kesadahan

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar belakang masalah
Air merupakan komponen yang paling penting bagi kehidupan seluruh makhluk hidup dan fungsinya tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Tubuh manusia 65% nya terdiri dari air atau sekitar 47 liter per orang dewasa. Setiap hari sekitar 2.5 liter harus diganti dengan air yang baru. Diperkirakan dari sejumlah air yang harus diganti tersebut 1,5 liter berasal dari air minum dan sekitar 1,0 liter berasal dari bahan makanan yang dikonsumsi. Air juga merupakan salah satu media pertumbuhan yang baik untuk berbagai mikroorganisma. Air berfungsi sebagai pembawa zat-zat makanan dan sisa-sisa metabolisme. Semua bahan makanan mengandung air dalam jumlah yang berbeda-beda. Air dalam bahan makanan dapat mempengaruhi penampakan, tekstur, serta cita rasa makanan tersebut. Air juga terdapat dalam bahan makanan kering yang secara kasat mata tidak terlihat adanya air, seperti tepung-tepungan dan biji-bijian dalam jumlah tertentu. Air dapat berupa komponen intrasel, dan / atau ekstrasel dalam sayuran dan produk hewani, sebagai medium pendispersi atau pelarut dalam berbagai produk, sebagai fase terdispersi dalam beberapa produk yang diemulsi seperti mentega dan margarine, dan sebagai komponen tambahan dalam makanan lain.
Air memiliki berbagai macam kandungan. Air sadah adalah air yang mengandung garam-garam Ca dan Mg. Kesadahan air dibagi menjadi dua macam yaitu kesadahan sementara dan kesadahan tetap atau permanen. Kesadahan tetap merupakan kesadahan yang disebabkan oleh garam kalsium sulfat dan klorida
Sifat dari kesadahan tetap adalah tidak akan hilang meskipun telah dididihkan. Kesadahan sementara merupakan suatu kesadahan yang disebabkan oleh garam-garam kalsium dan magnesium dari karbonat dan bikarbonat.
1.2 Rumusan masalah
1.2.1 Apa itu air sadah ?
1.2.2 Apa saja tipe-tipe air sadah ?
1.2.3 Bagaimana dampak negatif dari air sadah ?
1.2.4 Bagaimana dampak positif air sadah ?
1.2.5 Bagaimana cara mengatasi air sadah ?
1.3 Tujuan
1.3.1 Mengidentifikasi air sadah ?
1.3.2 Menjelaskan tipe-tipe air sadah ?
1.3.3 Mengetahui dampak negatif dari air sadah ?
1.3.4 Mengetahui dampak positif air sadah ?
1.3.5 Mengetahui cara mengatasi air sadah ?
1.4 Manfaat
a. Bagi mahasiswa, dapat lebih memahami tentang air sadah.
b. Bagi dosen, dapat di jadikan referensi dan kajian sebagai bahan pembelajaran mengenai air sadah yang tentunya berhubungan dengan mata kuliah Limnologi.
c. Bagi pembaca, dapat mengetahui dan memahami tentang air sadah
1.5 Metode yang digunakan
Metode deskriftif dengan teknik studi kepustakaan atau literature, yaitu pengetahuan yang bersumber dari beberapa media tulis baik berupa buku, litelatur dan media lainnya yang tentu ada kaitannya masalah-masalah yang di bahas di dalam makalah ini.

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Kesadahan (hardness)
Kesadahan adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat. Air sadah atau air keras adalah air yang memiliki kadar mineral yang tinggi, sedangkan air lunak adalah air dengan kadar mineral yang rendah. Selain ion kalsium dan magnesium, penyebab kesadahan juga bisa merupakan ion logam lain maupun garam-garam bikarbonat dan sulfat. Metode paling sederhana untuk menentukan kesadahan air adalah dengan sabun. Dalam air lunak, sabun akan menghasilkan busa yang banyak. Pada air sadah, sabun tidak akan menghasilkan busa atau menghasilkan sedikit sekali busa. Cara yang lebih kompleks adalah melalui titrasi. Kesadahan air total dinyatakan dalam satuan ppm berat per volume (w/v) dari CaCO3.
Air sadah tidak begitu berbahaya untuk diminum, namun dapat menyebabkan beberapa masalah. Air sadah dapat menyebabkan pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan keran. Air sadah juga menyebabkan pemborosan sabun di rumah tangga, dan air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan. Dalam industri, kesadahan air yang digunakan diawasi dengan ketat untuk mencegah kerugian. Untuk menghilangkan kesadahan biasanya digunakan berbagai zat kimia, ataupun dengan menggunakan resin penukar ion



2.2 Tipe Kesadahan
Secara lebih rinci kesadahan dibagi dalam dua tipe, yaitu: (1) kesadahan umum ("general hardness" atau GH) dan (2) kesadahan karbonat ("carbonate hardness" atau KH). Disamping dua tipe kesadahan tersebut, dikenal pula tipe kesadahan yang lain yaitu yang disebut sebagai kesadahan total atau total hardness. Kesadahan total merupakan penjumlahan dari GH dan KH.
2.2.1 Kesadahan umum (General hardness)
Air sadah sementara Air sadah sementara adalah air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air tersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2). Air yang mengandung ion atau senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah sementara karena kesadahannya dapat dihilangkan dengan pemanasan air, sehingga air tersebut terbebas dari ion Ca2+ dan atau Mg2+. Dengan jalan pemanasan senyawa-senyawa tersebut akan mengendap pada dasar ketel. Reaksi yang terjadi adalah : Ca(HCO3)2 (aq) –> CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)
Kesadahan umum atau "General Hardness" merupakan ukuran yang menunjukkan jumlah ion kalsium (Ca++) dan ion magnesium (Mg++) dalam air. Ion-ion lain sebenarnya ikut pula mempengaruhi nilai GH, akan tetapi pengaruhnya diketahui sangat kecil dan relatif sulit diukur sehingga diabaikan.
GH pada umumnya dinyatakan dalam satuan ppm (part per million/ satu persejuta bagian) kalsium karbonat (CaCO3), tingkat kekerasan (dH), atau dengan menggunakan konsentrasi molar CaCO3. Satu satuan kesadahan Jerman atau dH sama dengan 10 mg CaO (kalsium oksida) per liter air. Di Amerika, kesadahan pada umumnya menggunakan satuan ppm CaCO3, dengan demikian satu satuan Jerman (dH) dapat diekspresikan sebagai 17.8 ppm CacO3. Sedangkan satuan konsentrasi molar dari 1 mili ekuivalen = 2.8 dH = 50 ppm. Perlu diperhatikan bahwa kebanyakan teskit pengukur kesadahan menggunakan satuan CaCO3.
Berikut adalah kriteria selang kesadahan yang biasa dipakai:
• 0 - 4 dH, 0 - 70 ppm : sangat rendah (sangat lunak)
• 4 - 8 dH, 70 - 140 ppm : rendah (lunak)
• 8 - 12 dH, 140 - 210 ppm : sedang
• 12 - 18 dH, 210 - 320 ppm : agak tinggi (agak keras)
• 18 - 30 dH, 320 - 530 ppm : tinggi (keras)
Dalam kaitannya dengan proses biologi, GH lebih penting peranananya dibandingkan dengan KH ataupun kesadahan total Apabila ikan atau tanaman dikatakan memerlukan air dengan kesadahan tinggi (keras) atau rendah (lunak), hal ini pada dasarnya mengacu kepada GH. Ketidaksesuaian GH akan mempengaruhi transfer hara/gizi dan hasil sekresi melalui membran dan dapat mempengaruhi kesuburan, fungsi organ dalam (seperti ginjal), dan pertumbuhan. Setiap jenis ikan memerlukan kisaran kesadahan (GH) tertentu untuk hidupnya. Pada umumnya, hampir semua jenis ikan dan tanaman dapat beradaptasi dengan kondisi GH lokal, meskipun demikian, tidak demikian halnya dengan proses pemijahan. Pemijahan bisa gagal apabila dilakukan pada nilai GH yang tidak tepat.
Apabila nilai GH terlalu rendah bagi suatu jenis ikan, ia dapat dinaikan dengan menambahkan kalsium sulfat, magnesium sulfat, atau kalsium karbonat. Akan tetapi perlu diperhatikan bahwa penambahan garam-garam tersebut membawa dampak lain yang perlu medapat perhatian. Pemberaian garam sulfat akan memberikan tambahan sulfat kedalam air, sehingga perlu dilakukan dengan hati-hati. Sedangkan penambahan garam karbonat akan menyumbangkan ion karbonat kedalam air sehingga akan menaikkan KH. Untuk mendapat kondisi yang diinginkan perlu dilakukan manipulasi dengan kombinasi pemberian yang sesuai.
Penurunan nilai GH dapat dilakukan dengan perlakuan-perlakuan yang mampu menghilangkan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dari dalam air.
2.2.2 Kesadahan Karbonat (Carbonate hardness)
Air sadah tetap 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). Air yang mengandung senyawa-senyawa tersebut disebut air sadah tetap, karena kesadahannya tidak bisa dihilangkan hanya dengan cara pemanasan. Untuk membebaskan air tersebut dari kesadahan, harus dilakukan dengan cara kimia, yaitu dengan mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq). Penambahan larutan karbonat dimaksudkan 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) Dengan terbentuknya endapan CaCO3 atau MgCO3 berarti air tersebut telah terbebas dari ion Ca2+ atau Mg2+ atau dengan kata lain air tersebut telah terbebas dari kesadahan.
Kesadahan karbonat atau KH merupakan besaran yang menunjukkan kandungan ion bikarbonat (HCO3-) dan karbonat (CO3--) di dalam air. Dalam akuarium air tawar, pada kisaran pH netral, ion bikarbonat lebih dominan, sedangkan pada akuarium laut, ion karbonat lebih berperan.
KH sering disebut sebagai alkalinitas yaitu suatu ekspresi dari kemampuan air untuk mengikat kemasaman (ion-ion yang mampu mengikat H+). Oleh karena itu, dalam sistem air tawar, istilah kesadahan karbonat, pengikat kemasaman, kapasitas pem-bufferan asam, dan alkalinitas sering digunakan untuk menunjukkan hal yang sama. Dalam hubungannya dengan kemampuan air mengikat kemasaman, KH berperan sebagai agen pem-buffer-an yang berfungsi untuk menjaga kestabilan pH.
KH pada umumnya sering dinyatakan sebagai derajat kekerasan dan diekspresikan dalam CaCO3 seperti halnya GH.
Kesadahan karbonat dapat diturunkan dengan merebus air yang bersangkutan, atau dengan melalukan air melewati gambut. Perlakuan perebusan air tentu saja tidak praktis, kecuali untuk akuarium ukuran kecil.
Untuk menaikkan kesadahan karbonat dapat dilakukan dengan menambahkan natrium bikarbonat (soda kue), atau kalsium karbonat. Penambahan kalsium karbonat akan menaikan sekaligus baik KH maupun GH dengan proporsi yang sama.
Pemberian soda kue (NaHCO3) sebanyak satu sendok teh (sekitar 6 gram) pada air sebanyak 50 liter akan meningkatkan KH sebanyak 4 satuan tanpa disertai dengan kenaikan nilai GH. Sedangkan pemberian satu sendok teh kalsium karbonat (CaCO3) (sekitar 4 gram) pada air sebanyak 50 liter akan menyebabkan kenaikan KH dan GH secara bersama-sama, masing-masing sebanyak 4 satuan. Berpatokan pada hal ini, maka pemberian secara kombinasi antara soda kue dan kalsium karbonat akan dapat menghasilkan nilai KH dan GH yang diinginkan.
Mengingat pengukuran bahan kimia dalam jumlah sedikit relatif sulit dilakukan, khususnya di rumah, maka sebaiknya gunakanlah test kit untuk memastikan nilai KH dan GH yang telah dicapai.
Pembuferan karbonat diketahui efektif pada rasio 1:100 sampai 100:1. Hal ini akan memberikan pH efektif pada selang 4.37 sampai dengan 8.37. Selang angka ini secara kebetulan merupakan selang pH bagi hampir semua mahluk hidup akuatik. Apabila ion bikarbonat ditambahkan, rasio basa terhadap asam akan meningkat, akibatnya pH pun meningkat. Laju peningkatan pH ini akan ditentukan oleh nilai pH awal. Sebagai contoh, kebutuhan jumlah ion karbonat yang perlu ditambahkan untuk meningkatkan satu satuan pH akan jauh lebih banyak apabila pH awalnya adalah 6.3, dibandingkan apabila hal yang sama dilakukan pada pH 7.5.
Kanaikan pH yang terjadi pada saat KH ditambahkan akan diimbangi oleh kadar CO2 terlarut dalam air. CO2 di dalam air akan membentuk sejumlah kecil asam karbonat dan bikarbonat yang selanjutkan akan cenderung menurunkan pH. Mekanisme ini setidaknya dapat memberikan gambaran cara mengatur dan menyiasati pH dalam akuarium agar dapat memenuhi kriteria yang diinginkan.
Cara paling mudah untuk mengetahui air yang selalu anda gunakan adalah air sadar atau bukan dengan menggunakan sabun. Ketika air yang anda gunakan adalah air sadah, maka sabun akan sukar berbiuh, kalaupun berbuih, berbuihnya sedikit. Kemudian untuk mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan pemanasan. Jika ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda gunakan adalah air sadah tetap.
Satuan ukuran kesadahan ada 3, yaitu :
1. Derajat Jerman, dilambangkan dengan °D
2. Derajat Inggris, dilambangkan dengan °E
3. Derajat Perancis, dilambangkan dengan °F

Dari ketiganya yang sering digunakan adalah derajat jerman, dimana 1 °D setara dengan 10 mg CaO per liter. Artinya jika suatu air memiliki kesadahan 1 °D maka didalam air tersebut mengandung 10 mg CaO dalam setiap liternya (Paranita, 2009).

Penentuan Ca dan Mg dalam air sudah dilakukan dengan titrasi EDTA. pH untuk titrasi adalah 10 dengan indikator eriochrom black T. Pada pH lebih tinggi, 12, Mg(OH)2 akan mengendap, sehingga EDTA dapat dikonsumsi hanya oleh Ca2+ dengan indikator murexide. Adanya penggangguan Cu bebas dari pipa–pipa saluran air dapat dimasking dengan H2S. EBT yang dihaluskan bersama NaCl padat kadang kala juga digunakan sebagai indikator untuk penentuan Ca ataupun hidroksinaftol. Seharusnya Ca tidak ikut terkopresipitasi dengan Mg, oleh karena itu EDTA direkomendasikan. Bagaimana juga indikator Patton-Reeder terbaik untuk penentuan kalsium dalam air sudah dibandingkan dengan indikator lain (Firdaus, 2009).

Titrasi kompleksometri juga dikenal sebagai reaksi yang meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan mendasar terbentuknya kompleks
demikian adalah tingkat kelarutan tinggi. Selain titrasi komplek biasa seperti di atas, dikenal pula kompleksometri yang dikenal sebagai titrasi kelatometri, seperti yang menyangkut penggunaan EDTA. Gugus yang terikat pada ion pusat, disebut ligan, dan dalam larutan air, reaksi dapat dinyatakan oleh persamaan :
M(H2O)n + L = M(H2O)(n-1) L + H2O (Khopkar, 2002).

Persyaratan mendasar dalam titrasi kompleksometri ialah terbentuknya kompleks molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan adalah kelarutan tingkat tinggi, seperti kompleks logam dengan EDTA. Demikian juga titrasi dengan merkuro nitrat dan perak sianida juga dikenal sebagai titrasi kompleksometri (Khopkar, 2002).
2.3 Peran Positif air sadah
Kesadahan sangat penting bagi para akuaris karena kesadahan merupakan salah satu petunjuk kualitas air yang diperlukan bagi ikan. Tidak semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama. Dengan kata lain, setiap jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada selang tertentu untuk hidupnya. Disamping itu, kesadahan juga merupakan petunjuk yang penting dalam hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai pH.

Penggunaan paramater kesadahan total sering sekali membingungkan, oleh karena itu, sebaiknya penggunaan parameter ini dihindarkan.
Walaupun tidak berbahaya, ternyata air sadah dapat menyebabkan beberapa kerugian, antara lain :
2.4 Peran negatif air sadah
2.3.1 Sabun menjadi kurang berbuih.
Hal ini terjadi karena ion Ca2+ atau Mg2+ dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan.
Ca2+ (aq) + 2RCOONa (aq) –> Ca(RCOO)2 (s) + 2Na+ (aq)
Dengan terbentuknya endapan, maka fungsi sabun sebagai pengikat kotoran menjadi kurang atau bahkan tidak efektif. Sabun akan berbuih kembali setelah semua ion Ca2+ atau Mg2+ yang terdapat dalam air mengendap. Lain halnya dengan detergen, detergen tidak bereaksi dengan ion Ca2+ atau Mg2+ sehingga detergen tidak terpengaruh oleh air sadah.
2.3.2 Air sadah dapat menyebabkan terbentuknya kerak pada dasar ketel yang selalu digunakan untuk memanaskan air.
Sehingga untuk memanaskan air tersebut diperlukan pemanasan yang lebih lama. Hal ini merupakan pemborosan energi. Timbulnya kerak pada pipa uap dapat menyebabkan penyumbatan sehingga dikhawatirkan pipa tersbut akan meledak.
2.3.3 Terhadap ikan
Pada ikan mempengaruhi transfer hara/gizi dan hasil sekresi melalui membran dan dapat mempengaruhi kesuburan, fungsi organ dalam (seperti ginjal), pertumbuhan bahkan pemijahan
2.4 Penanganan Kesadahan
Pada industri yang menggunakan ketel uap, air yang digunakan harus terbebas dari kesadahan. Proses penghilangan kesadahan air yang sering dilakukan pada industri-industri adalah melalui penyaringan dengan menggunakan zat-zat sebagai berikut : Resin pengikat kation dan anion. Resin adalah zat polimer alami ataupun sintetik yang salah satu fungsinya adalah dapat mengikat kation dan anion tertentu. Secara teknis, air sadah dilewatkan melalui suatu wadah yang berisi resin pengikat kation dan anion, sehingga diharapkan kation Ca2+ dan Mg2+ dapat diikat resin. Dengan demikian, air tersebut akan terbebas dari kesadahan.
Untuk jangka waktu tertentu, kerak dari air sadah bisa menyumbat pipa-pipa air sehingga bisa menurunkan tekanan air yang mengalir. Kerusakan lainnya adalah akan mempercepat kerusakan pemanas air (water heater), mesin pencuci piring, mesin cuci, intinya, semua peralatam yang menggunakan air. Kerak ini juga bisa meninggalkan bekas di alat-alat makan kita (gelas, piring, dll.) dan juga di pakaian dan lantai yang kita cuci dengan air sadah itu.
Karat akan mudah sekali terjadi karena air sadah bersifat asam yang perlahan-lahan akan menghabisi pipa (atau logam yang dilaluinya), perkakas-perkakas, pemanas air, dan lain sebagainya.
Apabila air anda terlalu keras untuk ikan atau tanaman, air tersebut dapat dilunakan. Banyak cara yang dapat dilakukan untuk menurunkan kesadahan. Yang paling baik adalah dengan menggunakan reverse osmosis (RO) atau deioniser (DI). Celakanya metode ini termasuk dalam metode yang mahal. Hasil reverse osmosis akan memiliki kesadahan = 0, oleh karena itu air ini perlu dicampur dengan air keran sedemikian rupa sehingga mencapai nilai kesadahan yang diperlukan.
Resin pelunak air komersial dapat digunakan dalam skala kecil, meskipun demikian tidak efektif digunakan untuk sekala besar. Produk-produk komersial pengolah air untuk keperluan rumah tangga pada umumnya tidak cocok digunakan, karena mereka sering menggunakan prinsip pertukaran kation dalam prosesnya. Dalam prosoes ini natrium (Na) pada umumnya digunakan sebagai ion penukar, sehingga pada akhirnya natrium akan berakumulasi pada hasil air hasil olahan. Kelebihan natrium (Na) dalam air akuarium merupakan hal yang tidak dikehendaki.
Pengenceran dengan menggunakan air destilasi (air suling/aquadest) dapat pula dilakukan untuk menurunkan kesadahan. Penurunan secara alamiah dapat pula dilakukan dengan menggunakan jasa asam-asam organik (humik/fulvik). asam ini berfungsi persis seperti halnya yang terjadi pada proses deionisasi yaitu dengan menangkap ion-ion dari air pada gugus-gusus karbonil yang terdapat pada asam organik (tanian). Beberapa media yang banyak mengandung asam-asam organik ini diantaranya adalah gambut yang berasal dari Spagnum (peat moss), daun ketapang, kulit pohon Oak, dll.
Proses dengan gambut dan bahan organik lain biasanya akan menghasilkan warna air kecoklatan seperti air teh. Sebelum gambut digunakan dianjurkan untuk direbus terlebih dahulu, agar organisme-organisme yang tidak dikehendaki hilang.


Menurunkan kesadahan dapat pula dilakukan dengan menanam tanaman "duck weed" atau Egeria densa.
Untuk meningkatkan kesadahan bisa dilakukan dengan memberikan dekorasi berbahan dasar kapur, seperti tufa atau pasir koral. Atau dengan melalukan air melewati pecahan marble (batu marmer) atau bahan berkapur lainnya.
2.4.1 Metode Pengolahan kesadahan air dengan mengunakan resin
Kesadahan umumnya dihilangkan menggunakan resin penukar ion. Resin pelunak air komersial dapat digunakan dalam skala kecil, meskipun demikian tidak efektif digunakan untuk sekala besar. Resin adalah zat yang punya pori yang besar dan bersifat sebagai penukar ion yang berasal dari polysterol, atau polyakrilat yang berbentuk granular atau bola kecil dimana mempunyai struktur dasar yang bergabung dengan grup fungsional kationik, non ionik/anionik atau asam. Sering kali resin dipakai untuk menghilangkan molekul yang besar dari air misalnya asam humus, liqnin, asam sulfonat. Untuk regenerasi dipakai garam alkali atau larutan natrium hidroksida, bisa juga dengan asam klorida jika dipakai resin dengan sifat asam. Dalam regenerasi itu dihasilkan eluen yang mengandung organik dengan konsentrasi tinggi. Untuk proses air minum sampai sekarang hunya dipakai resin dengan sifat anionik.
Resin penukar ion sintetis merupakan suatu polimer yang terdiri dari dua bagian yaitu struktur fungsional dan matrik resin yang sukar larut. Resin penukar ion ini dibuat melalui kondensasi phenol dengan formaldehid yang kemudian diikuti dengan reaksi sulfonasi untuk memperoleh resin penukar ion asam kuat.

Sedangkan untuk resin penukar ion basa kuat diperoleh dengan mengkondensasikan phenilendiamine dengan formaldehid dan telah ditunjukkan bahwa baik resin penukar kation dan resin penukar anion hasil sintesis ini dapat digunakan untuk memisahkan atau mengambil garam – garam.
Pada umumnya senyawa yang digunakan untuk kerangka dasar resin penukar ion asam kuat dan basa kuat adalah senyawa polimer stiren divinilbenzena. Ikatan kimia pada polimer ini amat kuat sehingga tidak mudah larut dalam keasaman dan sifat basa yang tinggi dan tetap stabil pada suhu diatas 150oC.
Polimer ini dibuat dengan mereaksikan stiren dengan divinilbenzena, setelah terbentuk kerangka resin penukar ion maka akan digunakan untuk menempelnya gugus ion yang akan dipertukarkan.
Resin penukar kation dibuat dengan cara mereaksikan senyawa dasar tersebut dengan gugus ion yang dapat menghasilkan (melepaskan) ion positif. Gugus ion yang biasa dipakai pada resin penukar kation asam kuat adalah gugus sulfonat dan cara pembuatannya dengan sulfonasi polimer polistyren divinilbenzena (matrik resin).
Resin penukar on yang direaksikan dengan gugus ion yang dapat melepaskan ion negatif diperoleh resin penukar anion. Resin penukar anion dibuat dengan matrik yang sama dengan resin penukar kation tetapi gugus ion yang dimasukkan harus bisa melepas ion negatif, misalnya –N (CH3)3+ atau gugus lain atau dengan kata lain setelah terbentuk kopolimer styren divinilbenzena (DVB), maka diaminasi kemudian diklorometilasikan untuk memperoleh resin penukar anion.
Gugus ion dalam penukar ion merupakan gugus yang hidrofilik (larut dalam air). Ion yang terlarut dalam air adalah ion – ion yang dipertukarkan karena gugus ini melekat pada polimer, maka ia dapat menarik seluruh molekul polimer dalam air, maka polimer resin ini diikat dengan ikatan silang (cross linked) dengan molekul polimer lainnya, akibatnya akan mengembang dalam air.
Mekanisme pertukaran ion dalam resin meskipun non kristalisasi adalah sangat mirip dengan pertukaran ion- ion kisi kristal. Pertukaran ion dengan resin ini terjadi pada keseluruhan struktur gel dari resin dan tidak hanya terbatas pada efek permukaan. Pada resin penukar anion, pertukaran terjadi akibat absorbsi kovalen yang asam. Jika penukar anion tersebut adalah poliamin, kandungan amina resin tersebut adalah ukuran kapasitas total pertukaran.
Dalam proses pertukaran ion apabila elektrolit terjadi kontak langsung dengan resin penukar ion akan terjadi pertukaran secara stokiometri yaitu sejumlah ion – ion yang dipertukarkan dengan ion – ion yang muatannya sama akan dipertukarkan dengan ion – ion yang muatannya sama pula dengan jumlah yang sebanding.
Material penukar ion yang utama berbentuk butiran atau granular dengan struktur dari molekul yang panjang (hasil co-polimerisasi), dengan memasukkan grup fungsional dari asam sulfonat, ion karboksil. Senyawa ini akan bergabung dengan ion pasangan seperti Na+, OH− atau H+. Senyawa ini merupakan struktur yang porous. Senyawa ini merupakan penukar ion positif (kationik) untuk menukar ion dengan muatan elektrolit yang sama (positif) demikian sebaliknya penukar ion negatif (anionik) untuk menukar anion yang terdapat di dalam air yang diproses di dalam unit “Ion Exchanger”.
Proses pergantian ion bisa “reversible” (dapat balik), artinya material penukar ion dapat diregenerasi. Sebagai contoh untuk proses regenerasi material penukar kationik bentuk Na+ dapat diregenerasi dengan larutan NaCl pekat, bentuk H+ diregenerasi dengan larutan HCl sedangkan material penukar anionik bentuk OH− dapat diregenerasi dengan larutan NaOH (lihat buku panduan dari pabrik yang menjual material ini).
Regenerasi adalah suatu peremajaan, penginfeksian dengan kekuatan baru terhadap resin penukar ion yang telah habis saat kerjanya atau telah terbebani, telah jenuh. Regenerasi penukaran ion dapat dilakukan dengan mudah karena pertukaran ion merupakan suatu proses yang reversibel yang perlu diusahakan hanyalah agar pada regenerasi berlangsung reaksi dalam arah yang berkebalikan dari pertukaran ion.
2.4.2. Menggunakan Zeolit.
Zeolit memiliki rumus kimia Na2(Al2SiO3O10).2H2O atau K2(Al2SiO3O10).2H2O. zeolit mempunyai struktur tiga dimensi yang memiliki pori-pori yang dapat dikewati air. Ion Ca2+ dan Mg2+ akan ditukar dengan ion Na+ dan K+ dari zeolit, sehingga air tersebut terbebas dari kesadahan.
Cara paling mudah untuk mengetahui air yang selalu anda gunakan adalah air sadar atau bukan dengan menggunakan sabun. Ketika air yang anda gunakan adalah air sadah, maka sabun akan sukar berbiuh, kalaupun berbuih, berbuihnya sedikit. Kemudian untuk mengetahui jenis kesadahan air adalah dengan pemanasan. Jika ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda gunakan adalah air sadah tetap.
Untuk menghilangkan kesadahan sementara ataupun kesadahan tetap pada air yang anda gunakan di rumah dapat dilakukan dengan menggunakan zeolit. Anda cukup menyediakan tong yang dapat menampung zeolit. Pada dasar tong sudah dibuat keran. Air yang akan anda gunakan dilewatkan pada zeolit terlebih dahulu. Air yang telah dilewatkan pada zeolit dapat anda gunakan untuk keperluan rumah tangga, spserti mencuci, mandi dan keperluan masak.
Zeolit memiliki kapasitas untuk menukar ion, artinya anda tidak dapat menggunakan zeolit yang sama selamanya. Sehingga pada rentang waktu tertentu anda harus menggantinya.
2.4.3 Softening (pelunakan) pada air sadah
Isitilah softening dalam istilah teknik lingkungan sangatlah familiar, hanya saja kalau diterjemahkan ke dalam bahasa Indonesia menjadi pelunakan mungkin banyak yang tidak mengerti, sehingga kadangkala istilah-istilah asing yang sudah familiar ditelinga kita memang sebaiknya tidak diterjemahkan agar tidak menimbulkan salah pengertian. Saya mencoba menerjemahkannya menjadi pelunakkan, karena pada beberapa literatur yang berbahasa Indonesia saya menjumpai kata pelunakkan tersebut yang merupakan terjemahan dari softening.
Ada beberapa jenis proses pengolahan yang dapat digunakan untuk melunakkan air. Pada setiap proses pengolahan, hasil akhir yang diharapkan adalah sama. Air yang dilunakkan harus mempunyai suatu kesadahan (hardness) sekitar 80 hingga 90 mg/L sebagai kalsium karbonat (CaCO3). Jika air yang dilunakkan lebih lanjut (seperti dalam proses pertukaran ion/ion exchange), air sadah harus dicampur dengan air yang dilunakkan untuk mencapai tingkat kesadahan yang diinginkan. Air terlalu lunak (soft) juga tidak terlalu baik, karena air mineral salah satu unsurnya adalah calsium, tetapi terlalu tinggi juga tidak baik karena dapat menyebabkan air sabun tidak dapat berbusa serta dapat menyebabkan karatan pada pipa.
Pemberian Bahan Kimia Pada Softening
Pelunakkan melalui pemberian bahan kimia adalah sama caranya seperti yang dilakukan pada penanganan kekeruhan (removal of turbidity) dengan koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi. Ada banyak variasi, tetapi proses yang khas adalah melibatkan penambahan kapur (lime) untuk menaikkan pH air sampai cukup tinggi untuk reaksi yang terjadi pada senyawa kesadahan yang digunakan untuk mengendapkan dari air tersebut. Peralatan yang digunakan juga menyerupai peralatan penanganan kekeruhan (removal of turbidity) – kapur (lime) ditambahkan pada pengadukkan cepat (flash mixer), kemudian air diflokulasi, dan setelah itu senyawa-senyawa kesadahan (hardness compounds) menggumpal dan mengendap secara gravitasi di dalam bak sedimentasi.
Air tanah adalah yang paling sering dilakukan pelunakkan dibandingkan dengan air permukaan. Air tanah tidak memerlukan flokulasi dalam rangka menangani kekeruhan, tetapi proses pelunakkan kadang-kadang dapat menggantikan penanganan kekeruhan tersebut. Jika penanganan kekeruhan (removal of turbidity) dan pelunakkan (softening) diperlukan, maka dua proses tersebut dapat dilakukan bersamaan secara serempak, yaitu menggunakan peralatan dan bahan kimia yang sama. Penggunaan kapur (lime) dapat mengurangi kesadahan karbonat. Jika abu soda (soda ash) ditambahkan seperti halnya penambahan kapur (lime), maka kesadahan karbonat dan nonkarbonat dapat dihilangkan. Di dalam kasus lainnya kita sering menjumpai, penambahan bahan kimia justru tidak menghilangkan semua kesadahan yang ada di air, tetapi kesadahan hanya dapat turun menjadi 30 sampai 40 mg/L, walaupun hasil akhir yang sering adalah 80 hingga 90 mg/L. Penambahan bahan kimia adalah suatu proses pelunakkan yang efektif, tetapi juga mempunyai beberapa kerugian. Proses ini memerlukan banyak operator yang digunakan dalam rangka mendapatkan hasil yang efisien, tetapi untuk bangunan pengolahan yang kecil pemakaian operator bisa efisien. pH air yang tinggi pada pelunakkan dengan kapur dapat menghasilkan warna di dalam air dan membuat warna tersebut sukar untuk dihilangkan. Akhirnya, pelunakkan dengan kapur dapat menghasilkan lumpur dalam jumlah yang besar serta menciptakan permasalahan dalam proses pembuangannya.
Jenis-jenis Pelunakkan (Softening)
1. Pelunakan pertukaran Ion (Ion exchange softening),
juga dikenal sebagai pelunakan zeolit (zeolite softening), air melalui suatu saringan yang berisi resin granular (butiran-butiran kecil). Di dalam saringan, dikenal sebagai pelunak (softener), calsium dan magnesium di dalam air ditukar (exchanged) pada sodium dari resin granular (butiran-butiran kecil). Air yang dihasilkan nantinya mempunyai kesadahan (hardness) 0 mg/L dan harus dicampur dengan air sadah untuk mencegah terjadinya masalah kelunakan (softness) ketika air didtribusikan ke rumah-rumah penduduk. (2.4.3.1)
Pelunakan pertukaran ion tidak memerlukan pengadukan cepat, bak flokulasi, dan bak sedimentasi seperti yang terjadi pada pelunakkan dengan kapur-abu soda. Sebagai tambahan, proses ini tidak memakan banyak waktu seorang operator. Pelunakan pertukaran ion adalah sangat efektif pada penurunan kesadahan karbonat dan non karbonat, dan pelunakan dengan pertukuran ion sering digunakan untuk kesadahan non karbonat yang tinggi dengan total juga mempunyai kerugian. Kalsium dan magnesium di (dalam) air kesadahan kurang dari 350 mg/L.
Bagaimanapun, pelunakan dengan pertukaran ion (ion exchange softening) mengandung mineral digantikan oleh ion sodium, yang dapat menyebabkan permasalahan kesehatan karena air yang dikonsumsi mengandung kadar garam. Penanganannya adalah pelunak (softner) harus di backwash dengan cara yang sama seperti pada saringan, dan memberikan imbuhan air, keadaan seperti itu kita kenal dengan nama brine.
2. Pelunakan Reverse-Osmosis (Reverse-osmosis softening). Pelunakkan ini mengalirkan air dengan tekanan melalui suatu selaput semi-permeable. Kalsium, magnesium, dan padatan terlarut (dissolved solid) ditangkap ketika air yang dilunakkan dilewatkan melalui membran tersebut.(2.4.3.2)
3. Electrodialysis. Pelunakkan dengan cara ini air dilewatkan diantara dua plat dengan muatan listrik. Metal-metal di dalam air ditarik ke plat dengan muatan negatif sementara yang non metal ditarik ke plat dengan muatan positif. Kedua jenis ion ini dapat ditangani dengan plat. Electrodialysis sering digunakan pada air yang sangat sadah, dengan kesadahan lebih dari 500 mg/L sebagai CaCO3. (2.4.3.3)
4. Penyulingan (Distillation). Pelunakkan dengan cara ini dilakukan dengan penguapan air. Air yang diuapkan meninggalkan semua senyawa kesadahan, sehingga air yang dihasilkan menjadi lunak. (2.4.3.4)
5. Pembekuan (Freezing) juga dapat digunakan untuk menurunkan kesadahan.
Menggunakan Pelunak Atau Tidak?
Karena pelunakkan bukanlah satu-satunya yang diperlukan dalam proses pengolahan, maka bangunan pengolahan haruslah memutuskan ya atau tidaknya untuk menggunakan softening. Keputusan ini harus dibuat secara hati-hati dengan menimbang keuntungan dan kerugian-kerugian dari pelunakan tersebut.
Sisi positifnya, pelunakkan akan dapat menangani permasalahan kesadahan yang menyebabkan air sukar berbusa dan penyebab terjadi pengerakkan (scaling). Sebagai tambahan, tergantung pada jenis proses pelunakkan yang digunakan, pelunakkan juga membantu proses pengolahan air lainnya. Pelunakkan juga sering digunakan untuk menurunkan kadar besi (fe) dan mangan (mn), mengurangi rasa dan bau, mengurangi kandungan padatan total (total solid), dan dapat menangani radioaktifitas. pH yang tinggi dihubungkan dengan pelunakkan dengan kapur yang dapat membantu dalam proses disinfeksi. Akhirnya, ketika air distabilkan dengan menggunakan rekarbonasi pada akhir proses pelunakkan dengan kapur, maka karatan di dalam sistem distribusi dapat dihindarkan.
Bagaimanapun, semua proses pelunakkan membawa suatu kepada biaya tertentu. Sebagai tambahan, pelunakkan dapat menyebabkan beberapa permasalahan lain. pH yang tinggi berhubungan dengan pelunakkan dengan kapur cenderung untuk menyukai pembentukan hipoklorit sebagai residu khlor, dan hipoklorit adalah adalah salah satu disinfeksi yang kuat dibanding residu klor bebas lainnya. pH yang tinggi juga dapat meningkatkan trihalomethane di dalam air. Jika air tidaklah distabilkan dengan baik setelah pengolahan, maka air bersifat korosif yang dapat merusak sistem pipa distribusi. Akhirnya, pelunakkan dengan pertukaran ion, seperti uraian di atas, dapat juga menyebabkan permasalahan berupa kadar sodium tinggi di dalam air yang diolah. Pelunakaan dengan kapur dan pertukaran ion juga menciptakan permasalahan baru berupa pembuangan limbahnya.














BAB III
KESIMPULAN

3.1 Pengertian
Kesadahan adalah kandungan mineral-mineral tertentu di dalam air, umumnya ion kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dalam bentuk garam karbonat
3.2 Penggolongan air sadah :
3.2.1 Air sadah sementara/ kesadahan umum(General Hardness)
Air sadah yang mengandung ion bikarbonat (HCO3-), atau boleh jadi air t ersebut mengandung senyawa kalsium bikarbonat (Ca(HCO3)2) dan atau magnesium bikarbonat (Mg(HCO3)2).
3.2.2 Air sadah tetap/ Kesadahan Karbonat (Carbonate hardness)
Air sadah tetap Air sadah tetap adalah air sadah yang mengadung anion selain ion bikarbonat, misalnya dapat berupa ion Cl-, NO3- dan SO42-.
3.3 Peran positif air sadah
3.3.1 Petunjuk kualitas air yang diperlukan bagi ikan.
3.4 Peran negatif air sadah :
3.3.1 Pengendapan mineral, yang menyumbat saluran pipa dan keran.
3.3.2 Pemborosan sabun di rumah tangga, dan air sadah yang bercampur sabun dapat membentuk gumpalan scum yang sukar dihilangkan
3.3.3 Pada ikan mempengaruhi transfer hara/gizi dan hasil sekresi melalui membran dan dapat mempengaruhi kesuburan, fungsi organ dalam (seperti ginjal), pertumbuhan bahkan pemijahan.




3.4 Cara Mengatasi air sadah
3.4.1 Pemanasan untuk air sadah sementara.
3.4.2 Mereaksikan air tersebut dengan zat-zat kimia tertentu. Pereaksi yang digunakan adalah larutan karbonat, yaitu Na2CO3 (aq) atau K2CO3 (aq), Uuntuk air sadah tetap.
3.4.3 Melalui penyaringan dengan menggunakan Resin pengikat kation dan anion,
3.4.4 Dengan zeolit.
3.4.5 Pelunakan (softening) air sadah.
3.4.6 Menggunakan jasa asam-asam organik (humik/fulvik).
3.4.7 Menanam tanaman "duck weed" atau Egeria densa.
3.5 Menaikkan kesadahan
3.5.1 Dilakukan dengan menambahkan natrium bikarbonat (soda kue), atau kalsium karbonat. Untuk penambahan kesadahan karbonat
3.5.2 Memberikan dekorasi berbahan dasar kapur, seperti tufa atau pasir koral. Atau dengan melalukan air melewati pecahan marble (batu marmer) atau bahan berkapur lainnya.
3.6 Cara mengetahui air sadah
3.5.3 Menggunakan sabun, Jika tidak ber buih atau berbuih sedikit berati air sadah.
3.5.4 Dengan pemanasan. Jika ternyata setelah dilakukan pemanasan, sabun tetap sukar berbuih, berarti air yang anda gunakan adalah air sadah tetap.






DAFTAR PUSTAKA
http://www.o-fish.com/parameter_air.htm
http://smk3ae.wordpress.com/2008/06/19/metode-pengolahan-kesadahan-hardness-air-dengan-menggunakan-resin-penukar-ion/
http://airreverseosmosis.wordpress.com/2009/01/13/air-sadah/
http://file.upi.edu/Direktori/E%20-%20FPTK/JUR.%20PEND.%20KESEJAHTERAAN%20KELUARGA/197807162006042%20-%20AI%20MAHMUDATUSSA%27ADAH/AIR%20Makalah.pdf
http://kimiadahsyat.blogspot.com/2009/06/air-sadah.html
http://bennysyah.edublogs.org/2007/04/27/softening-pelunakan-pada-air-sadah/
http://anyukanyuk.blogspot.com/