KESADAHAN DAN WATER SOFTENER Bambang Sugiarto Jurusan Teknik Kimia FTI UPN Veteran Jogjakarta Jln. SWK 104 Lingkar Utara Condong catur Jogjakarta 55283 Hp 08156897539
ZAT PENGOTOR (IMPURITIES) Zat-zat yang diserap oleh air dalam perjalanan daur hidrologi menyebabkan air tersebut menjadi tidak murni lagi. Zat-zat itu disebut sebagai zat pengotor atau impurities. Berbagai jenis impurities dan karakteristiknya dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu : 1. Padatan tersuspensi 2. Padatan terlarut 3. Gas terlarut
Padatan Tersuspensi Merupakan zat heterogen yang terkandung dalam kebanyakan jenis air. Terdiri atas Lumpur, humus, limbah dan bahan buangan industri. Padatan tersuspensi dapat menyebabkan air keruh dan bila digunakan sebagai air umpan ketel akan menyebabkan terbentuknya deposit, kerak dan busa. Padatan tersuspensi dalam air pendingin akan menimbulkan endapan dan timbulnya korosi di bawah endapan tersebut Kekeruhan yang berlebihan dalam air minum sangat tidak diinginkan karena dapat menimbulkan rasa yang kurang baik.
Padatan Terlarut Air adalah pelarut yang baik, sehingga mampu melarutkan zat-zat dari batu-batuan dan tanah yang terkontak dengan air tersebut. Mineral yang terkandung dalam air krn kontaknya dengan batubatuan, antara lain : CaCO 3, MgCO 3, CaSO 4, MgSO 4, NaCl, Na 2 SO 4, silika, SiO 2 dsb Air yang akan dipakai untuk pembangkit uap atau sistem pendingin ada dua parameter penting yang merupakan akibat dari padatan terlarut, yaitu kesadahan dan alkalinitas.
Kesadahan (Hardness) Kesukaran pembentukan busa oleh sabun dalam air merupakan indikasi kesadahan air Kesadahanair terutamadiakibatkanolehadanyaion-ion kalsium dan magnesium. Sabun dalam air bereaksi lebih dulu dengan ion-ion ini sebelum dapat berfungsi untuk menurunkan tegangan permukaan air. Senyawa kalsium, magnesium dan senyawa lain yang bereaksi dengan sabun, mempunyai ukuran yang disebut keadahan total (total hardness). Kesadahan total ditinjau dari macam kation merupakan jumlah kesadahan kalsium dan kesadahan magnesium TH = CaH + MgH
Kesadahan total dilihat dari anionnya dapat dibagi menjadi dua bagian yaitu kesadahan karbonat (kesadahan sementara) dan kesadahan non-karbonat (kesadahan tetap) TH = KH + NH Dengan : TH : Kesadahan total CaH : Kesadahan Kalsium = Kadar Ca 2+ MgH : Kesadahan Magnesium = Kadar Mg 2+ KH : Kesadahan Karbonat = Ca(HCO 3 ) 2, Mg(HCO 3 ) 2 NH : Kesadahan non-karbonat = CaSO 4, MgSO 4, CaCl 2, MgCl 2 dan sebagianya.
Satuan : - milival (mval) = milligram equivalent perliter - mg/l = ppm sebagai CaCO 3 - o d = derajat kesadahan jerman = 5,6 mg CaO/Liter 1 mval = 50 mg/l sebagai CaCO 3 = 2.800. Kerugian yang dapat timbul akibat adanya kesadahan dalam air industri diantaranya adalah pembentukan kerak dalam ketel dan sistem pendingin, selain itu pemakaian sabun akan meningkat bila kesadahan terdapat dalam air pencuci.
Alkalinitas (Alkalinity) Alkalinitas air disebabkan adanya senyawa alkalis dalam air Alkalinitas merupakan ukuran dari kapasitas air untuk menetralkan asam Ada tiga jenis alkalinitas : alkalinitas hidroksida (OH-alkalinity) alkalinitas karbonat (CO 3 -Alkalinity) dan alkalinitas bikarbonat (HCO 3 -alkalinity).
Penentuan alkalinitas dilakukan dengan titrasi menggunakan larutan HCl. Penetralan dilakukan dengan indicator phenolptalin. Menghasilkan alkalinitas-p, sedangkan bila digunakan indicator metiljingga akan dihasilkan alkalinitas-m. Reaksi yang terjadi pada alkalinitas P dan M adalah sebagai berikut : Alkalinitas-P, ph = 8,3 OH - + H + H 2 O CO 3- + H + HCO - 3 Alkalinitas-M, ph = 4,5 HCO 3- + H + H 2 CO 3
Penyebab alkalinitas tidak ada bersama-sama dalam air. Ada lima kemungkinan terdapatnya senyawa penyebab alkalinitas, yaitu : Hanya senyawa hidroksida (OH - ) Hanya senyawa karbonat (CO 3-2 ) Hanya senyawa bikarbonat (HCO 3- ) CO 3-2 dan HCO 3 - OH - dan CO 3-2
Tabel 2.2. Alkalinitas dan hubungannya dengan kesadahan Alkalinitas : M-alk & P-alk OH-alk CO3-alk HCO3-alk Tot-alk P = nil nil nil M M 2 P < M nil 2 P M 2 P M 2 P = M nil 2 P nil M 2 P > M 2 P M 2 (M-P) nil M P = M M nil nil M
Hubungan alkalinitas dengan kesadahan Kesadahan Kesadahan Kesadahan Jika non-karbonat karbonat semu TH > M TH-M M nil TH = M nil TH nil TH < M nil TH M TH M-alk = alkalinitas metal orange P-alk = alkalinitas phenolpthlein OH-alk = alkalinitas hidroksida CO3-alk = alkalinitas karbonat HCO3-alk = alkalinitas bikarbonat Tot.alk = alkalinitas total = M Kesadahan non-karbonat = S = M TH Kesadahan semu ( pseudo hardness) = TH M
Water softener Pelunakan air, perlu dikendalikan agar tidak mengganggu jalannya proses Tujuan : untuk menghindarkan terbentuknya kerak akibat dari terakumulasinya senyawa karbonat Pertimbangan lain : berhubungan dg tingkat alkalinitas, Krn adakalanya alkalinitas yg tinggi diperlukan khususnya pd air umpan boiler utk mrncegah korosi
Menaikkan alkalinitas berarti menaikkan kesadahan karbonat dan mengurangi kesadahan non-karbonat. Air baku pada umumnya hanya mengandung alkalinitas-m saja (hanya mengandung HCO 3 saja ) dengan ph sekitar 7. Alkalinitas yang cukup tinggi diperlukan pada air umpan ketel untuk mencegah korosi, akan tetapi kadar OH - yang terlalu tinggi dapat menimbulkan kerapuhan kaustik ( Caustic Embrittlement).