mg/L. Kadar
maksimum Ca2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 30mg/L. Dari
hasil yang diperoleh, maka kadar Ca2+ dalam sampel melebihi kadar
maksimum Ca2+ menurut PERMENKES. Dapat dikatakan bahwa sampel
tersebut memiliki kesadahan Ca2+ yang tinggi.
2. Kesadahan Mg2+Pada percobaan yang kedua ini, yang dilakukan
adalah menentukan kesadahan Mg2+ dalam sampel. Sampel yang telah
diencerkan diambil sebanyak 25 mL dan dimasukkan dalam Erlenmeyer
100 mL. Larutan tersebut adalah larutan tidak berwarna. Kemudian
ditambah dengan 1 mL larutan buffer pH 10. Fungsi dari penambahan
tersebut adalah menjaga pH sampel ketika ion H+ lepas pada saat
titrasi yang dapat menyebabkan perubahan pH, mencegah terbentuknya
Mg(OH)2. Larutan yang dihasilkan adalah larutan yang tidak
berwarna. Selanjutnya ditambah dengan 1 tetes indikator EBT yang
merupakan larutan berwarna ungu. Warna larutan mengalami perubahan,
yaitu larutan yang tidak berwarna menjadi larutan berwarna merah
muda. Reaksinya adalah sebagai berikut:Mg2+ (aq) + EBT (aq) >
(Mg EBT)2+ (aq)Larutan kemudian dititrasi dengan EDTA. Larutan yang
berwarna merah muda akan berubah menjadi larutan berwarna biru. Hal
ini menunjukkan titik akhir dari titrasi. Jika H2Y2- mengkompleks
semua, Ca2+ dan Mg2+ bebas dari sampel air maka kompleks merah muda
(Ca EBT)2+ terdisosiasi dari warna merah muda berubah menjadi biru
dari indikator EBT. Dan titik akhir dicapai, semua ion sadah telah
terkompleksikan dengan H2Y2-. Reaksinya adalah sebagai berikut:(Mg
EBT)2+ (aq) + H2Y2- (aq) > MgY(aq) + 2H+ (aq) + EBT(aq)Pada
percobaan ini titrasi dilakukan pengulangan sebanyak 3 kali dan
diperoleh volume EDTA yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:V1:
0,3 mLV2: 0,2 mLV3: 0,3 mLDari volume EDTA di atas, maka dapat
dihitung kesadahan Mg2+ dalam sampel dengan menggunakan rumus
Dari perhitungan melalui rumus di atasmaka diperoleh kesadaan
Mg2+ sebagai berikut:1. Kesadahan Mg2+: 194,48 mg/L2. Kesadahan
Mg2+: 291,72 mg/L3. Kesadahan Mg2+: 194,48 mg/LDan diperoleh
rata-rata kesadahan Mg2+ dalam sampel yaitu 226,893mg/L. Kadar
maksimum Mg2+ menurut PERMENKES tahun 2010 adalah 500mg/L. Dari
hasil yang diperoleh, maka kadar Mg2+ dalam sampel tidak melebihi
kadar maksimum Mg2+ menurut PERMENKES. Dapat dikatakan bahwa sampel
tersebut memiliki kesadahan Mg2+ yang rendah.Dari hasil kesadahan
Ca2+ dan Mg2+ tersebut, maka diperoleh kesadahan total dalam sampel
adalah 193,6065 mg/L.
IX. KesimpulanBerdasarkan analisis dan pembahasan yang telah
dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:1. Kesadahan Ca2+ dalam
sampel adalah 160,32 mg/L. Kadar Ca2+ dalam sampel melebihi kadar
maksimum Ca2+ menurut PERMENKES yaitu sebesar 30 mg/L. Dapat
dikatakan bahwa sampel tersebut memiliki kesadahan Ca2+ yang
tinggi.2. Kesadahan Mg2+ dalam sampel adalah 226,893mg/L. Kadar
Mg2+ dalam sampel tidak melebihi kadar maksimum Mg2+ menurut
PERMENKES yaitu 500 mg/L. Dapat dikatakan bahwa sampel tersebut
memiliki kesadahan Mg2+ yang rendah.3. Kesadahan total dalam sampel
air sungai dekat pabrik gula Prambon adalah 193,6065 mg/L.
X. Daftar PustakaAmal, Andika Muhardianti. 2011. Laporan
Praktikum Kesadahan.
http://dhyka1207.blogspot.com/2011/12/laporan-praktikum-kesadahan.html.
Diakses pada 22 Maret 2015.Amaria, Suyono, Rusmini. 2015. Penuntun
Praktikum Kimia Lingkungan. Surabaya: Unesa Press.Day, R. A.,
Underwood, A.L. 1986. Quantitative Analysis (sixth ed.). New York:
Prentice Hall.Hadyana, P.A. 1989. Analisis Kimia Kuantitatif.
Jakarta: Penerbit Erlangga.Harjadi, W. 1990. Ilmu Kimia Analitik
Dasar. Jakarta: PT. Gramedia.Said, Nusa Idaman. 2011. Penghilangan
Kesadahan Di Dalam Air Minum.
www.kelair.bppt.go.id/Publikasi/BukuAirMinum/BAB9SADAH.pdf .
Diakses 4 April 2014Patria K., Dwi N. 2011. Kesadahan dalam Air
Tanah. Online.
http://kesehatan.kompasiana.com/alternatif/2011/10/19/kesadahan-dalam-air-tanah-402755.html.
Diakses pada 22 Maret 2015.
LAMPIRAN GAMBAR
Pengenceran sampelSampel dalam erlenmeyer
Sampel + larutan penyangga + EBTSampel + larutan penyangga + EBT
+ EDTA
Sampel + NaOH + murexidSampel + NaOH + murexid + EDTA
Sampel + NaOH + murexid + EDTASampel + NaOH + murexid + EDTA
LAMPIRAN PERHITUNGAN
1. Penentuan Kesadahan Ca2+a) Volume titrasi = 0,1 mLCa2+ (mg/L)
= = = 160,32 mg/Lb) Volume titrasi = 0,1 mLCa2+ (mg/L) = = = 160,32
mg/L
c) Volume titrasi = 0,1 mLCa2+ (mg/L) = = = 160,32 mg/L
Kesadahan Ca2+ (mg/L) rata-rata = = 160,32 mg/L
2. Penentuan Kesadahan Mg2+a) Volume titrasi = 0,2 mLMg2+ (mg/L)
= = = 194,48 mg/L
b) Volume titrasi = 0,3 mLMg2+ (mg/L) = = = 291,72 mg/Lc) Volume
titrasi = 0,2 mLMg2+ (mg/L) = = = 194,48 mg/L Kesadahan Mg2+
(mg/L)rata-rata = = 226,893 mg/L
Kesadahan Total = = = = 193,6065 mg/L
Penentuan KesadahanPage 15