PANDUAN PRAKTIKUM
MATA KULIAH SEDIMENTOLOGI
ANALISIS BESAR BUTIR
DISIAPKAN UNTUK KUNJUNGAN PRAKTIKUM LAPANGAN
DISUSUN OLEH:
Ir. Noor Cahyo D. A., M. Sc.
Yuniarti M. S., S.Pi., M.Si
UNIVERSITAS PADJADJARAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
PROGRAM STUDI ILMU KELAUTAN
JATINANGOR
2010
2
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Analisa Granulometri
Granulometri merupakan analisa besar butir sebuah sedimen klastik dengan
maksud untuk mengetahui penyebaran besar butir sedimen klastik berukuran pasir
secara pasti. Sedangkan tujuan dari analisis granulometri adalah untuk menentukan
lingkungan pengendapandan untuk mengetahui proses-proses yang terjadi selama
sedimentasi berlangsung.
Middleton (1976) berpendapat, bahwa analisa besar butir dapat digunakan
untuk membedakan sedimen-sedimen yang berbeda lingkungan dan raciesnya, serta
dapat memberikan informasi tentang proses pengendapan serta aliran arusnya.
Sedimen klastik berasal dari rombakan batuan asal, baik berupa batuan beku
metamorf atau sedimen yang kemudian mengalami transportasi dan diendapkan pada
suatu sekungan. Selama perjalanannya material rombakan tersebut mengalami banyak
proses, hingga kemudian diendapkan dengan mekanisme dan media yang dapat
berbeda pada setiap lingkungan pengendapan dan akan menghasilkan sedimen
dengan populasi besar butir yang berbeda.
Dengan demikian dengan analisa besar butir ini akan dapat mengetahui
lingkungan pengendapan dan proses-prosesnya selama sedimentasi.
Interpretasi lingkungan pengendapan berdasarkan penyebaran ukuran butir
adalah sama pentingnya dengan penelitian lainnya (Friedman, 1979). Penafsiran
lingkungan pengendapan berdasarkan interpretasi parameter statistik butiran telah
layak dilakukan seperti Rich (1951), Inman (1952), Folks (1962), Gees (1965),
Friedman (1961, 1965, 1967) namun hasilnya belum meyakinkan. Mungkin lebih
dapat diterima jika contoh batuan diambil secara sistematika, yaitu secara vertikal,
sehingga perubahan parameter secara vertikal lebih mempunyai arti untuk lingkungan
pengendapan (Allen, 1970, Visher, 1965).
3
Fredman berpendapat bahwa pendekatan berdasarkan analisa frekuensi besar
butir bukan berarti mengganti teknik analisa geologi lainnya, tetapi dapat berguna
sebagai pelengkap dan banyak sekali faedahnya. Dan seluruh penyebaran frekuensi
besar butir itu sensitif terhadap proses-proses lingkungan pengendapan (Friedman,
1979).
Salah satu metode besar butir adalah metode ayakan. Pada saat ini metode
ayakan ini belum begitu berkembang. Malahan Rettijohn, Fotter dan Siever
berpendapat bahwa dapatkah metode besar butir digunakan untuk menafsirkan
lingkungan pengendapan. Bertolak dari beberapa konsepsi peneliti terdaulu mengenai
lingkungan pengendapan berdasarkan besar butir, penulis berkeinginan untuk
membuktikan sampai sejauh mana konsep tersebut dapat diterapkan dengan
pendekatan beberapa metode, di antaranya:
- Metode Krumbein dan Slose (1965)
- Metode Moiola dan Woiser (1968)
- Metode Fisher (1969)
- Metode Friedman (1979)
1.2 Metode Penelitian
Untuk mendapatkan suatu hasil analisa yang lebih akurat dapat dilakukan dua
metode penelitian:
1. Metode Penelitian Lapangan
2. Metode Penelitian laboratorium
1.2.1 Metode Penelitian Lapangan
Penelitian di lapangan dilakukan dengan pengambilan contoh batuan,
baik dari singkapan di permukaan maupun dari suatu inti bar (core) yang
dianggap cukup representatif. Pengambilan contoh batuan ini dilakukan secara
vertikal dengan memperhatikan urutan sedimentasi. Hal ini dilakukan untuk
4
mendapat suatu hasil penelitian yang lebih teliti, karena perubahan parameter
secara vertikal lebih mempunyai arti untuk suatu lingkungan pengendapan.
1.2.2 Metode Penelitian Laboratorium
Penelitian di laboratorium ditekankan kepada analisa besar butir
berdasarkan contoh batuan yang diambil selama di lapangan. Dalam
melakukan analisa besar butir ini dapat dipakai salah satu metode, yaitu
metode ayakan yang berguna untuk mengetahui penyebaran frekuensi besar
butir.
1.3 Metode Ayakan
Analisa besar butir ini pada umumnya berdasarkan kepada teori-teori
kecepatan pengendapan partikel (settling velocity of particle), analisa ayakan dan
beberapa teori lainnya. Teori kecepatan pengendapan partikel lebih cocok digunakan
pada butir-butir batuan yang relatif lebih halus, sedangkan butir-butir batuan yang
lebih kasar lebih cocok digunakan teori ayakan. Teori ayakan ini mulai dipergunakan
pada tahun 1704 (Krumbein, 1932).
Dalam analisa ayakan diperlukan butiran-butiran batuan sedimen yang benar-
benar lepas, sehingga batuan sedimen klastik yang telah mengalami kompaksi perlu
diuraikan menjadi butiran-butiran lepas. Dan penguraian batuan sedimen ini dapat
diuraikan secara fisik dan kimiawi. Dalam melakukan analisa besar butir khususnya
analisa ayakan sebenarnya tidak sederhana seperti dalam prakteknya.
Beberapa seri ayakan yang dapat digunakan dalam analisa besar butir,
diantaranya adalah ASTM Sieve series, Tyler Sieve series dan IMM Sieve series
masing-masing mempunyai lubang bukaan yang berbeda (Lihat Tabel 1, 2, 3). Untuk
itu perlu diperhatikan sieve yang akan digunakan.
5
Tabel 1. ASTM Sieve series Tabel 2. Tyler Sieve series Tabel 3. IMM Sieve series
Mesh Opening Mesh opening Mesh Opening
5 4,00 5 2,540 5 2,540
6 3,36 8 1,574 8 1,574
7 2,83 10 1,270 10 1,270
8 2,38 16 0,782 16 0,792
10 2,00 20 0,635 20 0,635
12 1,68 25 0,508 25 0,508
14 1,41 30 0,426 30 0,421
16 1,19 35 0,416 35 0,416
18 1,00 40 0,317 40 0,317
20 0,84 45 0,254 45 0,254
25 0,71 50 0,211 50 0,211
30 0,59 60 0,180 60 0,180
35 0,50 70 0,157 70 0,157
40 0,42 80 0,137 80 0,139
45 0,35 90 0,125 90 0,127
50 0,297 100 0,105 100 0,107
60 0,25 120 0,084 120 0,084
70 0,21 150 0,061
80 0,177 200 -
100 0,149
120 0,125
140 0,105
170 0,083
200 0,074
230 0,062
6
Untuk mendapatkan hasil analisa yang lebih teliti, ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan, yaitu faktor kesalahan dan waktu analisa.
1.3.1 Faktor Kesalahan Analisa
Faktor-faktor yang memungkinkan kesalahan dan sulit untuk dikoreksi dalam
teori ayakan ini, misalnya:
Dalam teori ayakan ini semua butiran-butiran dianggap mempunyai bentuk bulat,
tetapi secara alamiah tidak sedikit butir-butir batuan ini berbentuk bulat panjang
atau lonjong, sehingga hal semacam ini akan menyebabkan kesalahan penentuan
berat setiap fraksi batuan.
Butir-butir batuan yang akan dianalisa seharusnya lepas-lepas secara sempurna,
tetapi dalam prakteknya hal seperti ini sangat sukar sekali dilakukan. Faktor ini
dapat juga menimbulkan kesalahan dalam penentuan berat setiap fraksi batuan.
Secara teoritis, berat batuan sebelum dan sesudah analisa harus sama, tetapi pada
prakteknya hal ini sukar atau tidak mungkin diperoleh. Kesalahan seperti ini
mungkin disebabkan karena sebagian daripada butir-butir batuan tersangkut
dalam ayakan, atau butiran-butiran yang berupa debu halus mudah terbang.
Faktor ini juga akan menyebabkan pengurangan berat setiap fraksi batuan.
Krumbein (1934) berpendapat bahwa kesalahan yang melibatkan analisa
mekanisme dapat dikelompokkan ke dalam kesalahan lapangan atau kesalahan
pengambilan contoh dan pengambilan laboratorium. Sedangkan Swinferd (1949)
membagi kesalahan laboratorium ini menjadi 4 kesalahan, yaitu:
1. Kesalahan pemisahan batuan
2. Kesalahan waktu
270 0,053
325 0,044
7
3. Kesalahan pengayakan
4. Kesalahan percobaan
Selain itu juga banyak faktor-faktor lainnya yang perlu dikoreksi, tetapi
menurut beberapa penulis lainnya faktor-faktor tersebut tidak begitu mengaburkan
data.
1.3.2. Waktu Analisa
Waktu yang diperlukan dalam analisa ayakan ini sangat perlu diperhatikan,
terutama untuk butiran yang halus. Menurut penelitian, butiran-butiran yang berada di
atas jalan saringan pada waktu diayak tidak akan masuk serentak pada lubang-lubang
jala tersebut, tetapi secara perlahan-lahan yang sangat tergantung waktu.
Wentworth (1929) telah melakukan penyelidikan analisa yakan ini mendapat
suatu persamaan empiris yang berbentuk v =a t-m + b , dimana pada percoabaan ini
dipakai ayakan yang berukuran 0,5 mm. Dari persamaan Wentworth ini dibuat suatu
diagram seperti yang terlihat pada gambar 1, dimana sumbu Y menunjukkan jumlah
persentase dari butiran yang tertinggal dalam ayakna dan sumbu X menunjukkan
waktu (Krumbein dan Pettijohn, 1938).
Gambar1. Grafik yang menunjukkan hubungan waktu dan jumlah persen berat
yang tertinggal di atas ayakan
67
68
69
70
71
72
73
74
75
0 10 20 30 40 50 60
Per
sen
rem
ain
ing
abo
ve s
ieve
Time in minute
8
Berdasarkan penyelidikan ini Wentworth (1929, op.cit. Krumbein dan
Pettijohn, 1938) mengambil kesimpulan bahwa untuk mendapatkan data yang teliti,
pengayakan harus dilakukan dengan alat penggerak otomatis selama 5 sampai 10
menit. Makin lama waktu yang digunakan dalam pengayakan makin kurang efektif
(Swineford, 1948).
1.4. Skala Besar Butir
Dasar dari metode ayakan adalah bahwa butiran dibagi atas selang-selang
kelas yang dibatasi oleh besarnya lubang ayakan. Penyebaran kumulatif dari besar
butir dalam hal ini adalah yang lebih kasar yang tersangkut. Set dari ayakan ini
banyak yang dipergunakan dalam teknik dan ada beberapa macam skala besar butir
yang sering dipergunakan dalam analisa ukuran besar butir, anatara lain:
Skala besar butir Udden dan Wentworth
Skala besar butir Attenberg
Skala besar butir Enginering
Dalam analisa besar ukuran butir, macam sklala besar butir yanga akan
dipergunakan dapat dipilih salah satunya dari skala besar butir yang tersebut di atas.
Selain skala-skala tersebut di atas, juga disajikan skala besar butir LBPN-LIPI. Skala
besar butir yang sering digunakan adalah skala besar butir berbentuk logaritma yang
merupakan deretan angka-angka hasil minus logaritma dan disebut dengan skala
phi.
(phi) = -2 log d
dimana d adalah diameter menurut skala Wentworth (Krumbein, 1934).
Hal ini disebabkan karena lebih mudah dalam perhitungan dan data yang
diperoleh dapat di plot ke dalam kertas semi log atau kertas probabilitas atau kertas
lainnya.
9
Tabel 4. Macam-macam Skala Besar Butir
Udden-Wentworth Values Engineering
Cobbles
64 mm
Pebbles
4 mm
Granules
2 mm
Very Coarse Sand
1 mm
Coarse Sand
0,5 mm
Medium Sand
0,25 mm
Fine Sand
0,125 mm
Very Fine Sand
0,0625 mm
Silt
0,0039 mm
Clay
-6
-2
-1
0
1
2
3
4
8
Boulders
10 in.
Cobbles
3 in.
Gravel
4 mesh
Coarse Sand
10 mesh
Medium Sand
40 mesh
Fine Sand
200 mesh
Fines
10
Tabel 5. Klasifikasi Atterberg
Batas Ukuran Nama
2000 200 mm Bongkah (Block)
200 20 mm Kerikil (Cobbles)
20 2 mm Kerikil (Pebbles)
2 0,2 mm Pasir kasar (Coarse sand)
0,2 0.02 mm Pasir halus (Fine Sand)
0,02 0,002 mm Lanau (Silt)
< 0,002 mm Lempung (Clay)
Tabel 6. Skala Besar Butir Phi (Wentworth) dan Zeta (Atterberg)
Wentworth Atterberg Zeta
32 mm
16 mm
8 mm
4 mm
2 mm
1 mm
mm
mm
1/8 mm
1/16 mm
1/32 mm
1/64 mm
1/128 mm
1/256 mm
1/512 mm
1/1024 mm
-5
-4
-3
-2
-1
0
+1
+2
+3
+4
+5
+6
+7
+8
+9
+10
2000 mm
200 mm
20 mm
2 mm
-3
-2
-1
11
Tabel 7. Skala besar butir yang dipakai dalam analisa besar butir pada Lab.
Sedimentologi LGPN LIPI
Mesh Bukaan (mm) Phi
4 4,670 -2,3
6 3,360 -1,7
8 2,380 -1,2
12 1,680 -0.7
16 1,190 -0,3
20 0,840 0,2
30 0,590 0,7
40 0,420 1,2
50 0,297 1,7
60 0,250 2,0
65 0,208 2,3
100 0,149 2,7
120 0,125 3,0
150 0,104 3,3
200 0,074 3,7
230 0,062 4,0
270 0,053 4,2
325 0,044 4,5
Sisa
12
Tabel 8. Daftar Batas Ukuran Butir Menurut Wenworth dan Terminologi
Klastik
Ukuran
Sedimenter (epiklastik) Volkanik (piroklastik)
Bundar, bundar tanggung
Menyudut tanggung
Menyudut
Fragmen Agregat Fragmen Agregat
256 nm
64 nm
4 nm
2 nm
1/16 nm
1/256 nm
Bongkah
Kerikil bongkah
Konglomerat
bongkah
Blok
Breksi
volkanik
Kerakal
Kerikil kerakal
Konglomerat
kerakal
Bomb
Anglomerat
Kerikil
Kerikil
Konglomerat
kerikil
Breksi
Tuff
Lapilli
Granul Granul Abu kasar
Tuff kasar Pasir Pasir
Batu pasr
Lanau Lanau
Batu lanau
Abu halus
Tuff halus
Lempung Lempung sepih
13
BAB II
METODE STATISTIKA
Dalam mengolah data analisa besar butir digunakan beberapa teori statistik
dan bermacam-macam grafik presentase. Grafik presentase sebenarnya merupakan
salah satu langkah utama dalam mempelajari proses-proses yang berhubungan dengan
ilmu sedimentasi karena dengan mengetahui bentuk grafik presentase ini penyebaran
butir-butir batuan dan hal-hal lain yang di analisa dapat ditentukan.
Prinsip-prinsip dari grafik presentase ini sebenarnya berdasarkan analisa
geometri, dimana grafik tersebut merupakan suatu persamaan matematis yang
mempunyai dua variabel, yaitu variabel bebas dan variabel tak bebas. Kedua variabel
ini masing-masing diplot pada sumbu x dan sumbu y. Dalam hal ini variabel yang
dimaksud adalah harga dari diameter butiran, sedangkan variabel tak bebas adalah
frekuensi daripada berat butiran tersebut.
Pada gambaran grafik frekuensi ini satuan skala yang digunakan boleh
sembarangan, tergantung dari metode statistika mana yang digunakan dalam
pengolahan data. Bentuk grafik presentase yang sering digunakan dalam analisa
ukuran besar butir adalah :
1. Histogram
2. Kurva Frekuensi
3. Kurva Kumulatif
2.1 Histogram
Histogram ini sebenarnya merupakan suatu gambaran dari hasil-hasil analisa
secara sederhana dan praktis, dimana pada sumbu x menunjukkan besaran diameter
dan sumbu y menunjukkan frekuensi dari persentase berat. Dari histogram ini dapat
dibaca penyebaran butiran batuan tersebut.
14
Penggambaran histogram harus dibuat pada kertas aritmatik, dimana jarak
interval sama sehingga bentuk histogram merupakan susunan dari bentuk empat
persegi panjang yang turun naik (Gambar 2)
Gambar 2. Bentuk-bentuk Histogram A dan B monomodal, sedangkan
C bimodal, (Pettijohn, 1957)
Bentuk-bentuk histogram ini ada beberapa macam, yaitu:
Bentuk histogram yang mempunyai satu harga maksimum, seperti terlihat
pada gambar 2A dan 2B.
Bentuk histogram yang mempunyai dua harga maksimum Gambar 2C.
Bentuk histogram yang mempunyai tiga harga maksimum (trimodal).
Bentuk histogram yang mempunyai lebih dari tiga harga maksimum
(polimodal).
Gambar 3. Histogram Penyebaran Besar Butir
15
2.2 Kurva Frekuensi
Kurva frekuensi dari histogram sebenarnya erat hubungannya, karena bentuk
kurva frekuensi ini merupakan hasil limit dari histogram, dimana selang kelas dari
histogram ini diperkecil terus menerus sampai nol. Bentuk dari kurva frekuensi ini
lebih halus dan lebih menerus daripada bentuk histogram.
Gambar 4. Memperlihatkan perubahan dari bentuk histogram ke betuk kurva
frekuensi, (Krumbein dan Pettijohn, 1938)
Pada gambar dapat dilihat dengan jelas perubahan dari histogram ke kurva
frekuensi. Secara kasar kurva frekuensi dapat dibuat dengan menghubungkan titik-
titik tengah interval dari masing-masing frekuensi.
2.3 Kurva Kumulatif
Kurva kumulatif dibuat berdasarkan histogram juga, dimana selang kelas dari
diameter ini di plot pada sumbu x, sedangkan pada sumbu y merupakan frekuensi dari
persentase berat yang mempunyai skala dari 0% hingga 100%. Pada kurva kumulatif
ini, selang kelas yang pertama mempunyai ordinat yang sama dengan harga
prosentase berat dari kelas itu sendiri, sedangkan untuk selang pada diameter yamg
16
kedua ordinatnya sama dengan jumlah prosentase dari berat yang kedua, begitu juga
untuk selang kelas selanjutnya.
Kurva kumulatif ini dapat digambarkan pada kertas semilog dan pada kertas
probablitas normal (Gambar 5 dan 6). Kertas probablitas normal didesain sedemikian
rupa sehingga kurva kumulatif suatu penyebaran frekuensi merupakan suatu garis
lurus.
Pada dasarnya grafik-grafik tersebut digunakan untuk mengetahui penyebaran
besar butir pada batuan sedimen yang dianalisa dan di nyatakan dalam besaran-
besaran mean, mode, median, deviasi standar, skewness dan kurtosis, dimana:
Mean merupakan harga rata-rata secara statistik yang representatif.
Mode merupakan puncak maksimal dari penyebaran besar butir tertentu.
(Gambar 7)
Dalam penyebaran butirnya suatu sedimen tidak harus mempunyai satu puncak
(monomodal), tetapi dapat pula mempunyai dua puncak (bimodal), bahkan banyak
puncak (polimodal) yang menunjukkan sortasi yang buruk lihat Gambar 2.
Sortasi merupakan derajat pemilahan besar butir secara sedehana (Gambar
8)
Standar deviasi merupakan suatu nilai statistik sampai sejauh mana besar
butir sesuatu populasi menyimpang dari harga rata-ratanya. Pada harga
deviasi standar yang kecila kan menunjukkan sortasi yang baik.
Skewness adalah ukuran dari tingkat simetrinya penyebaran besar butir atau
arah condongnya. Penyebaran besar butir disebut skewness positif apabila
mempunyai kecenderungan ke arah kasar dan skewness negatif bila ke arah
halus (Gambar 9).
Kurtosis merupakan derajat kemencengan terhadap suatu penyebaran
normal. Semakin tinggi harga kurtosis akan semakin mancung dan akan
mempunyai sortasi yang semakin baik (Gambar 10).
17
Histogram dan kurva frekuensi secara visual lebih baik, dimana mode, standar
deviasi, skewness dan kurtosis langsung dapat dilihat. Namun untuk hitung statistik,
kurva kumulatif lebih baik karena nilai-nilai didapatkan secara langsung dari grafik.
Rumus-rumus yang digunakan dalam menentukan harga-harga besaran seperti
mean size, standar deviasi, skewness dan kurtosis adalah rumus-rumus statistik
berdasarkan metode Inman, Folk dan Ward. Metode Folk dan Ward ini sebenarnya
diturunkan berdasarkan Metode Inman yang telah mengalami beberapa koreksi
karena menurut Folk dan Ward rumus-rumus ini yang digunakan oleh Inman ini
hanya cocok untuk batuan sedimen yang mempunyai penyebaran frekuensi berbentuk
normal, sedangkan untuk bentuk-bentuk bimodal atau polimodal harus mengalami
beberapa macam koreksi. Adapun rumus-rumus tersebut dapat dituliskan
sebagaimana terlihat dalam Tabel 9.
Friedman (1979), dalam penentuan harga-harga besaran seperti mean, standar
deviasi, skewness dan kurtosis, berdasarkan kepada perhitungan parameter statistik
dengan menggunakan metode Momen terhadap mean (lihat Tabel 10). Dari harga
deviasi standar ini dapat diambil beberapa batasan yang menunjukkan hubungan
antara harga deviasi standar dengan nilai pemilihan (sorting), seperti terlihat pada
Tabel 11.
18
19
Tabel 11. Hubungan Standar Devasi Dengan Pemilahan
< 0,35 Very well sorted
0,35 0,50 Well sorted
0,50 0,70 Moderately Well sorted
0,70 1,00 Moderately sorted
1,00 2,00 Poorly sorted
2,00 4,00 Very Poorly sorted
>4,00 Extremely poorly sorted
Tabel 12. Penilaian Harga-harga Skewness
-1,0 - -0,3 Very negatively skewed
-0,3 - -0,1 Negatively skewed
-0,1 0,1 Symetrical
0,1 0,3 Positively skewed
0,3 1,0 Very positively skewed
Tabel 13. Penilaian Harga-harga Kurtosis
< 0,67 Very platykurtic
0,67 0,90 Platykurtic
0,90 1,11 Mesokurtic
1,11 1,50 Leptokurtic
1,50 3,00 Very leptokurtic
>3,00 Extremely Leptokurtic
20
Harga deviasi standar yang tinggi dan harga skewness yang positif
menunjukkan suatu lingkungan sungai sedangkan harga deviasi standar yang rendah
dan harga skewness-nya 0 atau negatif menunjukkan suatu lingkungan pantai.
21
22
23
24
25
BAB III
CARA KERJA ANALISIS BESAR BUTIR
3.1. Cara Kerja di Lapangan
Contoh bantuan (sampel) yang diambil di lapangan adalah berupa material
yang berukuran pasir, baik lepas maupun yang berupa batuan. Guna mendapatkan
contoh batuan yang representatif maka yang perlu diperhatikan, antara lain :
1. Lokasi pengambilan sampel
2. Cara pengambilan sampel
3. Jumlah sampel
Lokasi pengambilan sampel perlu diperhatikan, hal ini dimaksudkan agar
sampel yang diambil benar-benar dapat mewakili dan insitu. Cara pengambilan
sampel adalah dengan sistem grade, sehingga sampel yang diambil dapat mewakili
seluruh penyebaran dari batu pasir tersebut (lihat sketsa). Sampel diambil dengan
kedalaman 30-60 cm di bawah permukaan. Sedangkan jumlah sampel yang diambil
sesuai dengan luas daerah maupun keadaan daerah itu sendiri.
Jarak masing-masing titik antara 50 sampai 75 meter.
26
3.2 Cara Kerja di Laboratorium
Dalam analisa pasir di laboratorium dapat dibagi dalam 2 (dua) tahapan, yaitu:
tahap pengerjaan sampel dan tahapan perhitungan data.
3.2.1. Tahap Pengerjaan Sampel
Pada tahap ini sampel akan dipersiapkan terlebih dahulu sebelum analisa pasir
dilakukan, agar analisa dapat dilakukan dengan lancar dan dengan hasil baik.
Tahapan-tahapan yang harus dilakukan dalam pengerjaan sampel secara berurutan
yaitu :
1. Pengeringan sampel
2. Pelepasan butiran
3. Kwartering
4. Penimbangan pertama
5. Pengayakan sampel
6. Penimbangan kedua
3.2.1.1 Pengeringan Sampel
Maksud dari pengeringan sampel adalah supaya material-material pada
sampel mudah lepas satu dengan lainnya dan agar tidak mempengaruhi
proses-proses selanjutnya. Pada hakekatnya pengeringan ini adalah untuk
menghilangkan kandungan air yang masih terdapat pada sampel. Pengeringan
sampel ini dapat dilakukan di bawah sinar matahari maupun dikeringkan
dengan open.
Untuk mendapatkan sampel yang betul-betul kering, apabila
pengeringan di bawah sinar matehari sampel haruslah ditebarkan secara
merata di atas kertas atau tempat lain yang masih bersih, dan agar pengeringan
dapat dilakukan dengan cepat sampel harus dibolak-balik. Setelah sampel
benar-benar kering barulah dapat dilakukan proses selanjutnya.
27
3.2.1.2 Pelepasan butiran
Pelepasan butiran dimaksudkan untuk melepaskan butiran-butiran
yang masih belum terlepas pada proses pengeringan, karena dalam analisa
besar butir diperlukan butiran yang benar-benar lepas. Alat yang digunakan
dalam proses ini adalah sebuah mangkok yang lazim disebut mortar dengan
penggerusnya, yang keduanya terbuat dari porselain (lihat Gambar 28).
Gambar 28. Alat mortar yang dipergunakan untuk
menggerus/memisahkan pasir menjadi butiran yang lepas.
Sampel yang telah kering dimasukan ke dalam mortar (sedikit-sedikit
sesuai daya tampungnya), kemudian digerus dengan penggerus secara
perlahan-lahan agar butiran tidak hancur. Sesudah butiran-butiran lepas, maka
masukkan lagi hingga cukup untuk analisa selanjutnya. Untuk sampel yang
mempunyai campuran seperti karbonat, oksida besi atau garam yang mudah
larut, dapat dihilangkan atau dipisahkan dengan beberapa cara.
3.2.1.2.1. Memisahkan campuran karbonat
Proses tersebut tidak dapat dilakukan apabila kita ingin mempelajari mineral-
mineral yang ada. Urutan kerja yang harus dilakukan apabila kita ingin memisahkan
campuran karbonat :
28
1. Sampel yang diletakkan kedalam beaker 250-600 ml. Masukkan kedalamnya 25 ml
aquades dan diaduk.
2. Tambahkan kedalam beaker 10% HCL secara perlahan-lahan sampai reaksi
berhenti. Jika kandungan karbonatnya banyak, untuk penambahan 10% HCL juga
harus besar.
3. Panaskan 80-90 C, dan tambahkan HCL sampai reaksi terhenti. Cara ini akan
lebih tepat apabila penambahan HCL mencapai pH 3,5-4, dan kondisi tersebut
tetap dipertahankan.Untuk memeriksa pH ini dapat dilakukan dengan :
a. pH meter
b. Menggunakan larutan indikator pH pada test plate (misal: larutan brom
phenol blue)
c. pH paper, dapat menggunakan lautan indikator methyl orange indikator
paper. Indikator ini akan berwarna kuning pada larutan netral dan akan
berubah menjadi orange pada pH 3,1-4,4 dan menjadi merah pada pH dari
3,1.
4. Pada sampel yang cukup banyak mengandung karbonatnya, ion calcium yang larut
akan bercampur dengan sampel yang akan menghalangi pemisahan bahan-bahan
organik dengan H2O2, dan akan mengendap sebagai kalsium oksalat didalam
melakukan pemindahan besi. Cuci sampel dengan HCL yang lemah (0,1%).
Ulangi pencucian 2 atau 3 kali. Cairan dapat dites dengan mengambil sedikit
cairan dimasukkan ke dalam tabung tes alkaline dengan menggunakan kertas
lakmus yang mengandung ammonium oksalat. Endapan putih dari kalsium oksalat
akan terbentuk bilamana kalsium hadir. Beberapa cara untuk melakukan
pencucian:
a. Pindahkan sampel dalam satu atau lebih tabung centripuge dengan
menggunakan larutan pencuci pada botol-botol pencuci dan rubber
policeman dan diaduk.
29
b. Jika seluruh kandungan materialnya adalah pasir (sand) atau silt kasar
(coarse silt), biarkan sedimen mengendap dalam beaker dan cairan
dipindahkan atau dituangkan.
c. Masukkan porcelain filter candle pada beaker dan cairan dipisahkan
dengan cara disedot atau dengan menggunakan pompa penghisap (vacuum
pump, Gambar 29). Endapan sedimen pada filter dipisahkan dengan
menggunakan tekanan balik.
Gambar 29. Pemisahan Yang Menggunakan Porcelain Filter
3.2.1.2.2 Menghilangkan bahan organik (Jackson, Whitting, and Pannington,
1949)
Cara yang dilakukan disini jarang yang berhasil untuk dapat menghilangkan
bahan-bahan organik secara keseluruhan, tetapi cara ini juga sangat menolong. Hal
tersebut dapat dilakukan melalui beberapa tahapan, dan apabila bahan-bahan
organiknya telah hilang pada setiap tahapan dapat dihentikan. Caranya adalah :
1. Bila kandungan bahan organiknya sedikit letakkan sampel pada breaker 400 ml dan
masukkan ke dalam beaker 100 ml H2O2 6% secara perlahan-lahan dan konstan,
kemudian digerak-gerakan. Tutup dan panaskan sampai 40C selama 1 jam.
Didihkan sebentar setelah mencapai 1 jam hingga H2O2 yang berlebihan hilang.
2. Bila kandungan bahan organiknya cukup banyak, maka dapat dilakukan langkah-
langkah sebagai berikut :
30
a. Pisahkan cairan dengan cara menuangkannya setelah terjadi pengendapan.
b. Tambahkan kedalamnya H2O2 30% secara perlahan-lahan sambil digerak-
gerakan hingga pembuihan berhenti. Hindari pembuihan yang berlebihan.
Hindari kulit dari sentuhan H2O2 30% karena akan menyebabkan luka
bakar.
c. Panaskan hingga mencapai 40C di atas hot plate selama 10 menit.
Apabila pada suatu pemanasan terjadi pembuihan secara berlebihan, bila
perlu sampel didinginkan dengan cara menyemprotkan air dingin.
Gunakan beaker yang besar apabila terjadi pembuihan yang berlebihan.
d. Keringkan hingga endapan menjadi tipis, tetapi jangan terlalu kering.
Tambahkan 10-30 ml H2O2 30%, tutup dengan watch glass. Panaskan
pada 40-60C selama 1 sampai 12 jam. Ulangi hingga bahan-bahan
organiknya hilang.
e. Panaskan sebentar hingga H2O2 yang berlebihan hilang.
3.2.1.2.3 Menghilangkan Oksida Besi
1. Letakkan sampel pada beaker 400 ml dan tambahkan air 300 ml.
2. Masukkan aluminium ke dalam beaker (lebih baik menggunakan lempeng
aluminium yang berbentuk silindris, tetapi dapat pula dipergunakan bentuk
lainnya).
3. Tambahkan 15 gram asam oksalat (bubuk atau larutan) dan didihkan secara
perlahan-lahan selama 10-20 menit. Tambahkan lagi asam oksalat jika
menginginkan sampai semua oksida besi hilang.
3.2.1.2.4 Menghilangkan garam yang dapat larut
1. Pisahkan cairan yang berlebihan dengan cara menuangkannya setelah terjadi atau
dengan cara disaring. Bila cairan keruh tersuspensi lempung, tuangkan kembali
pada tabung atau beaker yang mengandung endapan tadi dan siram dengan air
31
panas sehinga terjadi penggumpalan (flokulasi). Jika tidak terjadi penggumpalan
maka tambahkan sedikit NaCl.
2. Cuci dengan cara yang diuraikan sebelumnya 2-5 kali. Hentikan jika lempung telah
mulai terurai. Pada endapan resen untuk lingkungan laut, pencucian dilakukan
sampai sedimen bebas dari klorida. Apabila larutan mengandung chlorine
pemberian perak nitrat 4% akan membentuk filtrat menjadi endapan perak
chlorida (silver chloride) yang berwarna putih.
3.2.1.3 Kwartering
Proses kwartering adalah suatu proses pembagian sampel ke dalam 4 (empat)
kwadran, untuk mendapatkan sampel yang representatif. Untuk proses kwartering ini
diperlukan sebuah corong plastik atau seng dan karton tempat pembagian sampel
(lihat Gambar 30).
Pada kwartering ini posisi corong terletak di atas karton dan diusahakan tegak
lurus dengan perpotongan karton, sampel dimasukkan ke dalam corong secara
konstan, kemudian akan didapatkan pasir yang sudah menempati keempat kwadran
tersebut.
Diambil sampel yang berada di kwadran yang berlawanan dan mempunyai
jumlah yang relatif sama dari kedua kwadran satunya lagi. Sisa pasir yang tidak
terpilih dapat langsung dibuang, sedang pasir dikwartering lagi sebanyak 3 atau 4
kali. Untuk yang kedua dan seterusnya sisanya dapat digunakan lagi apabila harus
mengulang dari proses kwartering kembali.
Sesudah sampel yang representatif didapatkan dan diperkirakan lebih dari 100
gram, barulah proses kwartering dihentikan dan dapat dilakukan proses penimbangan.
3.2.1.4 Penimbangan pertama
Penimbangan ini menggunakan alat timbang elektrik Metler yang
mempunyai kepekaan sampai dua dibelakang koma gram (lihat Gambar 31).
32
Gambar 30. Cara Kwartering Sampel, untuk mendapatkan butiran sampel
yang representatif
Gambar 31. Alat Timbang (neraca) Elektrik Mettler. Satuannya adalah gram,
dengan ketelitian sampai 2 angka dibelakang koma.
Untuk penimbangan yang pertama ini akan ditimbang pertama kali tabung-
tabung sebanyak lima buah untuk tempet hasil ayakan dan satu tabung yang lebih
besar untuk tempat sampel mula-mula. Sebelum ditimbang tabung-tabung tersebut
diberi tanda dengan spidol sesuai ukuran meshnya, kecuali tabung terbesar. Tabung
(becker) jika sudah diketahui beratnya, maka barulah dicari pasir yang mempunyai
berat 100 gram (ditimbang) dengan cara memasukkan pasir ke dalam becker terbesar
yang sudah diketahui beratnya.
33
Misal berat becker=g gram, maka berat becker+berat pasir haruslah=100
gram+g gram = x gram. Setelah didapatkan pasir dengan berat 100 gram, maka pasir
itu kemudian diayak.
3.2.1.5 Pengayakan Sampel
Maksud dari pengayakan sampel adalah untuk mengetahui penyebaran
frekuensi besar butir dari pasir yang dianalisa.
Untuk pengayakan sampel dipakai ayakan US Standard, dengan mesh dari 30,
50, 100, sampai 200. Yang dimaksudkan saringan dengan mesh 10 adalah saringan
yang mempunyai lubang berjumlah 10 pada suatu luas tertentu. Saringan dengan
mesh 50 akan lebih halus dari saringan dengan mesh 10, atau dengan kata lain bahwa
saringan dengan nomor mesh lebih besar akan lebih halus daripada saringan yang
bermesh lebih kecil.
Gambar 32. Susunan Ayakan (sieve) di atas Vibrator. Waktu pengayakan
terbaik adalah 5-10 menit.
Sebelum pengayakan dilakukan, saringan disusun menurut besar meshnya,
dari nomor terkecil dibagian atas berturut-turut makin ke bawah makin besar nomor
meshnya.
34
Sampel dimasukkan ke dalam ayakan kemudian ditutup dengan penutup,
susunan ayakan ini kemudian diletakkan keatas pengayak elektrik selama 5 (lima)
menit (untuk mendapatkan hasil yang baik, pengayakan dilakukan antara 5-10 menit).
Setelah pengayakan berhenti (secara otomatis), diamkan dahulu untuk beberapa saat.
Hal ini dimaksudkan agar material-material yang diayak sudah benar-benar
terendapkan terutama untuk material yang sangat halus yang berterbangan dimana
kemungkinan akan mempengaruhi hasil penimbangannnya.
Jika diperkirakan material-material pasir itu sudah benar-benar mengendap,
maka material (butiran) pasir itu diambil dari saringannya, kemudian dimasukkan ke
dalam becker-becker yang sudah disediakan dan telah diketahui beratnya. Cara
pengambilan sampel dari saringan haruslah hati-hati dan teliti, karena bila tidak akan
merusak saringannya sehingga cukup menggunakan kwas saja apabila ada material
yang masih tertingal di dalam saringan. Sampel-sampel yang telah dimasukkan ke
dalam becker yang sesuai dengan nomor meshnya dapatlah ditimbang untuk kedua
kalinya.
3.2.1.6 Penimbangan kedua
Berturut-turut ditimbang becker yang telah berisi pasir dan dicatat, misalnya
didapatkan hasil sebagai berikut :
- Becker +berat pasir dengan nomor mesh 30 = a gram
- Becker +berat pasir dengan nomor mesh 50 = b gram
- Becker +berat pasir dengan nomor mesh 70 = c gram
- Becker +berat pasir dengan nomor mesh 100 = d gram
- Becker +berat pasir dengan nomor mesh 200 = e gram
Total = x gram
35
Harga penimbangan total ini haruslah memenuhi syarat, yaitu berselisih (bisa
kurang atau lebih) kurang atau sama dengan 0,06 gram dari berat pasir mula-mula
ditambah berat masing-masing becker. Atau selisih berat pasir antara penimbangan
pertama dan kedua tidak lebih besar dari 0,06 gram.
Apabila persyaratan itu tidak terpenuhi, maka haruslah diulang kembali dari
proses kwartering, sampai didapatkan berat yang memenuhi persyaratan tersebut di
atas.
Top Related