Apa perbedaan antara air keras dan lunak?

Air kadang-kadang dapat digambarkan sebagai air keras dan air lunak. Perbedaannya terletak pada jumlah mineral terlarut di dalam air. Air sadah mengandung jumlah mineral yang tinggi, dan air lunak mengandung sedikit atau bahkan tidak ada sama sekali.

Air mengakumulasi padatan terlarut saat bergerak melalui batuan dan substrat lainnya, seperti batu kapur, gipsum atau dolomit. Kalsium dan magnesium sangat larut dalam air, dan jika mineral alami ini berada dalam wilayah geografis, penduduk di sekitar sumber air akan memiliki air keras.

Di Amerika Serikat, wilayah Pantai Timur umumnya memiliki air lunak, dan di barat daya memiliki air keras. Air hujan, karena tidak meresap melalui zat-zat tanah seperti air tanah, dianggap lunak.

Karakteristik air keras dan air lunak ditentukan oleh jumlah mineral dalam air, diukur dalam miligram per liter atau dalam butir per galon. Kekerasan juga tergantung pada pH dan suhu air.

Standar Nasional Amerika mendefinisikan air lunak mengandung kurang dari 17,1 mg/L; namun, tingkat berikut dapat digunakan untuk memperkirakan kesadahan air:

• Lembut: 0 – 60 mg/L

• Cukup keras: 61

  – 120 mg/L* Keras: 121

  – 180 mg/L * Sangat keras: 181 mg/L ke atas

Kontributor umum kesadahan air adalah kalsium, Ca, dan magnesium, Mg. Kedua unsur tersebut adalah logam alkali tanah yang terdapat pada Golongan 2 pada tabel periodik. Unsur-unsur dalam kolom Golongan 2 memiliki muatan 2+ dan kehilangan dua elektron untuk membentuk kation, seperti Ca²⁺ dan Mg²⁺. Kation ini mudah larut dalam air.

Kalsium karbonat, CaCO₃ adalah zat yang umum dalam formasi batuan, terutama batugamping, sejenis batuan sedimen dan dolomit, CaMg (CO₃)₂, juga merupakan batuan sedimen. Kalsium karbonat juga ditemukan dalam cangkang organisme laut dan telur.

Ketika air hujan dengan karbon dioksida terlarut, CO₂, menyaring melalui kalsium karbonat, ion kalsium larut dalam air. Persamaan kimia berikut menjelaskan proses ini:

CaCO_3(s) + H₂0_(l) + CO_{2 (aq)} → Ca²⁺_(aq) + 2HCO₃^-

Dimana kalsium karbonat, CaCO₃, membentuk Ca²⁺ dan bikarbonat, HCO₃^-, dengan adanya air dan karbon dioksida.

Sifat-sifat air sadah digambarkan sebagai: sementara dan permanen. Air sadah sementara mengandung bikarbonat, HCO₃^-. Air sadah permanen mengandung ion bikarbonat dengan ion lain seperti sulfat, SO₄^2-. Mendidih tidak mengendapkan spesies pengerasan permanen, dan natrium karbonat, Na₂BERSAMA₃, perlu ditambahkan.

Ketika air sadah dipanaskan, seringkali meninggalkan lapisan pada pot atau wadah. Perhatikan bahwa persamaan untuk endapan ini adalah kebalikan dari Ca²⁺ ion yang larut dalam larutan air:

Ca²⁺_(aq) + 2HCO₃^-_(aq) → CaCO_3(s) + H₂0 _(l) + CO_{2 (aq)}

Endapan kalsium karbonat, CaCO₃, disebut skala. Meskipun membuat frustasi untuk dibersihkan, itu bukan masalah kesehatan.

Endapan dapat terbentuk seiring waktu; namun, dan ini dapat memengaruhi masa pakai peralatan seperti mesin pencuci piring dan mesin cuci serta pipa ledeng apa pun. Penumpukan menyempitkan ruang di mana air dapat mengalir, dan peralatan serta pipa perlu diganti.

Seperti disebutkan di atas, air sadah mengandung mineral terlarut yang dapat menyebabkan masalah bagi konsumen dengan meninggalkan endapan di saluran air dan peralatan. Air sadah juga mengganggu efektivitas banyak produk pembersih rumah tangga.

Ca²⁺ dan Mg²⁺ ion mengganggu kualitas surfaktan sabun mandi. Surfaktan menurunkan tegangan permukaan air yang memungkinkannya mempertahankan kontak dengan permukaan padat, seperti pakaian atau wastafel kamar mandi. Ion-ion tersebut mengganggu proses surfaktan, dan ini sering kali membutuhkan bahan pencuci atau pembersih tambahan untuk menyelesaikan suatu tugas.

Mineral dalam air sadah juga bergabung dengan sabun untuk membuat lapisan lengket atau kabur pada peralatan makan dan di bak mandi, pancuran, dan bak cuci. Film ini juga dapat melapisi pakaian, kulit dan rambut, membuat pakaian tampak kotor, menyebabkan kulit atau rambut kering atau iritasi yang kusam dan tidak terkendali.

Air sadah memang memiliki manfaat kesehatan tambahan. Kalsium dan magnesium merupakan mineral penting yang dibutuhkan tubuh untuk pertumbuhan dan fungsi tulang dan otot. Mineral ini juga mengatur tekanan darah dan kerja enzim. Mengkonsumsi air sadah dapat menjadi sumber mineral ini.

Air lunak tidak memiliki efek negatif dari endapan mineral pada peralatan rumah tangga dan pipa ledeng. Ini tidak memiliki rasa mineral air keras dan tidak meninggalkan residu pada kulit, piring atau permukaan lainnya.

Sebuah pelembut air rumah tangga bekerja dengan pertukaran ion. Ketika air sadah dilewatkan melalui penukar ion, ia mengalir melalui lapisan manik-manik polimer (plastik) yang terikat secara kovalen dengan gugus anion, seperti:

• -MENDEKUT^-
  
• sodium
  
• tidak⁺
  
• atau kalium
  
• K⁺ kation

Saat air melewati manik-manik ini, ion kalsium dan magnesium menggantikan ion natrium atau kalium.

Manfaat pelembut air adalah cucian yang lebih bersih, peralatan yang tahan lebih lama, dan tidak ada penumpukan sabun yang lengket. Konsumen menggunakan lebih sedikit deterjen dan jenis pembersih dan deterjen lainnya. Pakaian lebih cerah, dan wastafel, bak mandi, dan pancuran membutuhkan lebih sedikit pembersihan.

Peralatan air seperti boiler, pemanas air, dan mesin pencuci piring biasanya bekerja lebih efisien dan membutuhkan lebih sedikit perawatan karena air lunak tidak menyebabkan penumpukan kerak di pipa dan perlengkapan pipa. Pengguna air lunak sering melaporkan rambut dan kulit terasa kurang kering dan bersisik.

Kerugian dari pelunak air termasuk biaya tinggi dan usaha yang terlibat dalam memelihara sistem pelunakan air. Pelembut air dan pemasangannya mungkin menghabiskan biaya ribuan dolar AS, dan garam pelembut air harus ditambahkan secara teratur.

Pelunak air membutuhkan banyak air dalam proses regenerasi, menggunakan hingga 25 galon air per hari. Pembilasan pelunak air dengan larutan garam dapat berdampak negatif terhadap lingkungan. Air ini, dengan kandungan natriumnya yang tinggi, tidak disarankan untuk menyiram tanaman, halaman rumput, atau kebun.

Dari segi kesehatan, air lunak mengandung lebih banyak natrium daripada air keras, dan ini bisa menjadi masalah bagi orang yang harus membatasi asupan garam makanan mereka. Karena sebagian besar kalsium dan magnesium telah dihilangkan, air lunak tidak menyediakan sumber mineral ini dalam makanan.