Is My Water Hard or Soft?

Pertanyaan diatas seringkali kita dengar jika berhubungan dengan kualitas air. Water hardness atau kesadahan air menunjukan seberapa banyak jumlah mineral, khususnya kalsium (Ca) dan magnesium (Mg), didalam air. Kesadahan air menyebabkan masalah secara estetika, penggunaan dan operasional, seperti noda di piring atau wastafel, terjadi “scale” di kamar mandi, shower, toilet dan mengurangi jumlah busa pada sabun.

“scale” adalah endapan yang terbentuk pada permukaan yang kontak dengan air sebagai akibat dari perubahan fisik dan kimia. Apabila scale terbentuk pada pipa maka akan terjadi pengurangan diameter pipa sehingga menurunkan debit air yang melalui pipa tersebut. Scale dapat mengakibatkan penyumbatan pada sistem penyaring dan kran. Karena scale merupakan pengantar panas yang buruk, pembentukan scale pada “heat exchanger” menyebabkan penurunan efisiensi transfer panas. Selain itu scale dapat menginduksi korosi lokal dibawah deposit sehingga struktur makin tipis dan dapat pecah karena terkena tekanan internal (lihat gambar dibawah).

Corrosion-2-electronic-water-treatment-scaled-pipeline

Komponen utama pembentuk scale adalah kalsium karbonat (CaCO3) dan kalsium sulfat (CaSO4.xH2O), beberapa mengandung juga magnesium hidroksida (Mg(OH)2). Scale ini terbentuk ketika kelarutannya terlampaui sehingga terjadi peningkatan konsentrasi salah satu pembentuk scale tersebut.

Umumnya tingkat kesadahan air (water hardness level) mengacu pada “hardness as CaCO3”. Sebagai contoh, jika didalam air mengandung ion kalsium (Ca2+) dengan konsentrasi 30 mg/L maka “calcium hardness as CaCO3” dapat dihitung sebagai berikut:

(30 mg/L Ca2+) x (100 g CaCO3 / 40 g Ca2+) = 75 mg/L calcium hardness as CaCO3

UntitledTabel disamping sebagai acuan seberapa hard dan soft air yang kita punya berdasarkan “calcium hardness as CaCO3”.

Pengukuran lainnya yang menentukan tingkat kesadahan air adalah “total hardness as CaCO3”. Pengukuran ini menentukan jumlah ion kalsium (Ca2+) dan ion magnesium (Mg2+). Biasanya tingkat kesadahan magnesium sekitar 1/3 dan kalsium 2/3 dari “total hardness as CaCO3”. Bisa juga kita memperkirakan “total hardness as CaCO3” dengan mengalikan 1.5 dengan “calcium hardness as CaCO3”. Sehingga jika 75 mg/L calcium hardness as CaCO3 akan mengandung sekitar 113 mg/L total hardness as CaCO3.

Scale Kalsium Karbonat
Ketika air mengandung ion karbonat (CO3 2-), maka ion kalsium (Ca2+) dapat bereaksi membentuk kalsium karbonat (CaCO3), disebut juga “limescale”. Proses pembentukan CaCO3 digambarkan dibawah agar mudah dipahami.

CarbonicAcidAndChalk600
Scale Kalsium Sulfat
Scale kalsium sulfat (CaSO4.xH2O) terdiri atas tiga jenis yaitu gypsum (CaSO4.2H2O), anhdyrite (CaSO4), dan hemyhydrates (CaSO4.1/2H2O). Kelarutan ketiga scale ini menurun dengan meningkatnya temperatur. Gypsum merupakan jenis scale yang paling umum ditemukan. Scale kalsium sulfat lebih keras dan kurang porous daripada kalsium karbonat sehingga lebih susah dihilangkan, selain itu kalsium sulfat juga tidak larut dalam asam.

Scale Magnesium Hidroksida
Sifat kelarutannya pada air sangatlah rendah, sehingga scale Mg(OH)2 hanya tebentuk pada temperature diatas 82 C, sedangkan scale CaCO3 umumnya terbentuk dibawah temperature 80 C.

Pembentukan scale dapat dicegah dengan menambahkan inhibitor (senyawa penghambat). Berbagai inhibitor telah diketahui secara efektif menghambat pembentukan scale dengan cara menghilangkan ion pembentuk scale (Ca2+ dan Mg2+) dan padatan tersuspensi dalam air. Terbagi atas 2 jenis inhibitor:

1) inhibitor anorganik, yang umum digunakan adalah natrium hexametaphosphate dan natrium tripolyphosphate. Inhibitor ini efektif pada konsenstrasi rendah (2-5 ppm untuk CaCO3 dan 10-12 ppm untuk CaSO4).

2) inhibitor organik, contohnya adalah aminotrimethyene phosphoric acid (ATMP). Inhibitor ini stabil hingga temperatur 120 0C dan pada semua nilai pH.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s