SATUAN PROSES I

PELUNAKAN AIR SADAH

LAPORAN

Oleh

Kelompok 7

Rahmi Pujiyati Putri 111411025

Rizky Sukmariyansyah 111411026

Teguh Taufiqurohim 111411027

Kelas 1A

Dosen Pembimbing : Ir. Retno Indarti, MT

Tanggal Praktikum : 07 Juni 2012

Tanggal Penyerahan Laporan : 14 Juni 2012

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK KIMIA

JURUSAN TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012

A. TUJUAN

1. Menentukan kesadahan air yang disebabkan oleh keberadaan ion kalsium dan ion

magnesium

2. Melakukan proses pelunakan air sadah dengan cara pengendapan

3. Menentukan efisiensi pelunakannya

4. Membandingkan larutan cuplikan, air lunak, dan aquades terhadap tingkat

kesadahannya

B. DASAR TEORI

Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion-ion Ca2+ dan Mg2+ juga oleh

Mn2+, Fe2+ dan semua kation yang bermuatan dua. Air yang kesadahannya tinggi

biasanya terdapat pada air tanah di daerah yang bersifat kapur, darimana Ca2+ dan Mg2+

berasal.

Air sadah mengakibatkan konsumsi sabun lebih tinggi, karena adanya hubungan

kimiawi antara ion kesadahan dengan molekul sabun menyebabkan sifat detergen sabun

hilang. Kelebihan ion Ca2+ serta ion CO32- mengakibatkan terbentuknya kerak pada

dinding pipa yang disebabkan oleh endapan kalsium karbonat CaCO3. Kerak ini akan

mengurangi penampang basah pipa dan meyulitkan pemanasan air dalam ketel.

Pelunakan air dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu dengan cara

pengendapan atau dengan proses penukar ion. Dalam percobaan ini akan dilakukan

pelunakan dengan cara pengendapan. Prinsip proses pelunakan melalui pengendapan.

Kation kesadahan, Ca2+ selalu berhubungan dengan anion yang terlarut, misalnya ion

CO32-, HCO3

- dan OH-. Ion Ca2+ dapat bereaksi dengan HCO3- membentuk garam

karbonat yang terlarut tanpa terjadi kejenuhan. Sedangkan dengan CO32- akan

membentuk garam karbonat yang larut sampai batas kejenuhan di mana titik jenuh

berubah dengan nilai pH. Bila titik jenuh dilampaui, maka akan terjadi endapan garam

kalsium karbonat CaCO3 dan membuat kerak yang terlihat pada dinding pipa atau dasar

akan ketel. Kation lainnya, yaitu ion Mg2+ akan bereaksi dengan OH- dan membentuk

garam yang terlarut sampai batas kejenuhan dan mengendap sebagai Mg(OH)2.

Ion Ca2+ dan Mg2+ diendapkan sebagai CaCO3 dan Mg(OH)2 menurut reaksi

kesetimbangan berikut:

Mg2+ + 2OH- Mg(OH)2 (1)

Ca2+ + CO32- CaCO3 (2)

CO32- berasal dari karbon dioksida CO2 dan bikarbonat HCO3

- yang sudah terlarut

dalam air.

CO2 + OH- HCO3- (3)

HCO3- + OH- CO3

2- + H2O (4)

Didalam praktek, reaks (1) dan (2) terjadi agak lambat. Untuk mempercepat reaksi,

maka dosis bahan pelunak harus diberikan sedikit lebih banyak dari jumlah yang

diperhitungkan secara teoritis.

Penambahan ion OH- akan menggeser kesetimbangan reaksi (1) ke kanan sehingga

Mg(OH)2 mengendap. Disamping itu juga akan membentuk CO32- melalui reaksi (3) dan

(4) yang menggeser kesetimbangan reaksi (2) ke kanan. Sehingga CaCO3 mengendap.

Sumber OH- yang termurah adalah Ca(OH)2 atau air kapur. Pada umumnya CO2 dan

HCO3- yang terlarut dalam air cukup jumlahnya untuk membentuk CO3

2+ melalui reaksi

(3) dan (4). Nila kadar karbonat kurang, maka CO32- harus ditambahkan garam Na2CO3

sehingga ion CO32- akan lebih mudah bereaksi dengan Ca2+ dan Na+ akan tertinggal

dalam larutan.

C. ALAT DAN BAHAN

Alat Bahan

1 buah gelas ukur 1L, 5mL

2 buah gelas kimia 250mL

1 buah buret 50mL

1 buah pipet ukur 25mL, 5mL

3 buah Erlenmeyer 250mL

1 buah gelas kimia 100mL

1 buah labu takar 100mL

1 buah batang pengaduk

2 buah spatula

2 buah kaca arloji

1 buah bola hisap

3 buah tabung reaksi

Larutan buffer pH 10

Larutan standar EDTA 0,01 M

Padatan CaCO3

Indikator EBT

Padatan Ca(OH)2

Padatan Na2CO3

Aquades

D. PROSEDUR KERJA

1. Pembakuan larutan EDTA

Menimbang 0,050 gram CaCO3

0,05 gram CaCO3

0,05 ml HCl

Aquades 100ml

Mendidihkannya hingga 5 menit

5ml larutan CaCO3

2ml buffer pH 10

Indikator EBT

2. Penentuan Kesadahan Air

Menitrasi dengan EDTA 0,01 M hingga larutan menjadi biru

Melakukan pengerjaan ini sebanyak 2 kali

Memasukkan

25ml larutan cuplikan

5ml larutan buffer pH 10

indikator EBT

Menitrasi dengan EDTA 0,01 M hingga larutan menjadi biru

Melakukan pengerjaan ini sebanyak 2 kali

3. Pelunakan Kesadahan Air

Memasukkan

100 ml larutan cuplikan

0,75 gram kapur

0,25 gram padatan Na2CO3

Mengaduknya hingga homogen

Menyaringnya dan mengambil filtrat yang berupa air lunak

25ml air lunak

5ml buffer pH 10

Indicator EBT

Memasukkan

Menitrasi dengan EDTA 0,01 M hingga larutan menjadi biru

Melakukan pengerjaan ini sebanyak 2 kali

4. Penyabunan Terhadap Air Sadah dan Air Lunak

E. DATA PENGAMATAN

1. Penentuan konsentrasi larutan baku CaCO3

Berat CaCO3 = 0,050 gram

Volume = 100 ml

Titrasi pembakuan :

No CaCO3 (ml) EDTA yang diperlukan (ml)

1 5 1,5

2 5 1,5

EDTA rata-rata 1,5

2. Titrasi kesadahan air cuplikan

No Cuplikan (ml) EDTA yang diperlukan (ml)

1 25 12,5

2 25 12,0

EDTA rata-rata 12,25

5 ml cuplikan + 5 ml sabun

5 ml air lunak + 5 ml sabun

5 ml aquades + 5 ml sabun

Memasukkannya pada masing-masing tabung reaksi

Mengocoknya dan mengamatinya

3. Titrasi air lunak

No CaCO3 (ml) EDTA yang diperlukan (ml)

1 25 24,3

2 25 23,8

EDTA rata-rata 24,05

4. Penyabunan terhadap cuplikan dan air lunak

Larutan, 5 mL Sabun (mL) Pengamatan

Cuplikan 5 ++

Air Lunak 5 +++

Aquades 5 ++++

F. PENGOLAHAN DATA

1. Penentuan konsentrasi larutan baku CaCO3

Berat CaCO3 = 0,050 gram

Volume = 100 mL

Mr CaCO3 = 100 gram/mol

Konsentrasi CaCO3 = beratCaCO3

Mre

. 1000V

= 0,0501002

. 1000100

= 0,01 N

2. Penentuan konsentrasi EDTA

VEDTA . NEDTA = VCaCO3 . NCaCO3

1,5 mL . NEDTA = 5 mL . 0,01 N

NEDTA = 0,051,5

NEDTA = 0,03 N

3. Menghitung kesadahan

Kesadahan air cuplikan = 1000V cuplikan

. VEDTA . NEDTA . 100

= 1000

25 . 12,25 . 0,03 . 100

= 1470 ppm

Kesadahan air lunak = 1000V air lunak

. VEDTA . NEDTA . 100

= 1000100

. 24,05 . 0,03 . 100

= 721,5 ppm

4. Menghitung efisiensi pelunakan

Efisiensi pelunakan = Kesadahanawal−kesadahanakhir

kesadahan awal . 100%

= 1470−721,5

1470 . 100%

= 50,92 %

5. Penyabunan terhadap cuplikan dan air lunak

Air Cuplikan Air Lunak Aquades

G. PEMBAHASAN

1. Pembahasan Oleh Rahmi Pujiyati Putri (111411025)

Pada praktikum kali ini bertujuan untuk menghilangkan atau paling tidak

mengurangi kesadahan pada air cuplikan. Adapun metoda yang digunakan adalah

metoda pengendapan. Karena Na2CO3 dan kapur mengikat ion penyebab kesadahan

Ca2+ menjadi endapan. Sehingga air tidak sadah lagi. Adapun titrasi dilakukan dengan

titran EDTA karena EDTA bisa mengikat ion – ion logam +2 dan +3 jadi praktikan

bisa mengetahui konsentrasi dr air cuplikan maupun air yang dilunakkan. Adapun

penambahan buffer pH 10 untuk mempertahankan pH larutan.

Dari hasil pengamatan penyabunan air sadah, didapat fakta bahwa sabun sangat

berbusa pada aquades, berbusa pada air lunak tapi tidak sebanyak pada aquades, dan

sedikit berbusa pada air cuplikan. 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. Adapun efisiensi pelunakkan air sadah sekitar 50,92 % itu

berarti pengurangan jumlah ion Ca2+ dalam cuplikan awal sudah banyak berkurang.

2. Pembahasan Oleh Rizky Sukmariyansyah (111411026)

Pada praktikum ini dilakukan percobaan pelunakan air sadah untuk mengurangi

kesadahan dalam air. Kesadahan ini disebabkan oleh berlebihnya ion-ion Ca2+ dan ion

Mg2+ dalam air. Pada proses pelunakan kesadahan air, ditambahkan Na2CO3 dan kapur

Ca(OH)2, supaya terbentuk endapan garam karbonat dan atau hidroksida. Proses titrasi

menggunakan EDTA dengan indikator EBT dan buffer ammonia dengan pH 10. Hal

ini bertujuan untuk memelihara agar pH latutan tetap, karena ketika ion hidrogen

lepas pada proses titrasi dapat menyebabkan perubahan pH dalam titrasi

kompleksometri.

Pada proses titrasi digunakan EDTA sebagai titran, karena EDTA merupakan

suatu senyawa kompleks yang larut ketika ditambahkan ke dalam suatu larutan yang

mengandung kation logam tertentu seperti Ca2+ dan Mg2+, di mana akan membentuk

senyawa kompleks dengan logam-logam tersebut. Ketika ditambahkan suatu indikator

EBT ke dalam larutan tersebut maka akan menghasilkan perubahan warna dari merah

muda menjadi biru, perubahan warna ini menandakan bahwa titik ekivalen telah

tercapai. Sehingga bisa didapatkan kesadahan dari air lunak (air yang sedikit atau

tidak mengandung ion-ion Ca2+ dan Mg2+.

Selanjutnya dilakukan percobaan untuk mencari kesadahan dari air cuplikan

yang tidak melalui proses pelunakan, setelah mendapat titik ekivalen saat terjadi

perubahan warna, akan didapatkan nilai kesadahannya. Melalui proses perhitungan

didapatkan bahwa efisiensi pelunakan air sadahnya adalah 50,92%. Dalam percobaan

dilakukan pula proses penyabunan terhadap larutan cuplikan, air lunak, dan aquades.

Hasil yang didapat adalah kesadahan larutan cuplikan > kesadahan air lunak >

kesadahan aquades.

3. Pembahasan Oleh Teguh Taufiqurohim (111411027)

Pada praktikum ini, dilakukan percobaan untuk megetahui kesadahan dalam air

dan metoda untuk menguranginya dengan cara pelunakan. Kesadahan air kandungan

ion Ca2+ dan ion Mg2+ dalam air yang menyebabkan sabun tidak berbusa. Apabila

terdapat di pipa, dapat menyebabkan kerak yang menyumbat laju alir dalam pipa.

Metoda pelunakan dilakukan untuk mengendapkan ion-ion Ca2+ dan Mg2+

menjadi endapan dengan menambahkan kapur Ca(OH)2 dan Na2CO3. Secara otomatis

kandungan ion-ion yang membuat air tersebut menjadi sadah menjadi berkurang.

Untuk mengetahui seberapa besar kesadahan dapat berkurang, maka dibandingkan

dengan kesadahan awalnya.

Untuk mengetahui kesadahan dari suatu larutan, maka dilakukan titrasi dengan

menggunakan larutan EDTA. Larutan EDTA dapat bereaksi dengan logam

membentuk ion kompleks sehingga merubah warna larutan dari merah muda menjadi

biru. EDTA yang digunakan dibakukan terlebih dahulu agar diketahui konsentrasi

sebenarnya dari EDTA tersebut. Setelah kesadahan awal dan kesadahan akhir

diketahui, maka didapat efisiensi pelunakan air sadah adalah 50,92 %.

Secara sederhana kesadahan air juga dapat terlihat dengan menambahkan sabun

kedalam larutan cuplikan, air lunak, dan aquades. Dapat terlihat bahwa busa yang

dihasilkan dengan menggunakan air cuplikan lebih sedikit apabila dibandingkan

dengan air lunak dan aquades.

H. KESIMPULAN

1. Kesadahan air dapat dikurangi dengan metoda pengendapan dengan membandingkan

kesadahan awal (cuplikan) dan kesadahan akhir (air lunak).

2. Efisiensi pelunakan = 91,73%.

3. Larutan cuplikan sedikit menghasilkan buih dibandingkan dengan air lunak dan

aquades.

I. DAFTAR PUSTAKA

2012.”Modul Praktikum Satuan Proses”.Bandung : Politeknik Negeri Bandung