Unsur kimia dalam air merupakan unsur yang perlu diperhatikan dalam perawatan flora dan fauna pada aquascape, pemahaman tentang unsur kimia ini mungkin sering di abaikan dan memang terkesan terlalu ribet, tapi jika kita menginginkan sebuah hasil yang sangat memuaskan dalam aquascaping maka pemahaman tentang unsur kimia ini sangat diperlukan. Berikut adalah penjelasan singkat masing-masing unsur kimia yang perlu diperhatikan :
Kesadahan (Hardness)
Kesadahan merupakan petunjuk kemampuan air untuk membentuk busa apabila dicampur dengan sabun. Pada air berkesadahan rendah, air akan dapat membentuk busa apabila dicampur dengan sabun, sedangkan pada air berkesadahan tinggi tidak akan terbentuk busa. Kesadahan sangat penting artinya bagi para akuaris karena kesadahan merupakan salah satu petunjuk kualitas air yang diperlukan bagi ikan. Tidak semua ikan dapat hidup pada nilai kesadahan yang sama. Dengan kata lain, setiap jenis ikan memerlukan prasarat nilai kesadahan pada selang tertentu untuk hidupnya. Disamping itu, kesadahan juga merupakan petunjuk yang penting dalam hubungannya dengan usaha untuk memanipulasi nilai pH. Kesadahan dibagi dalam dua tipe, yaitu: (1) kesadahan umum (“general hardness” atau GH) dan (2) kesadahan karbonat (“carbonate hardness” atau KH).
– GH (General Hardness)
GH adalah ukuran dari jumlah Magnesium (Mg +) dan Kalsium (Ca +) ion dalam air. Ketika kita menyebut air sebagai “soft” atau “hard,” kita merujuk pada GH. GH pada umumnya dinyatakan dalam satuan ppm (part per million/ satu persejuta bagian) kalsium karbonat (CaCO3), tingkat kekerasan (dH), atau dengan menggunakan konsentrasi molar CaCO3. Satu satuan kesadahan Jerman atau dH sama dengan 10 mg CaO (kalsium oksida) per liter air. Di Amerika, kesadahan pada umumnya menggunakan satuan ppm CaCO3, dengan demikian satu satuan Jerman (dH) dapat diekspresikan sebagai 17.8 ppm CacO3. Sedangkan satuan konsentrasi molar dari 1 mili ekuivalen = 2.8 dH = 50 ppm. Perlu diperhatikan bahwa kebanyakan teskit pengukur kesadahan menggunakan satuan CaCO3.
Apabila nilai GH terlalu rendah bagi suatu jenis ikan, ia dapat dinaikan dengan menambahkan kalsium sulfat, magnesium sulfat, atau kalsium karbonat. Akan tetapi perlu diperhatikan bahwa penambahan garam-garam tersebut membawa dampak lain yang perlu medapat perhatian. Pemberaian garam sulfat akan memberikan tambahan sulfat kedalam air, sehingga perlu dilakukan dengan hati-hati. Sedangkan penambahan garam karbonat akan menyumbangkan ion karbonat kedalam air sehingga akan menaikkan KH. Untuk mendapat kondisi yang diinginkan perlu dilakukan manipulasi dengan kombinasi pemberian yang sesuai.
Penurunan nilai GH dapat dilakukan dengan perlakuan-perlakuan yang mampu menghilangkan kadar kalsium (Ca) dan magnesium (Mg) dari dalam air.
– KH (Carbonat Hardness)
Kesadahan karbonat atau KH merupakan besaran yang menunjukkan kandungan ion bikarbonat (HCO3-) dan karbonat (CO3–) di dalam air. Dalam akuarium air tawar, pada kisaran pH netral, ion bikarbonat lebih dominan, sedangkan pada akuarium laut, ion karbonat lebih berperan.
KH sering disebut sebagai alkalinitas yaitu suatu ekspresi dari kemampuan air untuk mengikat kemasaman (ion-ion yang mampu mengikat H+). Oleh karena itu, dalam sistem air tawar, istilah kesadahan karbonat, pengikat kemasaman, kapasitas pem-bufferan asam, dan alkalinitas sering digunakan untuk menunjukkan hal yang sama. Dalam hubungannya dengan kemampuan air mengikat kemasaman, KH berperan sebagai agen pem-buffer-an yang berfungsi untuk menjaga kestabilan pH.
KH pada umumnya sering dinyatakan sebagai derajat kekerasan dan diekspresikan dalam CaCO3 seperti halnya GH.
Kesadahan karbonat dapat diturunkan dengan merebus air yang bersangkutan, atau dengan melalukan air melewati gambut. Perlakuan perebusan air tentu saja tidak praktis, kecuali untuk akuarium ukuran kecil.
Untuk menaikkan kesadahan karbonat dapat dilakukan dengan menambahkan natrium bikarbonat (soda kue), atau kalsium karbonat. Penambahan kalsium karbonat akan menaikan sekaligus baik KH maupun GH dengan proporsi yang sama.
Pemberian soda kue (NaHCO3) sebanyak satu sendok teh (sekitar 6 gram) pada air sebanyak 50 liter akan meningkatkan KH sebanyak 4 satuan tanpa disertai dengan kenaikan nilai GH. Sedangkan pemberian satu sendok teh kalsium karbonat (CaCO3) (sekitar 4 gram) pada air sebanyak 50 liter akan menyebabkan kenaikan KH dan GH secara bersama-sama, masing-masing sebanyak 4 satuan. Berpatokan pada hal ini, maka pemberian secara kombinasi antara soda kue dan kalsium karbonat akan dapat menghasilkan nilai KH dan GH yang diinginkan.
Mengingat pengukuran bahan kimia dalam jumlah sedikit relatif sulit dilakukan, khususnya di rumah, maka sebaiknya gunakanlah test kit untuk memastikan nilai KH dan GH yang telah dicapai.
Pembuferan karbonat diketahui efektif pada rasio 1:100 sampai 100:1. Hal ini akan memberikan pH efektif pada selang 4.37 sampai dengan 8.37. Selang angka ini secara kebetulan merupakan selang pH bagi hampir semua mahluk hidup akuatik. Apabila ion bikarbonat ditambahkan, rasio basa terhadap asam akan meningkat, akibatnya pH pun meningkat. Laju peningkatan pH ini akan ditentukan oleh nilai pH awal. Sebagai contoh, kebutuhan jumlah ion karbonat yang perlu ditambahkan untuk meningkatkan satu satuan pH akan jauh lebih banyak apabila pH awalnya adalah 6.3, dibandingkan apabila hal yang sama dilakukan pada pH 7.5.
Kanaikan pH yang terjadi pada saat KH ditambahkan akan diimbangi oleh kadar CO2 terlarut dalam air. CO2 di dalam air akan membentuk sejumlah kecil asam karbonat dan bikarbonat yang selanjutkan akan cenderung menurunkan pH. Mekanisme ini setidaknya dapat memberikan gambaran cara mengatur dan menyiasati pH dalam akuarium agar dapat memenuhi kriteria yang diinginkan.
– Alkalinitas
Alkalinitas secara umum menunjukkan konsentrasi basa atau bahan yang mampu menetralisir kemasamaan dalam air. Secara khusus, alkalinitas sering disebut sebagai besaran yang menunjukkan kapasitas pem-bufffer-an dari ion bikarbonat, dan sampai tahap tertentu ion karbonat dan hidroksida dalam air. Ketiga ion tersebut di dalam air akan bereaksi dengan ion hidrogen sehingga menurunkan kemasaman dan menaikan pH. Alkalinitas biasanya dinyatakan dalam satuan ppm (mg/l) kalsium karbonat (CaCO3). Air dengan kandungan kalsium karbonat lebih dari 100 ppm disebut sebagai alkalin, sedangkan air dengan kandungan kurang dari 100 ppm disebut sebagai lunak atau tingkat alkalinitas sedang. Pada umumnya lingkungan yang baik bagi kehidupan ikan adalah dengan nilai alkalinitas diatas 20 ppm.
Alam diberkahi dengan mekanisme pertahanan sedemikian rupa sehingga dapat bertahan terhadap berbagai perubahan, begitu juga dengan pH air. Mekanisme pertahanan pH terhadap berbagai perubahan dikenal dengan istilah Kapasitas pem-buffer-an pH. Pertahanan pH air terhadap perubahan dilakukan melalui alkalinitas dengan proses sbb:
CO2 + H2O <==> H2CO3 <==> H+ + HCO3– <==> CO3— + 2H+
CO3 (karbonat) dalam mekanisme diatas melambangkan alkalinitas air. Sedangkan H(+) merupakan sumber kemasaman.
Mekanisme diatas merupakan reaksi bolak-balik, artinya reaksi bisa berjalan ke arah kanan (menghasilkan H+) atau ke arah kiri (menghasilkan CO2). Oleh karena itu, apabila seseorang mencoba menurunkan pH dengan memberikan “asam-asaman” artinya menambahkan H+ saja maka (seperti ditunjukan mekanisme diatas). H+ tersebut akan segera diikat oleh CO3 dan reaksi bergerak kekiri menghasilkan CO2, (CO2 ini akhirnya bisa lolos ke udara). Pada saat asam baru ditambahkan, pH akan terukur rendah, tapi setelah beberapa waktu kemudian, ketika reaksi mulai bergerak ke kiri,pH akan kembali bergerak ke angka semula. Itulah hukum alam, dan karena itu pulalah kita masih bisa menemukan ikan di alam sampai saat sekarang. Dengan demikian penurunan pH tidak akan efektif kalau hanya dilakukan dengan penambahan asam saja. Untuk itu, cobalah pula usahakan untuk menurunkan alkalinitasnya. Kalaupun dipaksakan hanya dengan penambahan asam maka jumlahnya harus diberikan dalam jumlah lebih banyak yaitu untuk mengatasi alkalinitasnya terlebih dahulu, seperti ditunjukkan pada reaksi diatas.
pH (Per Hidrogen)
pH adalah ukuran keseimbangan antara Hidrogen (H +) dan hidroksida (OH) ion dalam air. Skala pH bernilai dari 0-14. Seperti yang kita tahu, nilai pH 7,0 berarti bahwa pH air netral, dengan pembacaan 0-6,9 sebagai asam, dan menjadi 7,1-14 Basa.
pH merupakan suatu ekpresi dari konsentrasi ion hidrogen (H+) di dalam air. Besarannya dinyatakan dalam minus logaritma dari konsentrasi ion H. Sebagai contoh, kalau ada pernyataan pH 6, itu artinya konsentrasi H dalam air tersebut adalah 0.000001 bagian dari total larutan. Karena untuk menuliskan 0.000001 (bayangkan kalau pH 14) terlalu panjang maka orang melogaritmakan angka tersebut sehingga manjadi -6. Tetapi karena ada tanda – (negatif) dibelakang angka tersebut, yang dinilai kurang praktis, maka orang mengalikannya lagi dengan tanda – (minus) sehingga diperoleh angka positif 6. Oleh karena itu, pH diartikan sebagai “-(minus) logaritma dari konsenstrasi ion H”.
pH = – log (H+)
Yang perlu diperhatikan adalah bahwa selisih satu satuan angka pH itu artinya perbedaan kosentrasinya adalah 10 kali lipat. Dengan demikian, apabila selisih angkanya adalah 2 maka perbedaan konsentrasinya adalah 10×10 = 100 kali lipat. Sebagai contoh pH 5 menunjukkan konsentrasi H sebanyak 0.00001 atau 1/100000 (seperseratus ribu) sedangkan pH 6 = 0.000001 atau 1/1000000 (sepersejuta). Dengan demikian kalau kita menurunkan pH dari 6 ke 5 artinya kita meningkatkan kepekatan iob H+ sebanyak 10 kali lipat. Kalau kita misalkan pH itu gula, maka dengan menurunkan pH dari 6 ke 5, sama artinya bahwa larutan tersebut sekarang 10 kali lebih manis dari pada sebelumnya.
Ph sangat penting sebagai parameter kualitas air karena ia mengontrol tipe dan laju kecepatan reaksi beberapa bahan di dalam air. Selain itu ikan dan mahluk-mahluk akuatik lainnya hidup pada selang pH tertentu, sehingga dengan diketahuinya nilai pH maka kita akan tahu apakah air tersebut sesuai atau tidak untuk menunjang kehidupan mereka.
Fluktuasi pH air sangat di tentukan oleh alkalinitas air tersebut. Apabila alkalinitasnya tinggi maka air tersebut akan mudah mengembalikan pH-nya ke nilai semula, dari setiap “gangguan” terhadap pengubahan pH. Dengan demikian kunci dari penurunan pH terletak pada penanganan alkalinitas dan tingkat kesadahan air. Apabila hal ini telah dikuasai maka penurunan pH akan lebih mudah dilakukan.
pH juga berfungsi sebagai pusat konsentrasi dari KH dan CO 2. Artinya, kita dapat menentukan jumlah CO 2 (mg / L atau ppm) dalam air jika kita mengetahui nilai pH dan KH. Dalam pengaplikasiannya, pH akan berfluktuasi bila kita menambahkan CO 2, sedangkan KH tetap stabil.
Carbon Dioxide / Karbon Dioksida ( CO2 )
Karbon dioksida merupakan bagian dari kimia air yang sangat penting. CO2 ada dalam air dalam konsentrasi yang jauh lebih besar daripada gabungan oksigen dan nitrogen (70:2:1). Kita sering melakukan penambahan pasokan CO2 dengan harapan tanaman akan tumbuh cepat dan subur, tapi sebenarnya kita juga harus paham hubungan antara CO2, GH / KH, dan pH.
Karbon dioksida dalam air pada umumnya merupakan hasil respirasi dari ikan dan phytoplankton. Kadar CO2 lebih tinggi dari 10 ppm diketahui menunjukkan bersifat racun bagi ikan, beberapa bukti menunjukkan bahwa karbon dioksida berfungsi sebagai anestesi bagi ikan. Kadar karbon dioksida tinggi juga menunjukkan lingkungan air yang asam meskipun demikian karbon dioksida diperlukan dalam proses pem-buffer-an .
Apabila pH dalam suatu akuarium dikendalikan, terutama, oleh sistem pem-buffer-an karbonat, maka hubungan pH, KH dan CO2 terlaut akan merupakan hubungan yang tetap. Dengan demikian, salah satu dari parameter tersebut dapat diatur dengan mengatur parameter yang lain. Sebagai contoh nilai pH dapat diatur dengan mangatur KH atau kadar CO2. Suatu sistem CO2 injektor, misalnya, dapat digunakan untuk mengatur pH dengan cara mengatur injeksi CO2 sedemikian rupa apabila nilai pH nya mencapai nilai tertentu. Dalam hal ini KH dibuat tetap. CO2 digunakan oleh tanaman atau terdifusi ke atmosfer, akibatnya pH naik. Dengan sistem otomatis seperti disebutkan sebelumnya maka sistem injeksi CO2 akan berjalan sedemikian rupa disekitar nilai pH tertentu, untuk menjaga kadar CO2 yang memadai.
Tabel berikut menunjukkan hubungan antara kadar CO2 terlarut dalam air (ppm) dengan nilai KH dan pH. Secara umum dapat dikatakan bahwa CO2 terlarut dalam akuarium dengan kepadatan sedang akan berada pada selang 1-3 ppm. Untuk akuarium tanaman ph=6.9, KH=4, dan CO2 =20 ppm merupakan nilai yang ideal.
| KH | pH | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 6,2 | 6,4 | 6,6 | 6,8 | 6,9 | 7 | 7,2 | 7,4 | 7,6 | 7,8 | 8 | 9 | |
| 1 | 40 | 25 | 15 | 10 | 6 | 5 | 4 | 2 | 1,5 | 1 | 0,5 | 0 | 0 |
| 2 | 80 | 50 | 30 | 20 | 13 | 10 | 8 | 5 | 3 | 2 | 1 | 0,5 | 0 |
| 3 | 120 | 75 | 50 | 30 | 20 | 15 | 12 | 8 | 5 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| 4 | 160 | 100 | 60 | 40 | 25 | 20 | 15 | 10 | 6 | 4 | 2,5 | 2 | 1,5 |
| 5 | 200 | 125 | 80 | 50 | 32 | 25 | 20 | 12 | 8 | 5 | 3 | 2,5 | 1 |
| 7 | 280 | 175 | 110 | 70 | 45 | 35 | 28 | 18 | 11 | 7 | 4 | 3 | 1,5 |
| 10 | 400 | 250 | 160 | 100 | 65 | 50 | 40 | 25 | 16 | 10 | 6 | 4 | 2 |
| 12 | 480 | 300 | 190 | 120 | 75 | 60 | 50 | 30 | 19 | 12 | 8 | 5 | 3 |
| CO2 (ppm) | |||||||||||||
Keterangan:
| : Kadar CO2 normal pada akuarium tanpa Injeksi CO2 |
|
| : Selang yang disarankan untuk akuarium tanaman | |
| : Konsentrasi yang membahayakan ikan |
Menyesuaikan GH / KH / pH
– Penanganan Kesadahan
Banyak cara yang dapat dilakukan untuk menurunkan kesadahan. Yang paling baik adalah dengan menggunakan reverse osmosis (RO) atau deioniser (DI). Celakanya metode ini termasuk dalam metode yang mahal. Hasil reverse osmosis akan memiliki kesadahan = 0, oleh karena itu air ini perlu dicampur dengan air keran sedemikian rupa sehingga mencapai nilai kesadahan yang diperlukan.
Resin pelunak air komersial dapat digunakan dalam skala kecil, meskipun demikian tidak efektif digunakan untuk sekala besar. Produk-produk komersial pengolah air untuk keperluan rumah tangga pada umumnya tidak cocok digunakan, karena mereka sering menggunakan prinsip pertukaran kation dalam prosesnya. Dalam prosoes ini natrium (Na) pada umumnya digunakan sebagai ion penukar, sehingga pada akhirnya natrium akan berakumulasi pada hasil air hasil olahan. Kelebihan natrium (Na) dalam air akuarium merupakan hal yang tidak dikehendaki.
Pengenceran dengan menggunakan air destilasi (air suling/aquadest) dapat pula dilakukan untuk menurunkan kesadahan.
Penurunan secara alamiah dapat pula dilakukan dengan menggunakan jasa asam-asam organik (humik/fulvik) , asam ini berfungsi persis seperti halnya yang terjadi pada proses deionisasi yaitu dengan menangkap ion-ion dari air pada gugus-gusus karbonil yang terdapat pada asam organik (tanian). Beberapa media yang banyak mengandung asam-asam organik ini diantaranya adalah gambut yang berasal dari Spagnum (peat moss), daun ketapang, kulit pohon Oak, dll.
Proses dengan gambut dan bahan organik lain biasanya akan menghasilkan warna air kecoklatan seperti air teh. Sebelum gambut digunakan dianjurkan untuk direbus terlebih dahulu, agar organisme-organisme yang tidak dikehendaki hilang.
Menurunkan kesadahan dapat pula dilakukan dengan menanam tanaman “duck weed” atau Egeria densa.
Untuk meningkatkan kesadahan bisa dilakukan dengan memberikan dekorasi berbahan dasar kapur, seperti tufa atau pasir koral. Atau dengan melalukan air melewati pecahan marble (batu marmer) atau bahan berkapur lainnya.
– Penanganan pH
Seperti disebutkan sebelumnya, pengananan atau pengubahan nilai pH akan lebih efektif apabila alkalinitas ditanganai terlebih dahulu. Berikut adalah beberapa cara pangananan pH, yang kalau diperhatikan lebih jauh, cenderung mengarah pada penanganan kesadahan atau alkalinitas.
Penurunan pH
Untuk menurunkan pH, pertama kali harus dilakukan pengukuran KH. Apabila nilai KH terlalu tinggi (12 atau lebih) maka KH tersebut perlu diturunkan terlebih dahulu, yang biasanya secara otomatis akan diikuti oleh menurunnya nilai pH. Apabila nilia pH terlalu tinggi (lebih dari 8) sedangkan KH tergolong bagus ( antara 6 -12) maka hal ini merupakan petunjuk terjadinya proses keseimbangan yang buruk.
Penurunan pH dapat dilakukan dengan melalukan air melewati gambut (peat), biasanya yang digunakan adalah peat moss (gambut yang berasal dari moss). bisa juga dilakukan dengan mengganti sebagaian air dengan air yang berkesadahan rendah, air hujan atau air yang direbus, air bebas ion, atau air suling (air destilata).
Selain itu bisa juga dapat dilakukan dengan menambahkan bogwood kedalam akuairum. Bogwood adalah semacam kayu yang dapat memliki kemampuan menjerap kesadahan. Sama fungsinya seperti daun ketapang, kayu pohon asam dan sejenisnya.
Peningkatan pH
Menaikkan pH dapat dilakukan dengan memberikan aerasi yang intensif, melewatkan air melewati pecahan koral, pecahan kulit kerang atau potongan batu kapur. Atau dengan menambahkan dekorasi berbahan dasar kapur seperti tufa, atau pasir koral. Atau dengan melakukan penggantian air.
Pada tabel dibawah ini, terdapat penjelasan cara atau metode yang paling umum untuk menurunkan / menaikkan GH, KH, dan pH dengan menggunakan beberapa bahan yang umum beserta pengaruhnya terhadap unsur lain:
Hidup itu... 