KAJIAN PELAPUKAN GEOKIMIA (R C) TANAH ANDISOL
DI DESA TONGKOH KECAMATAN TIGA PANAH
KABUPATEN KARO
SKRIPSI
Oleh:
DEWI ERISA NAINGGOLAN
030303043
ILMU TANAH
DEPARTEMEN ILMU TANAH
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
Judul Skripsi : Kajian Pelapukan Geokimia (R C) di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo
Nama : Dewi Erisa Nainggolan
NIM : 030303043
Departemen : Ilmu Tanah Program Studi : Ilmu Tanah
Disetujui oleh:
(Ir. P. Marpaung, SU ) (Ir.Alida Lubis, MS ) Pembimbing I Pembimbing II
Mengetahui
ABSTRACT
Geochemical weathering is rock weathering that produces parent material as result, which this process happened in soil solum (R horizon). Geochemical weathering processes are oxidation, reduction, oxsidation-reduction, hydrolysis, carbonatation and acidification. All process changes rock cristalyne structure caused changes in rock solubility and volume that make rock weathered.
This research aim to study quantitatively decay of geochemical weathering of soil Andisol in Tongkoh Countryside Tiga Panah Countryside Karo Regency which used laboratory analysis method. Laboratory method consist of total analysis of chemical compound in R horizon and C horizon, texture analysis and bulk density analysis.
Sequences of soil horizon are A-Bw1-Bw2-C-R. R and C dominated by SiO2, and other element both normally K2O in R horizon and C horizon.
ABSTRAK
Pelapukan geokimia adalah pelapukan batuan yang menghasilkan bahan induk dimana proses ini terjadi di bawah solum tanah, yaitu pada horison R dan horison C. Proses-proses yang terjadi pada pelapukan geokimia adalah oksidasi, reduksi, oksidasi-reduksi, hidratasi, hidrolisis, karbonatasi dan asidifikasi. Proses-proses tersebut merubah struktur kristal dan mineral penyusun batuan yang menyebabkan perubahan baik dalam kelarutan dan volume sehingga batuan dapat melapuk.
Penelitian ini untuk mengkaji secara kuantitatif pelapukan geokimia pada tanah Andisol di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo dengan menggunakan metode analisis total. Analisis total menghasilkan kandungan senyawa-senyawa pada horizon R dan horison C, analisa tekstur dan analisa kerapatan jenis.
Urutan-urutan horison tanah memiliki horison A-Bw1-Bw2-C-R. Horison R dan C didominasi oleh SiO2 dan yang terendah terdapat pada senyawa K2O pada horison R dan horison C.
Data analisis tanah laboratorium menunjukkan adanya pengurangan SiO2, P2O5, CaO, Fe2O3, MgO, Mn2O3, Na2O, K2O akan tetapi dari beberapa senyawa yang diteliti, senyawa Al2O3 berubah atau mengalami kenaikan komposisi dari horison R ke horison C.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
Adapun judul dari skripsi ini adalah ”Kajian Pelapukan Geokimia
(R C ) Tanah Andisol di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten
Karo “.Yang merupakan salah satu syarat untuk dapat memperoleh gelar sarjana
di Departemen Ilmu Tanah Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada bapak Ir. P. Marpaung, MS sebagai Pembimbing I, ibu Ir.Alida Lubis, MS sebagai Pembimbing II dan kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan skripsi. Terima kasih
Medan. September 2007
RIWAYAT HIDUP
Dewi Erisa Nainggolan, lahir di PTPN IV Tinjowan pada tanggal 12 Juli 1985. Anak dari ayah H. Nainggolan dan ibu H. br.Gultom, S.Pd. Penulis merupakan putri kedua dari tiga bersaudara.
DAFTAR ISI Tempat dan Waktu Penelitian ... 15
Bahan dan Alat ... 15 Deskripsi Profil Tanah ... 20
Pembahasan
Deskripsi Profil Tanah ... 24 Pelapukan Geokimia ... 26 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan ... 30 Saran ... 30 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL
Hal Tabel 1. Mode Kajian Proses Pelapukan Geokimia Menggunakan Perhitungan
DAFTAR LAMPIRAN
Hal
Lampiran 1.Data Curah Hujan Daerah Penelitian ...31
Lampiran 2. Deskripsi Profil Tanah ...32
Lampiran 3. Analisa Kerapatan Jenis dan Analisa Total Senyawa ...34
Lampiran 4. Peta Lokasi Penelitian ...35
Lampiran 5. Peta Geologi Kecamatan Tiga Panah ...36
Lampiran 6. Peta Jenis Tanah di Desa Tongkoh Kec. Tiga Panah ...37
PENDAHULUAN
Latar BelakangTanah adalah tubuh alam ( natural body) yang terbentuk dan berkembang sebagai akibat bekerjanya gaya-gaya alam ( natural forces) terhadap bahan-bahan alam ( natural material) di permukaan bumi. Tubuh alam ini dapat berdifferensiasi membentuk horizon-horizon mineral maupun organik yang kedalamannya beragam dan berbeda-beda sifat-sifatnya dengan bahan induk yang terletak di bawahnya dalam hal morfologi, komposisi kimia, sifat-sifat fisis maupun kehidupan biologisnya ( Hakim, dkk, 1986).
Pelapukan merupakan proses alamiah akibat bekerjanya gaya-gaya alam baik secara fisik maupun kimiawi yang menyebabkan terjadinya pemecah-belahan, penghancuran dan transformasi bebatuan dan mineral-mineral penyusunnya menjadi material lepas (regolit) di permukaan bumi ( Hanafiah, 2005).
Tanah sebagai salah satu unsur habitat perlu diketahui kapasitas kemampuannya jika kita hendak melakukan penanaman pada tanah itu. Untuk mengetahui kapasitas kemampuaannya itu perlu dilakukan penelitian-penelitian dengan cara analisis terhadap tubuhnya. Analisis kuantitatif dapat meyajikan kandungan dan komposisi senyawa penyusun mineral baik pada batuan induk (R) dan juga bahan induk (C).
Ada dua macam pelapukan yang terjadi di dalam tanah yaitu pelapukan pedokimia dan pelapukan geokimia. Pelapukan pedokimia merupakan pelapukan yang terjadi pada horison C ke horison A dan pada horison A ke horison B yang terletak pada solum, sedangkan pelapukan geokimia adalah pelapukan yang terjadi pada horison R ke horison C yang terletak di bawah solum. Horison R merupakan horison yang terdiri atas lapisan batuan yang keras dan juga batuan yang lunak, akibat adanya pengaruh alam dan waktu menyebabkan lapisan batuan ini hancur ( melapuk ) membentuk suatu horison yang baru dan disebut dengan horison C.
Kabupaten Karo merupakan salah suatu daerah yang berbahan induk Tuff Andesit, yang berasal dari letusan kompleks Sibayak. Daerah Tongkoh merupakan daerah yang memiliki jenis tanah Andisol dan memiliki bahan induk tuff andesit. Kabupaten Karo merupakan suatu areal dataran tinggi dengan topografi yang datar hingga bergunung dengan produksi tanaman jeruk (Citrus maxima).
Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengkaji pelapukan geokimia tanah andisol, di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah.
Kegunaan Penulisan
o Sebagai bahan informasi tentang pelapukan geokimia tanah andisol di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo.
TINJAUAN PUSTAKA
Bahan IndukBahan induk merupakan peruraian atau pelapukan dari batuan. Secara umum batuan dapat dibedakan menjadi tiga yaitu : batuan beku, batuan metamorfosa dan batuan sedimen. Batuan beku terjadi karena magma yang membeku. Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk akibat sedimentasi baik oleh air maupun angin. Batuan metamorfosa berasal dari batuan beku ataupun sedimen yang karena suhu dan tekanan yang tinggi berubah menjadi jenis batuan yang lain ( Hardjowigeno, 1993).
Salah satu faktor yang terpenting dalam mendeterminasi karakteristik tanah bagi pakar perintis pedologi adalah bahan induk. Oleh karena itu, tidak mengherankan kalau klasifikasi dan survai tanah pada masa itu didasarkan pada bahan induk, sehingga tanah-tanah diberi nama seperti tanah granit, tanah andesit, tanah liparit, tanah abu volkan dan sebagainya ( Hardjowigeno, 1993).
Abu vulkan yang berasal dari gunung berapi di Indonesia umumnya bersifat andesit hingga basalt. Abu vulkan yang bersifat andesitik dijumpai di daerah Banten yang berasal dari gunung Purba, sedangkan di Sumatera Utara di seitar gunung sibayak dan gunung Toba ditemukan tuff liparit, dasit, amdesit (Hardjowigwno, 1986).
0-30 cm : lapisan debu berlempung, berwarna kelabu tua sampai hitam, dalam keadaan kering berbentuk tepung. Struktur tanah remah dan konsistensinya sangat gembur hingga lepas
30-120 cm : lapisan lempung berpasir berwarna cokelat kekuningan sampai kuning, struktur bergumpal. Ditemukan pasir yang mengandung kerikil
120-250 cm : lapisan pasir volkanis berselang-seling dengan abu volkanis dapat mencapai tebal 50cm
> 250 cm : lapisan pasir yang kompak dengan banyak batu bulat. (Druif, 1969).
Tiap sifat bahan induk merupakan faktor pengubah bebas dalam pembentukan tanah. Sifat-sifat penting yang berpengaruh terhadap proses pelapukan antara lain tekstur batuan, struktur batuan, kemasaman, kadar Ca yang dikandung bahan induk dan jenis mineral yang menyusun batuan (Darmawidjaya, 1997).
Jenny (1941, dalam Poerwowidodo, 1991) menyatakan bahwa bahan induk tanah adalah semua bahan alami tanpa melihat asal-usul, ukuran dan watak bahan yang ditemui pada saat proses pembentukan tanah dimulai. Ini berarti bahwa bahan induk tanah dapat berupa batuan dan bahan bukan batuan.
ANDISOL
Tanah andisol (andosol) adalah tanah yang berwarna hitam kelam sangat porous, mengandung bahan organik dan lempung tipe amorf, terutama alofan serta sedikit silica, alumina atau hidroxida-besi. Tanah ini terbentuk dari abu vulakanik umumnya ditemukan di daerah dataran tinggi (Darmawijaya, 1990).
Mineral liat silikat amorf yang terpenting adalah alopan. Mineral ini terdapat pada tanah yang berasal dari abu vulkan, dan diperkirakan berasal dari pelapukan gelas volkanik atau mineral feldspar. Mineral ini mempunyai kapasitas tukar kation tinggi, tetapi dapat memfiksasi P dengan kuat. Tanah yang mengandung banyak alofan terasa licin bila dipirid dan umumnya mempunyai bulk density yang rendah ( kurang dari 0, 90 g/cc) ( Hardjowigeno, 2003).
Salah satu bentuk khas dari bahan volkanik adalah abu volkan. Bahan ini merupakan bahan volkanik yang disemburkan dari gunung api sewaktu gunung tersebut meletus. Abu volkan ada yang banyak mengandung gelas volkan yang amorf ( tipe vitrik), ada pula yang banyak mengandung fragman batuan (tipe litik). Tanah yang terbentuk dari abu volkan umumnya merupakan tanah-tanah yang subur, misalnya tanah Andosol ( Andept) ( Hardjowigeno, 1986).
Pelapukan Geokimia
Pelapukan adalah proses alam dimana berlangsung pemecahan dan transformasi batu-batuan dan mineral-mineral menjadi bahan lepas, disebut regolit, terletak di permukaan bumi dengan kedalaman yang berbeda. Proses pelapukan dicirikan oleh dua tipe yakni fisika dan kimia yang sudah ada sebelum jasad hidup muncul di permukaan bumi. Jasad hidup mempercepat proses pelapukan secara kimia dengan memproduksi CO2 sebagai hasil pernafasan, dan oleh sekresi-sekresi asam-asam berasal dari akar (Hakim, dll, 1986).
Pelapukan mengacu pada disentegrasi dan perubahan batuan dan mineral disebabkan oleh proses fisik dan kimia. Pelapukan pada umumnya menghasilkan penurunan dalam ukuran partikel dan bahan dalam pelepasan bahan mudah larut dalam sintesis bahan-bahan baru (Tan, 1993).
Pelapukan ini bekerja di dalam batuan keras, batuan lunak, bahan tanah dan terus selama perkembangan tanah dan baru terhenti jika sudah tidak tersedia pereaksi. Pelapukan ini berlangsung di bawah dan di dalam solum (Poerwowidodo, 1991).
Proses pelapukan dibagi menjadi 2 jenis yaitu pelapukan secara geologi dan pelapukan pedologi. Pelapukan geokimia terjadi di bawah solum tanah dan merupakan proses geologi, proses ini terjadi sebelum tanah terbentuk. Sedangkan pelapukan pedokimia merupakan proses pembentukan tanah dan terjadi pada solum ( Buol et all, 1980) .
konkresi besi. Mineral resisten dan mudah lapuk sering digunakan sebagai indicator tingkat pelapukan tanah (Rachim, 2004).
Pelapukan adalah penghancuran fisik dan kimia dari batuan, karena mineral-mineral dalam batuan tersebut tidak dalam keseimbangan pada suhu, tekanan dan kelembaban. Pelapukan sudah dimulai sebelum proses pembentukan tanah berlangsung sampai tidak ada lagi bahan-bahan mudah lapuk. Pelapukan terjadi baik di bawah solum maupun di dalam solum. Pelapukan geokimia adalah pelapukan yang terjadi di bawah solum (horison C), sedangkan pelapuka pedokimia adalah pelapukan yang terjadi pada solum tanah yaitu horison A dan B (Hardjowigeno, 1993).
Pelapukan geokimia adalah pelapukan yang terjadi di bawah solum (horison R). pelapukan geokimia meliputi reaksi oksidasi, reduksi, oksidasi-reduksi, hidrasi, solusi dan hidrolisis. Mineral- mineral melapuk dan melepaskan unsur-unsur yang dikandungnya yang sebagian merupakan unsur hara tanaman, sebgaian tercuci dari tanah bersama air perkolasi atau erosi, sedangkan sebagian lagi saling bereaksi membentuk mineral-mineral baru (Hardjowigeno, 1993).
Reaksi- reaksi yang terjadi pada proses geokimia terdiri dari : (Hanafiah, 2005).
1. Pelarutan (solubilitasi) adalah proses pelarutan secara alamiah dilakukan oleh air yang daya larutnya akan meningkat bila mengandung senyawa-senyawa terlarut seperti CO2, asam-asam organik maupun senyawa-senyawa organik tertentu.
permukaan, rusuk, dan sudut kristalnya akan dijenuhi molekul-molekul air dan membentuk lapisan air, disebut mantel hidrat, yang berfungsi sebagai isolator mineral-mineral terhadap pengaruh-pengaruh gaya-gaya dari luar. Pelapisan permukaan ini menyebabkan rusaknya bentuk dan kisi-kisi kristal dan melepaskan energi pengikatnya. Akibat kerusakan ini menyebabkan meluasnya permukaan yang terhidratasi, sehingga kristal menjadi terpecah. Sebagai contoh adalah reaksi hidratasi yang mengubah hematit (berwarna merah) menjadi limonit (berwarna kuning) dan kalsium anhidrat menjadi gips di bawah ini :
2 Fe2O3 + 3 H2O CaS4 + 2 H2O
3. Hidrolisis adalah proses sederhana dapat berupa substitusi (pertukaran situs) ion-ion alkali pada kisi-kisi kristal mineral oleh ion-ion H- tersebut, yang menghasilkan senyawa asam alumino-silikat atau asam ferro-sillikat dan membebaskan hidroksida-alkali. Menurut Hardjowigeno (1993) hidrolisis terjadi karena serangan ion hydrogen pada struktur kristal, sehingga terjadi pergantian kation-kation dalam kristal oleh hydrogen, sehingga struktur rusak dan hancur. Adanya pertukaran ion menyebabkan struktur mineral rusak, maka proses pelapukan akan cepat terjadi. Mekanisme hidrolisis misalnya terjadi dalam proses pembentukan asam silikat orthoklas dan liat kaolinit dari feldspar dengan reaksi sebagai berikut :
Feldspar : KAlSi3O8 + HOH
2 Fe2.3H2O atau 4 Fe (OH) (limonit)
CaSO4. H2O (gips)
4. Oksidasi merupakan reaksi kimiawi yang menyebabkan berkurangnya elektron (muatan negatif) baik melalui penambahan oksigen maupun tanpa oksigen. Proses oksidasi terhadap bebatuan umumnya terjadi lewat oksidasi senyawa-senyawa besi (Fe) dan mangan (Mn) yang dikandung mineral penyusunnya, karena kedua logam ini mempunyai dua bentuk, yaitu bentuk tereduksi dan bentuk teroksidasi.Akibat adanya transformasi bentuk reduksi-oksidasi ini maka memicu terjadinya pelapukan bebatuan secara kimia. Salah satu contoh oksidasi yaitu :
Ferro-oksida menjadi ferri –oksida 4 FeO + O2
5. Reduksi, reaksi di atas terlihat bahwa reaksi oksidasi-reduksi merupakan reaksi bolak-balik, apabila senyawa yang teroksidasi mengalami penggurangan elektron akibat penambahan atau tanpa oksigen, maka senyawa reduksi akan sebaliknya. Reaksi reduksi dominant pada tanah-tanah berkadar bahan organik tinggi (tanah-tanah gambut) di rawa-rawa.
6. Karbonatasi, merupakan proses yang menyebabkan bereaksinya asam karbonat dengan basa-basa membentuk basa karbonat. Contoh reaksi ini yaitu yang dialami orthoklas sebelum menghasilkan liat kaolinit, kalium karbonat dan Si-oksida berikut :
KAlSi3O8 + 2 H2O + CO2
7. Asidifikasi, proses bebatuan juga berfungsi mempercepat pelapukan batuan, meliputi asam organik maupun asam organik maupun asam organik.
2 Fe2O3 (hematit)
Reaksi umum asidifikasi mineral adalah : Ca-Feldspar + H- Liat
Sebagai akibat pelapukan batuan dan reaksi hidrolisa yaitu pengrusakan kristal oleh ion hidrogen menyebabkan batuan pecah menjadi bentuk fragmen dan terjadinya pencucian komponen-komponen mineral yang larut seperti Ca, Mg, K dan P oleh air (Darmawijaya, 1997).
Bagan tentang cepat atau lambatnya mineral mengalami pelapukan tersusun di bawah ini ( Krauskopf, 1975)
Peningkatan suhu semakin cepat melapuk Olivine
Ca-Plagioklas
Bulk density menunjukan tingkat pelapukan batuan. Bulk density turun dengan meningkatnya pelapukan karena terbentuknya pori-pori tanah. Tekstur tanah turut menentukan tata air dalam tanah berupa kecepatan infiltrasi, penetrasi dan kemampuan pengikatan air oleh tanah. Tekstur dan struktur tanah perlu dipertimbangkan dalam menentukan cara pengolahan (penggarapan) tanah
(Hardjowigeno, 1993).
H- Silikat + Ca- Silikat
Piroxin Hornblede Biotite
Kuarsa
Analisis Total
Analisis total adalah analisis untuk menentukan jumlah total unsur-unsur di dalam tanah, misalnya Si, Al, Na, Ca, Mg, dll yang dinyatakan dalam bentuk oksidanya, misalnya Al2O3 dan K2O dan sebagainya (Hardjowigeno, 1993).
Analisis “ kimia basah “ merupakan cara untuk mengetahui unsur-unsur yang terkandung di dalam tanah yang hasilnya berupa oksida basa. Sebagai contoh, penentuan jumlah atau persentasi aluminium, silika, besi (Fe), kalsium, dan kation basa lainnya pada suatu tanah dikumpulkan untuk sebuah analisa dengan cara tersebut di atas. Analisa total ini merupakan cara yang cepat dan mudah. Pada penentuan dengan tipe ini adalah sangat diperlukan untuk mengubah unsur yang tidak terlarut menjadi dalam bentuk yang dapat larut sehingga dapat diukur dengan cara kimia. Metode yang umum digunakan adalah dengan mencampurkan sample tanah dengan natrium karbonat dengan cara berulang-ulang. Analisis kuantitatif biasanya menggunakan metode gravimetrik sebelum adanya instrument colorimeter dan spectrophotometer untuk menentukan total unsur pada suatu sample tanah. Persentasi bobot pada analisa ini berbentuk oksida. Persentasi bobot unsur ini digunakan untuk menentukan bobot setiap molekul sehingga diperoleh juga persentase molekulnya. Perbandingan nilai persentase setiap molekul dihitung untuk setiap horison tanah untuk mengetahui penambahan atau pengurangan yang terjadi di dalamnya, dengan demikian dapat diduga tempat pembentukan tanah terjadi secara alami (Buol, et al, 1980).
tropis yang telah mengalami pelapukan lebih lanjut atau disebut tanah tua, jumlah Titanium dapat ditemukan hampir 20 %. Hal ini dikarenakan Titanium merupakan bahan yang sukar lapuk (Black, 1965).
Mineral primer adalah mineral asli yang terdapat dalam batuan. Pada umumnya mineral primer terdiri atas mineral silikat, yaitu persenyawaan silikon dan oksigen (SiO2), kemudian variasinya terdiri dari feldspar yang mengandung persenyawaan aluminium, kalsium, magnesium, besi. Perubahan susunan kimia selama pelapukan batuan di permukaan bumi merubah mineral primer yang terurai lagi, kemudian bersenyawa lagi dengan mineral sekunder (Abdullah, 1993).
Deret intensitas pelapukan potensial dibuat juga untuk mineral. Mineral penyusun batuan yang dulu terbentuk dalam proses differensiasi magma, berarti terbentuk dalam lingkungan suhu tinggi, tekanan besar dan kandungan oksigen serta air rendah akan melepuk lebih dahulu daripada mineral yang mengkristal paling belakangan dalam lingkungan yang tidak berjauh berbeda. Intensitas pelapukan mineral dipengaruhi oleh struktur kristal, perimbangan ikatan mantap Si-O dengan ikatan tak mantap Na-O, K-O, Mg-O dan Ca-O, kadar ion tereduksi Fe2+, S2- dan Mn2+ serta kelarutan antar mineral. Makin rumit struktur kristalnya dan makin banyak ikatan mantap Si-O maka mineral makin tahan lapuk. Sebaliknya makin banyak ion dalam keadaan tereduksi maka makin retan oksidasi atau makin mudah unsur terlarutkan berarti makin mudah unsur terbebaskan dari ikatan mineralogi dan makin retan pencucian (Notohadiprawiro, 1998).
pada 00C dalam 100 cc air berturut-turut. Garam karbonat dan bikarbonat Na dan K mudah larut sedangkan Mg lebih sukar (0,1 g tiap 100 cc air) baik MgCO3 maupun Mg(HCO3)2 (Darmawijaya, 1990).
Kuarsa (SiO2) adalah mineral yang sangat umum dan merupakan kedua terbanyak sesudah feldspar, tidak berwarna dan tembus pandang, kadang-kadang berwarna coklat, kuning, ungu merah, hijau, biru atau hitam, hal ini disebabkan adanya pengotoran zat-zat lain. Oksida dan hidroksida mangan dijumpai di tanah dalam bentuk nodul coklat atau hitam, konkresi dan menyelaputi ped. Sering berikatan dengan oksida besi. Mangan terdapat dalam bentuk birnessit atau lithiophorit di tanah. Hematit (Fe2O3) hanya sedikit dibandingkan goetit dan biasanya terdapat berikatan dengan goetit. Goetit dan hematite adalah mineral stabil pada lingkungan teroksidasi ( Sitanggang dan Kemala, 2005).
BAHAN DAN METODE
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo dengan ketinggian 1447 m di atas permukaan Laut, Analisis Laboratorium dilakukan di Laboratorium Fisika Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan dan Laboratorium Balai Riset Penelitian Perindustrian dan Perdagangan, Medan. Penelitian dilakukan pada bulan Mei 2007 sampai dengan September 2007.
Bahan dan Alat
Bahan- bahan yang digunakan adalah sample tanah dan batuan di daerah penelitian , air, lilin, benang, bahan kimia lainnya.
Alat-alat yang digunakan adalah Peta Geologi Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah skala 1: 50.000, Peta Lokasi Penelitian skala 1: 50.000, Peta Jenis Tanah skala 1: 50.000, waterbath, bor tanah, cangkul, kompas, Altimeter, GPS, meteran, Kantong plastik, tali plastik, ring sample, label nama, spidol, karet gelang, formulir isian profil, Munsell Soil Color Chart, AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer) , goni plastik, karton manila, kamera.
Metode Penelitian
Persiapan
Sebelum penelitian dilakukan terlebih dahulu dilakukan konsultasi dengan dosen pembimbing, telaah pustaka, penyusunan skripsi dan penyediaan bahan serta peralatan yang digunakan di lapangan.
Survai Lapangan
Penentuan titik lubang profil tanah dengan menggunakan GPS berdasarkan analisa lokasi, geologi, jenis tanah dan peta Desa Tongkoh. Pengambilan sample tanah dilakukan pada horison R (batuan) dan horison C (bahan induk).
Analisa di Laboratorium
Analisa di laboratorium yang terdiri atas :
• Analisa kerapatan jenis (BD) dengan menggunakan metode lilin
• Metode analisa total senyawa Silika (SiO2), Aluminium (Al2O3), Magnesium (MgO), Kalsium (CaO), Kalium (K2O), Natrium ( Na2O), Besi (Fe2O3), Mangan ( Mn2O3) , Titanium (TiO2) dan Pospat (P2O5).
1. Metode analisa total Alumunium Oksida (Al2O3) dan Silika Oksida (SiO2) adalah metode grafimetri.
3. Metode analisa total Titanium Oksida (TiO2) adalah metode spektrophotometri.
Analisa Data
Analisa data dilakukan dengan perhitungan menggunakan rumus berikut : Bobot Senyawa (gram) = Kadar Senyawa(%)x 167,33 cm3 x Kerapatan
Jenis(g/cm3)
Keterangan :
Bobot Senyawa : bobot senyawa (g)
Kadar Senyawa (%) : Persentase senyawa hasil analisis total (%) Kerapatan Jenis : Nilai Bulk Density bahan (g/cm3).
167,33 = volume tanah dalam ring sample dengan perhitungan sebagai berikut :
V= r2 t
V=3,14 x (3,65cm)2x 4 cm V=167,33 cm3
R (jari-jari ring sample) = 3,65 cm, tinggi ring = 4 cm, = 3,14
Tabel 1. Mode Kajian Proses Pelapukan Geokimia Menggunakan Perhitungan Analisis Total Senyawa Penyusun Bahan
KEADAAN UMUM DAERAH PENELITIAN
Lokasi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo. Penelitian ini hanya pada satu profil tanah yang disebut Pedon pada koordinat 98032’20,7’’ LU dan 03012’23,2’’, dengan ketinggian tempat 1447 di atas permukaan laut (dpl). Peta lokasi ada pada lampiran 4.
Iklim
Iklim merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi terbentuknya tanah. Data iklim yang digunakan adalah curah hujan selama 10 tahun terakhir yaitu mulai tahun 1996 sampai tahun 2006 (lampiran 1). Data curah hujan diperoleh dari Badan Meterologi dan Geofisika Sampali, Medan, Sumatera Utara.
Jika suatu daerah memiliki curah hujan yang cukup tinggi maka proses pembentukan tanah akan semakin cepat pada daerah tersebut, hal ini disebabkan karena pada keadaan basah tanah akan semakin cepat terdekomposisi dan membentuk lapisan-lapisan tanah baru.
Berdasarkan pendapat Schmidt dan Fergusson (1951, dalam Guslim, 1997) bahwa bulan basah terjadi jika curah hujan > 100mm dan bulan kering terjadi jika curah hujan ≤ 60 mm, dengan harga Q yang diperoleh dari perbandingan antara bulan kering dan bulan basah. Pernyataan ini dinotasikan sebagai berikut :
Daerah penelitian di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo, mempunyai iklim tipe D (sedang), dengan rata-rata bulan kering 4,3 dan rata-rata bulan basah adalah 4,6 dengan harga Q terletak pada range 60<Q ≤ 100.
Topografi
Pada umumnya relief di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo adalah landai-bergunung. Pada Pedon reliefnya adalah landai dengan kemiringan lereng 5%.
Vegetasi
Vegetasi merupakan salah satu faktor pembentuk tanah. Tanah yang bervegetasi rumput memiliki kandungan bahan organik yang lebih banyak, sedangkan tanah yang bervegetasi hutan memiliki separuh dari kandungan organik yang dimiliki tanah bervegetasi rumput dan terdistribusi tidak merata. Tanah hutan memiliki tingkat perkembangan profil tanah lebih sempurna.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
Deskripsi Profil Tanah
Sifat tanah yang diamati di lapangan meliputi warna tanah, tekstur tanah, ketahanan struktur, struktur tanah, konsistensi tanah, dan kedalaman efektif adalah sebagai berikut :
Lokasi : Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo Koordinat : 98032’20,7’’ LU dan 03012’23,2’’
Ketinggian Tempat : 1447 m dpl Bahan Induk : Andesit Jenis Tanah : Andisol Kemiringan Lereng : 5% Topografi : Landai Drainase : Baik Kedalaman Efektif : 56 cm
Morfologi Profil Tanah
Horison Kedalaman (cm) Uraian
A 0-16/18 Hitam gelap kecoklatan (10 YR 2/2), pasir berlempung, sedang, remah, gembur, terdapat batuan, perakaran banyak, beralih nyata berombak ke….
Bw1 16/18-28/40 Coklat kekuningan (10 YR 5/6), lempung, sedang, gumpal, teguh, terdapat batuan, sedikit perakaran, beralih nyata berombak ke…
Bw2 28/40-40/68 Kuning kecoklatan (10 YR 6/6), lempung berpasir, sedang, gumpal bersudut, teguh, tidak terdapat batuan, terdapat sedikit perakaran, terdapat sedikit karatan, beralih nyata berombak ke…
C 40/68 - < 150 Coklat kuning keabu-abuan (10 YR 4/8), lempung berpasir, sedang, gumpal bersudut, teguh, tidak terdapat batuan, tidak ada perakaran, terdapat bercak berwarna kuning merah kecoklatan pada kedalaman 55 cm, beralih nyata berombak ke…
Analisis Laboratorium Kajian Pelapukan Geokimia • Analisis Kerapatan Jenis
Hasil analisis kerapatan jenis (bulk desity) dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Analisa Kerapatan Jenis
Profil Horison Kedalaman (cm) Kerapatan Jenis (g/cm3)
P
C 40/68 - < 150 0.89
R 150- > 264 2.68
• Analisis Total Senyawa Penyusun R dan C
Hasil analisis total senyawa-senyawa kimia terdapat pada Tabel 3. Senyawa TiO2 tidak dianalisis, karena TiO2 tidak ditemukan pada sampel (Black, 1965).
Tabel 3. Kadar dan bobot senyawa-senyawa pada profil tanah Horison R
Total 442.6876 141.2398 -301.4478 -68.09
Perhitungan total Loss atau gain berdasarkan rumus berikut :
Bobot senyawa di horison R – Bobot senyawa di horison C
Total Loss/Gain = x100%
Pembahasan Deskripsi Profil Tanah
Dari hasil pengamatan diperoleh solum yang dalam. Hal ini diperkuat dengan ditemukannya horison C pada kedalaman 40 sampai di bawah 150 cm yang dapat dipengaruhi oleh keadaan topografinya, mengingat letak solum berada pada daerah yang lebih rendah daripada daerah sekitarnya. Seperti yang kita ketahui daerah yang lebih rendah umumnya merupakan daerah endapan. Lahan ini juga berada pada lereng dengan kemiringan 5% atau termasuk kelas landai.
Penentuan warna tanah dilakukan berdasarkan buku pedoman penciri warna yaitu buku Munsell Soil Color Chart. Warna tanah disusun atas tiga variable yaitu value, chorma, dan hue. Value menunjukkan warna gelap terangnya warna sesuai dengan banyaknya sinar yang dipantulkan. Chroma menunjukkan kemurnian atau kekuatan dari warna spektrum . Hue menunjukkan warna spektrum yang dominan, sesuai dengan panjang gelombang.
dan tembus pandang, kadang-kadang berwarna coklat, kuning, ungu merah, hijau, biru atau hitam, hal ini disebabkan adanya pengotoran zat-zat lain.
Struktur tanah dari profil yang diamati pada horison C adalah gumpal bersudut dan ukuran struktur sedang, sementara pada horison R merupakan batuan yang padat dan keras. Penentuan ketahanan bentuk dan struktur tanah dilakuka n berdasarkan kemantapan dan ketahanan bentuk struktur tanah tersebut. Ketahanan berbeda-beda dari mudah hancur (tingkat perkembangan awal), sedang (tingkat perkembangan sedang) sampai yang sulit hancur (tingkat pelapukan lanjut).
Pada morfologi profil tanah kita lihat bahwa tekstur tanah berbeda pada tiap horison. Pada horison C tanah bertekstur lempung berpasir. Tekstur tanah sangat dipengaruhi oleh kandungan pasir, debu dan liat dalam tanah. Hal ini sesuai dengan pendapat Foth (1991) yang menyatakan bahwa tekstur merupakan perbandingan relatif antara fraksi pasir, debu dan liat.
Pada profil yang diamati diperoleh konsistensi tanah teguh. Terbentuknya konsistensi teguh disebabkan karena meningkatnya kandungan liat pada horison tersebut.
dengan pernyataan Hardjowigeno (1993) yang menyatakan bahwa bulk density menunjukkan tingkat pelapukan batuan. Bulk density turun dengan meningkatnya pelapukan karena terbentuknya pori-pori tanah.
Pada profil penelitian sebenarnya ditemukan adanya lithologi diskontinuitas pada kedalaman di atas 150 cm, hal ini dapat terlihat pada gambar lampiran 7. Namun dapat diasumsikan bahwa bahan induk pada Pedon I sama dengan Pedon II maka penulis menggunakan horison C pada Pedon I dan horison R pada pedon II disebabkan profil sudah tergenang oleh air. Adanya lithologi diskontinuitas dapat saja terjadi terutama pada daerah di sekitar pegunungan, hal ini mungkin saja disebabkan adanya erupsi (letusan gunung berapi) di daerah tersebut pada waktu yang berbeda sehingga terjadi penimbunan bahan volkan pada tanah yang sudah ada, hal ini sesuai dengan peryataan Hardjowigeno (1993) yang menyatakan bahwa penyebab terjadinya lithologi diskontinuitas antara lain penimbunan bahan endapan pada tanah yang sudah ada, penimbunan bahan volkanik dari letusan yang berbeda, dan sebagainya.
Kajian Pelapukan Geokimia
yang berkurang dan ada yang bertambah. Senyawa-senyawa yang mengalami penurunan bobot adalah senyawa SiO2, P2O5, CaO, Mn2O3, MgO, Fe2O3, Na2O, K2O sementara senyawa yang mengalami petambahan bobot hanya senyawa Al2O3, adanya pengurangan dan peningkatan senyawa-senyawa tersebut disebabkan karena pelapukan dan reaksi-reaksi kimia selama pelapukan terjadi.
Dari hasil pengurangan bobot SiO2 tidak begitu drastis perubahannya. Hal ini dapat terlihat pada hasil di horison R yang memiliki bobot 62,1% atau sebesar 278.4839 g dan di horison C menjadi 55,9% atau sebesar 83.2483 g. Hal ini disebabkan karena SiO2 merupakan senyawa yang sukar mengalami pelapukan. Hal tersebut sesuai dengan bagan yang terdapat pada literatur Krauskopf (1975) yang memperlihatkan bahwa kuarsa (SiO2) memiliki urutan terakhir pada tingkat pelapukan.
Al2O3 mengalami peningkatan yang drastis, hal ini dapat dilihat dari hasil analisis laboratorium dimana nilai Al2O3 pada horison R yaitu 0,57% atau sebesar 2.5561 g menjadi 17,8% atau 26.5084 g di horison C. Hal ini sesuai dengan pernyataan Darmawijaya (1990) yang menyatakan bahwa selama proses pelapukan kimia berlangsung Al2O3 relatif naik kadarnya. Kenaikan senyawa ini juga disebabkan karena bahan induk yang dimiliki yaitu bahan induk andesit yang berasal dari bahan vulkan yang kaya akan Si dan Al. Tanah andisol merupakan salah satu jenis tanah yang terbentuk dari bahan induk vulkan.
memiliki bobot 0,0929% atau sebesar 0.4166 g mengalami pengurangan di horison C menjadi 0,004% atau sebesar 0,00059 g. Penurunan bobot ini disebabkan karena adanya reaksi oksidasi-reduksi, hal ini sesuai dengan pernyataan Hanafiah (2005) yang menyatakan proses oksidasi terhadap bebatuan umumnya terjadi lewat oksidasi senyawa-senyawa besi (Fe) dan mangan (Mn) yang dikandung mineral penyusunnya, karena kedua logam ini mempunyai dua bentuk, yaitu bentuk tereduksi dan bentuk teroksidasi. Akibat adanya transformasi bentuk reduksi-oksidasi ini maka memicu terjadinya pelapukan bebatuan secara kimia.
P2O5 merupakan senyawa yang penting dan mutlak dibutuhkan tanaman, tanaman-tanaman mengambil senyawa ini dengan akar-akarnya dari sebagian atau seluruh profil. Dari hasil terlihat pada komposisi kimia P2O5 yaitu 0,08% atau sebesar 0.3587 g di horison R, setelah mengalami pelapukan di horison C berubah menjadi 0,03% atau sebesar 0.04466 g di horison C (bahan induk) yang tergolong sangat rendah oleh karena P merupakan salah satu unsur yang sulit larut.
Pelarutan basa-basa (CaO, MgO, K2O, dan Na2O) mengalami pengurangan bobot dari batuan induk (R) ke bahan induk tanah (C), hal ini dapat terlihat dari hasilnya berikut dimana pada horison R bobot dari CaO yaitu 15,2% atau sebesar 68.1635 g mengalami penurunan di horison C menjadi yaitu 5,70% atau sebesar 8.4886 g, MgO pada horison R memiliki bobot 18,5% atau sebesar 82.9622 g mengalami penurunan di horison C menjadi 14,7% atau sebesar 21.8917 g, K2O pada horison R memiliki bobot 0,000019% atau sebesar 0,000085 g mengalami penurunan di horison C menjadi 0,00001% atau sebesar 0,0000148 g, sedangkan Na2O memiliki bobot di horison R yaitu 0,05337% atau sebesar 0.2393 g mengalami pengurangan bobot di horison C menjadi 0,01644% atau sebesar 0.0244 g.
TiO2 tidak dikaji pada hasil penelitian karena pada saat analisis di laboratorium tidak ditemukan senyawa TiO2. Menurut Black (1965) persentase total bobot Titanium di dalam tanah sangat kecil yaitu 1%. Namun pada tanah-tanah tropis yang berada pada perkembangan tanah-tanah tua seperti pada tanah-tanah Oksisol, Ultisol, senyawa Ti dijumpai dalam jumlah yang banyak.
Secara keseluruhan data analisa senyawa-senyawa kimia pada horison R dan C menunjukkan telah terjadi pelapukan. Pengurangan dan pertambahan bobot tiap-tiap senyawa mencerminkan reaksi-reaksi yang terjadi pada pelapukan. Total loss, pelapukan geokimia dari horison R ke horison C berkurang menjadi 68,09% atau sebesar 301.4478 g. Bobot total senyawa di horison R yaitu sebesar 442.6876 g dan setelah di horison C menjadi 141.2398 g.
CaO, MgO, Mn2O3, Na2O. Pengurangan bobot terjadi karena proses pelapukan yang berlangsung selama pembentukan tanah yang dapat disebabkan oleh pencucian atau erosi. Hal ini sesuai dengan literatur Hardjowigeno (1993) yang menyatakan mineral- mineral melapuk dan melepaskan unsur-unsur yang dikandungnya yang sebagian merupakan unsur hara tanaman, sebagian tercuci dari tanah bersama air perkolasi atau erosi, sedangkan sebagian lagi saling bereaksi membentuk mineral sekunder.
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Senyawa-senyawa yang mengalami penurunan bobot adalah SiO2, P2O5, Fe2O3, K2O, CaO, MgO, Mn2O3, Na2O, dan senyawa yang mengalami peningkatan adalah senyawa Al2O3..
2. Total Loss atau penurunan kadar total senyawa dari horison R ke horison C pada proses pelapukan geokimia di Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo adalah 68,09% atau 301.44 g.
SARAN
Lampiran 1. Data Curah Hujan
Informasi Curah Hujan Bulanan Pos Pengamatan/Stasiun Tiga Panah Tahun 1997-2006 Sumber : Badan Meteorologi dan Geofisika, Sampali, Medan
Curah Hujan Rata-rata di daerah Penelitian Tahun 1997-2006 Bulan Rata-rata Bulanan (mm)
Januari 84
Rata-Rata Tahunan (mm) 1757.1
Lampiran 2. Deskripsi Profil Tanah
Lokasi : Desa Tongkoh Kecamatan Tiga Panah Kabupaten Karo Koordinat : 98032’20,7’’ LU dan 03012’23,2’’
Ketinggian Tempat : 1447 m di atas permukaan laut Bahan Induk : Andesit
Vegetasi : Pinus (Pinus merkusii), Rumput-rumputan (Graminae), Jeruk (Citrus maxima), Ubi jalar (Ipomea batatas), Ketimun ( Cucumis sativus).
Horison Kedalaman (cm) Uraian
A 0-16/18 Hitam, gelap kecoklatan (10 YR 2/2), pasir berlempung, sedang, remah, gembur, terdapat batuan, perakaran banyak, beralih nyata berombak ke….
Bw1 16/18-28/40 Coklat kekuningan (10 YR 5/6), lempung halus, gumpal, teguh, terdapat batuan, sedikit perakaran, beralih nyata berombak ke…
Bw2 28/40-40/68 Kuning kecoklatan (10 YR 6/6), lempung berpasir, sedang, gumpal bersudut, teguh, tidak terdapat batuan, terdapat sedikit perakaran, terdapat sedikit karatan, beralih nyata berombak ke…
perakaran, terdapat bercak berwarna kuning merah kecoklatan pada kedalaman 55 cm II R 150 - > 264 Berwarna kelam dan gelap, pelitik, padat,
Lampiran 3. Hasil Analisa Kerapatan jenis (Bulk density) dan Hasil Analisis Total Senyawa Kimia Horison R dan Horison C
Analisis Laboratorium Kajian Kuantitatif Pelapukan Geokimia Hasil Analisa Kerapatan Jenis (Bulk Density)
Laboratorium Fisika Tanah Fakultas Pertanian USU
Profil Horison Kedalaman (cm) Kerapatan Jenis (g/cm3)
P
C 40/68 - < 150 0.89
II R 150 - > 264 2.68
Hasil Analisis Total Senyawa-Senyawa Kimia
Balai Riset Penelitian Perindustrian dan Perdagangan Jl. Sisingamaraja No. 24, Medan
Senyawa Kimia Horison
R C
SiO2 (%) 62,1 55,9
Al2O3 (%) 0,57 17,8
P2O5 (%) 0,08 0,03
CaO (%) 15,2 5,70
Fe2O3 (%) 2,12 0,69
MgO (%) 18,5 14,7
K2O (ppm) 0,19 0,10
Mn2O3 (ppm) 92,9 40,0
> 264 cm
Horizon R
Lampiran 7 : Profil Tanah Daerah PenelitianA
Bw
1
Bw
2
C
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah, S. T., 1993. Survey Tanah dan Evaluasi lahan, Penebar Swadaya, Jakarta.
Buol, S. W. D., F. D. Hole and R. J. Mc Craken., 1980. Soil Genesis and Classification, Second Edition, The Lowa State University Press.
Black, C.A., 1965. Method of Soil Analysis, Part 2, American Society of Agronomi, Inc, Second Edition, The Lowa State University Press.
Darmawijaya, I. M., 1990. Klasifikasi Tanah, Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Darmawijaya , I. M., 1997. Klasifikasi Tanah, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Druif, J. H., 1969. Tanah- Tanah di Deli, diterjemahkan oleh Pangudijanto G, Medan.
Foth, H. D., 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Terjemahan S. Adisoemarto, Erlangga, Jakarta.
Guslim., 1997. Klimatologi Pertanian, Cetakan ke-XI . Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, Medan.
Hakim, N., M. Y. Nyakpa., A. M. Lubis., S. G. Nugroho., M. A. Diha., G. B. Hong., dan H. H. Bailey., 1986. Dasar- Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung Press, Lampung.
Hanafiah, A. K., 2005. Dasar-Dasar Ilmu Tanah, PT RajaGrafindo Persada, Jakarta.
Hardjowigeno, S., 1986. Genesis dan Klasifikasi Tanah . Fakultas Pasca Sarjana, Institut Pertanian Bogor.
., 1993. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis, Akademika Pressindo, Jakarta.
., 2003. Ilmu Tanah, Akademika Pressindo, Jakarta.
Krauskopf . K. B., 1979. Introduction to Geochemistry Second Edition., Mc Graw Hill, New York.
Mohr E. C. J and F. A. Van Baren., 1960. Tropical Soils, NV Vitgevery, W Van Hoeve The Hague. Bandung.
Notohadiprawiro, T., 1998. Tanah dan Lingkungan. Direktorat Jenderal Pendidikan dan Kebudayaan, Jakarta.
Poerwowidodo., 1991. Genesa Tanah . Batuan Pembentuk Tanah, Rajawali Press, Jakarta.
Rachim, D. A., 2004. Jurnal Bionatura. Karakteristik Tanah Berliat Aktifitas Rendah Dari Beberapa Tempat di Indonesia Aspek Mineralogi dan Bahan Induk, Jurnal Ilmu- Ilmu Hayati dan Fisik. Lembaga Penelitian UNPAD, Bandung.
Sitanggang, M dan Kemala, S. L., 2005. Bahan Ajar Mata Kuliah Mineralogi Liat, SP-4 Kompetisi Pengembangan Jurusan Ilmu Tanah Fakultas Pertanian USU, Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Nasional.
Prosedur analisis senyawa total yang diteliti
1. Alumunium (Ai2O3) Menentukan kadar Ai2O3 dengan metode Grafimetric
• Pipet 50 ml hasil saringan dari penetapan SiO2 ke dalam beaker glass 250 ml
• Kemudian ditambahkan Amonium Chlorida NH4Cl 5 % sebanyak 5 ml, kemudian ditambah indicator MM, maka warna berubah menjadi merah metal
• Panaskan sehingga hamper mendidih, kemudian ditambahkan amonium sampai warna berubah menjadi warna kekuningan (bersifat alkalis)
• Kemudian endapan disaring panas-panas dengan kertas saring whatman nomor 40 ke dalam labu ukur 250 ml
• Endapan dicuci dengan air panas sampai saringan jernih
• Endapan kertas saring dimasukkan kedalam cawan platina yang sudah diketahui beratnya
• Diabukan atau dibakar dalam furnace kemudian didinginkan di desikator lalu filtrate di timbang. Timbang abu sampai bobot tetap. Dari sini penentuan kadar R2O3 dapat dicari.
R2O3 = Berat Cawan + Abu x 100% Berat Contoh
• Setelah R2O3 di dapat maka dilakukan penetapan kadar Fe2O3 yang dipakai untuk analisa perhitungan kadar Al2O3 dengan pemakaian formula formula rumus :
Al2O3 = R2O3 – Fe2O3
2. Silika (SiO2) Penetapan kadar SiO2 dengan metode Grafimetric
1. Sample tanah ditimbang + 1 gram yang kehalusannya 80 mesh dan dimasukkan kedalam cawan platina yang telah diketahui beratnya. 2. Ditambahkan bahan pelebur (Natrium tetera borat dengan kalium
karbonat ) 3 ½ kali berat tanah
3. Dimasukkan dalam furnace dengan suhu 950 0C dan kemudian didinginkan di desikator
4. Kemudian dilebur sampai larut
5. Dilarutkan dengan HCl pekat 5 ml, dipanaskan dengan penangas pasir sampai semua endapan larut
7. Lalu diencerkan menjadi 25 ml dengan penambahan aquades dan disaring dengan kertas saring whatman nomor 40 kedalam labu ukur 250 ml
8. Endapan dicuci dengan air panas sampai bebas asam dan diencerkan sampai 250 ml aquades
9. Endapan dalam kertas saring tadi dimasukkan kedalam cawan platina yang telah diketahui bobot dan diabukan dalam furnace 10.Dinginkan dalam desikator dan timbang maka endapan itulah SiO2
dengan perhitungan kadar SiO2 sbb :
11.SiO2 = ( berat platina + endapan) – (berat platina + abu) x 100 % Berat contoh
3. Kalsium (CaO) Penetapan Kalsium dalam HCl 25 %
Bahan- bahan
Larutan Lantan Chlorida (LaCl3) 20000 ppm La
Ditimbang 53,5 gram LaCl2.7 H2O, ditambahn 20 ml HCl 25 % dan dilarutkan dengan air destilasi di dalam labu ukur 1 liter dan dipenuhkan hingga tanda garis. Larutan standard Kalsium 100 ppm Ca
Dipipet 50 ml larutan standard baku 1000 ppm Ca kedalam labu ukur 500 ml, ditambah 62,5 ml larutan HCl 25 %, dipenuhkan dengan air destilasi hingga tanda garis.
Larutan seri standard ; 0-1-2-5-10-20-30 ppm Ca
Dipipet 0-1-2-5-10-20-30 ml larutan standard 100 ppm Ca, masing-masing dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml, ditambah 12,5 ml larutan HCl 25 % dipenuhkan hingga tanda garis dengan air destilasi
Alat-alat
Atomic Adsorbtion Spectrophotometer Cara kerja
Larutan seri standard ( 1-30 ppm Ca), larutan blanko dan larutan contoh filtrate HCl 25 %. Masing-masing dipipet ke dalam tabung reaksi, ditambah 1 ml larutan 20.000 ppm La. Diukur dan dibaca “absorbance” pada alat AAS.
Perhitungan
Dari hasil pengukuran “absorbance” seri standard, dibuat garfik kurva, yang mana kepekatan larutan seri standard ( 0-30 ppm ) sebagai absis dan “absorbance” sebagai ordinat. Kepekatan larutan contoh dibaca pada grafik.
dihitung dua decimal
4. Magnesium (MgO) Penetapan Magnesium dalam HCl 25 %
Bahan-bahan
Larutan Chlorida (LaCl3) 20000 ppm Mg
Ditimbang 53,5 garam LaCl3. 7H2O, ditambah 20 ml HCl 25 % dan dilarutkan dengan air destilasi di dalam labu ukur 1 liter dan dipenuhkan hingga tanda garis. Larutan seri standard ; 0-1-2-5-10-20-30 ppm Mg
Dipipet 0-1-2-5-10-20-30 ml larutan standard 100 ppm Mg, masing-masing dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml, ditambah 12,5 ml larutan HCl 25 % dipenuhkan hingga tanda garis dengan air destilasi
Alat-alat
Atomic Adsorbtion Spectrophotometer Cara kerja
Larutan seri standard ( 1-30 ppm Mg), larutan blanko dan larutan contoh filtrate HCl 25 %. Masing-masing dipipet ke dalam tabung reaksi, ditambah 1 ml larutan 20.000 ppm La. Larutan contoh dan blanko dipergunakan larutan sisa pengukuran Kalsium (Ca), bersama-sama dengan larutan seri standard. Diukur dan dibaca “absorbance” pada alat AAS.
Perhitungan
Dari hasil pengukuran “absorbance” seri standard, dibuat garfik kurva, yang mana kepekatan larutan seri standard ( 0-10 ppm) sebagai absis dan “absorbance” sebagai ordinat. Kepekatan larutan contoh dibaca pada grafik.
5. KlPO4
6. Larutan standar 1000 ppm 7. Larutan standar 10 ppm Prosedur :
1. Place 1 g of soil passing a 100 mesh screen in a platinum evaporating dish
2. Add 10 ml of HNO3, heat dish slowly
3. Evepotrate the contents to dryness and ingite the residu in a muffle furnace at 5000C for 30 minutes
4. Cool the dish
5. Add 5 ml of 18 N H2SO4 and 10 ml of HF and stir the mixture with platinum strring rod
6. Heat the dish slowly inb fume hood of sand-bath until the H2SO4 has fumed strongly for 30 minutes
7. Cool the dish
8. Fill it about ¾ full wuth H2O and evaporate the contents to strong fuming of H2SO4 again for 30 minutes
9. Allow the dish to cool add 10 to 20 ml of H2O and place the dish on water bath for 10 minutes
10.Filter the solution into a 100 ml volumetric flash, washing the filter paper with hot water
11.Allow the flask to cool, and bring the solution to volume with H2O 12.Transfer an aliquot containing from 0.001-0.3 mg og Mn to a 100
ml beaker and add 2 ml of HNO3, 5 ml 0f 85 % H3PO4 and about 0.3 g of KIO4
13.Cover the beaker with a watch caustiously bring the solution to a boil on a hot plate, and continue to boil the solution gently for at least 5 minutes after the color develops
14.Cool the beaker to room temperature, transfer the solution to a 50 ml volumetric flask and bring with H2O. mix the contents of the flask thourghly
15.Measure the light transmittance at 540 m 6. Natrium (NaO) Bahan-bahan
a. Zinc uranyl acetate b. Ethyl alcohol 95 %
c. Anhydrous ether or acetone d. Standard Na solution Prosedur
1. Decompose 0.5 g of soil in HF and HClO4 and silute the residue to 50 ml
3. Evaporate the solution to dryness
4. Cool the beaker and add 1 ml of water and 10 ml of yranyl zinc acetate solution
5. Stir the contents thoroughly and allow the beaker to stand for not less than 30 minutes (over night is satisfactory)
6. Filter the solution by suction through a porous porcelain of fritted glass crucible of medium porousty using 2 ml of reagent to transfer the precipate
7. Wash thr precipate and the crucible with five to ten 2 ml portions of alcohol followed by to 2 ml portions of anhydrous ether or acetone
8. Dissolves the precipate by washing it with 100 to 200 ml of cold water, depending on the amount the present
9. Wash the crucible with alcohol and ether and then reweigh it as before
10.The difference in weight by 0.01495 to obtain the weight pf Na in the aliquot taken
7. Kalium (K2O) Penetapan Kalium dalam HCl 25 %
Bahan-bahan
Larutan standard Kalsium 100 ppm K
Dipipet 50 ml larutan standard baku 1000 ppm K kedalam labu ukur 500 ml, ditambah 62,5 ml larutan HCl 25 %, dipenuhkan dengan air destilasi hingga tanda garis.
Larutan seri standard ; 0-1-2-5-10-20-30 ppm K
Dipipet 0-1-2-5-10-20-30 ml larutan standard 100 ppm K, masing-masing dimasukkan ke dalam labu ukur 100 ml, ditambah 12,5 ml larutan HCl 25 % dipenuhkan hingga tanda garis dengan air destilasi
Alat-alat
Atomic Adsorbtion Spectrophotometer Cara kerja
Larutan seri standard ( 1-20 ppm K), larutan blanko dan larutan contoh filtrat HCl 25 %. Diukur dan dibaca “absorbance” pada alat AAS (Atomic Absorbtion Spectrophotometer)
Perhitungan
% K2O = K-garfik x 100/1000 x 1,4 x 100 x 100 %
1. Platinum crucible, 30 ml. capacity, with lid - Reagents
2. carry blank samples through the same procedure
3. add 5 ml. of 6 N H2SO4 and heat the crucible at 2500C for 15 minute to dissolve the residue rom the digestion
4. scrub the crucible and cover with rubber policeman, then wash the cover and policeman with 5 ml. of 6 N H2SO4 5. catch the washing in the crucible.
b. Colorimetric determination
5. standard Fe Solution 100 ppm of Fe 6. Standard Fe Solution 5 ppm of Fe 7. NaOac 1 N
- procedure
1. To prepare a calibration curve, place 0-,5-,15-,25-,35-, and 45-ml . portion of 5 ppm. Solution of Fe in a series of 100 ml. volumetric flask
2. add 2 ml. of 10 % Hidroxylamine hydrochloride
3. sheke the flask and add 2 ml. of orthopenanthroline reagent
5. add 3 additional ml. of 1N NaOAc and dilute the solution to volume with distilled water. The colored solution now contain 0.00, 0.25, 0.75, 1.25, 1.75, 2.25 ppm. Ppm of Fe 6. transfer the colored tophotometer tubes and place the
tubes in a spectrophotometer using a wavelength setting of 510 m
calculate the ppm of Fe in the test solution blank, and then determine the Fe content of the soil samples as follows :
% Fe in Soil = ( ppm. Fe in test solution – ppm. Fe in blank ) x 1.25
dipipet 70 ml H2SO4 PEKAT (B.D 1,84) dimasukkan ke dalam piala gelas 600 ml yang sudah diisi dengan air destilasi ± 350 ml. H2SO4 pekat dimasukkan ke dalam piala secara perlahan-lahan melalui dinding piala, dibiarkan samp[ai dingin kembali, kemudian dibilas ke dalam labu ukur 500 ml dan dipenuhkan hingga tanda garis dengan air destilasi
larutan Amonium Molibdat {(NH4)6 MO7O24} 40 %
ditimbang 20 gram (NH4)6 MO7O24. 4H2O, dilarutkan kedalam labu ukur 500 ml dengan air destilasi dan dipenuhkan hingga tanda garis kemudian dikocok serba sama.
Larutan asam askorbat (C6H8O6) 0,1 M
Ditimbang 0,889 gram, dilarutkan dengan air destilasi kedalam labu ukur 50 ml, dipenuhkan hingga tanda garis kemudian dikocok serba sama
Larutan kalium antimoniltartrat ( KsbOC4H4O6) 1 mg Sb/ml
Ditimbang 0,247 gram KsbOC4H4O4. ½ H2O , dimasukkan kedalam labu ukur 1—ml, dilarutkan dengan air destilasi dan dipenuhkan hingga tanda garis. Larutan ini tidak boleh disimpan lebih dari seminggu
Larutan campuran
Larutan standard 100 ppm P Ditimbang 0,2195 gram KH2PO4
( yang telah dikeringkan diatas H2SO4 pekat), dimasukkan kedalam labu ukur 500 ml, dilarutkan dengan air destilasi dan ditambah 62,5 ml larutan HCl 500 ml 25 %, dipenuhkan dengan air destilasi hingga tanda garis dan dikocok serba sama dan dapat disimpan kedalam lemari es.
Larutan seri standard ; 0-1-2-4-6-8 ppm P
Dipipet masing-masing ; 0-1-2-4-6-8 ml larutan HCl 25 % dipenuhkan hingga tanda garis dengan air destilasi dan dikocok serba sama.
Alat- alat
spectrophotometer Cara kerja
Larutan seri standard ( 1-8 ppm ), larutan blanko dan larutan contoh ekstrak HCl 25 %. Masing-masing dipipet ke dalam botol gelas 30 ml pakai tutup , ditambah 5 ml air destilasi, 1 ml larutan campuran, botol ditutup, dikocok, ditunggu 15 menit. . kemudian diukur dan dibaca “absorbance” contoh yang sudah dikontrol blanko dapt di baca kepekatan contoh pada grafik.
% P2O5 = P-garfik x 100/1000 x 2,291x 100 x 100 %
b. platinum crucible 20 ml capacity 2) reagents
1. place 0.3 g of soil passing a 100 mesh screen in a 20ml. platinum crucible 2. add approximatately 4 ml of 18 N H2SO4 slowly to the material followed
by 2 ml of 49 % HF
3. place the crucible on a triangle of nichrome oa silica-tube-covered nichrome and heat the crucible catiously at first prevent spattering
5. cool the crucible, wash down the sides with H2O and repeat the evaporation until H2SO4 fumes are eveloved
6. after cooling the crucible add 10 ml of 18 N H2SO4 to dissolve the Ti salts 7. transfer the contents of the crucible to a filter and wash the crucible and
filter thoroughly with hot H2O
8. receive the filtrate and washings in 1 100-ml, volumetric flask
9. the volume of solution in the flask should amount to about 80 to 90 ml after the washing
10.cool the flask to room temperature add 1 to 2 ml of 30 % H2O2, and bring the volume of solution to 100 ml with H2O
11.mix the contents of the flask and determine the intensity of the yellow
color b y measu ring the transmittancy of the solu tion at 4 2 0 to 4 3 0 m
(blue filter)
12.obtain the Ti content of the solution by consulting a calibration curve 13.to prepare a calibration curve, pipette suitable aliquots of the standard Ti
solution, ranging in volume from 0 to 10 ml, into 100-ml. volumetric flasks add 15 ml of 18 N H2SO4, bring the volume up to 80 to 90 ml. with H2O and develop the yellow Ti color in the same manner as for the test solution
Prosedur perhitungan nilai BD batuan dengan metode lilin
Bahan- bahan • Air • Batuan • Benang • Lilin Alat
• Gelas ukur • Waterbath • cawan
Prosedur
Batuan ditimbang sebagai bobot batuan
Gelas ukur diisi air dan dicatat volumenya sebagai volume awal
Lilin dipanaskan dicawan sampai mencair, kemudian batu diikat dengan menggunakan benang dan dicelupkan ke dalam cawan yang berisi lilin cair
Batu terbungkus lilin cair diangkat, lalu dimasukkan ke dalam gelas ukur yang berisi air.
Dicatat volume pada gelas ukur sebagai volume akhir. Selisih volume adalah volume batuan
( Volume batu = volume akhir – volume awal )
Nilai BD batuan adalah : BD = Bobot batuan (gram)
