Kesadahan Air

kesadahan air

Pengertian Kesadahan Air

Air sadah adalah air yang memiliki kandungan mineral yang tinggi. Air sadah terbentuk ketika air merembes melalui sela-sela kapur yang sebagian besar terdiri dari kalsium karbonat dan magnesium karbonat. Sedangkan air lunak adalah air dengan kadar mineral rendah atau bahkan nol. Contoh air lunak adalah air hujan dan suling, karena hanya mengandung sedikit ion. Kesadahan air berpengaruh terhadap sifat air. Bahasan ini masuk ke dalam kimia anorganik.

kesadahan air
Kiri menggunakan air sadah, sedangkan kanan menggunakan air lunak

Penyebab Kesadahan

Kesadahan air ditentukan oleh konsentrasi dari kation multivalen dalam air. Kation multivalen adalah kompleks logam bermuatan positif dengan muatan yang lebih besar dari 1+. Biasanya, kation memiliki muatan 2+. Kation yang biasa ditemukan di air sadah adalah Ca2+ and Mg2+. Umumnya, kalsium mineral mengandung kalsit dan gipsum. Sedangkan mineral magnesium yang biasa ditemukan adalah dolomit (yang juga mengandung kalsium).

Berikut ini merupakan reaksi kesetimbangan yang menjelaskan pelarutan dan pembentukan kalsium karbonat:

CaCO3 (s) + CO2 (aq) + H2O (l) ⇋ Ca2+ (aq) + 2HCO3 (aq)

Reaksi ini bisa terjadi di kedua arah. Hujan yang mengandung karbon dioksida terlarut dapat bereaksi dengan kalsium karbonat dan membawa ion kalsium. Kalsium karbonat dapat kembali disimpan sebagai kalsit sebagai karbon dioksida yang hilang ke atmosfer, kadang-kadang membentuk stalaktit dan stalagmit.

Jenis Kesadahan Air

Kesadahan sementara

Kesadahan sementara adalah jenis kesadahan air yang disebabkan oleh adanya mineral bikarbonat terlarut (kalsium bikarbonat dan magnesium bikarbonat). Ketika terlarut, mineral ini menghasilkan kation kalsium dan magnesium serta anion karbonat dan bikarbonat anion. Adanya kation logam membuat air menjadi sadah. Kesadahan sementara dapat dihilangkan dengan jalan perebusan air, atau dengan penambahan kapur (kalsium hidroksida). Perebusan akan mendorong pembentukan karbonat dari bikarbonat dan endapan kalsium karbonat dari air tersebut, yang akhirnya menghasilkan air yang lebih lunak saat pendinginan. Berikut reaksinya:

Ca(HCO3)2 → CaCO3 + H2O + CO2 (pemanasan)
Mg(HCO3)2  → MgCO3 + H2O + CO2 (pemanasan)

Kesadahan Tetap

Kesadahan tetap adalah kesadahan yang disebabkan oleh ion sulfat dan klorida. Kesadahan tetap tidak dapat dihillangkan dengan cara perebusan. Sulfat dan klorida tidak mengendap saat air dipanaskan. Ion yang menyebabkan kesadahan tetap dapat dihilangkan dengan menggunakan pelunak air seperti larutan natriumkarbonat, atau kolom resin pertukaran ion sehingga membentuk endapan CaCO3 atau MgCO3.

CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2NaClMgSO4 + Na2CO3 → MgCO3 + Na2SO4

Penggunaan resin penukar ion juga dapat menghilangkan kesadahan permanen. Reaksinya adalah:

Ca2+ + Na+-Resin → Ca2+-Resin + Na+

Pengukuran Kesadahan

Kesadahan dapat diukur dengan analisis instrumental. Kesadahan air adalah jumlah dari konsentrasi molar Ca2+ dan Mg2+ dalam satuan mol/L atau mmol/L. Meskipun kesadahan air biasanya hanya mengukur total konsentrasi kalsium dan magnesium, logam besi, aluminium dan mangan juga dapat hadir dengan kadar tinggi di beberapa lokasi. Adanya besi akan menyebabkan warna kecoklatan (seperti karat).

Kesadahan air juga sering tidak dinyatakan sebagai konsentrasi molar, melainkan di berbagai unit, seperti tingkat kesadahan umum (dGH), derajat Jerman (°dH), bagian per juta (ppm, mg/L, atau derajat Amerika). Tabel di bawah menunjukkan faktor konversi antara berbagai unit.

 

Konversi satuan kesadahan.
mmol / L ppm, mg / L dGH, °dH gpg °e, °Clark °fH
mmol / L 1 0.009991 0,1783 0,171 0,1424 0,09991
ppm, mg / L 100,1 1 17,85 17,12 14.25 10
dGH, °dH 5,608 0,05603 1 0,9591 0,7986 0,5603
gpg 5,847 0,05842 1,043 1 0,8327 0,5842
°e, °Clark 7,022 0,07016 1,252 1,201 1 0,7016
°fH 10.01 0,1 1,785 1,712 1,425 1
Contoh 1: 1 mmol / L = 100,1 ppm; Contoh 2: 1 ppm = 0,056 Bina Marga.