Ilustrasi: Mineral terlarut dalam air menyebabkan kekerasan.
Air sadah, atau yang dikenal juga sebagai air keras, adalah masalah umum yang dihadapi oleh banyak rumah tangga dan industri. Definisi teknisnya adalah air yang mengandung konsentrasi ion mineral terlarut yang tinggi, terutama ion kalsium ($\text{Ca}^{2+}$) dan magnesium ($\text{Mg}^{2+}$). Meskipun kandungan mineral ini tidak berbahaya bagi kesehatan secara umum, keberadaannya dapat menyebabkan serangkaian masalah praktis dan estetika yang mengganggu, mulai dari kerak putih pada peralatan hingga efektivitas sabun yang menurun drastis.
Penyebab utama air sadah berakar pada perjalanan air melalui lapisan geologis bumi sebelum mencapai sumber penampungan atau sumur. Air hujan yang jatuh ke bumi pada dasarnya bersifat lunak. Namun, saat air meresap melalui tanah dan batuan, proses pelarutan terjadi.
Penyebab paling signifikan dari air sadah adalah interaksi air dengan batuan yang mengandung mineral karbonat, seperti batu kapur (Kalsium Karbonat, $\text{CaCO}_3$) dan dolomit (Magnesium Karbonat, $\text{MgCO}_3$).
Proses ini sangat dipengaruhi oleh adanya karbon dioksida ($\text{CO}_2$) di atmosfer dan tanah. $\text{CO}_2$ yang larut dalam air hujan membentuk asam karbonat lemah ($\text{H}_2\text{CO}_3$). Asam lemah inilah yang bertindak sebagai agen pelarut.
Persamaan kimia sederhana menunjukkan bagaimana Kalsium Karbonat (yang umumnya tidak larut) dapat larut dalam kondisi asam ringan:
$$ \text{CaCO}_3 \text{ (padat)} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+} \text{ (larut)} + 2\text{HCO}_3^{-} \text{ (larut)} $$Hasilnya, ion kalsium ($\text{Ca}^{2+}$) dan bikarbonat ($\text{HCO}_3^-$) terlepas dan terperangkap dalam air, menjadikannya air sadah tipe bikarbonat sementara.
Selain kalsium dan magnesium, air sadah juga dapat mengandung ion lain, meskipun dalam konsentrasi yang lebih rendah, yang berkontribusi pada kekerasan total. Mineral-mineral ini meliputi:
Penyebab kekerasan air sering dikategorikan berdasarkan bagaimana mineral tersebut dapat dihilangkan:
Jenis ini disebabkan oleh keberadaan ion bikarbonat ($\text{HCO}_3^-$) dari kalsium dan magnesium. Sesuai reaksi di atas, kekerasan ini disebut "sementara" karena dapat dihilangkan dengan mudah hanya dengan proses pemanasan sederhana. Pemanasan menyebabkan $\text{CO}_2$ dilepaskan kembali ke atmosfer, membalikkan reaksi dan menyebabkan endapan kalsium karbonat (kerak kapur) terbentuk. Ini sering terlihat pada ketel air minum.
Kekerasan permanen disebabkan oleh ion sulfat ($\text{SO}_4^{2-}$) dan klorida ($\text{Cl}^-$) dari kalsium dan magnesium. Berbeda dengan sadah sementara, jenis ini tidak dapat dihilangkan hanya dengan pendidihan. Penghilangan kekerasan permanen memerlukan proses kimiawi yang lebih intensif, seperti penambahan bahan kimia pengendap (misalnya soda abu) atau melalui sistem pertukaran ion (water softener).
Memahami penyebabnya penting karena konsekuensinya sangat terasa dalam kehidupan sehari-hari. Ketika air sadah dipanaskan atau bereaksi dengan sabun, mineral terlarut tersebut akan mengendap.
Berikut adalah dampak utamanya:
Secara keseluruhan, air sadah adalah hasil dari interaksi kimia antara air dan batuan di bawah permukaan bumi. Meskipun merupakan fenomena alamiah, dampaknya terhadap infrastruktur dan efisiensi rumah tangga mendorong banyak orang untuk mencari solusi pelunakan air.