Air merupakan komponen vital bagi kehidupan, namun tidak semua air memiliki kualitas yang sama untuk berbagai keperluan. Salah satu sifat penting yang membedakan kualitas air adalah apakah air bersifat sadah atau tidak. Air sadah, atau yang dalam bahasa Inggris dikenal sebagai hard water, merujuk pada air yang mengandung konsentrasi ion logam multivalen yang tinggi, terutama ion Kalsium ($Ca^{2+}$) dan Magnesium ($Mg^{2+}$).
Sifat sadah pada air terjadi selama siklus hidrologi ketika air hujan (yang secara alami sedikit asam karena menyerap Karbon Dioksida dari atmosfer) meresap melalui tanah dan batuan. Ketika air mengalir atau terperangkap dalam formasi geologis tertentu—seperti batu kapur (Kalsium Karbonat, $CaCO_3$) atau dolomit—ia melarutkan mineral-mineral tersebut. Reaksi kimia yang terjadi memungkinkan ion Kalsium dan Magnesium masuk ke dalam air.
Secara kimia, kesadahan diklasifikasikan menjadi dua jenis utama:
Meskipun air sadah umumnya aman untuk dikonsumsi (kecuali pada kadar yang sangat ekstrem), keberadaannya menimbulkan berbagai masalah praktis, terutama dalam aplikasi rumah tangga dan industri. Dampak utama air yang bersifat sadah meliputi:
Ini adalah masalah paling umum. Ketika air sadah dipanaskan (misalnya dalam pemanas air, ketel, atau boiler), kelarutan mineral-mineral tersebut menurun drastis, menyebabkan pengendapan kalsium karbonat dan magnesium hidroksida. Endapan padat ini membentuk kerak putih atau abu-abu pada permukaan internal peralatan. Kerak ini bertindak sebagai isolator panas, sehingga peralatan membutuhkan lebih banyak energi untuk mencapai suhu yang diinginkan, mengurangi efisiensi, dan memperpendek usia pakai peralatan.
Ion $Ca^{2+}$ dan $Mg^{2+}$ bereaksi dengan molekul sabun, membentuk endapan padat yang tidak larut yang kita kenal sebagai buih sabun atau busa. Akibatnya, sabun atau deterjen menjadi kurang efektif dalam membersihkan. Diperlukan jumlah deterjen yang jauh lebih banyak untuk menghasilkan busa yang memadai dan membersihkan kotoran secara efektif. Busa sabun yang mengendap ini sering menempel pada pakaian, meninggalkan residu kusam dan membuat kain terasa kaku.
Penumpukan kerak dalam jangka panjang dapat mengurangi diameter aliran di dalam pipa air, yang pada akhirnya dapat menyebabkan penyumbatan total. Ini sangat merugikan pada sistem industri yang mengandalkan aliran air yang stabil.
Banyak pengguna melaporkan bahwa mandi dengan air sadah membuat rambut terasa kering, kusam, dan sulit diatur. Sementara itu, residu sabun yang tertinggal di kulit dapat menyumbat pori-pori dan menyebabkan iritasi atau kekeringan kulit.
Untuk menentukan apakah air bersifat sadah dan seberapa parah tingkatannya, dilakukan pengujian laboratorium yang mengukur konsentrasi ion Kalsium dan Magnesium (biasanya dinyatakan dalam satuan ppm atau mg/L sebagai setara $\text{CaCO}_3$).
Mengatasi kesadahan memerlukan proses yang disebut pelunakan air (water softening). Metode paling efektif adalah pertukaran ion (ion exchange). Dalam sistem ini, air sadah dilewatkan melalui resin penukar ion yang mengandung ion Natrium ($Na^+$) yang bermuatan positif. Resin akan menangkap ion Kalsium dan Magnesium yang bermuatan lebih tinggi dan melepaskan ion Natrium ke dalam air. Hasilnya adalah air yang "lunak" dan bebas dari mineral penyebab kesadahan, meskipun kandungan Natriumnya sedikit meningkat.
Kesimpulannya, pemahaman mendalam tentang sifat air, khususnya apakah air tersebut mengandung tingkat kesadahan tinggi, sangat krusial untuk pemeliharaan infrastruktur, efisiensi energi, dan keberhasilan proses industri yang memanfaatkan air sebagai medium utama kerjanya.