12
178 Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al) PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL LEMPUNG SMEKIT DI TANAH LEPTIC HAPLUDERT YANG BERKEMBANG DI ATAS Ca-BENTONIT DI NANGGULAN KULON PROGO Growth of Interlayer Material in The Smectite Clay Mineral in The Leptic Hapludert Developed on Ca-Bentonite at Nanggulan Kulon Progo Mohammad Nurcholis 1 dan Aris Buntoro 2 1 Program Studi Agroteknologi, 2 Program Studi Teknik Perminyakan UPN “Veteran” Yogyakarta E-mail: [email protected] ABSTRACT The objective of this study was to understand the mineralogical characteristics of the bentonite and its upper developed soil, at Nanggulan Kulonprogo. Separation and collection of clay fraction were done by fractionation on suspension at pH 10 after organic matter was oxidized using H 2 O 2 . Characteristics of clay mineral was analyzed using X-ray diffraction on parallel oriented samples after Mg saturation, glycerol solvation, or K saturation, and its following successive heating at 100 o C, 300 o C dan 550 o C. Cation exchange capacity (CEC) and the exchangeable bases were analyzed using saturation of NH 4 OAc 1N pH 7. Results showed that clay materials of both samples were Ca-bentonite. Comparing with clay from soil, bentonite had peak intensity of the semctite minerals and low value of CEC and exchangeable Ca. Potassium saturation caused uncompleetely shringkage of the studied smetite minerals, and it was reflected by a broader peaks at 13,11 Å. The presence of these broader peaks was interpreted as a growth of interlayer materials that it may alter to smectite-chlorite intergrade minerals. Keywords: interlayer materials, smectite minerals, Ca-bentonite, Leptic Hapluderts ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik mineralogi bentonit dan tanah yang berkembang di atasnya, di Nanggulan Kulonprogo. Pemisahan dan pengumpulan fraksi lempung dilakukan dengan fraksionasi pada suspensi pH 10 setelah bahan organik dihilangkan dengan H 2 O 2 . Karakteristik mineral lempung dianalisis dengan difraksi sinar-X yang menggunakan sampel paralel setelah penjenuhan Mg, solvasi gliserol, dan penjenuhan K dengan pemanasan bertingkat dari 100 o C, 300 o C dan 550 o C. Kapasitas pertukaran kation (KPK) dan basa-basa tertukar ditetapkan dengan penjenuhan NH 4 OAc 1N pH 7. Hasil analisis menunjukkan bahwa bahan lempung dari kedua sampel adalah Ca-bentonit. Lempung dari bentonit mempunyai karakteristik, yaitu intensitas mineral smektit lebih rendah dan nilai KPK serta kadar Ca yang juga rendah dibandingkan dengan yang dari tanah. Penjenuhan kalium menyebabkan pengerutan yang tidak merata di semua bagian mineral smektit, yang ditandai dengan puncak 13,11 Å dengan bentuk melebar. Adanya puncak yang melebar ini diinterpretasikan sebagai pertumbuhan material di dalam ruang interlayer antar satuan kisi mineral smektit yang dapat mengubah mineral ini menjadi mineral intergrade smektit-klorit. Kata kunci: material interlayer, mineral smektit, Ca-bentonit, Leptic Hapludert

PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

178Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al)

PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL LEMPUNGSMEKIT DI TANAH LEPTIC HAPLUDERT YANG BERKEMBANG DI

ATAS Ca-BENTONIT DI NANGGULAN KULON PROGOGrowth of Interlayer Material in The Smectite Clay Mineral in The Leptic

Hapludert Developed on Ca-Bentonite at Nanggulan Kulon Progo

Mohammad Nurcholis1 dan Aris Buntoro2

1Program Studi Agroteknologi, 2Program Studi Teknik PerminyakanUPN “Veteran” Yogyakarta

E-mail: [email protected]

ABSTRACTThe objective of this study was to understand the mineralogical characteristics of the bentonite and itsupper developed soil, at Nanggulan Kulonprogo. Separation and collection of clay fraction were done byfractionation on suspension at pH 10 after organic matter was oxidized using H2O2. Characteristics ofclay mineral was analyzed using X-ray diffraction on parallel oriented samples after Mg saturation,glycerol solvation, or K saturation, and its following successive heating at 100oC, 300oC dan 550oC.Cation exchange capacity (CEC) and the exchangeable bases were analyzed using saturation of NH4OAc1N pH 7. Results showed that clay materials of both samples were Ca-bentonite. Comparing with clayfrom soil, bentonite had peak intensity of the semctite minerals and low value of CEC and exchangeableCa. Potassium saturation caused uncompleetely shringkage of the studied smetite minerals, and it wasreflected by a broader peaks at 13,11 Å. The presence of these broader peaks was interpreted as agrowth of interlayer materials that it may alter to smectite-chlorite intergrade minerals.

Keywords: interlayer materials, smectite minerals, Ca-bentonite, Leptic Hapluderts

ABSTRAKPenelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik mineralogi bentonit dan tanah yang berkembangdi atasnya, di Nanggulan Kulonprogo. Pemisahan dan pengumpulan fraksi lempung dilakukan denganfraksionasi pada suspensi pH 10 setelah bahan organik dihilangkan dengan H2O2. Karakteristikmineral lempung dianalisis dengan difraksi sinar-X yang menggunakan sampel paralel setelah penjenuhanMg, solvasi gliserol, dan penjenuhan K dengan pemanasan bertingkat dari 100oC, 300oC dan 550oC.Kapasitas pertukaran kation (KPK) dan basa-basa tertukar ditetapkan dengan penjenuhan NH4OAc1N pH 7. Hasil analisis menunjukkan bahwa bahan lempung dari kedua sampel adalah Ca-bentonit.Lempung dari bentonit mempunyai karakteristik, yaitu intensitas mineral smektit lebih rendah dannilai KPK serta kadar Ca yang juga rendah dibandingkan dengan yang dari tanah. Penjenuhan kaliummenyebabkan pengerutan yang tidak merata di semua bagian mineral smektit, yang ditandai denganpuncak 13,11 Å dengan bentuk melebar. Adanya puncak yang melebar ini diinterpretasikan sebagaipertumbuhan material di dalam ruang interlayer antar satuan kisi mineral smektit yang dapat mengubahmineral ini menjadi mineral intergrade smektit-klorit.

Kata kunci: material interlayer, mineral smektit, Ca-bentonit, Leptic Hapludert

Page 2: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

Forum Geografi, Vol. 27, No. 2, Desember 2012: 178 - 189179

PENDAHULUAN

Lempung merupakan unsur penting dalamkajian geomorfologi. Distribusi tipe lempungdipengaruhi oleh proses geomorfologi danperkembangan tanahnya (Priyono, 2012).Bentonit merupakan material lempungyang didominasi oleh mineral smektit dandapat terbentuk dari alterasi materialvolkanik maupun sedimen, dan material inisangat bermanfaat bagi berbagi bidang.Sukandarumidi (1999) mengatakan bahwabemtonit adalah jenis lempung yang 80%lebih terdiri atas mineral smektit. Honty etal. (2004) melaporkan bentonit sebagaimaterial yang berbentuk butiran berukuranhalus sampai kasar dan merupakan hasilperubahan dari tuf rhyolite–andesite. Adadua macam bentonit yang dikenal, yaitu Na-bentonit dan Ca- atau Mg- bentonit. Dalambidang pemboran, ada dua jenis minerallempung yang terpenting dalam lumpurpemboran, yaitu montmorillonite yang secaraumum disebut bentonite atau gel, danattapulgite (salt gel). Bentonit yang ada dipasaran mempunyai kandungan sodiummontmorillonite sekitar 60 -70%. Natriummontmorillonite adalah merupakan materialyang berbentuk plat-plat seperti lembaran-lembaran buku (Buntoro, 2003). Plat-plattersebut sangat tipis dengan ukuran partikelkurang dari 0.1 m. Bentonit menyerap airtawar pada permukaan partikel-partikel-nya, sehingga dapat menaikkan volumenyasampai 10 kali atau lebih, yang disebut“swelling” sebagai hasil dari proses “hidration”.Besarnya swelling yang terjadi dapat dilihatdengan meningkatnya kekentalan atauviskositas lumpur, yang tergantung dari luaspermukaan dan total jumlah air yangdiserap oleh mineral lempung.

Mineral smektit termasuk mineral lempungtipe 2:1, terdiri atas dua lapisan oktahedralyang mengapit satu lapisan tetrahedral.Adanya substitusi isomorfik yang terjadi didalam struktur lembaran, kedua lapisanoktahedral dan tetrahedral, menyebabkan

ruang antar lapisan unit mineral dapatditempati oleh unsur, seperti kation Al, Si,dll. (Nurcholis et al., 1998). Perbedaandengan vermikulit adalah mineral smektitdapat mengembang dan mengerut. Keduajenis mineral mempunyai kesamaan yaitumempunyai ruang interlayer dari mineral.Mineral smektit kebanyakan merupakanmineral sekunder sebagai hasil rekristalisasisilika dan alumina yang terlepaskan darimineral yang terlapuk, sepert i yangdilaporkan oleh Burras et al. (1996), yangmeneliti terbentuknya mineral smektitdalam tanah yang berasal dari loess. Akantetapi ada juga yang berasal dari mineralprimer, seperti yang ditemukan dalam te-phra (Dahlgreen et al., 1997). Perilaku min-eral smektit dapat dengan mudah dikenalidengan analisis X-ray diffraction (XRD) dandifferential thermal analysis (DTA).

Mineral smektit mempunyai perilaku yangkhas atas penjenuhan dengan Mg atau Kdan solvasi gliserol atau glikol padalempung jenuh Mg, atau pemanasanlempung jenuh K. Perilaku mineral inidapat dilihat dengan perubahan puncakdari d-spacing atas perlakuan difraksi sinarX. Penjenuhan mineral smektit dengan Mgmenghasilkan puncak 1,45-1,55 nm. Akantetapi Nurcholis (1998) menemukanpuncak smektit jenuh Mg yang mencapai1,60 nm. Solvasi dengan gliserol padasmektit jenuh Mg dapat mengembangkanmenjadi 1,80 nm. Dalam penelitian yangsama Nurcholis (1998) melaporkanpengembangan smektit dapat mencapai2,10 nm. Mineral smektit yang dijenuhi Kdalam kondisi kering angin mengerutmenjadi 1,25 nm. Pemanasan bertingkatatas smektit jenuh K dengan suhu 100oC,300oC dan 550oC menyebabkan pengerutanmineral smektit secara berangsur yangkemudian menjadi 0,95-0,10 nm.

Tujuan dari penelitian ini adalah untukmengetahui karakteristik mineral smektit

Page 3: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

180Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al)

dari bentonit. Di samping itu untuk menge-tahui tingkat perkembangan dan alterasimineral smektit di tanah yang berkembangdi atasnya setelah mengalami pelapukan danpedogenesis. Hasil penelitian ini dapat diguna-kan sebagai dasar dalam pemanfaatanbentonit di lokasi yang diteliti, serta mem-berikan informasi karakteristik dasar tanahyang berkembang di atasnya.

METODOE PENELITIAN

Contoh tanah jenis Leptic Hapludert yangberkembang di atas bentonit diambil dariDesa Tanjungharjo yang termasuk WilayahKecamatan Nanggulan Kulonprogo (Gambar1). Contoh tanah dan bentonit disiapkandengan cara digerus dan diayak lolos matasaring 2 mm. Pemisahan fraksi lempungdilakukan dengan metode hukum Stokessetelah bahan organik dihilangkan denganpenambahan H2O2 30% dalam waterbath(Gambar 1).

Pengambilan dan pengumpulan fraksilempung dilakukan dengan cara pen-dispersian setelah pH suspensi dinaikkanmenjadi 10 dengan penambahan NaOHpekat (Nurcholis, 1998). Hasil pemipetanlempung dimasukkan di dalam wadah, danfraksi lempung dipisahkan dari suspensidengan penambahan garam NaCl.Pemipetan diulang-ulang sampai fraksilempung dalam suspensi habis.

Suspensi lempung ini dimasukkan dalamtabung sedimentasi 1000 ml, dan volumesuspensi ditambah sampai volume tabung.Kadar lempung dalam suspensi ini ditetap-kan dengan cara gravimetri, yaitu denganmengambil sampel 10 ml, dimasukkandalam botol timbang yang telah ditimbanglebih dahulu. Suspensi dikeringkan di dalampemanas dengan suhu 105oC, kemudianditimbang. Selanjutnya suspensi dijadikankonsentrasi 50 mg/10 ml dengan

menambah air. Suspensi ini digunakanuntuk perlakuan dan analisis selanjutnya.

Kation-kation tertukar yang meliputi Ca,Mg, K, Na dalam sampel tanah danbentonit ditetapkan dengan mengekstrakmenggunakan amonium asetat 1 N pH 7.Adapun unsur-unsurnya ditetapkan denganatomic absorption spectrophotometer (AAS).Kadar karbonat setara ditetapkan dengankalsimeter. Ekstraksi dengan Dithionite Ci-trate Bicarbonate (DCB) pada sampellempung dilakukan untuk menghilangkanbahan pengotor yang berupa oksida besidan aluminum (Mehra dan Jackson, 1960).Hal ini dilakukan dengan tujuan untuklebih mempertajam hasil puncak daridifraksi sinar-X.

Analisis mineral lempung dilakukan denganmembuat preparat dalam bentuk powderdan parallel oriented clay. Difraksi sinar-Xyang dilakukan dengan menggunakansampel powder untuk mengenali mineral diluar kelompok filosilikat, dan parallel ori-ented sample untuk menganalisis mineralyang termasuk dalam keompok filosilikat.Untuk parallel oriented sample denganpenjenuhan Mg (lemp-Mg), solvasi gliserolpada lemp-Mg, penjenuhan lempungdengan K (lemp-K), pemanasan bertingkatpada lemp-K dengan 100oC, 300oC dan550oC. Aplikasi sinar-X dilakukan dengansudut 2 θ dari 4o sampai dengan 30o.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Karakteristik tanah dan bentonit

Hasil analisis tekstur menunjukkan bahwatanah yang berkembang di atas bentonitdengan kandungan lempung tinggi yaitu53%, dengan kadar debu 35 % dan pasir12%. Berdasarkan data ini dapat dilihatbahwa tanah yang dikaji mempunyai klastekstur lempung.

Page 4: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

Forum Geografi, Vol. 27, No. 2, Desember 2012: 178 - 189181

Sumber: hasil analisis

Gambar 1. Lokasi Penelitian

Page 5: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

182Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al)

Kation-kation basa tertukar dalam bentonityang meliputi Ca, Mg, K, dan Namenunjukkan bahwa bentonit ini olehdidominasi oleh Ca tertukar (Tabel 1). Halini mencerminkan bahwa kation dominanyang berada dalam kompleks pertukaranadalah Ca, sehingga dapat dikatakansebagai Ca-bentonit. Lempung dari tanahmenunjukkan bahwa kat ion-kationtersebut pada umumnya lebih tinggidaripada yang terdapat dalam bentonit,kecuali Na. Hasil ini selaras dengan adanyaproses pelapukan dan pedogenesis yangmenyebabkan terjadinya pengayaan unsur-unsur terutama kation basa.

Kapasitas pertukaran kation (KPK) tanahyang berkembang di atas bentonit lebihtinggi daripada bentonit (Tabel 1). Hal inimenunjukkan bahwa mineral smektit yangada di dalam tanah merupakan per-kembangan yang lanjut dari mineral smektitdalam bentonit yang merupakan bahanyang mendasari dan sebagai bahan induktanah. Kadar kapur pada tanah juga lebihbesar daripada yang di bentonit. Ini sejalandengan kation-kation tertukar, yaitu tanahmempunyai kandungan Ca tertukar lebihbesar dibandingkan dengan bentonit.

Difraksi Sinar-X Pada Sampel Powder

Hasil analisis difraksi sinar-X pada sampelpowder menunjukkan bahwa bentonit dantanah didominasi oleh mineral lempungsmektit (16,1Å) (Gambar 2). Di sampingitu terdapat juga mineral-mineral lainseperti haloisit 7 Å (7,4Å) (001), poligorskit(6,4Å) (001), haloisit 7 Å (4,42Å) (002),poligorskit (4,25Å) (002), kristobalit (4,05Å),haloisit 7 Å (3,56Å) (003), kuarsa (3,34Å),dan felspar (3,20Å) yang terdapat padabentonit. Adapun lempung dari tanahterdapat mineral lempung seperti smektit(15,6Å) (001), smektit (8,86Å) (002),muskovit (5,2Å), smektit (4,42Å) (003),poligorskit (4,25Å), diaspor (3,95Å),kuarsa (3,34Å) (001), kuarsa (4,21Å),(002), felspar (3,44Å), kristobalit (4,05Å),dan felspar (3,18Å).

Difraksi Sinar-X Pada Sampel ParalelOriented

Sampel tanah

Gambar 3. menunjukkan pola difraksisinar-X dari sampel lempung yangdipisahkan dari tanah. Penjenuhan lempungdengan Mg memberikan puncak 15,96 Å.

No Analisis Satuan Sampel

Tanah Bentonit

1 KPK me% 47,54 23,03 2 Kation Tertukar: - Ca2+ me% 49,04 27,77 - Mg2+ me% 1,40 1,37 - K+ me% 0,35 0,28 - Na+ me% 0,21 0,24 3 CaCO3 % 3,22 1,31

Sumber: hasil analisis

Tabel 1. Sifat Kimia Terpilih

Page 6: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

Forum Geografi, Vol. 27, No. 2, Desember 2012: 178 - 189183

Sumber: hasil analisis

Gambar 2. Pola Difraksi Sinar-X pada Sampel Powder Lempung dari Bentonit dan Tanah

Solvasi gliserol pada lempung jenuh Mgmenyebabkan pergeseran puncak 15,96 Åmenjadi 18,5 Å. Muncul puncak 9,00 Åyang menyebabkan puncak sebelumnyamenjadi melebar.

Penjenuhan lempung dengan K menyebab-kan puncak 15,96 Å bergeser menjadipuncak yang lebar 14-15 Å, Kenampakanini memberikan gambaran bahwa dalaminterlayer space terdapat material yang meng-isi dan berkembang menjadi polimer. Padaumumnya mineral smektit memberikanpuncak12,5 Å pada penjenuhan K(Nurcholis et al. 1998). Pemanasanlempung jenuh K sampai 100°Cmenyebabkan pergeseran puncak 14-15 Åmenjadi 12,1 Å dan terjadi bentukancekungan antara 12,1 Å dengan 7,15 Å. Disamping itu ter-jadi peningkatan intensitas

puncak 7,15 Å seperti pada penjenuhan Mgdan penjenuhan K tanpa pemanasan.Kenampakan seperti ini secara umumditafsirkan sebagai bentuk mixed layer antarasmektit dengan kaolinit. Akan tetapi halini untuk lempung yang dijenuhi K tanpapemanasan, seperti yang dilaporkan olehNurcholis dan Tokashiki (1998). Secaraprediksi awal maka mineral lempung inimerupakan peralihan dari mineral smektitke kaolin. Pemanasan 300°C atas preparatyang telah dijenuhi K dan dipanasi 100°Cmenyebabkan lebih jelasnya puncak 11,2Å yang melebar dan puncak 9,0 Å serta7,18 Å. Untuk tahapan analisis difraksisinar-X dengan pemanasan 550°C ataspreparat lempung setelah dipanasi sampai300°C memperlihatkan terjadi pergeseranpuncak sampai 10 Å dan hilangnya puncak7,18 Å.

Page 7: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

184Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al)

Sampel bentonit

Gambar 4. menunjukkan pola difraksisinar-X pada sampel lempung berasal daribentonit. Lempung jenuh Mg memberikanpuncak 16,1 Å. Solvasi gliserol menyebab-kan pembengkakan dari mineral sehinggabasal spacing menjadi 18,5 Å. Untuk ciri

dari mineral smektit secara umum dapatmunculnya puncak 9,2 Å, atas penjenuhanMg dan solvasi gliserol.

Penjenuhan K pada preparat yang berbedauntuk sampel yang sama menunjukkanbahwa terjadi pengerutan mineral, danpuncak pada hasil difraksi sinar-X menjadi

Sumber: hasil analisis

Gambar 3. Pola Difraksi Sinar-X pada Lempung dari Tanah

Page 8: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

Forum Geografi, Vol. 27, No. 2, Desember 2012: 178 - 189185

13,11 Å, dengan bentuk puncak yangmelebar (broadening). Berdasarkan hasil inidapat dikatakan bahwa mineral smektityang ada dalam bentonit ini juga sepertiyang berasal dari tanah, yaitu mempunyaimaterial yang berada dalam ruang interlayerdari mineral smektit. Dalam istilah min-eral lempung disebut sebagai bentukperalihan antara smektit dan klorit. Denganadanya material di dalam ruang interlayerini dapat menurunkan aktivitas lempung.Karena ruang yang mestinya sebagai tempatpertukaran kation menjadi berkurang.

Pemanasan atas lempung jenuh K padasuhu 100°C menunjukkan adanya per-geseran puncak-puncak kecil sehinggamenjadi lebih melebar. Hal ini menandakanbahwa material yang ada dalam ruang antarlapisan mempunyai kristalinitas yangcukup kuat . Pemanasan 300°C pada

lempung jenuh K yang sebelumnya telahdipanasi 100°C menyebabkan lebihmelebarnya puncak, sehingga tidakmemberikan kesan mineral dengankristalinitas yang baik. Hal ini ditunjukkanoleh adanya puncak-puncak yang banyakakan tetapi tidak memberikan satu puncakyang jelas. Kenampakan ini lebihmenyerupai pola difraksi sinar-X untukbahan amorf. Untuk perlakuan yangterakhir yaitu pemanasan sampai 550°Cmenyebabkan terbentuknya puncak 10 Å.Dengan bergesernya puncak menjadi 10 Åini maka dapat dikatakan bahwa mineralutama dari bentonit adalah smektit.

Ekstraksi Ditionit

Gambar 5. menunjukkan hasil ekstraksimineral dengan ditionit sitrat bikarbonat.Kedua sampel menunjukkan Fe dan Mnyang terekstrak oleh ditionit cukup besar.

Sumber: hasil analisis

Gambar 4. Pola Difraksi Sinar-X pada Lempung dari Bentonit

Page 9: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

186Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al)

Perbedaan yang mencolok adalah bahwaFe yang terekstrak dari sampel tanah 50%lebih besar daripada yang terekstrak daribentonit. Tingginya Fe yang terekstrak olehditionit pada tanah disebabkan olehperkembangan Fe oksida hasil pelapukanmineral primer serta perkembangan tanah.Material bentonit belum mengalami prosespelepasan Fe dan kristalisasi Fe oksida.Adapun Al yang terekstrak dari kedualempung sangat rendah.

Mehra dan Jackson (1960) mengatakanbahwa ditionit sitrat bikarbonat mampumengekstrak oksida-oksida Fe, Al, Mn baikyang berbentuk amorf maupun kristalin.Berdasarkan hasil ekstraksi dengan ditionitini dapat dikatakan bahwa terdapat oksida-oksida bebas Fe, Al dan Mn yang berbentukkristalin. Oksida-oksida ini dapat me-nyelimuti mineral smektit dan dapatmerupakan pengotor.

Perlakuan ditionit pada lempung padaumumnya memberikan hasil yang lebih

tajam atas defreksi sinar-X. Hal ini karenaekstraksi ditionit sitrat bikarbonat dapatmembersihkan oksida-oksida Fe, Al dan Mnyang melapisi struktur kristal mineral smektit.Kenyataan ini tidak terlihat hasilnya dalampenelitian ini. Gambar 6 dan 7 adalah poladifraksi sinar-X pada kedua jenis lempung(tanah dan bentonit) pasca perlakuanditionit. Jika dibandingkan dengan tanpaperlakuan ditionit, terjadi penurunanintensitas puncak-puncak dari semua min-eral yang terdeteksi (Gambar 4-5 dan 6-7).Penurunan puncak yang menonjol terjadipada sampel yang berasal dari bentonit.

Perlakuan ditionit dalam hal ini mampumengekstrak oksida-oksida bebas Fe, Aldan Mn. Akan tetapi terjadi dampak berupapenurunan kristalinitas mineral smektit.Kalau demikian yang terjadi, dapat dikata-kan kualitas bentonit yang dikaji jugarendah. Kristal yang rusak akan menyebab-kan kemungkinan penurunan kapasitaspertukaran kation (Nurcholis, 2005).

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

Fe Al Mn

%

Tanah Bentonit

Sumber: hasil analisis

Gambar 5. Unsur Fe, Al, dan Mn Ekstrak Ditionit

Page 10: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

Forum Geografi, Vol. 27, No. 2, Desember 2012: 178 - 189187

Sumber: hasil analisis

Gambar 6. Pola Difraksi Sinar-X Pada Lempung dari Tanah Setelah Ekstraksi Ditionit

Sumber: hasil analisis

Gambar 7. Pola Difraksi Sinar-X pada Lempung dari Bentonit Setelah Ekstraksi Ditionit

Page 11: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

188Pertumbuhan Material ... (Nurcholis, et al)

Pertumbuhan Interlayer Material

Penjenuhan K pada fraksi lempung me-nyebabkan terbentuknya pola mendataryang merupakan kumpulan puncak-puncakkecil (Gambar 3 dan 4). Hal ini dapat dikata-kan bahwa penjenuhan kalium menyebab-kan pengerutan yang tidak merata padasemua bagian mineral smektit. Ada bagianyang dapat terjenuhi K dan ada yang tidak.Yang dapat terjenuhi K dapat mengerutsampai 12,5 Å, akan tetapi yang tidak dapatlebih dari basal spasing tersebut. Bagianyang tidak dapat trejenuhi oleh K sudahditempati oleh material yang telahberkembang membentuk kristal.

Pola difraksi sinar-X atas lempung- K+

dengan pemanasan 100°C masih menunjuk-kan bahwa puncak di atas 12,5 Å, yang ber-arti disini terdapat material lain yang mengisiinterlayer pada mineral smektit. Bentukanpola difraksi yang sangat mendatarmerupakan rangkaian puncak-puncak yangsudah mulai bergeser mengecil. Kemudiandengan pemanasan bertingkat 300°C danyang terakhir adalah 550°C puncak-puncakberangsur menurun menjadi sekitar 9 Å.

Berdasarkan hasil dari difraksi sinar-X,dapat dikatakan bahwa mineral yang dikajimerupakan peralihan dari smektit menjadiklorit (Violante et al., 1998). Mineralklorit yang merupakan pertumbuhan darismektit dapat memberikan puncak sekitar15 Å pada sampel dengan penjenuhan Mg.Solvasi gliserol juga dapat mengembang-kan mineral klorit. Akan tetapi penjenuh-an K dan diikuti pemanasan sampai 550oC

tidak menurunkan puncak 15 Å. Lanjutananalisis diperlukan untuk mengetahui jenisdan kristalinitas material interlayer ini,seperti yang dilaporkan Nurcholis (2003).Informasi jenis dan kristalinitas materialinterlayer sangat diperlukan terutamadalam proses aktivasi bentonit dalampeningkatan kualitas material bentonit.

KESIMPULAN DAN SARAN

Bahan lempung dari bentonit dan tanahyang berkembang di atasnya adalah Ca-bentonit. Lempung dari bentonit mem-punyai karakteristik, yaitu intensitas min-eral smektit lebih rendah dan nilai KPKserta kadar Ca yang juga rendahdibandingkan dengan yang dari tanah.Penjenuhan kalium menyebabkanpengerutan yang tidak merata di semuabagian mineral smektit, yang ditandaidengan puncak 13,11 Å dengan bentukmelebar. Adanya puncak yang melebar inidiinterpretasikan sebagai pertumbuhanmaterial interlayer antar satuan kisi min-eral smektit. Penelitian lanjutan diperlukanuntuk mengklarifikasi material ini.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penelitian ini dibiayai dengan dana hibahPenelitian Fundamental Dirjen DiktiDepdiknas tahun 2007. Penulis mengucap-kan terimakasih kepada I Nengah Suryanayang telah membantu dalam persiapan dananalisis.

DAFTAR PUSTAKA

Buntoro, A. 2003. Improved Pacitan Bentonite as Drilling Mud Material. dalam Sutarto (ed). Inter-national conference on Mineral and Energy Resources Management. Yogyakarta. Hal: 108-118.

Page 12: PERTUMBUHAN MATERIAL INTERLAYER DI MINERAL …

Forum Geografi, Vol. 27, No. 2, Desember 2012: 178 - 189189

Burras, L., N.E. Smeck, J.M. Bigham. 1996. Origin and Properties of Smectite in Loess-derivedSoils in Western Ohio. Soil Sci. Soc. Am. J. 60: 1961-1968.

Dahlgreen, R.A., J.P. Dragon, dan F.C. Ugolini. 1997. Weathering of Mt. St. Helens Tephraunder a Cryic-Udic Climatic Regime. Soil Sci. Soc. Am. J. 61: 1519-1525.

Hontly, M., P. Uhlik, V. Sucha, M. Caplovi. 2004. Smectite-to Illite Alteration in Sal- BearingBentonite (The East Slovak Basin). Clays and clay Minerals. 52:533-551.

Mehra, O.P. dan M.L. Jackson 1960. Iron Oxide Removal from Soils and Clays by a DithioniteSitrat System Buffered with Sodium Bicarbonarte. Clays and Clay Minerals. 7: 317-327.

Nurcholis, M. 1998. “Unique” Mixed layer and Mn-Oxide Minerals and Exhangeable Al of AcidicSoils in Java Island. PhD. Dissertation. Kagoshioma University. Japan. Unpublished.

Nurcholis, M. 2003. Identification of Interleyered Material of the Hydroxy Interleyered Vermiculite.dalam Sutarto (ed). International conference on Mineral and Energy Resources Management.Yogyakarta. Hal: 127-133.

Nurcholis, M. 2005. Some properties and Problems of Smectite Minerals in Java Soils. Jurnal IlmuTanah dan Lingkungan. 5:63-67.

Nurcholis, M and Y. Tokashiki. 1998. Characterization of kaolin/smectite mixed layer mineral inPaleudult of Java Island. Clay Science. 10: 291-302.

Nurcholis, M., Y. Tokashiki, K. Oya, M. Shimo, N. Miyauchi. 1998. Relationship BetweenClay Mineralogy and Exchangeagable Al in Red and Yellow Soils from the Islands of Okinawaand Java. Aust. J. Soil. Res. 36:411-421.

Priyono, K. D. (2012) Kajian Mineral Lempung Pada Kejadian Bencana Longsorlahan diPegunungan Kulonprogo Daerah Istimewa Yogyakarta. Forum Geografi. Vol. 26, No.1, Juli 2012: 53 - 64.

Sukandarumidi. 1999. Bahan Galian Industri. Gadjah mada University Press.

Violante, A., G.S.R. Khrisnamurti, P.M. Huang. 1998. Formation and Stability of hydroxyAluminum-Iron-Montmorillonite complexes: Influence of Formation. Soil Sci. Soc. Am. J. 62:1448-1454.