Meskipun demikian ada beberapa bahan yang terjadi karena penguraian atau perubahan sisa-sisa tumbuhan dan hewan secara alamiah juga digolongkan ke dalam mineral, seperti batubara, minyak bumi, tanah diatome. 3.1 Kimia mineral Kimia mineral merupakan suatu ilmu yang dimunculkan pada awal abad ke- 19,setelah dikemukakannya “hukum komposisi tetap” oleh Proust pada tahun 1799, teori atom Dalton pada tahun 1805, dan pengembangan metode analisis kimia kuantitatif yang akurat.
Karena ilmu kimia mineral didasarkan pada pengetahuan tentang komposisi mineral, kemungkinan dan keterbatasan analisis kimia mineral harus diketaui dengan baik. Analisis kimia kuantitatif bertujuan untuk mengidentifikasi unsur-unsur yang menyusun suatu substansi dan menentukan jumlah relatif masing-masing unsur tersebut. Analisis harus lengkap .seluruh unsur-unsur yang ada pada mineral harus ditentukan. dan harus tepat. Komposisi kimia sebagian besar mineral yang diketahui, menunjukkan suatu kisaran tertentu mengenai penyusun dasarnya. Dalam analisis kimia, jumlah kandungan unsur dalam suatu senyawa dinyatakan dengan persen berat dan dalam analisis yang lengkap jumlah total persentase penyusunnya harus 100.
Namun dalam prakteknya, akibat keterbatasan ketepatan, jumlah 100 merupakan suatu kebetulan; umumnya kisaran 99,5 sampai 100,5 sudah dianggap sebagai analisis yang baik. Prinsip-prinsip kimia yang berhubungan dengan kimia mineral 1. Hukum komposisi tetap (The Law of Constant Composition) oleh Proust (1799): “Perbandingan massa unsur-unsur dalam tiap senyawa adalah tetap” 2. Teori atom Dalton (1805) 1. Setiap unsur tersusun oleh partikel yang sangat kecil dan berbentuk seperti bola yang disebut atom. a) Atom dari unsur yang sama bersifat sama sedangkan dari unsur yang berbeda bersifat berbeda pula. b) Atom dapat berikatan secara kimiawi menjadi molekul. Teknik analisis mineral secara kimia Analisis kimia mineral (dan batuan) diperoleh dari beberapa macam teknik analisis. Sebelum tahun 1947 analisis kuantitatif mineral diperoleh dengan teknik analisis “basah”, yang mana mineral dilarutkan dalam larutan tertentu.
Penentuan unsur-unsur dalam larutan biasanya dipakai satu atau lebih teknikteknik berikut: (1) ukur warna (colorimetry), (2) analisis volumetri (titrimetri) dan (3) analisis gravimetri. Sejak tahun 1960 sebagian besar analisis telah dilakukan dengan teknik instrumental seperti spektroskop serapan atom, analisis flouresen sinar X, analisis electron microprobe, dan spektroskop emisi optis. Masing-masing teknik ini memiliki preparasi sampel yang khusus dan memiliki keterbatasan deteksi dan kisaran kesalahan sedang – baik. Hasil analisis biasanya ditampilkan dalam bentuk tabel persen berat dari unsur-unsur atau oksida dalam mineral yang dianalisis. Teknik analisis basah memberikan determinasi secara kuantitatif variasi kondisi oksidasi suatu kation (seperti Fe2+ dengan Fe3+) dan juga untuk determinasi kandungan H2O dari mineral-mineral hidrous. Metode instrumen umumnya tidak dapat memberikan informasi seperti kondisi oksidasi atau kehadiran H2O. Dalam analisis kimia mineral dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu analisis kimia kualitatif dan analisis kimia kuantitatif.
Analisis kualitatif menyangkut deteksi dan identifikasi seluruh komposisi dari suatu senyawa. Analisis kuantitatif meliputi penentuan persen berat (atau parts per million [ppm]) unsur-unsur dalam suatu senyawa. Dengan demikian kedua analisis ini akan menjawab pertanyaan “Apa yang dikandung dan berapa besar jumlahnya?”. Analisis kualitatif awal umumnya sangat membantu dalam memutuskan metode apa yang akan dipakai untuk analisis kuantitatif. Analisis kimia basah Cara ini biasanya dilakukan di laboratorium kimia. Setelah sampel digerus menjadi bubuk, langkah pertama yang dilakukan adalah menguraikan sampel. Biasanya pada tahap ini digunakan satu dari beberapa larutan asam, seperti asam klorida (HCl), asam sulfat (H2SO4), atau asam florida (HF), atau campuran dari larutan asam tersebut. Jika sampel sudah dalam bentuk larutan, langkah selanjutnya adalah colorimetry, volumetri atau gravimetri untuk menentukan unsur-unsur yang diinginkan. Kisaran konsentrasi unsur-unsur berdasarkan teknik analisis ini adalah: Metode Konsentrai unsur dalam sampel Gravimetri rendah – 100% Volumetri rendah – 100% Colorimetri ppm – rendah Keuntungan menggunakan cara basah adalah reaksi dapat terjadi dengan cepat dan relatif mudah untuk dikerjakan.
Analisis serapan atom (AAS) AAS (atomic absorption spectroscopy) ini dapat dimasukkan dalam analisis kimia cara basah karena sampel asli yang akan dianalisis secara sempurna terlarutkan dalam suatu larutan sebelum dilakukan analisis. Cara ini didasarkan atas pengamatan panjang gelombang yang dipancarkan suatu unsur atau serapan suatu panjang gelombang oleh suatu unsur. Dalam perkembangannya yang terakhir alat ini dilengkapi oleh inductively coupled plasma (ICP) dan metode ICP-mass spectrometric (ICP-MS). Sumber energi yang digunakan pada teknik ini adalah lampu katoda dengan energi berkisar antara cahaya tampak sampai ultraviolet dari spektrum elektromagnetik. Sampel dalam bentuk larutan dipanas-kan, dengan anggapan atom-atom akan bebas dari ikatan kimianya. Pada sampel panas dilewatkan sinar katoda, akan terjadi penyerapan energi yang akan terekam dalam spektrometer. Analisis fluoresen sinar X (XRF) Analisis ini juga dikenal dengan spektrografi emisi sinar X, yang banyak digunakan untuk laboratorium penelitian yang mempelajari kimia substansi anorganik. Di samping untuk laboratorium penelitian analisis ini juga digunakan untuk keperluan industri, seperti: industri tambang (untuk kontrol kualitas hasil yang akan dipasarkan), industri kaca dan keramik, pabrik logam dan bahan baku logam, dan dalam perlindungan lingkungan dan pengawasan pulusi. Pada analisis ini sampel digerus menjadi bubuk dan ditekan dalam bentuk pelet bundar.
Pelet ini nantinya akan ditembak dengan sinar X. Spektrum emisi sinar X yang dihasilkan merupakan ciri-ciri tiap-tiap unsur yang terkandung dalam sampel. Analisis ini dapat digunakan untuk penentuan sebagian besar unsur, dan juga sangat sensitif untuk penentuan secara tepat beberapa unsur jejak (seperti Y, Zr, Sr, Rb dalam kisaran ppm). Electron probe microanalysis Metode ini didasarkan atas prinsip yang sama dengan analisis fluoresen sinar X, kecuali energi yang dipakai bukan tabung sinar X tetap digantikan oleh sinar elektron. Disebut mikroanalisis karena dapat menganalisis baik kualitatif maupun kuantitatif material dalam jumlah yang sangat sedikit. Sampel yang dianalisis biasanya berbentuk sayatan yang sudah dikilapkan (polished section atau polished thin section) dari suatu mineral, batuan atau material padat yang lain. Volume minimum yang dapat dianalisis dengan metode ini sekitar 10 sampai 20 fim3, yang dalam satuan berat sekitar 10-11 gram (untuk material silikat). Analisis spektrografik optis Spektrograif emisi optik didasarkan pada kenyataan bahwa atom suatu unsur dapat menghasilkan energi. Ketika energi ini terdispersi, dengan menggunakan prisma dapat direkam sebagai suatu spektrum. Jumlah garis dan intensitas garis dalam spektrum yang terekam ditentukan oleh konfigurasi atom. Analisis kuantitatif dengan teknik ini memerlukan pengukuran terhadap ketajaman dari garis-garis spektral yang terekam dalam fotograf. 3.2 Sifat-sifat fisik mineral Penentuan nama mineral dapat dilakukan dengan membandingkan sifat-sifat fisik mineral antara mineral yang satu dengan mineral yang lainnya. Sifat-sifat fisik mineral tersebut meliputi: warna, kilap (luster), kekerasan (hardness), cerat (streak), belahan (cleavage), pecahan (fracture), struktur/bentuk kristal, berat jenis, sifat dalam (tenacity), dan kemagnetan. Warna adalah kesan mineral jika terkena cahaya. Warna mineral dap at dibedakan menjadi dua, yaitu idiokromatik, bila warna mineral selalu tetap, umumnya dijumpai pada mineral-mineral yang tidak tembus cahaya (opak), seperti galena, magnetit, pirit; dan alokromatik, bila warna mineral tidak tetap, tergantung dari material pengotornya. Umumnya terdapat pada mineral-mineral yang tembus cahaya, seperti kuarsa, kalsit.
Kilap adalah kesan mineral akibat pantulan cahaya yang dikenakan padanya. Kilap dibedakan menjadi dua, yaitu kilap logam dan kilap bukanlogam. Kilap logam memberikan kesan seperti logam bila terkena cahaya. Kilap ini biasanya dijumpai pada mineral-mineral yang mengandung logam atau mineral bijih, seperti emas, galena, pirit, kalkopirit. Kilap bukan-logam tidak memberikan kesan seperti logam jika terkena cahaya. Kilap jenis ini dapat dibedakan menjadi: _ Kilap kaca (vitreous luster) memberikan kesan seperti kaca bila terkena cahaya, misalnya: kalsit, kuarsa, halit. _ Kilap intan (adamantine luster) memberikan kesan cemerlang seperti intan, contohnya intan _ Kilap sutera (silky luster) memberikan kesan seperti sutera, umumnya terdapat pada mineral yang mempunyai struktur serat, seperti asbes, aktinolit, gipsum _ Kilap damar (resinous luster) memberikan kesan seperti damar, contohnya: sfalerit dan resin _ Kilap mutiara (pearly luster) memberikan kesan seperti mutiara atau seperti bagian dalam dari kulit kerang, misalnya talk, dolomit, muskovit, dan tremolit. _ Kilap lemak (greasy luster) menyerupai lemak atau sabun, contonya talk, serpentin _ Kilap tanah kenampakannya buram seperti tanah, misalnya: kaolin, limonit, bentonit. Kekerasan adalah ketahanan mineral terhadap suatu goresan. Secara relatif sifat fisik ini ditentukan dengan menggunakan skala Mohs, yang dimulai dari skala 1 yang paling lunak hingga skala 10 untuk mineral yang paling keras. Skala Mohs tersebut meliputi (1) talk, (2) gipsum, (3) kalsit, (4) fluorit, (5) apatit, (6) feldspar, (7) kuarsa, (8) topaz, (9) korundum, dan (10) intan. Cerat adalah warna mineral dalam bentuk bubuk. Cerat dapat sama atau berbeda dengan warna mineral. Umumnya warna cerat tetap. Belahan adalah kenampakan mineral berdasarkan kemampuannya membelah melalui bidang-bidang belahan yang rata dan licin (Gambar 3.1). Bidang belahan umumnya sejajar dengan bidang tertentu dari mineral tersebut.
Pecahan adalah kemampuan mineral untuk pecah melalui bidang yang tidak rata dan tidak teratur. Pecahan dapat dibedakan menjadi: (a) pecahan konkoidal, bila memperlihatkan gelombang yang melengkung di permukaan (Gambar 3.2); (b) pecahan berserat/fibrus, bila menunjukkan kenampakan seperti serat, contohnya asbes, augit; (c) pecahan tidak rata, bila memperlihatkan permukaan yang tidak teratur dan kasar, misalnya pada garnet; (d) pecahan rata, bila permukaannya rata dan cukup halus, contohnya: mineral lempung; (e) pecahan runcing, bila permukaannya tidak teratur, kasar, dan ujungnya runcing-runcing, contohnya mineral kelompok logam murni; (f) tanah, bila kenampakannya seperti tanah, contohnya mineral lempung. Bentuk mineral dapat dikatakan kristalin, bila mineral tersebut mempunyai bidang kristal yang jelas dan disebut amorf, bila tidak mempunyai batasbatas kristal yang jelas. Mineral-mineral di alam jarang dijumpai dalam bentuk kristalin atau amorf yang ideal, karena kondisi pertumbuhannya yang biasanya terganggu oleh proses-proses yang lain. Srtruktur mineral dapat dibagi menjadi beberapa, yaitu: _ Granular atau butiran: terdiri atas butiran-butiran mineral yang mempunyai dimensi sama, isometrik. _ Struktur kolom, biasanya terdiri dari prisma yang panjang dan bentuknya ramping. Bila prisma tersebut memanjang dan halus, dikatakan mempunyai struktur fibrus atau berserat. GAMBAR 3.1: Belahan tiga arah pada gipsum yang dihasilkan dari fragmen semirombohedral (Hibbard, 2002) GAMBAR 3.2: Pecahan konkoidal pada beril (Hibbard, 2002 _ Struktur lembaran atau lamelar, mempunyai kenampakan seperti lembaran. Struktur ini dibedakan menjadi: tabular, konsentris, dan foliasi. _ Struktur imitasi, bila mineral menyerupai bentuk benda lain, seperti asikular, filiformis, membilah, dll. Sifat dalam merupakan reaksi mineral terhadap gaya yang mengenainya, seperti penekanan, pemotongan, pembengkokan, pematahan, pemukulan atau penghancuran. Sifat dalam dapat dibagi menjadi: rapuh (brittle), dapat diiris (sectile), dapat dipintal (ductile), dapat ditempa (malleable), kenyal/lentur (elastic), dan fleksibel (flexible). 3.3 Sistematika mineral Sistematika atau klasifikasi mineral yang biasa digunakan adalah klasifikasi dari Dana, yang mendasarkan pada kemiripan komposisi kimia dan struktur kristalnya. Dana membagi mineral menjadi delapan golongan (Klein & Hurlbut, 1993), yaitu: 1. Unsur murni (native element), yang dicirikan oleh hanya memiliki satu unsur kimia, sifat dalam umumnya mudah ditempa dan/atau dapat dipintal, seperti emas, perak, tembaga, arsenik, bismuth, belerang, intan, dan grafit. 2. Mineral sulfida atau sulfosalt, merupakan kombinasi antara logam atau semi-logam dengan belerang (S), misalnya galena (PbS), pirit (FeS2), proustit (Ag3AsS3), dll 3. Oksida dan hidroksida, merupakan kombinasi antara oksigen atau hidroksil/air dengan satu atau lebih macam logam, misalnya magnetit (Fe3O4), goethit (FeOOH). 4. Haloid, dicirikan oleh adanya dominasi dari ion halogenida yang elektronegatif, seperti Cl, Br, F, dan I. Contoh mineralnya: halit (NaCl), silvit (KCl), dan fluorit (CaF2). 5. Nitrat, karbonat dan borat, merupakan kombinasi antara logam/semilogam dengan anion komplek, CO3 atau nitrat, NO3 atau borat (BO3). Contohnya: kalsit (CaCO3), niter (NaNO3), dan borak (Na2B4O5(OH)4 . 8H2O). 6. Sulfat, kromat, molibdat, dan tungstat, dicirikan oleh kombinasi logam dengan anion sulfat, kromat, molibdat, dan tungstat. Contohnya: barit (BaSO4), wolframit ((Fe,Mn)Wo4) 7. Fosfat, arsenat, dan vanadat, contohnya apatit (CaF(PO4)3), vanadinit (Pb5Cl(PO4)3) 8. Silikat, merupakan mineral yang jumlah meliputi 25% dari keseluruhan mineral yang dikenal atau 40% dari mineral yang umum dijumpai. Kelompok mineral ini mengandung ikatan antara Si dan O. Contohnya: kuarsa (SiO2), zeolit-Na (Na6[(AlO2)6(SiO2)30] . 24H2O). GAMBAR 3.3: Beberapa kebiasaan mineral dan asal mulanya (Klein & Hurlbut, 1993)
—000—
Artikel ini boleh nyalin dari web orang, tapi saya lupa addressnya, semoga orangnya gak marah. Kayanya sih orang muda, mungkin mahasiswa jurusan Tambang deh…
Reosting ini adalah sebuah trial utk mengetahui banyaknya pembaca melalui google.
Salam.-
—000—
Ditulis dalam Uncategorized | Tag: Atom, basah, batubara, bentukan alam, colorimetry, Dalton, electron microprobe, emisi optis, fisik mineral, flouresen, gravimetri, homogen, hukum komposisi tetap, kimia kuantitatif, kimia mineral, kristalin, MINERALOGI, minyak bumi, molekul, Proust, sinar X, sistematika mineral, spektroskop, tanah diatome, titrimetri, unsur, volumetri
