Kesadahan

Kesadahan air didefinisikan sebagai kemampuan air untuk mengendapkan sabun, sehingga keaktifan/daya bersih sabun menjadi berkurang atau hilang sama sekali. Sabun adalah zat aktif permukaan yang berfungsi menurunkan tegangan permukaan air, sehingga air sabun dapat berbusa. Air sabun akan membentuk emulsi atau sistem koloid dengan zat pengotor yang melekat dalam benda yang hendak dibersihkan. Kesadahan terutama disebabkan oleh keberadaan ion-ion kalsium (Ca²⁺) dan magnesium (Mg²⁺) di dalam air. Namun kesadahan dapat juga disebabkan oleh adanya ion-ion lain dari polyvalent metal (logam bervalensi banyak) seperti Al, Fe, Mn, Sr dan Zn dalam bentuk garam sulfat, klorida dan bikarbonat dalam jumlah kecil (Misnani, 2011).

Kesadahan pada dasarnya dapat dibedakan menjadi dua jenis (Anonim A, 2008):

1.        Kesadahan sementara atau kesadahan tidak tetap atau kesadahan temporer, adalah kesadahan yang disebabkan oleh ion Ca²⁺ dan Mg²⁺ yang berikatan dengan ion karbonat dan bikarbonat, contohnya Ca(HCO₃)₂, Mg(HCO₃)₂. Ciri khas kesadahan jenis ini adalah dapat dihilangkan atau dikurangi dengan cara direbus atau dididihkan karena garam-garam karbonat akan mengendap pada pemanasan.

2.        Kesadahan tetap atau kesadahan permanen, adalah kesadahan yang disebabkan oleh ion Ca dan Mg yang berikatan dengan ion Cl-, SO4-, dan NO3-, contohnya CaCl2, MgSO4. Sifat kesadahan jenis ini tidak dapat dihilangkan dengan cara direbus. Air yang bersifat sudah tetap, terdapat di daerah pantai, antara lain Pekalongan, Bantul bagian selatan, maupun daerah yang mempunyai kandungan garam yang tinggi.

Kandungan kapur yang terdapat dalam air, supaya tidak kurang dan tidak juga berlebihan maka perlu ditetapkan standar suatu air dikatakan sadah atau berlebih sadah. Standar kualitas menetapkan kesadahan total adalah 5-10 derajat jerman. Apabila kurang dari 5 derajat jerman maka air akan terasa lunak dan sebaliknya jika dalam air mengandung lebih dari 10 derajat jerman maka akan merugikan bagi manusia (Anonim A, 2008).

Standar kesadahan air meliputi (Bakti, 1995):

1.        Standar kesadahan menurut WHO, 1984, mengemukakan bahwa

a.         Sangat lunak sama sekali tidak mengandung CaCO₃;

b.        Lunak, mengandung 0-60 ppm CaCO₃;

c.         Agak sadah mengandung 60-120 ppm CaCO₃;

d.        Sadah mengandung 120-180 ppm CaCO₃;

e.         Sangat sadah 180 ppm keatas.

2.        Standar kesadahan menurut E. Merck, 1974, bahwa

a.         Sangat lunak antara 0-4 ^oD atau 0-71 ppm CaCO₃;

b.        Lunak antara 4-8 ^oD atau 71-142 ppm CaCO₃;

c.         Agak sadah antara 8-18 ^oD atau 142-320 ppm CaCO₃;

d.        Sadah 18-30 ^oD atau 320-534 ppm CaCO₃;

e.         Sangat sadah 30 ^oD keatas atau sekitar 534 ppm keatas.

3.        Standar kesadahan menurut EPA, 1974, bahwa

a.         Sangat lunak sama sekali tidak mengandung CaCO₃;

b.        Lunak, antara 0-75 ppm CaCO₃;

c.         Agak sadah, antara 75-150 ppm CaCO₃

d.        Sadah, 150-300 ppm CaCO₃;

e.         Sangat sadah 300 ppm keatas CaCO₃.

Kesadahan air dapat diukur dengan metode titrasi EDTA. EDTA adalah kependekan dari ethylene  diamin tetra acetic yang merupakan suatu senyawa asam amino yang secara luas dipergunakan untuk mengikat ion logam logam bervalensi dua dan tiga. EDTA mengikat logam melalui empat karboksilat dan dua gugus amina. EDTA merupakan titran pada proses titrasi untuk mengetahui kesadahan total ion Ca⁺² dan Mg⁺² (Misnani, 2011).

Air yang kita gunakan sehari-hari memiiki tingkatan kesadahan tersendiri. Air jika tidak mengandung kapur akan memberikan rasa yang lunak atau hambar sehingga akan mengurangi selera dalam mengonsumsinya. Air lunak atau air yang tidak mengandung kapur mempunyai kecenderungan menyebabkan korosi pada pipa dan jika air memiliki kandungan kapur yang banyak atau sadah mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang menyebabkan penyempitan penampang pipa, terbentuknya kerak pada dinding peralatan memasak sehingga menyebabkan pemakaian bahan bakar yang lebih banyak dan menyebabkan pemakaian sabun yang tinggi (Anonim A, 2008).

Proses yang dapat dilakukan untuk mengurangi atau menghilangkan kesadahan adalah dengan cara (Marsidi, 2001):

1.        Pemanasan

Garam MgCO₃ bersifat larut dalam air dingin, namun semakin tinggi temperatur air, kelarutan MgCO₃ semakin kecil, bahkan hingga menjadi tidak larut dan dapat mengendap. Garam CaCO₃ kelarutannya lebih kecil dari pada MgCO₃, sehingga pada air dinginpun sebagian CaCO₃ mengendap, pada air panas pengendapannya akan lebih banyak lagi. Berdasarkan sifat ini, kesadahan yang disebabban oleh kation Mg²⁺ dan Ca²⁺ dapat dihilangkan dengan cara pemanasan. Dikarenakan sifat ini maka air sadah tidak dikehendaki pada air industri karena dapat menimbulkan endapan/kerak pada peralatan pemanas seperti boiler dan lain sebagainya.

2.        Proses Pengendapan atau Proses Kapur Soda

Pada proses ini tujuannya adalah untuk membentuk garam-garam kalsium dan magnesium menjadi bentuk garam-garam yang tidak larut, sehingga dapat diendapkan dan dapat dipisahkan dari air. Bentuk garam kalsium dan magnesium yang tidak larut dalam air adalah :

a.         Kalsium Karbonat (CaCO₃)

b.        Magnesium Hidroksida (Mg(OH)₂)

Untuk menghilangkan kesadahan sementara kalsium, ditambahkan kapur sedangkan untuk menghilangkan kesadahan tetap kalsium, ditambahkan soda abu.  Untuk menghilangkan kesadahan magnesium sementara, ditambahkan kapur+ kapur dan untuk menghilangkan kesadahan magnesium tetap ditambahkan kapur + soda abu.

3.        Pertukaran Ion

Pada proses pertukaran ion, ion kalsium dan magnesium ditukar dengan ion sodium. Pertukaran ini berlangsung dengan cara melewatkan air sadah ke dalam unggun butiran yang terbuat dari bahan yang mempunyai kemampuan menukarkan ion. Terdapat beberapa bahan penukar ion yaitu bahan penukar ion alam yang disebut greensand atau zeolit, kemudian bahan penukar ion zeoilt buatan dan yang saat ini sering digunakan adalah bahan penukar ion yang disebut resin penukar ion. Resin penukar ion umumnya terbuat dari partikel cross-linked polystyrene. Terdapat beberapa resin penukar ion yang diproduksi oleh berbagai pabrik dan dipasaran masing-masing mempunyai nama dagang tersendiri. Untuk proses penghilangan kesadahan atau pelunakan, resin yang digunakan adalah resin penukar kation yang mengandung sodium.