Sifat fisik dan kimia mineral

Makalah

Kristal dan Mineralogi

CIRI-CIRI FISIK &

KIMIA MINERAL

Oleh:

Nama: ILHAM SALMIN BAZHER

No. Mhs: 410013003

Kelas: 01

2013

DEFINISI MINERALOGI

Merupakan cabang ilmu geologi yang mempelajari mengenai mineral, antara lain sifat-sifat fisik, sifat-sifat kimia, keterdapatannya, cara terjadinya dan keguanaannya.

DEFINISI MINERAL

Menurut L.G. Berry & B. Mason 1959

Mineral = Benda padat homogen terdapat di alam terbetun secara anorganik, mempunyai komposisi kimia tertentu & mempunyai susunan atom yg teratur.

Menurut D.G.A. Whitten & J.R.V. Brooks 1972

Mineral = Bahan padat dgn struktur homogen mempunyai kompisisi kimia tertentu, dibentuk oleh proses alam yg anorganik.

Menurut A.W.R. Potter & H. Robinson 1977

Mineral = zat atau bahan yg homogen mempunyai komposisi kimia tertentu dan mempunyai sifat-sifat tetap, dibentuk di alam dan bukan hasil suatu kehidupan.

BATASAN-BATASAN MINERAL

• Suatu Bahan Alam

Bahan terbentuk secara alamiah bukan dibuat oleh manusia.

• Mempunyai sifat fisik & kimia tetap

Sifat fisik : warna, kekerasan, belahan, perwakan, pecahan

• Berupa unsur tunggal atau persenyawaan yg tetap Unsur tunggal : Diamond (c), Native silver (Ag) dll

Unsur senyawa : Barit (BaSO4), Magnetite (Fe3O4), Zircon(ZrSiO4) Unsur senyawa kimia komplek :

- Epistolite – (NaCa) (CbTiMgFeMn) SiO4(OH) - Polymignyte – (CaFeYZrTh) (CbTiTa) O4

• Anorganik

Mineral bukan hasil dari suatu kehidupan.

ada beberapa mineral hasil kehidupan = mineral organik Contoh : Coal, Asphal

• Homogen

Mineral tidak dapat diuraikan menjadi senyawa lain yang lebih sederhana oleh proses fisika.

• Berupa padat, cair dan gas.

CIRI-CIRI FISIK MINERAL

Semua mineral mempunyai susunan kimiawi tertentu dan penyusun atom-atom yang beraturan, maka setiap jenis mineral mempunyai sifat-sifat fisik/kimia tersendiri. Dengan mengenal sifat-sifat tersebut maka setiap jenis mineral dapat dikenal, sekaligus kita mengetahui susunan kimiawinya dalam batas-batas tertentu (Graha,1987)

Sifat-sifat fisik yang dimaksudkan adalah:

1. Kilap (luster)

2. Warna (colour)

3. Kekerasan (hardness)

4. Cerat (streak)

5. Belahan (cleavage)

6. Pecahan (fracture)

7. Bentuk (form)

8. Berat Jenis (specific gravity)

9. Sifat Dalam

10. Kemagnetan

11. Kelistrikan

12. Daya Lebur Mineral

1. Kilap

Merupakan kenampakan atau cahaya yang dipantulkan oleh permukaan mineral saat terkena cahaya (Sapiie, 2006)

Kilap ini secara garis besar dapat dibedakan menjadi jenis:

bila mineral tersebut mempunyai kilap atau kilapan seperti logam. Contoh mineral yang mempunyai kilap logam:

 Gelena

 Pirit

 Magnetit

 Kalkopirit

 Grafit

 Hematit

b. Kilap Bukan Logam (non metallic luster), terbagi atas:

 Kilap Intan (adamantin luster), cemerlang seperti intan.

 Kilap kaca (viteorus luster), misalnya pada kuarsa dan kalsit.

 Kilap Sutera (silky luster), kilat yang menyeruai sutera pada umumnya terdapat pada mineral yang mempunyai struktur serat, misalnya pada asbes, alkanolit, dan gips.

 Kilap Damar (resinous luster), memberi kesan seperti damar misalnya pada spharelit.

 Kilap mutiara (pearly luster), kilat seperti lemak atau sabun, misalnya pada serpentin,opal dan nepelin.

 Kilap tanah, kilat suram seperti tanah lempung misalnya pada kaolin, bouxit dan limonit.

2. Warna

Warna mineral merupakan kenampakan langsung yang dapat dilihat, akan tetapi tidak dapat diandalkan dalam pemerian mineral karena suatu mineral dapat berwarna lebih dari satu warna, tergantung keanekaragaman komposisi kimia dan pengotoran padanya. Sebagai contoh, kuarsa dapat berwarna putih susu, ungu, coklat kehitaman atau tidak berwarna. Walau demikian ada beberapa mineral yang mempunyai warna khas, seperti:

 Putih : Kaolin (Al2O3.2SiO2.2H2O), Gypsum (CaSO4.H2O), Milky Kwartz

(Kuarsa Susu) (SiO2)

 Kuning : Belerang (S)

 Emas : Pirit (FeS2), Kalkopirit (CuFeS2), Ema (Au)

Adalah ketahanan mineral terhadap suatu goresan. Kekerasan nisbi suatu mineral dapat membandingkan suatu mineral terentu yang dipakai sebagai kekerasan yang standard. Mineral yang mempunyai kekerasan yang lebih kecil akan mempunyai bekas dan badan mineral tersebut. Standar kekerasan yang biasa dipakai adalah skala kekerasan yang dibuat oleh Friedrich Mohs dari Jeman dan dikenal sebagai skala Mohs. Skala Mohs mempunyai 10 skala, dimulai dari skala 1 untuk mineral terlunak sampai skala 10 untuk mineral terkeras .

Skala Kekerasan Mohs

Skala Kekerasan Mineral Rumus Kimia

1 Talc H2Mg3 (SiO3)4

2 Gypsum CaSO4. 2H2O

3 Calcite CaCO3

4 Fluorite CaF2

6 Orthoklase K Al Si3 O8

7 Quartz SiO2

8 Topaz Al2SiO3O8

9 Corundum Al2O3

10 Diamond C

Sebagai perbandingan dari skala tersebut di atas maka di bawah ini diberikan kekerasan dari alat penguji standar :

Alat Penguji Derajat Kekerasan Mohs

Kuku manusia 2,5

Kawat Tembaga 3

Paku 5,5

Pecahan Kaca 5,5 – 6

Pisau Baja 5,5 – 6

Kikir Baja 6,5 – 7

Kuarsa 7

4. Cerat

Cerat adalah warna mineral dalam bentuk hancuran (serbuk). Hal ini dapat dapat diperoleh apabila mineral digoreskan pada bagian kasar suatu keping porselin atau membubuk suatu mineral kemudian dilihat warna dari bubukan tersebut. Cerat dapat sama dengan warna asli mineral, dapat pula berbeda. Warna cerat untuk mineral tertentu umumnya tetap walaupun warna mineralnya berubah-ubah. Contohnya :

 Pirit : Berwarna keemasan namun jika digoreskan pada plat porselin akan meninggalkan jejak berwarna hitam.

 Hematit : Berwarna merah namun bila digoreskan pada plat porselin akan meninggalkan jejak berwarna merah kecoklatan.

 Augite : Ceratnya abu-abu kehijauan

 Orthoklase : Ceratnya putih

Warna serbuk, lebih khas dibandingkan dengan warna mineral secara keseluruhan, sehingga dapat dipergunakan untuk mengidentifikasi mineral (Sapiie, 2006).

5. Belahan

Balahan merupakan kecenderungan mineral untuk membelah diri pada satu atau lebih arah tertentu. Belahan merupakan salah satu sifat fisik mineral yang mampu membelah yang oleh sini adalah bila mineral kita pukul dan tidak hancur, tetapi terbelah-belah menjadi bidang belahan yang licin. Tidak semua mineral mempunyai sifa ini, sehingga dapat dipakai istilah seperti mudah terbakar dan sukar dibelah atau tidak dapa dibelah. Tenaga pengikat atom di dalam di dalam sruktur kritsal tidak seragam ke segala arah, oleh sebab itu bila terdapat ikatan yang lemah melalui suatu bidang, maka mineral akan cenderung membelah melalui suatu bidang, maka mineral akan cenderung membelah melalui bidang-bidang tersebut. Karena keteraturan sifat dalam mineral, maka belahan akan nampak berjajar dan teratur (Danisworo, 1994).

Contoh mineral yang mudah membelah adalah kalsit yang mempunyai tiga arah belahan sedang kuarsa tidak mempunyai belahan. Berikut contoh mineralnya:

a. Belahan satu arah, contoh : muscovite.

b. Belahan dua arah, contoh : feldspar.

c. Belahan tiga arah, contoh : halit dan kalsit.

6. Pecahan

Pecahan adalah kecenderungan mineral untuk terpisah-pisah dalam arah yang tidak teratur apabila mineral dikenai gaya. Perbedaan pecahan dengan belahan dapat dilihat dari sifat permukaan mineral apabila memantulkan sinar. Permukaan bidang belah akan nampak halus dan dapat memantulkan sinar seperti cermin datar, sedang bidang pecahan memantulkan sinar ke segala arah dengan tidak teratur (Danisworo, 1994).

Pecahan mineral ada beberapa macam, yaitu:

 Concoidal: bila memperhatikan gelombang yang melengkung di permukaan pecahan, seperti kenampakan kulit kerang atau pecahan botol. Contoh Kuarsa.

 Even: Bila pecahan tersebut menunjukkan permukaan bidang pecahan halus, contoh pada kelompok mineral lempung. Contoh Limonit.

 Uneven: Bila pecahan tersebut menunjukkan permukaan bidang pecahan yang kasar, contoh: magnetit, hematite, kalkopirite, garnet.

 Hackly: Bila pecahan tersebut menunjukkan permukaan kasar tidak teratur dan runcing-runcing. Contoh pada native elemen emas dan perak.

7. Bentuk

Mineral ada yang berbentuk kristal, mempunyai bentuk teratur yang dikendalikan oleh system kristalnya, dan ada pula yang tidak. Mineral yang membentuk kristal disebut mineral kristalin. Mineral kristalin sering mempunyai bangun yang khas disebut amorf (Danisworo, 1994).

Mineral kristalin sering mempunyai bangun yang khas, misalnya:

a. Bangun kubus : galena, pirit.

b. Bangun pimatik : piroksen, ampibole.

c. Bangun doecahedon : garnet

Mineral amorf misalnya : chert, flint.

Kristal dengan bentuk panjang dijumpai. Karena pertumbuhan kristal sering mengalami gangguan. Kebiasaan mengkristal suatu mineral yang disesuaikan dengan kondisi sekelilingnya mengakibatkan terjadinya bentuk-bentuk kristal yang khas, baik yang berdiri sendiri maupun di dalam kelompok-kelompok. Kelompok tersebut disebut agregasi mineral dan dapat dibedakan dalam struktur sebagai berikut:

 Struktur granular atau struktur butiran yang terdiri dari butiran-butiran mineral yang mempunyai dimensi sama, isometrik. Dalam hal ini berdasarkan ukuran butirnya dapat dibedakan menjadi kriptokristalin/penerokristalin (mineral dapat dilihat dengan mata biasa). Bila kelompok kristal berukuran butir sebesar gula pasir, disebut mempunyai sakaroidal.

struktur berserat. Selanjutnya struktur kolom dapat dibedakan lagi menjadi: struktur jarring-jaring (retikuler), struktur bintang (stelated) dan radier.

 Struktur Lembaran atau lameler, terdiri dari lembaran-lembaran. Bila individu-individu mineral pipih disebut struktur tabuler,contoh mika. Struktur lembaran dibedakan menjadi struktur konsentris, foliasi.

 Sturktur imitasi : kelompok mineral mempunyai kemiripan bentuk dengan benda lain. Mineral-mineral ini dapat berdiri sendiri atau berkelompok.

Bentuk kristal mencerminkan struktur dalam sehingga dapat dipergunakan untuk pemerian atau pengidentifikasian mineral (Sapiie, 2006).

8. Berat Jenis

Adalah perbandingan antara berat mineral dengan volume mineral. Cara yang umum untuk menentukan berat jenis yaitu dengan menimbang mineral tersebut terlebih dahulu, misalnya beratnya x gram. Kemudian mineral ditimbang lagi dalam keadaan di dalam air, misalnya beratnya y gram. Berat terhitung dalam keadaan di dalam air adalah berat miberal dikurangi dengan berat air yang volumenya sama dengan volume butir mineral tersebut.

9. Sifat Dalam

Adalah sifat mineral apabila kita berusaha untuk mematahkan, memotong, menghancurkan, membengkokkan atau mengiris. Yang termasuk sifat ini adalah

 Rapuh (brittle): mudah hancur tapi bias dipotong-potong, contoh kwarsa, orthoklas, kalsit, pirit.

 Dapat diiris (secitile): dapat diiris dengan pisau, hasil irisan rapuh, contoh gypsum.

 Fleksible: mineral berupa lapisan tipis, dapat dibengkokkan tanpa patah dan sesudah bengkok tidak dapat kembali seperti semula. Contoh mineral talk, selenit.

 Blastik: mineral berupa lapisan tipis dapat dibengkokkan tanpa menjadi patah dan dapat kembali seperti semula bila kita henikan tekanannya, contoh: muskovit.

10. Kemagnitan

Adalah sifat mineral terhadap gaya magnet. Diatakan sebagai feromagnetic bila mineral dengan mudah tertarik gaya magnet seperti magnetik, phirhotit. Mineral-mineral yang menolak gaya magnet disebut diamagnetic, dan yang tertarik lemah yaitu paramagnetic. Untuk melihat apakah mineral mempunyai sifat magnetik atau tidak kita gantungkan pada seutas tali/benang sebuah magnet, dengan sedikit demi sedikit mineral kita dekatkan pada magnet tersebut. Bila benang bergerak mendekati berarti mineral tersebut magnetik. Kuat tidaknya bias kita lihat dari besar kecilnya sudut yang dibuat dengan benang

tersebut dengan garis vertical.

11. Kelistrikan

Adalah sifat listrik mineral dapat dipisahkan menjadi dua, yaitu pengantar arus atau londuktor dan idak menghantarkan arus disebut non konduktor. Dan ada lagi istilah semikonduktor yaitu mineral yang bersifat sebagai konduktor dalam batas-batas tertentu.

12. Daya lebur mineral

Yaitu meleburnya mineral apabila dipanaskan, penyelidikannya dilakukan dengan membakar bubuk mineral dalam api. Daya leburnya dinyatakan dalam derajat keleburan.

SIFAT KIMIAWI MINERAL

Phospat (lihat tabel 3.3). Adapun mineral silikat (mengandung unsur SiO) yang umum dijumpai dalam batuan adalah seperti terlihat pada tabel 3.2. Di depan telah dikemukakan bahwa tidak kurang dari 2000 jenis mineral yang dikenal hingga sekarang. Namun ternyata hanya beberapa jenis saja yang terlibat dalam pembentukan batuan. Mineral-mineral tersebut dinamakan “Mineral pembentuk batuan”, atau “Rock-forming minerals”, yang merupakan penyusun utama batuan dari kerak dan mantel Bumi. Mineral pembentuk batuan dikelompokan menjadi empat: (1) Silikat, (2) Oksida, (3) Sulfida dan (4) Karbonat dan Sulfat.

Wulfenite Mimetite

Sperssatite Flourite

Quarzts Pyrite

Gambar 3.2 Berbagai jenis mineral yang memperlihatkan struktur kristal

1. Mineral Silikat

Hampir 90 % mineral pembentuk batuan adalah dari kelompok ini, yang merupakan persenyawaan antara silikon dan oksigen dengan beberapa unsur metal. Karena jumlahnya yang besar, maka hampir 90 % dari berat kerak-Bumi terdiri dari mineral silikat, dan hampir 100 % dari mantel Bumi (sampai kedalaman 2900 Km dari kerak Bumi). Silikat merupakan bagian utama yang membentuk batuan baik itu sedimen, batuan beku maupun batuan malihan. Silikat pembentuk batuan yang umum adalah dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok ferromagnesium dan non-ferromagnesium.

Berikut adalah Mineral Silikat:

1. Kuarsa: ( SiO )

2. Felspar Alkali: ( KAlSiO )

3. Felspar Plagiklas: (Ca,Na)AlSiO)

5. Mika Biotit: K(Mg,Fe)SiO(OH)

6. Amfibol: (Na,Ca)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)O(OH)

7. Pyroksen: (Mg,Fe,Ca,Na)(Mg,Fe,Al)SiO

8. Olivin: (Mg,Fe)SiO

Nomor 1 sampai 4 adalah mineral non-ferromagnesium dan 5 hingga 8 adalah mineral ferromagnesium.

Tabel 3.2 Kelompok Mineral Silikat

MINERAL RUMUS KIMIA

Olivine (Mg,Fe)2SiO4

Pyroxene (Mg,Fe)SiO3

Amphibole (Ca2Mg5)Si8O22(OH)2

Mica

Muscovite KAl3Si3O10(OH)2

Biotite K(Mg,Fe)3Si3O10(OH)2

Feldspar

Orthoclase K Al Si3 O8

Plagioclase (Ca,Na)AlSi3O8

Quartz SiO2

2. Mineral ferromagnesium:

Umumnya mempunyai warna gelap atau hitam dan berat jenis yang besar.

 Olivine: dikenal karena warnanya yang “olive”. Berat jenis berkisar antara 3.27 – 3.37, tumbuh sebagai mineral yang mempunyai bidang belah yang kurang sempurna.

 Augitit: warnanya sangat gelap hijau hingga hitam. BD berkisar antara 3.2 – 3.4 dengan bidang belah yang berpotongan hampir tegak lurus. Bidang belah ini sangat penting untuk membedakannya dengan mineral hornblende.

 Biotite: adalah mineral “mika” bentuknya pipih yang dengan mudah dapat dikelupas. Dalam keadaan tebal, warnanya hijau tua hingga coklat-hitam; BD 2.8 – 3.2.

3. Mineral non-ferromagnesium.

 Muskovit: Disebut mika putih karena warnanya yang terang, kuning muda, coklat , hijau atau merah. BD. berkisar antara 2.8 – 3.1.

 Felspar: Merupakan mineral pembentuk batuan yang paling banyak . Namanya juga mencerminkan bahwa mineral ini dijumpai hampir disetiap lapangan. “Feld” dalam bahasa Jerman adalah lapangan (Field). Jumlahnya didalam kerak Bumi hampir 54 %. Nama-nama yang diberikan kepada felspar adalah “plagioklas” dan “orthoklas”. Plagioklas kemudian juga dapat dibagi dua, “albit” dan “anorthit”. Orthoklas adalah yang mengandung Kalium, albit mengandung Natrium dan Anorthit mengandung Kalsium.

 Orthoklas: mempunyai warna yang khas yakni putih abu-abu atau merah jambu. BD. 2.57.

 Kuarsa: Kadang disebut “silika”. Adalah satu-satunya mineral pembentuk batuan yang terdiri dari persenyawaan silikon dan oksigen. Umumnya muncul dengan warna seperti asap atau “smooky”, disebut juga “smooky quartz”. Kadang-kadang juga dengan warna ungu atau merah-lembayung (violet). Nama kuarsa yang demikian disebut “amethyst”, merah massip atau merah-muda, kuning hingga coklat. Warna yang bermacam-macam ini disebabkan karena adanya unsur-unsur lain yang tidak bersih.

Tabel 3.3 Kelompok Mineral Non-Silikat

Bornite

Cannabar CuHgS5FeS4

Sulfates unsur tertentu. Susunannya lebih sederhana dibanding silikat. Mineral oksida umumnya lebih keras dibanding mineral lainnya kecuali silikat. Mereka juga lebih berat kecuali sulfida. Unsur yang paling utama dalam oksida adalah besi, Chroom, mangan, timah dan aluminium. Beberapa mineral oksida yang paling umum adalah “es” (HO), korondum (AlO), hematit (FeO) dan kassiterit (SnO).

6. Mineral-mineral Karbonat dan Sulfat. Merupakan persenyawaan dengan ion (CO), dan disebut “karbonat”, umpamanya persenyawaan dengan Ca dinamakan “kalsium karbonat”, CaCO dikenal sebagai mineral “kalsit”. Mineral ini merupakan susunan utama yang membentuk batuan sedimen.

Pada gambar 3.3 diperlihatkan mineral-mineral yang umum dijumpai pada batuan beku, yaitu plagioclase feldspar, K-feldspar, quartz, muscovite mica, biotite mica,amphibole, olivine, dancalcite. Mineral mineral tersebut mudah dikenali, baik secara megaskopis maupun mikroskopis berdasarkan dari sifat sifat fisik mineral masing-masing. Adapun ciri dari mineral mineral tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah.

Gambar 3.3 Berbagai jenis mineral yang umum dijumpai sebagai penyusun batuan

Olivine

Amphibole/Hornblende

Amphibole adalah kelompok mineral silikat yang berbentuk prismatik atau kristal yang menyerupai jarum. Mineral amphibole umumnya mengandung besi (Fe), Magnesium Mineral mika mempunyai kekerasan yang lunak dan bisa digores dengan kuku.

Plagioclase feldspar

Mica

Micas adalah kelompok mineral silicateminerals dengan komposisi yang bervariasi, dari potassium (K), magnesium (Mg), iron (Fe), aluminum (Al) , silicon (Si) dan air (H2O).

Quartz

Quartz adalah satu dari mineral yang umum yang banyak dijumpai pada kerak bumi. Mineral ini tersusun dari Silika dioksida (SiO2),

berwarna putih, kilap kaca dan belahan (cleavage) tidak teratur (uneven) concoidal.

Calcite

Mineral Calcite tersusun dari calcium carbonate (CaCO3). Umumnya berwarna putih transparan

dan mudah digores dengan pisau. Kebanyakan dari binatang laut terbuat dari calcite atau mineral yang berhubungan dengan 'lime' dari batugamping.

Sumber :

 http://www.reyhan82.com/2013/05/ciri-ciri-mineral.html

 http://ptbudie.wordpress.com/2010/12/23/sifat-sifat-fisikmineral/