Masalah Kapur pada Air Sumur menjadi salah satu masalah yang sering ditemui di sumber-sumber air yang digunakan oleh masyarakat Indonesia. Air sumur berkapur tidak hanya terdapat pada daerah yang secara geografis tanahnya mempunyai kandungan kapur tinggi, seperti daerah di sekitar pegunungan kapur. Bisa saja terjadi di daerah lain, yang berarti ada sumber kapur lain, seperti hasil industri.
Kapur sendiri memiliki nama IUPAC Calcium carbonate dengan formula CaCO3. Senyawa ini sering ditemukan pada batuan mineral kalsit dan aragonit, dan merupakan komponen utama pada mutiara dan tempurung organisme bawah laut, keong, dan telur.
Air sumur yang berkapur tentu saja sangat tidak diinginkan. Sebab pada penggunaan jangka panjang, air sumur yang mengandung kapur dapat memicu berbagai macam gangguan kesehatan dan timbulnya bermacam penyakit bagi tubuh yang mengkonsumsinya. Air sumur yang mengandung kapur akan mencirikan:
- Terasa licin di kulit
- Apabila dikonsumsi, akan memberikan rasa sedak
- meninggalkan lapisan kerak berwarna putih di dasar wadah
- Air tidak segar
Untuk menghilangkan kandungan kapur pada air, Anda bisa menggunakan media filter zeolit dan resin. Kedua media filter ini memanfaatkan karakteristik ion exchanger. Prinsipnya sederhana. Ion kalsium dan magenesium bertukar posisi dengan ion natrium pada resin atau silikon pada zeolit. Air keras menjadi melunak karena tidak lagi mengandung kalsium atau magrnesium. Sebagian resin menggunakan ion hidrogen daripada natrium.
Setelah itu, zeolit dan resin diregenerasi dan dicuci ulang untuk pemakaian filtrasi kapur berikutnya.
Filter Air Zeolit
Telah bertahun-tahun batu zeolit digunakan sebagai penukar kation (cation exchangers), pelunak air (water softening), penyaring molekul (molecular sieves) serta sebagai bahan pengering (drying agents). Selain itu zeolit juga telah digunakan sebagai katalis atau pengemban katalis pada berbagai reaksi kimia.
Zeolit merupakan mineral alumina silikat terhidrat yang tersusun atas tetrahedral alumina (AlO45-) dan silika (SiO44-) yang membentuk struktur bermuatan negatif dan berongga terbuka/berpori. Muatan negatif pada kerangka zeolit dinetralkan oleh kation yang terikat lemah. Selain kation, rongga zeolit juga terisi oleh molekul air yang berkoordinasi dengan kation.
Kerangka Si/Al-O pada zeolit bersifat kaku, akan tetapi kation bukan merupakan bagian dari kerangka ini. Kation yang berada di dalam rongga zeolit disebut exchangeable cations karena bersifat mobile dan dapat digantikan oleh kation lainnya.
Keberadaan dan posisi kation pada zeolit sangat penting untuk berbagai alasan. Lingkar silang dari cincin dan terowongan pada strukturnya dapat diubah dengan mengubah ukuran atau muatan kation. Secara signifikan hal ini akan mempengaruhi ukuran molekul yang dapat teradsorbsi. Pengubahan pada pengisian kationik juga akan mengubah distribusi muatan di dalam rongga yang akan mempengaruhi sifat adsorptif dan aktivitas katalitik dari zeolit tersebut. Dengan alasan ini maka sangat penting untuk mengatur posisi kation di dalam kerangka dan banyak penelitian telah dilakukan untuk maksud tersebut.
Filter Air Resin
Resin penukar ion kebanyakan didasarkan pada polystyrene yang saling terhubung. Peristiwa pertukaran ion dilakukan setelah terjadi polimerisasi. Tambahan, pada kasus polystyrene, keterhubungan ini dikarenakan kopolimerisasi styrene dan beberapa persen divinylbenzene; efeknya adalah pengurangan kapasitas pertukaran ion dan pemanjangan waktu yang dibutuhkan untuk tercapainya proses pertukaran ion.
Disamping berbentuk manik-manik, resin penukar ion juga diproduksi dengan bentuk membran. Membran penukar ion ini didesain sehingga mampu melewatkan ion tetapi tidak dengan air, dan digunakan dalam proses electrodialysis.
4 tipe utama resin penukar ion didasarkan pada grup fungsionalnya:
- Asam kuat, biasanya yang termasuk grup asam sulfat, seperti polyAMPS atau polystyrene sulfonate
- Basa kuat, biasanya yang termasuk grup amino quarterner, seperti grup trimethylammonium
- Asam lemah, biasanya yang termasuk grup asam karboksilat
- Basa lemah, biasanya yang termasuk grup amino primer, sekunder, atau tertier, seperti polyethylene amin
Berikut adalah video penjelasan bagaimana pertukaran ion menggunakan resin bekerja. Anda bisa mengaktifkan subtitle bahasa Indonesianya.