KESADAHAN : ANALISA DAN PERMASALAHANNYA UNTUK AIR INDUSTRI KARYA ILMIAH OLEH : CLARA DERLISMAWAN ARITONANG

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

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


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 Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Studi Departemen Fakultas ALAM

: KESADAHAN : Analisa dan Permasalahannya Untuk Air Industri : KARYA ILMIAH : CLARA DERLISMAWAN ARITONANG : 052401069 : DIPLOMA (D3) KIMIA ANALIS : KIMIA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui Oleh :

Ketua Jurusan

Dosen Pembimbing,

DR.Rumondang Bulan Nst,MS

Drs. Usman Rasyid


PERNYATAAN


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

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

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

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

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 zatzat anorganik. Gas-gas tersebut dapat berupa CO2, H2S dan NH4. Air tanah yang Clara Derlismawan Aritonang : Kesadahan : Analisa Dan Permasalahannya Untuk Air Industri, 2008. USU Repository © 2009

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-,SO42-, 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 Clara Derlismawan Aritonang : Kesadahan : Analisa Dan Permasalahannya Untuk Air Industri, 2008. USU Repository © 2009

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

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( SiO32-) 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 Clara Derlismawan Aritonang : Kesadahan : Analisa Dan Permasalahannya Untuk Air Industri, 2008. USU Repository © 2009

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 = M

2+

(mg / l ) x

50 brt.ekivalen M

2+

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

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 Vol.EDTA 0,02 M Produksi (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+

=

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)

V2

= Volume sample( 50 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 1 4M-64A

Tanggal

Ca(ppm)

CaCO3(ppm)

23-Jan2008 24-Jan2008 25-jan2008 26-Jan2008 27-Jan2008 28-Jan2008 29-Jan2008

52.90 60.12 60.12 61.72 71.34 80.16 80.16

132.12 150.13 150.13 154.14 178.16 200.18 200.18

2

4R-46A


69.73 73.74 80.16 84.96 88.17 90.58 90.58

174.15 184.16 200.18 212.19 220.20 226.20 230.21

3

6V-15A


20.04 33.66 35.27 35.27 46.49 52.10 52.10

50.04 84.07 88.08 88.08 116.10 130.11 130.11

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

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 UNTUK AIR INDUSTRI KARYA ILMIAH OLEH : CLARA DERLISMAWAN ARITONANG

Recommend Documents