kesadahan : analisa dan permasalahannya...

Clara Derlismawan Aritonang : Kesadahan : Analisa Dan Permasalahannya Untuk Air Industri, 2008. USU Repository © 2009

KESADAHAN : ANALISA DAN PERMASALAHANNYA UNTUK AIR INDUSTRI

KARYA ILMIAH

OLEH :

CLARA DERLISMAWAN ARITONANG 052401069

PROGRAM DIPLOMA-III KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008


KESADAHAN : ANALISA DAN PERMASALAHANNYA UNTUK AIR INDUSTRI

KARYA ILMIAH Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahlimadya

CLARA DERLISMAWAN ARITONANG 052401069

PROGRAM DIPLOMA-III KIMIA ANALIS DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2008


PERSETUJUAN

Judul : KESADAHAN : Analisa dan Permasalahannya Untuk Air Industri

Kategori : KARYA ILMIAH Nama : CLARA DERLISMAWAN ARITONANG Nomor Induk Mahasiswa : 052401069 Program Studi : DIPLOMA (D3) KIMIA ANALIS Departemen : KIMIA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui Oleh :

Ketua Jurusan Dosen Pembimbing, DR.Rumondang Bulan Nst,MS Drs. Usman Rasyid


PERNYATAAN

KESADAHAN : ANALISA DAN PERMASALAHANNYA

UNTUK AIR INDUSTRI

KARYA ILMIAH

Saya mengakui bahwa karya ilmiah ini adalah hasil kerja saya sendiri,

kecuali beberapa kutipan dan ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2008

Clara D.Aritonang

052401069


PENGHARGAAN

Puji syukur pada Allah Bapa di surga atas berkat dan kasih karuniaNya

sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini dengan baik.

Penulisan karya ilmiah ini merupakan hasil pelaksanaan dari Praktek Kerja

Lapangan (PKL) di PT.Clariant Indonesia-Duri, yang merupakan salah satu syarat

untuk menyelesaikan program Diploma-3 Kimia Analis FMIPA USU. Dan dalam

karya ilmiah ini penulis mengambil judul :” KESADAHAN : ANALISA DAN

PERMASALAHANNYA UNTUK AIR INDUSTRI”.

Dalam penulisan karya ilmiah ini penulis banyak mendapat bantuan dari

berbagai pihak. Dan dengan segala kerendahan hati penulis ingin menpersembahkan

Karya Ilmiah ini kepada Ayahanda B.Aritonang dan Ibunda M.Silalahi, dan kakakku

City , Nancy, Lidia,dan Eka serta Abangku Paraden Aritonang serta adik-adikku

Rebecka, Heintje, Nineson, dan Endi Aritonang karena kalian adalah penyemangat

terbesar dalam hidupku.Tak lupa juga buat B’Panjaitan, B’Gultom serta ponakan yang

tercinta Lily, Thirza dan Bram

Terima kasih ku kepada Drs.Usman Rasyid karena bersedia membimbing

penulis dengan sabar dan bijaksana. Dan tak lupa juga ku ucapkan terimakasih kepada

teman – teman di Kimia Analis 05 Aquarina, Lusi, Risa, Oji, Iman Eka, Eci, dan

semuannya PAKA’05.

Keluarga Besar JG’240, K’Intan,K’Olga,K’Winda, Hearty, Rina, Icha, dan

Monica terima kasih untuk dukungan dan doanya. Akhir kata penulis berharap Karya

Ilmiah ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Penulis


Clara D.Aritonang

ABSTRAK

Kesadahan merupakan sifat air yang disebabkan oleh adanya ion-ion atau

kation logam valensi dua. Salah satu kation penyebab utama dari kesadahan adalah

Ca2+. Kalsium dalam air cenderung membentuk garam dengan karbonat atau

bikarbonat. Bila didihkan bikarbonat berubah menjadi karbonat yang kecil nilai

kelarutannya. Itulah sebabnya kesadahan air oleh bikarbonat/karbonat dapat

dihilangkan dengan pemanasan.

Kelebihan ion kalsium dapat mengakibatkan pembentukan kerak pada pipa,

yang disebabkan oleh endapan kalsium kabonat (CaCO3) sehingga menyebabkan

penurunan produksi minyak pada PT.Chevron Indonesia, dan nilai CaCO3 yang

terlalu rendah dapat meyebabkan korosi pada pipa sumur produksi dengan suhu yang

tinggi. Oleh karena itu kesadahan air harus dioptimumkan.


ABSTRACT

Hardness is represent the nature of water which because of existence of

divalence metal cation. One of the cations the root cause from hardness is Ca2+.

Calcium in water to form salt with bicarbonate or carbonate. If boiled bicarbonate turn

into carbonate with have a small of condensation value.That’s why hardness by

bicarbonate/carbonate could be losted with warm-up.

Excess of calcium could be form scale at pipeline, it cause of calcium

carbonate (CaCO3) so make the production of oil by PT.Chevron Indonesia decrease,

and if CaCO3 too lowcan cause corrotion at the pipeline well production with higg

temperature. Therefore hardness of water have to be optimum.


DAFTAR ISI

Persetujuan ........................................................................................ i

Pernyataan ......................................................................................... iv

Penghargaan ...................................................................................... v

Abstrak ............................................................................................... vi

Abstract .............................................................................................. vii

Daftar Isi ............................................................................................ viii

Daftar Table ....................................................................................... ix

Bab I. PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang ..................................................................... 1

I.2 Permasalahan ....................................................................... 2

I.3 Batasan Masalah ................................................................... 2

I.4 Tujuan .................................................................................. 2

I.5 Manfaat ................................................................................ 2

Bab II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sumber Air ........................................................................... 3

2.1.1 Air Hujan ........................................................................ 4

2.1.1.2 Air Permukaan ............................................................ 4

2.1.1.3 Air Tanah .................................................................... 5

2.2. Pencemaran Air................................................................... 6

2.3 Kesadahan ............................................................................ 8

2.3.1 Pengertian Kesadahan ................................................... 8

2.3.2 Penyebab Kesadahan ..................................................... 9


2.3.4 Klasifikasi Kesadahan ................................................... 10

2.3.4.1 Kesadahan Kalsium dan Magnesium ........................ 10

2.3.4.2 Kesadahan Karbonat dan non-karbonat ................. 11

2.4 Metode Penentuan Kesadahan ........................................... 12

2.4.1 Metode Total ................................................................ 12

2.4.2 Metode Titrasi EDTA .................................................... 13

Bab 3. METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Bahan ................................................................... 17

3.1.1 Alat ................................................................................. 17

3.1.1 Bahan ............................................................................. 17

3.2 Prosedur Percobaan ............................................................ 18

3.2.1 Pembuatan Larutan ...................................................... 18

3.2.2 Cara Kerja ..................................................................... 18

Bab 4 . HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Analisa ........................................................................ 16

4.1.1 Hasil Analisa Kesadahan .............................................. 16

4.1.2 Perhitungan Kesadahan ................................................. 16

4.2 Pembahasan ......................................................................... 17

Bab 5 . Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan .......................................................................... 19

5.2 Saran .................................................................................... 19

Daftar Pustaka


DAFTAR TABLE

Halaman

Tabel 2.3.1 9

Tabel 2.4.1 14

Tabel 4.1 18

Tabel 4.2 19


BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Air adalah kehidupan. Air memegang peranan penting dalam kehidupan makhluk

hidup, baik tanaman, hewan, dan terutama manusia. Dalam kehidupan manusia, fungsi

air sangat bermacam-macam antara lain untuk kebutuhan rumah tangga, seperti

minum, memasak, mencuci, kebutuhan pertanian, industri, transpotasi, sarana

olahraga, rekreasi dan lain-lain.

Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kuantitas

air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan kualitas

air untuk keperluan domestik yang semakin menurun. Kegiatan industri, domestik,

dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air, antara lain

menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan,


kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber

air.Oleh karena itu perlu pengelolahan terhadap sumber daya air.

Air banyak mengandung logam, baik logam ringan maupun logam berat,

jarang sekali dalam bentuk atom tersendiri, tetapi biasanya terikat oleh senyawa lain

sehingga berbentuk molekul. Kalsium karbonat (CaCO3) merupakan logam ringan

yang banyak ditemukan dalam air. Dan kalsium karbonat merupakan unsur terpenting

dalam kesadahan (Hardness). Dalam dunia industri Kalsium karbonat dapat

menyebabkan perkaratan dan pada suhu rendah akan menyebabkan korosi.

Pada dunia industri air mempunyai banyak manfaat. Oleh karena itu air yang

digunakan diharapkan dapat memenuhi standart mutu agar proses produksi dari

perusahan tidak terganggu. Khusunya air pipa, diharapkan dapat memenuhi parameter

yang telah ditentukan. Salah satu parameter yang harus dipenuhi adalah kadar

kesadahan yang memenuhi standar mutu perusahaan.

Mengingat pentingnya analisa kesadahan dari air industri maka penulis tertarik

untuk membahas masalah tersebut dalam karya ilmiah ini dengan mengambil judul

,”KESADAHAN : ANALISA DAN PERMASALAHANNYA UNTUK AIR

INDUSTRI”.

1.2 Permasalahan

Pada PT.Clariant air digunakan untuk keperluan steam dan mencampur bahan

kimia yang digunakan untuk menghambat pembentukan kerak. Kalsium karbonat

merupakan salah satu senyawa yang membentuk kerak pada dinding pipa produksi

dan menyebabkan penyumbatan pada pipa. Jika pipa terjadi pengkerakkan, hal ini

dapat menyebabkan produksi akan menurun.


1.3 Tujuan

Untuk mengetahui kandungan kalsium karbonat pada air formasi

1.4 Manfaat

Untuk mengetahui pentingnya penentuan kalsium karbonat dalam air formasi.

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sumber Air

Pada produksi minyak bumi dari formasi mempunyai kandungan air yang

sangat besar, bahkan bisa mencapai kadar lebih dari 90%. Air yang terproduksi ini

merupakan air tanah (Groundwater) merupakan air yang berada di bawah permukaan

tanah. Pada dasarnya air tanah dapat berasal dari air hujan (prespitasi), baik melalui

proses infiltrasi secara langsung ataupun secara tak langsung dari air sungai, danau,

rawa dan genangan air lainnya.

Air yang keluar dari perut bumi pada umumnya merupakan air asin panas

yang disebut ”Brine”. Air yang terproduksi ini banyak mengandung mineral-mineral

yang dapat menyebabkan kerak dan korosi. Terbentuknya kerak disebabkan adanya


senyawa – senyawa dalam air dengan jumlah yang melebihi kelarutannya pada

keadaan kesetimbangan. Salah satu senyawa tersebut antara lain adalah kalsium

karbonat, yang memberikan konstribusi terbesar dalam proses terjadinya kerak dan

korosi. (Effendi,H.2003)

Air yang diperlukan dalam dunia industri dapat diambil dari setiap titik dalam siklus

hidrologis, tergantung teknologi yang dimiliki dan biaya yang tersedia untuk

pengambilan dan untuk memperbaiki kualitasnya sehingga sesuai untuk

penggunaannya.

Sumber-sumber air ;

1. Air Hujan

2. Air Permukaan

3. Air Tanah

Ditinjau dari sudut kualitasnya, secara singkat diuraikan sebagai berikut:

2.1.1 Air Hujan

Dalam lintasan jatuhnya air hujan mengabsorpsi gas-gas dan uap-uap yang

terdapat diudara, terutama oksigen, nitrogen dan karbon dioksida, yang merupakan

komponen-komponen utama dari udara.

Air hujan mempunyai sifat agresif terutama terhadap pipa-pipa penyalur

maupun bak-bak penampungan air, sehingga hal ini akan mempercepat terjadinya

korosi, dan air hujan juga bersifat lunak, sehingga boros terhadap pemakaian sabun.

Maka untuk menjadikan air hujan sebagai sumber air minum hendaknya pada waktu

mulai turun dibiarkan dan diendapkan terlebih dahulu, karena masih banyak

mengandung kotoran.

2.1.1.2 Air Permukaaan


Air permukaaan yang mencakup : air sungai, air danau, air kolam dapat

merupakan kumpulan air hujan yang jatuh dan mengalir diatas permukaan tanah atau

campuran antara lain aliran permukaan dan air tanah ataupun air yang mengalir ke

luar pada musim kemarau.

Secara alamiah, sungai, danau, kolam dapat tercemar pada daerah permukaan

air saja. Pada sungai yang besar dan arus air yang deras, sejumlah kecil bahaya

pencemar akan mengalami pengenceran sehingga tingkat pencemaran menjadi sangat

rendah.Di Indonesia air permukaan ini banyak digunakan sebagai sumber air minum

tetapi harus diolah terlebih dahulu agar sesuai dengan standar baku mutu.

2.1.1.3 Air Tanah

Air tanah umumnya mengandung garam-garam terlarut. Jenis dan kadar

garam-garam terlarut yang tergantung dalam air tanah adalah tergantung pada kondisi

tanah dalam lintasan aliran air tanah.

Umumnya, kadar konstituen terlarut dalam air tanah adalah lebih tinggi jika

dibandingkan dengan kadarnya pada air permukaan, disebabkan oleh lebih lamanya

periode kontak antara air dan zat-zat yang dapat larut yang berada dalam lapisan

tanah.

Konstituen utama yang terdapat dalam air tanah adalah :

- Kation : Ca2+, Mg2+

- Anion : CO32-, HCO3

-, Cl- dan NO3-

Konstituen-konstituen yang dapat dijumpai dalam kadar yang relatif rendah atau

sangat rendah adalah : Fe2+, Mn2+, Al3+, F-.

Disamping itu, air tanah mengadsorpsi pula gas-gas hasil penguraian dan zat-

zat anorganik. Gas-gas tersebut dapat berupa CO2, H2S dan NH4. Air tanah yang


mengalir melalui daerah yang kaya akan zat organik yang sifatnya dapat terurai, dapat

kehilangan kandungan oksigen terlarutnya. Oksigen tersebut digunakan oleh

mikroorganisme dalam perombakan zat organik. (Fardias,S.1992)

Diantara sumber-sumber air yang ditinjau tersebut, air permukaan dan air

tanah merupakan sumber-sumber air yang paling luas penggunaanya sebagai sumber

air untuk berbagai keperluan, keperluan industri maupun keperluan konsumsi

domestik. Mata air juga merupakan bagian dari air tanah. Mata air adalah air tanah

yang keluar dengan sendirinya kepermukaan tanah. Mata air ini hampir tidak

terpengaruh oleh musim dan kualitasnya sama dengan keadaan air pada bagian

dalamnya.

Air tanah banyak mengandung ion Kalsium (Ca) dan Magnesium (Mg) yang

menyebabkan air bersifat sadah. Air tanah ini juga membawa dan melarutkan berbagai

mineral apalagi karena sifatnya yang asam (CO2 terlarut). Air tersebut memiliki

kemampuan membentuk padatan kalsium karbonat. Bila keasaman hilang, air akan

bersifat sadah (sementara). Penggunaan air tanah cenderung membentuk kerak pada

ketel. Walau tak menimbulkan korosi, air tanah sering banyak mengandung besi dan

mangan. (Effendi,H.2003)

2.2 Pencemaran Air

Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat,

energi atau komponen lain kedalam air atau berubahnya tatanan air oleh kegiatan

manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas air menurun sampai ke tingkat


tertentu yang menyebabkan air berkurang atau tidak dapat berfungsi lagi sesuai

kegunaannya.

Air merupakan substrat yang paling parah akibat pencemaran. Berbagai jenis

pencemaran baik yang berasal dari :

a. Sumber domestik( rumah tangga), perkampungan, kota, pasar, jalan, dan

sebagainya.

b. Sumber non-domestik( pabrik, industri, pertanian, peternakan, perikanan serta

sumber-sumber lainnya).

banyak memasuki badan air. Secara langsung ataupun tidak langsung pencemar

tersebut akan berpengaruh terhadap kualitas air, baik untuk keperluan air minum, air

industri atuapun keperluan lainnya. Berbagai cara dan usaha telah banyak dilakukan

agar kehadiran pencemar terhadap air dapat dihindari, dikurangi atau minimal dapat

dikendalikan. (Fardias,S.1992)

Masalah pencemaran serta efisiensi penggunaan sumber air, merupakan pokok

persoalan yang paling banyak dibahas. Hal ini mengingat keadaan perairan alami

dibanyak negara yang cenderung semakin menyusut dan menurun. Baik kualitas

maupun kuantitasnya. Sehingga tidak berlebihan pendapat peserta bahwa dikemudian

hari dunia akan dilanda krisis air seperti halnya krisis pangan, energi dan sebagainya.

Bahkan untuk beberapa negara masalah kekurangan air sudah terjadi sejak lama.

Beberapa pokok-pokok yang ditekankan pada pengertian Pencemaran air

meliputi dasar-dasar sebagai berikut :

1. Air pada suatu “badan air” dikatakan mengalami pencemaran, bila

pembebasan akan bahan-bahan buangan (kontaminan) sampai pada suatu


tingkat/keadaan tertentu dapat membahayakan fungsi air dari badan air

tersebut.

2. Bahwa masing-masing fungsi air dalam badan-badan air memiliki suatu

“sandart kualitas” yang perlu ditentukan terlebih dahulu sebagai batasan

sebelum dapat dilakukan suatu penilaian apakah suatu pencemaran pada suatu

badan air itu terjadi atau tidak. Jelasnya, masing-masing badan air sesuai

dengan fungsinya mempunyai standar kualitas sendiri-sendiri.

3. Masing-masing standar tersebut diatas masih perlu ditentukan pula secara

lokal, nasional, atau internasional. Dasar-dasar pertimbangan yang digunakan

untuk penentuan stndar tersebut bermacam-macam, tergantung pada dominasi

sasaran yang akan dilindungi.

Karena air memiliki jaringan aliran yang luas (hydrological cycle), maka air

yang berada di suatu tempat baik mengalir maupun menetap ( relatif) pada permukaan

tanah disebut “Badan air”. Yang termasuk dalam klasifikasi badan air adalah sungai,

waduk, saluran air, rawa-rawa dan lain-lain.( Suriawiria,U.1993)

2.3 Kesadahan

2.3.1 Pengertian Kesadahan

Kesadahan adalah merupakan sifat air yang disebabkan oleh adanya ion-ion

atau kation logam valensi dua. Kation-kation penyebab utama dari kesadahan adalah

Ca2+, Mg2+, Sr2+, Fe2+ dan Mn2+, sedangkan anion-anionnya yang terdapat dalam air

adalah HCO3-,SO4

2-, Cl-, NO3-. (Sutrisno,C.T.1996)


Air sadah umumnya digambarkan sebagai reaksi air terhadap sabun untuk

menghasilkan busa atau kemampuan menimbulkan kerak pada pipa air panas, boiler,

dan peralatan logam lainnya.

Kesadahan air sangat penting sehubungan dengan berbagai penggunaan air,

karena kecenderungan membentuk kerak. Air yang kesadahannya amat rendah,

dengan sedikit sabun saja telah berbuih banyak, tetapi jika terdapat kesadahan air

tinggi, dapat menyebabkan pemborosan sabun. Kesadahan air harus optimum, karena

apabila terlalu tinggi akan menimbulkan kerak, dan apabila terlalu rendah

menyebabkan korosi pada suhu tinggi.

Kesadahan air bervariasi dari satu tempat dengan tempat lain. Umumnya, air

permukaan lebih sadah dari pada air tanah. Kesadahan air bergantung pada formasi

geologi alami dengan apa air tersebut mengalami kontak.Air yang sadah ditemukan di

negara Inggris, Atlantik Selatan, Bagian Utara Pasifik. Lowa, India, Arizona, Mexico

adalah negara yang memiliki kesadahan air cukup tinggi. (Sawyer and Mc

Carty.1998)

Tabel 2.3.1 Klasifikasi air dengan tingkat kesadahannya, yaitu:

mg/l CaCO3 Tingkat kesadahan

0-75 Lembut

75-150 Agak Sadah

150-300 Sadah

>300 Sangat Sadah

2.3.2 Penyebab Kesadahan

Kesadahan disebabkan kation logam divalent. Dengan kata lain kemampuan

ion untuk bereaksi dengan sabun untuk menimbulkan endapan dan tentunya dengan


kehadiran anion dalam air untuk membentuk kerak. Dalam prinsipnya kesadahan

disebabkan kation antara lain, Ca2+, Mg2+ ,Sr2+, Fe2+, dan Mn2+.

Kesadahan air juga disebabkan kontak dengan tanah dan formasi bebatuan. Air

hujan sebenarnya tidak memiliki kemampuan untuk melarutkan ion-ion penyusun

kesadahan yang banyak terikat di dalam tanah dan batuan kapur, meskipun memiliki

kadar karbondioksida yang relatif tinggi. Larutnya ion-ion yang dapat meningkatkan

nilai kesadahan tersebut lebih banyak disebabkan oleh aktivitas bakteri didalam tanah,

yang banyak mengeluarkan karbondioksida.

Keberadaan karbondioksida membentuk kesetimbangan dengan asam

karbonat. Pada kondisi yang relatif asam, senyawa-senyawa karbonat yang terdapat di

dalam tanah dan batuan kapur yang sebelumnya tidak larut berubah menjadi senyawa

bikarbonat yang bersifat larut. Batuan kapur pada dasarnya tidak hanya menngandung

karbonat, tetapi juga mengandung sulfat, klorida dan silikat. Ion-ion ini juga ikut

terlarut dalam air.

2.3.3 Klasifikasi Kesadahan

Klasifikasi kesadahan berdasarkan dua cara, yaitu berdasarkan ion logam dan

berdasarkan anion yang berasosiasi dengan ion logam. Berdasarkan ion logam,

kesadahan dibedakan menjadi kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium.

Berdasarkan anion yang berasosiasi dengan ion logam, kesadahan dibedakan menjadi

kesadahan karbonat dan kesadahan non-karbonat

2.3.3.1 Kesadahan Kalsium dan Magnesium

Kesadahan perairan dikelompokkan menjadi kesadahan kalsium dan

kesadahan magnesium karena pada perairan alami kesadahan banyak disebabkan oleh


kation kalsium dan magnesium. Kesadahan kalsium dan magnesium sering kali perlu

diketahui untuk menentukan jumlah kapur dan soda abu yang dibutuhkan dalam

proses pelunakan air

(lime-soda ash softening). Jika nilai kesadahan kalsium diketahui maka kesadahan

magnesium dapat ditentukan melalui persamaan.( Cole,G.A.1998)

Kesadahan Total – Kesadahan Kalsium = Kesadahan magnesium

Pada penentuan nilai kesadahan baik kesadahan total, kesadahan kalsium

maupun kesadahan magnesium, keberadaan besi dan mangan dianggap sebagai

penganggu karena dapat bereaksi dengan pereaksi yang digunakan. Oleh karena itu,

kesadahan kalsium dianggap lebih besar dari kadar ion kalsium, dan sebaliknya.

Untuk mendapatkan kadar ion kalsium dan ion magnesium dari nilai kesadahan,

digunakan persamaan

Kadar Ca2+ (mg/liter) = 0,4 x kesadahan kalsium

Kadar Mg2+ (mg/liter) = 0,243 x kesadahan magnesium

( Effendi,H.2003)

2.3.3.2 Kesadahan Karbonat dan Non-karbonat

Pada kesadahan karbonat, kalsium dan magnesium berasosiasi dengan ion

CO32- dan HCO3

-. Pada kesadahan non-karbonat, kalsium dan magnesium berasosiasi

dengan ion SO42-, Cl-, dan NO3

-. Kesadahan karbonat sangat sensitif terhadap panas

dan mengendap dengan mudah pada suhu tinggi. Seperti reaksi berikut ini :

Ca(HCO3)2 → CaCO3 endapan + CO2 + H2O

Mg(HCO3)2 → Mg(OH)2endapan + 2CO2


Oleh karena itu, kesadahan karbonat disebut juga kesadahan sementara. Kesadahan

non-karbonat disebut kesadahan permanen karena kalsium dan magnesium yang

berikatan dengan sulfat dan klorida tidak mengendap dan nilai kesadahan tidak

berubah meskipun suhu tinggi.

Bagian dari total kesadahan yaitu ekuivalen dengan bikarbonat yang berperan

serta dalam kehadiran alkalinitas karbonat sesuai dengan kesadahan karbonat. Sejak

alkalinitas dan kesadahan ditentukan dalam CaCO3, kesadahan karbonat dapat

dihitung berdasarkan :

Apabila alkalinitas total < kesadahan total : Maka kesadahan karbonat = alkalinitas

total.

Apabila alkalinitas total ≥ kesadahan total : Maka kesadahan karbonat = kesadahan

total.

Kesadahan non-karbonat=kesadahan total – kesadahan karbonat. (Sawyer and Mc

Carty.1998)

Jika alkalinitas total melebihi kesadahan total maka sebagian dari anion

penyusun alkalinitas (bikarbonat dan karbonat) berasosiasi dengan kation valensi satu

(monovalent), misalnya kalium(K+) dan Natrium(Na+) yang tidak terdeteksi pada

penentuan kesadahan. Sebaliknya, jika kesadahan total melebihi alkalnitas total maka

sebagian dari kation penyusun kesadahan (kalsium dan magnesium) berikatan dengan

sulfat (SO42-), klorida (Cl-), silikat( SiO3

2-) atau nitrat(NO3-) yang tidak terdeteksi pada

penentuan alkalinitas. Oleh karena itu hubungan antara kesadahan dan alkalinitas

tidak selalu positif; atau semakin besar kesadahan tidak selalu disertai dengan semakin

tingginya alkalinitas dan sebaliknya.( Effendi,H.2003)

2.4 .Metode Penentuan Kesadahan


Kesadahan biasanya dinyatakan sebagai CaCO3. Beberapa metode telah

digunakan untuk menganalisa kesadahan. Diantaranya ang biasa digunakan adalah :

2.4.1 Metode Total

Metode ini menghitung kesadahan berdasarkan konsentrasi ion – ion divalent dalam

air, dianataranya Ca2+, Mg2+, dan Sr2+.

Perhitungan kesadahan berdasarkan konsentrasi ion-ion divalen tersebut

menggunakan persamaan :

Kesadahan(mg/l) sebagai CaCO3 =MM ekivalenbrt

xlmg +

+

22

.50)/(

Dimana M2+ = ion logam divalent

Contoh: Dari hasil analisa air diketahui kandungan ion-ionnya (mg/l) sebagai berikut:

Hanya kation divalent ,Ca2+, Mg2+, dan Sr2+ yang diperhitungkan sebagai penyebab

kesadahan, maka kesadahan total berdasarkan konsentrasi dan berat ekivalen masing-

masing ion divalent kesadahan :

Tabel 2.4.1 Perhitungan Kesadahan Metode Total

Ion Divalen Konsentrasi (mg/l) Berat Ekivalen Kesadahan(mg/l)sebagai

CaCO3

Ca2+ 15 20.0 (15)(50)/(20.0) = 37.5

Mg2+ 10 12.2 (10)(50)/(12.2) = 41.0

Sr2+ 2 43.8 (2)(50)/(43.8) = 2.3

Total 80.8 mg/l


2.4.2 Metode Titrasi EDTA

Titrasi kompleksometri meliputi reaksi pembentukan ion-ion kompleks

ataupun pembentukan molekul netral yang terdisosiasi dalam larutan. Persyaratan

mendasar terbentuknya kompleks demikian adalah tingkat kelarutannya tinggi. Titik

akhir titrasi ditetapkan dengan indikator logam ataupun secara potensiometer dan

spektrofotometri.(Khopkar,2003)

Metode ini menggunakan larutan EDTA (ethylenediamine tetra eacetic acid)

sebagai larutan standarnya. Untuk mengetahui titik akhir titrasi digunakan indikator

logam. Diantara indikator yang biasa digunakan adalah Eriochrome Black T (EBT).

(Sawyer and Mc Carty.1998)

Eriochrome Black T sebagai indikator akan membentuk senyawa kompleks

seluruhnya dengan EDTA yang ditambahkan, dengan kata lain kapan penambahan

larutan EDTA mulai berlebih yang ditunjukkan oleh perubahan warna larutan dari

merah menjadi biru. Reaksi ini berlangsung sempurna pada pH 8-10. Untuk

mempertahankan larutan pada pH tersebut ditambahkan larutan buffer salmiak.Ca2+

dan Mg2+ akan membentuk senyawa kompleks warna merah anggur, dengan EBT.

M2+ + EBT →(M EBT)kompleks merah anggur

Perubahan semakin jelas bila pH semakin tinggi, namun pH yang tinggi dapat

menyebabkan ion-ion kesadahan hilang dari larutan, karena terjadi pengendapan

Mg(OH)2 dan CaCO3. Pada pH >9, CaCO3 sudah mulai terbentuk.

(Alaerts,G.,dan Sri S.S.1997)


BAB 3

METODOLOGI PERCOBAAN


Dalam penentuan kesadahan pada air formasi, digunakan metode titrasi

EDTA. Penentuan kesadahan ini bertujuan untuk menganalisa pembentukan kerak

yang terjadi pada dinding pipa.

3.1. Alat dan Bahan

3.1.1 Alat

− Alat-alat Gelas

− Kertas saring Whatman 42

− Botol

− Pemanas listrik

− Pengaduk magnetik

− Neraca analitis

3.1.2 Bahan-bahan

- Larutan Standart EDTA 0,02 M

- Buffer Salmiak

- Indikator EBT

3.2 Prosedur Percobaan

3.2.1 Pembuatan Larutan

- Larutan buffer Salmiak, dibuat dengan melarutkan 100 ml larutan NH4Cl 20%,

dengan 100 ml larutan NH4OH 20%. Kemudian diencerkan dalam labu ukur

1000ml dengan aquadest, hingga homogen.


- Larutan Indikator EBT 10%, dibuat dengan melarutkan 10 gr indikator EBT

dalam 100ml aquades.

- Larutan Standart EDTA 0.02 M

Timbang 7.4448 gram Titriplex ( ethylenediamine tetrae aceticacid), larutkan

dalam gelas beaker 250 ml dengan aquades. Lalu dimasukkan kedalam labu

takar 1000ml dan diencerkan sampai garis batas diaduk sampai homogen.

3.2.2 Cara Kerja

Dipipet 50 ml sampel lalu dimasukkan kedalam gelas erlenmeyer 250 ml,

ditambahkan dengan larutan buffer salmiak, ditambahkan 5 tetes indikator EBT,

kemudian dititrasi dengan larutan EDTA 0,02 M, hingga terjadi perubahan warna

menjadi biru. Lalu catat volume larutan EDTA 0,02 M yang digunakan dan dihitung

kesadahan Ca.

.

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN


4. Hasil dan Pembahasan

Pada pengukuran analisan kesadahan yang dilakukan selama Praktek Kerja

Lapangan di PT.Clariant Indonesia Duri diperoleh data yang tertera pada table di

bawah berikut :

4.1.1 Data Analisis Kesadahan Tabel 4.1 Data Hasil Analisa Kesadahan

No Tanggal Sumur Produksi

Vol.EDTA 0,02 M (ml)

1 23-Jan2008 4M-64A 3.3 24-Jan2008 3.75 25-jan2008 3.75 26-Jan2008 3.85 27-Jan2008 4.45 28-Jan2008 5 29-Jan2008 5

2 23-Jan2008 4R-46A 4.35 24-Jan2008 4.6 25-jan2008 5 26-Jan2008 5.3 27-Jan2008 5.5 28-Jan2008 5.65 29-Jan2008 5.75

3 23-Jan2008 6V-15A 1.25 24-Jan2008 2.1 25-jan2008 2.2 26-Jan2008 2.2 27-Jan2008 2.9 28-Jan2008 3.25 29-Jan2008 3.25

4.1.2. Perhitungan Kesadahan

mg/l Ca2+ =

V2 = Volume sample( 50 ml)

V1 x N EDTA x BE Ca x 1000 V2

mg/l CaCO3 = mg/l Ca2+ x BE CaCO3

Dimana :

V1 = Volume EDTA yang digunakan(ml)


N EDTA = 0,02

Berat Ekivalen Ca = 40,08

Berat Ekivalen CaCO3 = 2,4973

Setelah dilakukan perhitungan diperoleh kesadahan sebagai CaCO3 dalam tabel

berikut ini :

Tabel 4.2 CaCO3 sebagai kesadahan

No Sumur Produksi

Tanggal Ca(ppm) CaCO3(ppm)

1 4M-64A 23-Jan2008 52.90 132.12 24-Jan2008 60.12 150.13 25-jan2008 60.12 150.13 26-Jan2008 61.72 154.14 27-Jan2008 71.34 178.16 28-Jan2008 80.16 200.18 29-Jan2008 80.16 200.18 2 4R-46A 23-Jan2008 69.73 174.15 24-Jan2008 73.74 184.16 25-jan2008 80.16 200.18 26-Jan2008 84.96 212.19 27-Jan2008 88.17 220.20 28-Jan2008 90.58 226.20 29-Jan2008 90.58 230.21 3 6V-15A 23-Jan2008 20.04 50.04 24-Jan2008 33.66 84.07 25-jan2008 35.27 88.08 26-Jan2008 35.27 88.08 27-Jan2008 46.49 116.10 28-Jan2008 52.10 130.11 29-Jan2008 52.10 130.11

4.2 Pembahasan


Dari hasil analisa yang dilakukan selama praktek lapangan di PT. Clariant

Indonesia-Duri, dapat dilihat kesadahan air sebagai CaCO3 dari tanggal 23-29 Januari

2008 adalah :

a. Pada sumur produksi 4M-64A. kadar kesadahannya antara : 132.12 mg/l –

200.18 mg/l.

b. Pada sumur produksi 4R-46A kadar kesadahannya antara 174.15 mg/l -230.21

mg/l.

c. Pada sumur produksi 6V-15A kadar kesadahannya adalah 50.04 mg/l –

130.11 mg/l.

Dari data diatas dapat terlihat kesadahan air pada air tanah yang digunakan

perusahaan industri minyak bumi. Pada PT.Clariant ambang batas dari nilai kesadahan

air ≤ 300mg/l, bila nilai kesadahan tersebut ≥ 300 mg/l dalam sumur produksi perlu

disuntikkan bahan kimia yang berfungsi untuk mengatasi nilai kesadahan air tersebut.

Data diatas terlihat bahwa kesadahan belum mencapai nilai maksimum , hal

ini dikarenakan adanya pengaruh penambahan bahan kimia yang digunakan pada

proses pengolahan.

Kesadahan air harus optimum, karena apabila terlalu tinggi akan

menimbulkan kerak dalam bentuk endapan CaCO3 dan jika terlalu tinggi akan

menyebabkan korosi pada suhu tinggi.

Nilai kesadahan air diperlukan dalam penilaian kelayakan air tersebut. Nilai

kesadahan juga digunakan sebagai dasar bagi pemilihan metode yang diterapkan

dalam proses pelunakan(softening) air. (Fardias,S.1992)

Air permukaan biasanya memiliki nilai kesadahan yang lebih kecil dari air

tanah. Perairan dengan nilai kesadahan kurang dari 120mg/liter CaCO3 dan lebih dari


500mg/liter CaCO3 dianggap kurang baik bagi peruntukkan domestik, pertanian dan

juga industri. (Effendi,H.2003)


BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

- Kesadahan sebagai CaCO3 yang diperoleh dari hasil titrasi yang dilakukan pada

bulan Januari 2008 adalah pada sumur produksi :

a. Pada sumur produksi 4M-64A. kadar kesadahannya antara : 132.12 mg/l –

200.18 mg/l.

b. Pada sumur produksi 4R-46A kadar kesadahannya antara 174.15 mg/l -230.21

mg/l.

c. Pada sumur produksi 6V-15A kadar kesadahannya adalah 50.04 mg/l – 130.11

mg/l.

- Pada ketiga sumur produksi tersebut belum terjadi pembentukan kerak yang

disebabkan endapan CaCO3, sehingga bahan kimia yang digunakan untuk mengatasi

terjadinya endapan CaCO3 tidak perlu diberikan karena belum melewati nilai

maksimum yang keluarkan PT.Clariant yaitu 300 mg/liter.

5.2 Saran


Pada proses pengolahan air, penambahan bahan kimia harus disesuaikan

dengan kondisi air baku, atau dioptimalkan sehingga tidak terjadi kondisi dimana

kesadahan air formasi menjadi tinggi yang menyebabkan pembentukan karat dan

kesadahan yang terlalu rendah yang mengakibatkan korosi pada dinding pipa

produksi.


DAFTAR PUSTAKA

Alaerts,G.,dan Sri S.S.1997. Metode Penelitian Air , Usaha Nasional, Surabaya.

Cole,G.A.1998.Text Book of Limnology , Thirdt Edition, Waveland Press, Inc.,

Illions, USA.

Effendi,H.2003. Telaah Kualitas Air , Kanisius, Yogyakarta.

Fardias,S.1992, Polusi Air dan Udara , Penerbit Kanisius, Bogor.

Khopkar,S.M.2003.Konsep Dasar Kimia Analitik, UI-Press,Jakarta.

Sawyer and Mc Carty.1998, Chemistry For Environmental Engineering , 3th

Edition, Mc Graw Hill- KOGAKUSHA LTD, TOKYO.

Suriawiria,U.1993, Mikrobiologi Air , Edisi Kedua, Cetakan Pertama, Penerbit

Alumni, Bandung.

Sutrisno,C.T.1996, Teknologi Penyedian Air Bersih, Cetakan Ketiga, Penerbit

Rinela Cipta, Jakarta.

kesadahan : analisa dan permasalahannya...

Documents