Penentuan Kesadahan Air dengan Titrasi

Penentuan Kesadahan Air dengan Titrasi Kompleksometri
Kesadahan air ditentukan dari jumlah ion logam terlarut di dalam air. Jenis anion yang
menjadi pasangan dari ion logam terlarut akan menentukan jenis kesadahan yang timbul:
garam-garam dari ion klorida, sulfat, dan nitrat menyebabkan kesadahan tetap sementara ion
bikarbonat menyebabkan kesadahan sementara (Anonim, 2014). Kesadahan air dapat
ditentukan dengan metode titrasi kompleks, yaitu titrasi yang menggunakan reaksi antara
logam dan ligan (Harvey, 2000).
Terdapat dua jenis kesadahan: kesadahan tetap dan kesadahan sementara. Kesadahan
sementara disebabkan oleh ion bikarbonat dan dapat dihilangkan dengan pemanasan (Anonim,
2014). Pemanasan mengubah ion bikarbonat menjadi ion karbonat yang bersifat tidak larut
sehingga mudah dipisahkan dari larutan dengan cara filtrasi (Fardiaz, 1992). Reaksi yang
terjadi adalah sebagai berikut:
CaCO3(s) + CO2(g) + H2O  Ca(HCO3)2(aq)
Ca(HCO3)2
dipanaskan
CaCO3(s)
Kesadahan tetap disebabkan oleh ion klorida, sulfat, dan nitrat. Kesadahan tetap tidak dapat
dihilangkan dengan pemanasan. Untuk menghilangkannya, air sadah perlu direaksikan dengan
senyawa kimia tertentu atau dilewatkan dalam resin penukar ion.
Ion logam terlarut yang umum menyebabkan kesadahan pada air adalah kalsium (Ca) dan
magnesium (Mg). Kedua ion logam tersebut dapat membentuk kompleks dengan ligan atau
senyawa pengompleks seperti EDTA (ethylen diamine tetra acetate acid) (Anonim, 2014).
EDTA adalah sebuah asam Lewis heksaprotik dengan rumus kimia H6Y2+ (Harris, 2010) dan
tergolong dalam kelompok asam aminokarboksilat (Harvey, 2000). Heksaprotik berarti EDTA
memiliki enam buah proton yang dapat lepas selama reaksi yang ditandai dengan warna biru
muda pada gambar.
Gambar 1 Struktur EDTA
(Harris, 2010)
Keheksaprotikan EDTA menimbulkan sebuah masalah: ketika dilarutkan dalam air, EDTA akan
melepaskan proton dalam enam tahap disosiasi menurut reaksi sebagai berikut:
𝐻6 𝑌 2+ (𝑎𝑞) ⇄ 6𝐻 + (𝑎𝑞) + 𝑌 4− (𝑎𝑞)
Karena memiliki enam proton yang dapat lepas, akan ada tujuh kemungkinan bentuk EDTA
ketika dilarutkan dalam air: H6Y2+ , H5Y+(ketika melepaskan satu proton), H4Y (ketika
melepaskan dua proton), H3Y- (ketika melepaskan tiga proton), H2Y2- (ketika melepaskan empat
proton), HY3- (ketika melepaskan lima proton), dan Y4- (ketika melepaskan enam proton)
(Harvey, 2000). Ketujuh bentuk tersebut memiliki sifat kimia dan sifat fisika yang berbeda serta
sensitif terhadap perubahan pH (Harvey, 2000). Keanekaragaman bentuk EDTA dalam air dapat
menurunkan akurasi dan menyebabkan ketidakjelasan data. Karenanya, masalah ini dapat
diakali dengan menambahkan buffer amonia pH=10 untuk memastikan hanya ada satu bentuk
EDTA dalam air: Y4- (Harvey, 2000). Seperti lazimnya titrasi, titik akhir titrasi ditentukan dengan
menggunakan indikator.
Sebelum digunakan, karena bukan termasuk larutan standar, komposisi EDTA dapat
distandarisasi dengan logam alkali tanah seperti Ca (Harris, 2010), Mg, dan Cd (Harvey, 2000)
yang telah diketahui konsentrasi dan komposisinya. Standarisasi dilakukan dengan menitrasi
EDTA sebagai titran pada analit ion logam. Analit adalah zat yang ditempatkan dalam labu
titrasi sedangkan titran adalah zat yang ditempatkan dalam buret titrasi. Setelah komposisi dan
konsentrasi EDTA diketahui secara pasti, titran EDTA dititrasi ke analit sampel air yang telah
dicampur dengan indikator hingga titik akhir tercapai.
Perhitungan data dapat dilakukan secara stoikiometri melalui hubungan berikut.
mol EDTA = mol ion logam
Jika konsentrasi EDTA dan volume EDTA yang terpakai guna mengubah warna indikator dalam
air sampel diketahui, maka mol EDTA dapat diketahui menurut hubungan berikut.
mol 𝐸𝐷𝑇𝐴 = 𝑉𝐸𝐷𝑇𝐴 × [𝐸𝐷𝑇𝐴]
Karena volume air sampel yang dimasukkan ke dalam labu titrasi diketahui (misal, 25 mL),
maka konsentrasi ion logam terlarut dalam air sampel dapat diketahui dengan hubungan.
[ion logam] =
mol EDTA
Vair sampel
Daftar Pustaka:
Anonim, 2014. Penuntun Praktikum Kimia Analitik Mikrobiologi. Bandung: Prodi Kimia ITB, 8-9.
Day, Jr., Underwood, A.L. 1989. Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi 5. Jakarta: Erlangga.
Harris, D.C. 2010. Quantitative Chemical Analysis. New York: W.H. Freeman and Company, 240241.
Harvey, D. 2000. Modern Analytical Chemistry. Boston: The McGraw-Hill Companies, 314-316.