Karakteristik Air TINJAUAN PUSTAKA

2.5. Karakteristik Air

2.5.1. pH

pH mempengaruhi toksisitas suatu senyawa kimia. Senyawa amonium yang dapat terionisasi banyak ditemukan pada perairan yang memiliki pH rendah. Amonium bersifat tidak toksik. Namun, pada suasana alkalis pH tinggi lebih banyak ditemukan amonia yang tak terionisasi dan bersifat toksik. Effendi, H., 2003. pH menunjukkan kadar asam atau basa dalam suatu larutan, melalui konsentrasi ion hidrogen H + . Ion hidrogen merupakan faktor utama untuk mengerti reaksi kimiawi dalam ilmu teknik penyehatan, karena: a. H + selalu ada dalam keseimbangan dinamis dengan air, yang membentuk suasana untuk semua reaksi kimiawi yang berkaitan dengan masalah pencemaran air diamana sumber ion hidrogen tidak pernah habis. b. H + tidak hanya merupakan unsur molekul H 2 O saja tetapi juga merupakan unsur banyak senyawa lain, hingga jumlah reaksi tanpa H + dapat dikatakan hanya sedikit saja. Alaerts dan Sri, S., 1987.

2.5.2. Total Dissolved Solid TDS

Total dissolved solid ialah jumlah keseluruhan zat yang larut dalam air, yang dimasukkan dalam kelompok ini ialah mineral dan garam – garam yang terlarut dalam air, zat tersebut berbentuk koloid. Naibaho, P,M., 1996.

2.5.3. Kesadahan

Kesadahan pada dasarnya ditentukan oleh jumlah kalsium dan magnesium. Kalsium dan magnesium berikatan dengan anion penyusun alkalinitas, yaitu bikarbonat dan Universitas Sumatera Utara karbonat. Kesadahan perairan berasal dari kontak dengan tanah dan bebatuan. Effendi, H., 2003. Kesadahan dalam air terutama disebabkan oleh ion – ion Ca 2+ dan Mg 2+ , juga oleh Mn 2+ , Fe 2+ dan semua kation yang bermuatan dua. Air yang kesadahannya tinggi biasanya terdapat pada air tanah di daerah yang bersifat kapur. Kelebihan ion Ca 2+ serta ion CO 3 2- salah satu ion alkalinitas mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan oleh endapan kalsiumkarbonat CaCO 3 . Kerak ini akan mengurangi penampang basah pipa dan menyulitkan pemanasan air dalam ketel. Alaerst dan Sri, S., 1987.

2.5.4. Alkalinitas

Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam, atau kuantitas anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen. Penyusun alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat HCO 3 - , karbonat CO 3 2- , dan hidroksida OH - . Borat H 2 BO 3 - , silikat HSiO 3 - , posfat HPO 4 2- dan H 2 PO 4 - , sulfida HS - , dan ammonia NH 3 juga memberikan kontribusi terhadap alkalinitas. Namun, pembentuk alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat, dan hidroksida. Diantara ketiga ion tersebut, bikarbonat paling banyak terdapat pada perairan alami. Effendi, H., 2003. Alkalinitas merupakan pertahanan air terhadap pengasaman. Dalam air alam alkalinitas sebagian besar disebabkan oleh adanya bikarbonat, dan sisanya oleh karbonat dan hidroksida. Universitas Sumatera Utara Ini diperlukan sekali untuk memiliki beberapa kadar alkalinitas di dalam air boiler, jadi penghilangan alkalinitas secara lengkap dalam boiler merupakan perlakuan jarang kecuali dalam demineralisasi. Beberapa alkalinitas juga diperlukan untuk memberikan pH optimum dalam air sediaan untuk mencegah karatan perpipaan dan peralatan. Alkalinitas merupakan HCO 3 - , CO 3 2- , atau OH - . Jika menjadikan air kota dalam pelunakan, alkalinitas biasanya terbentuk dalam bikarbonat HCO 3 - ; jika kapur perekat dikurangi, biasanya kebanyakan karbonat CO 3 2- , tetapi air itu dapat juga mengandung beberapa hidroksida OH - . Ketika bikarbonat dan karbonat mengalami panas di dalam boiler, bikarbonat dan karbonat pecah untuk melepaskan CO2: 2NaHCO 3 → Na 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 ↑ 1 Natrium karbonat lalu pecah lagi menjadi : Na 2 CO 3 + H 2 O → 2NaOH + CO 2 ↑ 2 Gas karbon dioksida tidak larut ketika steam menjadi padat, menghasilkan asam karbonat korosif: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + HCO 3 - 3 Jumlah dari CO 2 yang dihasilkan sebanding dengan alkalinitas. Karena suatu alkalinitas yang memberikan dua kali sebanyak CO 2 yang terbentuk dari HCO 3 - oleh CO 3 2- karena gangguan bikarbonat merupakan jumlah dari kedua reaksi - reaksi 1 dan 2 di atas. Asam karbonat biasanya dinetralkan dengan perlakuan kimia pada tiap steam secara langsung atau secara tidak langsung melalui boiler menghasilkan suatu pH di sekitar 8,5 sampai 9,0. Pengurangan alkalinitas pada air umpan boiler sangat diperlukan, lalu untuk memperkecil pembentukan CO 2 dan mengurangi biaya-biaya perlakuan kimia. Hidroksida yang dihasilkan oleh uraian HCO 3 - dan CO 3 2- bermanfaat untuk menimbulkan magnesium, untuk menyediakan suatu lingkungan yang baik untuk mempengaruhi endapan, dan untuk memperkecil kandungan SiO 2 . Uraian dari HCO 3 - Universitas Sumatera Utara lengkap, tapi tidak semua CO 3 2- berubah menjadi yang tajam. Perubahan bervariasi dari boiler yang satu ke yang lain dan bertambah dengan temperatur. Ketetapan umumnya, pada 600 lbin 2 65 sampai 85 pada air boiler alkalinitas adalah NaOH, sisa Na 2 CO 3 . Ini didasarkan pada keseimbangan dalam mengurangi sample air boiler. Derajat pada penurunan alkalinitas kemudian ditentukan oleh limit kontrol air boiler dan sasaran mutu steam. Unit proses terbaik untuk penurunan alkalinitas bisa dipilih dari yang lain yang bermanfaat untuk menyediakan seperti efisiensi nya dalam penurunan alkalinitas.

2.5.4.1. Penentuan Alkalinitas

Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti asam sulfat dan asam klorida H 2 SO 4 dan HCl menetralkan zat – zat alkalinitas yang merupakan zat basa sampai titik akhir titrasi kira – kira pada pH 8,3 dan pH 4,5. Titik akhir ini dapat di tentukan oleh : 1. Jenis indikator yang di pilih dimana warnanya berubah – ubah pada pH titik akhir titrasi. 2. Perubahan warna pada titrasi asam basa memperlihatkan titik akhir titrasititik ekuivalensi.

2.5.4.2. Reagensia Asam – Basa

Dalam memilih suatu asam untuk digunakan dalam suatu larutan standart hendaknya diperhatikan faktor – faktor berikut : 1. Asam itu haruslah kuat, artinya sangat terdisosiasi 2. Asam itu tidak mudah menguap Universitas Sumatera Utara 3. Larutan asam itu harus stabil 4. Garam dari asam itu haruslah dapat larut 5. Asam itu tak boleh merupakan pengoksid yang cukup kuat sehingga merusak senyawaan organik yang digunakan sebagai indikator Asam klorida dan asam sulfat digunakan paling banyak untuk larutan standart. Day, R.A, dan A.L.Underwood, 1986.

2.5.4.3. Gangguan pada analisa alkalinitas

Adapun gangguan yang dapat terjadi pada saat analisa alkalinitas adalah : a. Sabun dan lumpur dapat mempengaruhi elektroda dan memperlambat response pada pH meter. Usahakan titrasi dilakukan dengan perlahan untuk memberikan waktu yang cukup bagi keseimbangan pH pada elektroda. b. Amoniak tinggi jangan dihilangkan melainkan dianalisa karena merupakan alkalinitas juga. c. CO 2 akan mempengaruhi alkalinitas suatu sampel yang terbuka terhadap udara. d. Pengenceran sampel dilarang karena air pengencer mempunyai alkalinitas yang berbeda. e. Pemanasan dilarang pula, karena mengurangi CO 2 terlarut, sehingga alkalinitas berkurang pula. Alaerts dan Sri, S, 1987

2.5.5. Silika

Silika bersifat tidak larut dalam air maupun asam dan biasanya berada dalam bentuk koloid. Silika terdapat pada hampir semua batuan dan mudah mengalami pelapukan. Universitas Sumatera Utara Sumber alami utama silika adalah mineral kuarsa. Sumber antropogenik silika relatif sangat kecil. Keberadaan silika pada perairan tidak menimbulkan masalah karena tidak bersifat toksik bagi makhluk hidup. Akan tetapi, pada perairan yang diperuntukkan bagi keperluan industri, keberadaan silika dapat menimbulkan masalah pada pipa karena dapat membentuk deposit silika. Effendi, H., 2003. Kerak silika yang terjadi pada boiler industri ialah : 1. Analcite Sodium Alumino Silicate – Na 2 O.Al 2 O 3 .4SiO 2 .2H 2 O terbentuk sebagai hasil terikutnya aluminium pada boiler melalui air umpan. Biasanya aluminium yang terikut adalah : aluminium yang dipergunakan pada pratreatment yang pelaksanaannya kurang pengwasan. Aluminium yang terikut dalam jumlah sedikit kali akan dapat menyebabkan kerak yang besar. Oleh sebab itu pada pengendalian air umpan perlu pengawasan yang ketat terhadap aluminium dan silika. 2. Acmite Sodium Ferrous Silika – Na 2 Fe 2 O 3 4SiO 2 dan kerak Fe – Si yang dapat dibentuk dari hasil korosi, ini banyak terjadi pada boiler bagian – bagian persambungan dan tempat yang mudah terjadi korosi. Kerak komposit sering mengandung silika yang berasal dari tanah liat yang tersuspensi dalam air. Tanah liat berisi silika dan aluminium hampir sama dengan analcite, dan merupakan pertimbangan dalam interprestasi hasil analisis tentang penyebab komposit tersebut. Universitas Sumatera Utara Kerak laminar kerak yang dipecahkan menunjukkan lapisan – lapisan kerak yang tipis. Pembentukan lapisan kerak merupakan indikasi pembentukan berbagai kerak dengan berbagai kondisi boiler. Naibaho, P.M., 1996.

2.5.5.1. Penyingkiran Silika

Silika tidak dapat disingkirkan dengan pertukaran kation – hidrogen atau pertukaran natrium zeolit, dan biasanya hanya tersingkir sebagian di dalam proses gamping – soda, dingin maupun panas. Silika merupakan ketidakmurnian yang sangat tidak dikehendaki, karena dapat menyebabkan pembentukan kerak yang melekat sangat kuat. Silika dapat disingkirkan dari air ketel dengan menggunakan gamping dolomit atau magnesia aktif di dalam pelunak. Jika menggunakan koagulasi dan pengendapan sebelumnya, sebagian silika dapat disingkirkan dengan koagulat feri. Zat ini sangat cocok bila konsentrasi silika tinggi di dalam air penambah. Metode ini tidak dapat membuang seluruh silika yang larut, tetapi dapat menurunkan konsentrasinya sampai cukup rendah sehingga pembuangan cuci blowdown ketel dapat mencegah pembentukan kerak di dalam ketel bila dilakukan dengan baik. Cara yang paling umum digunakan untuk menghasilkan air yang hanya mengandung sedikit silika ialah demineralisasi. Austin, G.T., 1996.

2.6. Penggunaan Air di Industri