I. TUJUAN PERCOBAAN :

1. Dapat menentukan secara kualitatif dan kuantitatif kation ( Ca2+ dan Mg2+ ).

2. Dapat membuat larutan dan melakukan pengenceran3. Menjelaskan proses air secara umum.4. mengetahui cara pengolahan air untuk minum

II. DASAR TEORI

Dalam mendukung operasi dalam industri seringkali diperlukan air, diantaranya industri makanan, bahan-bahan, minyak bumi, dll. Untuk itu setiap industri memerlukan persyaratan yang harus dimiliki oleh air.Adapun fungsi air dalam industri adalah sebagai berikut :1. sebagai sumber tenaga2. sebagai media perpindahan panas3. sebagai pengangkut bahan dasar4. sebagai aksi mekanik (misalnya penghilang kerak)

Air biasanya merupakan campuran zat terlarut, atau bisa membentuk koloid dan suspensi dengan komponen lain. Beberapa komponen yang dijumpai pada air :

Kandungan gas terutama CO2 dan O2

Lumpur Zat organik Asam/Basa Kesadahan Kandungan Biologis (misalnya lumut, bakteri amoeba,dll)

Untuk memurnikan air sesuai dengan spesifikasi air yang dibutuhkan dapat dilakukan teknik-teknik pemisahan dan pemurnian air sebagai berikut :1 Filtrasi, bila ukuran partikel yang tersuspensi kecil2 sedimentasi/pengendapan, bila ukuran partikel yang tersuspensi besar3 Koagulasi, bila ukuran partikel yang tersuspensi sangat kecil. Setelah

dikoagulasi partikel disedimantasi/filtrasi.4 Dengan pemanasan, bertujuan menghilangkan gas terlarut dan

membunuh bakteri5 Destilasi6 Ion Exchange7 Chemical Treatment

1

KESADAHAN AIR

Kesadahan air adalah kadar garam magnesium dan garam kalsium di dalam air tersebut. Berdasarkan kandungan magnesium dan kalsium, kesadahan dibagi dua, yaitu:

1. Kesadahan sementara, kesadahan ini disebabkan karena terdapat kadar garam kalsium dalam senyawa Ca(HCO3)2 dan garam magnesium dalam senyawa Mg(HCO3)2.

2. Kesadahan tetap, yaitu air yang di dalamnya terdapat kadar garam-garam karbonat, sulfat, klorida dari magnesiumdan kalsium. Garam-garam tersebut diantaranya CaCl2, CaSO4, MgCl2, dan MgSO4

Air sadah tidak sesuai untuk kebutuhan sehari-hari, karena air terdapat mengandung ion-ion yang dapat bereaksi dengan sabun. Air sadah juga tidak bias dipakai untuk mengisi air katel uap (boiler) karena garam-garam yang terkandung dalam air sadah akan mengendap, dan menimbulkan kerak pada bagian dalam tabung.untuk mengukur kesadahan air dapat dipergunakan berbagai macam ukuran derajat kesadahan air 1, selain itu kesadahan juga dapat dilihat dan dinyatakan dalam ppm2

Kesadahan biasanya dihubungkan dengan sifat meniadakan busa sabun, kesadahan ini disebabkan oleh adanya ion-ion Ca2+ dan Mg2+ dalam air. Biasanya kesadahan ini dinyatakan oleh 0DH (derajat kesadahan), misalnya :

Derajat Kesadahan Konsentrasi garam Ca,Mg (ppm)Air LunakSedikit sadahSedangSangat sadah

< 5050 – 100100 – 200

> 200

Dari table di atas sebuah kadar mineral air dibagi jadi dua yaitu:1. Air sadah adalah air yang mengandung garam-garam mineral, misanya

garam magnesium (Mg) dan garam kalsium (Ca).2. Air lunak adalah air yang tidak berkadar .

Kesadahan air sering diukur dengan cara titrasi, menggunakan anion dari polyaminocarboxilic acid, yang disebut ethylenediaminetetraacetic acid. Nama ini cukup dikenal dengan singkatan EDTA, suatu tetra protic acid yang diberi simbol H4Y.Berikut adalah struktur molekul EDTA.

HOOCCH2 CH2COOH N-CH2-CH2-N

HOOCCH2 CH2COOH

1 Lihat dalam Lampiran 12 Lihat dalam Lampiran 1

2

Anion H2Y2- bereaksi dengan Ca2+ atau Mg2+ untuk membentuk ion komplex.

Untuk menentukan akhir titrasi, larutan indikator ditambahkan yang akan membentuk indikator ion kompleks logam berubah wana. Sebagai penitrasi (Dinatrium EDTA) ditambahkan ke ion kompleks logam, saat sejumlah cukup EDTA telah ditambahkan agar bereaksi dengan seluruh logam, EDTA menggantikan indikator pada indikator ion kompleks logam. Hal ini terjadi karena konstanta keseimbangan pada pembentukan ion kompleks logam-EDTA lebih besar daripada ion kompleks logam-indikator. Yang akan menghasilkan perubahan warna yang lebih tajam pada indikator yang diubah dari warna Mg2+

indikator kompleks (ungu) ke indikator bebas (biru). Pada buffer pH 10, reaksinya adalah :

pH 10HY3- + Mg in- MgY2- + H in2-

Mg2+ -indikator indikator bebas (ungu) (biru)

Pada percobaan ini, anda akan menentukan kesadahan air cuplikan dengan titrasi EDTA. Kemudian memproses cuplikan dengan resin penukar kation dalam bentuk ion natrium dan mentitrasi cuplikan yang sudah lunak untuk melihat apakah masih ada sejumlah kecil air sadahnya. Anda juga akan melihat efek dari cuplikan yang tidak diproses dan air lunak pada pencucian dengan sabun.

III. ALAT DAN BAHAN

Alat-alat Buret 50ml (Ketelitian 0,075), klem buret dan statip Pipet seukuran 50ml Erlenmeyer 25ml (3buah), 200ml (5buah), dan 250ml (1buah) Gelas Kimia 50ml Gelas Kimia 100 ml Gelas Ukur Labu Ukur Spatula Pipet Tetes Batang Pengaduk Botol Semprot Corong pendek Termostat

H2Y2- + Ca2+ CaY2- + 2H+

3

Bahan Aquadest Buffer pH 10 Indikator EBT (Erichrom Block T) EDTA 0,01 M CaCO3

Sampel Air (Air Ledeng)

IV. FLOW CHART KERJA

1. Titrasi Pembakuan Larutan EDTA 0,01 M

Timbang Teliti 0,125gr CaCO3

Larutkan dengan sedikit H2O + HCl

pekat

Tambahkan 2ml Buffer pH 10 dan

0,5mg EBT

Masukkan ke dalam labu ukur (100ml), kemudian

encerkan

Pipet 25ml CaCO3

masukkan ke dalam Erlenmeyer

Lakukan Titrasi secara Duplo

Titrasikan oleh EDTA dari ungu menjadi biru laut

4

2. Penentuan Kesadahan Total (Ca + Mg)

Pipet 50ml sampel air, masukkan ke dalam

Erlenmeyer

Titrasikan dengan EDTA hingga berubah ungu

menjadi biru laut

Lakukan secara DuploTambahkan 2ml Buffer pH 10 dan 0,5mg EBT

5

3. Penentuan Kesadahan Tetap

LEMBAR PENGAMATAN

Data Percobaan

1. Larutan baku primer CaCO3

Wwadah + CaCO3 = gramWwadah Kosong = gramW CaCO3 (Berat) = 0,125 gram V CaCO3 (Volume) = 100 gram

Didihkan 250ml sampel air selama 30 menit, lalu dinginkan

kemudian saring

Encerkan larutan tersebut sampai 250

ml kembali

Tambahkan 2ml Buffer pH 10 dan

0,5mg EBT

Titrasikan dengan EDTA hingga berubah warna dari ungu menjadi biru

laut

Pipet larutan tersebut, 50ml

masukkan ke dalam Erlenmeyer

Lakukan titrasi secara Duplo

6

2. Titrasi Pembakuan EDTA

Volume (ml)No CaCO3 EDTAawal EDTAakhir

1 25 0 31,202 25 0 31,403 25 0 31,40

3. Titrasi Kesadahan Total

Volume (ml)No. Sampel Air EDTAawal EDTAakhir

1 50 0 7,102 50 7,10 14,203 50 14,20 21,50

4. Titrasi Kesadahan Tetap

T = 38°CVolume (ml)

No. Sampel Air EDTAawal EDTAakhir

1 50 0 7,302 50 7,30 14,50

PENGOLAHAN DATA

a. Perhitungan Konsentrasi CaCO3

Mr CaCO3 = 100 gr/molBE = Mr/molNormalitas (CaCO3) = WCaCO3 . 1000

Mr CaCO3 . VCaCO3

= 0,125 . 1000 100 . 100= 0,0125 N.

b. Perhitungan Konsentrasi EDTA dari Titrasi Pembakuan

V(EDTA) Pemakaian = V(EDTA) Akhir - V(EDTA)

No. VEDTA Pemakaian (ml)1 31,202 31,403 31,40

Rata-rata 31,33

7

VEDTA rata-rata . NEDTA = VOksalat . N CaCO3

VEDTA rata-rata . NEDTA = 25 . N CaCO3

NEDTA = 25 . N CaCO3

VEDTA rata-rata

= 25 . 0,0125 31,33

= 9,97. 10-3 N = 0,00997 N.

c. Perhitungan Kesadahan Total (Ca2+ dan Mg2+).

No. VEDTA Pemakaian (ml)1 7,102 14,20 - 7,10 = 7,103 21,50 - 14,20 = 7,30

Rata-rata 7,167

Kesadahan Total = 1000 . VEDTA rata-rata . NEDTA . 100 (ppm CaCO3). Vsampel

= 1000 . 7,167 . 9,97.10-3 . 100 50

= 142,909 ppm.

d. Perhitungan Kesadahan Tetap (Mg2+).

No. VEDTA Pemakaian (ml)1 7,302 14,50 – 7,30 = 7,20

Rata-rata 7,25

Kesadahan Tetap = 1000 . VEDTA rata-rata . NEDTA . 100 (ppm CaCO3). Vsampel

= 1000 . 7,25 . 9,97.10-3 . 100 50= 144,565 ppm

RANGKUMAN PERHITUNGAN

No. Senyawa Konsentrasi1 CaCO3 0.0125 N2 EDTA 9,97.10-3 N3 Kesadahan Total (Ca2+ dan Mg2+) 142,909 ppm4 Kesadahan Tetap (Mg) 144,565 ppm

8

V. PEMBAHASAN

Air sadah adalah air yang mengandung garam-garam kalsium dan magnesium. Sedangkan nilai untuk menyatakan kesadahan ini dinyatakan dalam satuan ppm (part per million) dengan cara titrasi menggunakan EDTA.

Pada penentuan kesadahan contoh air yang sesungguhnya, diperlukan sedikit modifikasi dari cara titrasi larutan Ca-Mg murni, karena dalam air dari alam sering dijumpai pengotoran sedikit oleh ion besi dan ion logam-logam lain. Bila kita menggunakan EBT sebagai indikator maka akan terjadi blocking indikator oleh ion besi karena bereaksi secara irreversible. Buffer pH 10 dalam titrasi ini dapat menyingkirkan besi tersebut sebagai endapan apabila jumlahnya kecil.

Air sadah tidak baik untuk dipakai mencuci dan dipakai pula untuk mesin-mesin apalagi untuk minum. Ion –ion Ca2+ dan Mg2+ pada air sadah akan mensubtitusikan ion Na+ atau ion K+ pada sabun, sehingga sabun tidak berdaya lagi untuk membersihkan. Ion-ion Ca2+ dan Mg2+ akan bereaksi dengan anion-anion yang terdapat dalam air sadah tersebut. Contohnya aiar yang terkandung dalam Cl-, SO4

2-, dan HCO3 jadi garam-garam dalam air sadah dapat berupa CaCl3,

CaSO4, Ca(HCO3)2, MgCl2, MgSO4, dan Mg(HCO3)2. Garam –garm inilah yang dapat menimbulkan kerak.

Kesadahan sementara, kesadahan ini disebabkan karena terdapat kadar garam kalsium dalam senyawa Ca(HCO3)2 dan garam magnesium dalam senyawa Mg(HCO3)2. Kesadahan tetap, yaitu air yang di dalamnya terdapat kadar garam-garam karbonat, sulfat, klorida dari magnesiumdan kalsium. Garam-garam tersebut diantaranya CaCl2, CaSO4, MgCl2, dan MgSO4. Adapun proses pengolahannya yaitu:

1. Kesadahan Sementara Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan proses fisika yaitu dengan pemanasan. Air sadah dipanaskan akan menjadi kapur, air, dan gas CO2.Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

MgHCO3)2 Mg(CO3)2 + H2O + CO2

2. Kesadahan TetapKesadahan tetap dapat dihilangkan dengan proses kimia. Proses ini

ada dua yang kami uji yaitu:Proses Dingin

Proses Dingin ini hanya mampu mengurangi kesadahan sementara dan dapat mengurangi kesadahan sampai 35 ppm.

Proses Panas Hamper sama dengan proses dingin. Perbedaannya dilakukan dalam keadaan air mendidih dan dapat mengurangi kesadahan sampai 20 ppm. Biasanya bahan yang ditambahkan adalah kapur, Ca(OH)2, atau soda abu Na2CO3. Reaksi yang terjadiadalah sebagai berikut:

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2NaCl

9

MgSO4 + Na2CO3 MgCO3 + Na2SO4

VI. KESIMPULAN

Dari hasil percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa air ledeng yang apabila ditambahkan indikator EBT akan menyebabkan perubahan warna menjadi warna ungu. Hal ini disebabkan karena pada air ledeng itu sendiri terdapat ion kalsium (Ca2+) dan ion magnesium (Mg2+), sehingga kedua ion tersebut bereaksi dengan indikator EBT menyebabkan perubahan warna tersebut. Berbeda dengan air aquadest yang apabila diberikan indikator EBT akan menimbulkan warna biru muda. Hal ini disebabkan di dalam air aquadest tersebut tidak terdapat ion kalsium (Ca2+) dan ion magnesium (Mg2+). Untuk menentukan seberapa besar kesadahannya air tersebut kita titrasi dengan menggunakan EDTA, sebelumnya cuplikan air ditambahkan terlebih dahulu buffer pH 10.

Selain itu adapun hasil perhitungan yang didapat dari hasil percobaan diatas adalah sebagai berikut:

1. Konsentrasi (Normalitas CaCO3) adalah 0,0125 N.2. Konsentrasi EDTA adalah 9,97 10-3 N = 0,00997 N.3. Kesadahan Total yang didapat adalah 142,909 ppm.4. Kesadahan Tetap yang didapat adalah 144,565 ppm.

Adapun cara yang kami lakukan dalam percobaan di atas adalah dengan menggunakan Cara Titrasi Kembali. Cara ini digunakan untuk kation yang bereaksi lambat dengan EDTA atau bila tidak terdapat indicator yang cocok. Kation yang harus membentuk kelat EDTA yang sangat kuat. Dalam hal ini, analat diberi larutan baku EDTA berlebih, lalu kelebihan itu ditentukan dengan mentitrasinya dengan larutan baku suatu kation dan indicator yang cocok. Misalkan larutan baku untuk titrasi kembali itu larutan Mg2+ dengan indikator Erio T. Perubahan warna di sisni tentu saja kebalikan dari pada MgEr, sehingga selama titrasi berlangsung, Mg2+ beraksi dengan EDTA sampai EDTA habis. Baru kemudian Mg 2+ akan bereaksi dengan indikator. Dan kemudian akan memnentuk warna dari warna ungu menjadi biru muda.

Dari hasil perhitungan itu pula, kita dapat mengetahui kelayakan air minum. Di mana darisampel air yang diujicobakan di dapat bahawa air sampel (air ledeng) tersebut tidak layak minum karena, air yang layak untuk diminum menurut PerMenKes3 tidak lebih dari 50-100 ppm. Tetapi dari hasil percobaan sampel air 142,909 ppm untuk kesadahan total dan 144,565 ppm untuk kesadahan tetap.

3 Lihat dalam Lampiran 2

M + H2Y MY + 2H+

Mg + H2Y MgY + 2H+

Mg + Her MgEr + H+

10

VII. DAFTAR PUSTAKA

Job Sheet , Praktikum Kimia Terapan Irfan, Anshori.1987. Kimia untuk SMA. Bandung: Ganeca Exact BandungKiban, Sriyati. 1995. Kimia Untuk Mahasiswa Politeknik Jurusan Teknik Energi dan Teknik Mesin. Bandung.Troskialina, Lina.1996.Petunjuk Praktikum Kimia Umum. Bandung: Politeknik Negeri Bandung.W. Harjadi. 1990. Ilmu Kimia Analitik Dasar, Jakarta: Gramedia

LAMPIRAN 1

11

CARA MENGUKUR KESADAHAN DENGAN MENGGUNAKAN UKURAN DERAJAT KESADAHAN AIR.

1. Derajat kesadahan Jerman (0J), menyatakan jumlah CaCO3 atau setaranya di dalam 100 L air.

2. Derajat kesadahan Prancis (0P), menyatakan jumlah CaCO3 atau setaranya dalam 100 L air.

3. Derajat kesadahan Inggris (0I), menyatakan jumlah grain CaCO3 dalam 1 gallon Inggris. Derajat 1 grain = 0,065 g dan 1gallon Inggris = 4,546 L.

4. Derajat kesadahan Amerika (0A), menyatakan jumlah grain CacO3 dalam 1 gallon Amerika. 1 gallon A = 3,786 L.

KESADAHAN DAPAT DINYATAKAN DALAM “PPM" adalah sebagai berikut:

Bila kadar garam kalsium dan magnesiumnya:

1. 3mg/L atau 3 ppm atau 3 btj : air dianggap lunak2. 3 s.d 6 ppm atau 3 s.d 6 btj : air dianggap ½ sadah3. lebih besar dari 6 ppm/6btj : air dikatakan air sadah.

LAMPIRAN 2

12

Air yang layak diminum berdasarkan Permenkes RI No. 416 / menkes / Per / IX /1990 tidak lebih dari 50 Ppm / 100 ml. dan berdasarkan perda No. 9 Th. 1995 tidak lebih dari 101 ppm / 100 ml. Kenyataannya sudah amankah Air yang kita minum saat ini? berapa kadar Ppm air yang kita minum sehari-hari? Dengan ini kami selaku Distributor Alat pemurni Air Narisia Biopure R.O menawarkan sebuah alat pemurni Air yang mampu memurnikan air 99.99%, air yang dihasilkan sekitar 0 Ppm s/d 40 Ppm (tergantung sumber mata air di rumah/lingkungan Anda). Pada masa 20-30 tahun lalu mungkin air yang layak kita minum cukup dengan cara mendidihkan saja, karena pencemaran waktu itu tidak seperti sekarang, hanya pencemaran organik dimana bakteri & virus bisa kita hilangkan dengan cara dididihkan. Bagaimana dengan saat ini, dimana pencemaran begitu sudah sangat memperihantinkan, akankah dengan cara mendidihkan sudah cukup? jawabanya Tidak karena kandungan zat pencemar seperti logam berat tidak bisa atau tidak mungkin dihilangkan hanya dengan mendidihkan. Dengan tehnologi R.O (reverse osmosis) yaitu tehnologi terkini dalam pemurnian air dapat menyaring bahan-bahan pencemar air unorganik, seperti : Kuprum Feroksida (Cu), Klorin (Ce), Raksa (Hg), Plumbum (Pb) Logam berat, Kalsium (Ca), Magnesium Feroksida (Mg Fo), Seng (Zn), Alumunium (Al), Arsenik (Ar), Mucilage / Getah, Asbestos, Alumina Sulfat (Al2SU4), Organik Fosfat, Pestisida, Besi Feroksida (Fe3O4).

13