Kesadahan ( Hardness)

Dalam mendukung operasi dalam industri seringkali diperlukan air, diantaranya industri makanan, bahan-bahan, minyak bumi, dll. Untuk itu setiap industri memerlukan persyaratan yang dimiliki oleh air.

Adapun fungsi air dalam industri adalah sebagai berikut :

1.  Sebagai sumber tenaga

2.  Sebagai media perpindahan panas

3.  Sebagai pengangkut bahan dasar

4.  Sebagai aksi mekanik (misalnya penghilang kerak)

Air biasanya merupakan campuran zat terlarut atau bisa membentuk koloid dan suspensi dengan komponen lain. Untuk menentukan kualitas air yang baik, digunakan sejumlah parameter, yaitu :

1.    pH; air mempunyai pH yang cepat sekali berubah, bila ke dalamnya dibuang limbah industri/pertanian yang bersifat asam atau basa. Padahal setiap perubahan pH secara mencolok dapat mengganggu ekosistem air.

2.    Suhu; air yang dipakai sebagai pendingin pada pabrik atau reactor jika langsung dibuang suhunya akan tinggi. Jika suhu air naik, laju reaksi akan naik, sehingga keseimbangan dalam ekosistem air terganggu dan kelarutan gas-gas dalam air berkurang.

3.    Bau, rasa, warna; limbah industri atau pertanian akan membawa perubahan pada bau, rasa dan warna air. Kesemuanya itu akan mengakibatkan kehidupan dapat terganggu.

4.    Padatan terlarut; dalam air terlarut berbagai garam. Air yang mengandung ion Ca dan Mg dikenal sebagai air sadah. Disamping itu juga dapat terlarut ion-ion logam berat berbahaya seperti : Hg, Cr, Pb, Cu, Cd, dll.

5.    Sedimen; padatan berupa koloid yang terdispersi dalam air dapat mengganggu kehidupan air karena mengurangi intensitas cahaya matahari yang masuk ke air.

6.    Kadar oksigen terlarut (DO = Dissolve Oxygen); besarnya kadar DO menunjukkan apakah air itu bersih atau tidak. Bila harga DO tinggi air itu bersih, sedangkan bila harga DO kurang dari 4 mg per L, berarti air telah tercemar.

Untuk memurnikan air sesuai dengan spesifikasi air yang dibutuhkan  dapat dilakukan teknik-teknik pemisahan dan pemurnian air sebagai berikut :

1.    Filtrasi atau penyaringan, bila ukuran partikel yang tersuspensi kecil

2.    Sedimentasi atau pengendapan, bila ukuran partikel yang tersuspensi besar

3.    Koagulasi, bila ukuran partikel yang tersuspensi sangat kecil setelah dikoagulasi partikel disedimentasi atau filtrasi

4.    Pemanasan, bertujuan menghilangkan gas terlarut dan membunuh bakteri

5.    Destilasi, proses pemisahan campuran cair-cair yang berdasarkan perbedaan sifat fisik yaitu titik didih

6.    Ion excange, cara ini memberikan perpindahan yang komplet sebab pada saat larutan sample mengalir turun pada kolom akan secara kontinu kontak dengan resin yang bersih

7.    Chemical Treatment, misal dengan penambahan clorin, iodine (untuk membunuh bakteri, mengurangi kadar sianida yang ada dalam garam alkalin, menghasilkan H₂S dan air buangan), borax, soda (melembutkan air)

Kesadahan Air

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

Derajat Kesadahan                                     Konsentrasi garam Ca, Mg (ppm)

Air lunak                                                                                <50

Sedikit sadah                                                                        50-100

Sedang                                                                                  100-200

Sangat sadah                                                                       >200

Keasadahan air sering diukur dengan cara titrasi, menggunakan anion dari polyaminocarboxylic acid yang disebut ethylenediaminetetraacetic acid. Nama ini cukup dikenal dengan singkatan EDTA, suatu tetrapotic acid yang diberi symbol H₄Y. anion H₂Y^2- bereaksi dengan Ca²⁺ dan Mg²⁺ untuk membentuk ion kompleks.

H₂Y^2-   +          Ca²⁺               ----->             CaY^2-              +          2H⁺

Untuk menentukan akhir titrasi, larutan indicator ditambahkan yang akan membentuk indicator ion kompleks logam berubah warna. Sebagai penitrasi (dinatrium EDTA) ditambahkan ke ion kompleks logam. Saat sejumlah EDTA telah ditambahkan agar bereaksi dengan seluruh logam, EDTA menggantikan indicator pada indicator ion kompleks logam. Logam EDTA lebih besar daripada ion kompleks logam-indikator. Yang akan menghasilkan perubahan warna yang lebih tajam pada indicator yang diubah dari warna Mg²⁺ indicator kompleks (merah) ke indicator bebas (biru)

Pada buffer pH 10, reaksinya adalah :

HY^3-       +          MgIn^-           ----->               MgY^2-              +          Hin^2-

   Mg²⁺-indikator kompleks (merah)                          indicator bebas (biru)

Kesadahan dapat dihilangkan dengan resin penukar kation dalam bentuk ion natrium dan menitrasi larutan sample yang sudah lunak untuk melihat apakah masih ada kecil air sadahnya.