mekanika tanah

16
MEKANIKA TANAH Tanah merupakan suatu lapisan kulit bumi yang tipis yang terletak dibagian paling atas permukaan bumi. Namun dengan seiringnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, seorang ahli Rusia yang bernama Dokuchaev menemukan bahwa tanah merupakan produk evolusi dan berubah mengikuti waktu. Sehingga tanah dapat didefinisikan sebagai bahan mineral yang terkonsolidasi pada permukaan bumi yang telah terkena dan terpengaruhi faktor-faktor genetik dan lingkungan dari bahan induk, iklim (suhu dan kelembaban), mikroorganisme, serta topografi yang semuanya bertindak selama suatu periode waktu dan mwnghasilkan tanah produk yang berbeda (dalam banyak sifat dan ciri fisik, kimia, dan biologi) dengan bahan asal tanah. Tanah tersusun dari empat bahan utama, yaitu : bahan mineral, bahan organik, air, dan udara. Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah ataupun setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan atas yang baik untuk pertumbuhan tanaman bahan kering (bukan sawah) umumnya mengandung 45% (volume) bahan mineral, 5% bahan organik, 20% - 30% udara, dan 20% - 30% air. Namun dalam tugas ini lebih menjelaskan secara spesifik tanah yang tersusn dari bahan mineral, berikut ini penjelasannya : Mineral adalah kombinasi unsur-unsur anorganik yang terbentuk secasra alamiah sebagai garam atau senyawa lainnya berupa kristal atau amorf. Mineral-mineral dibedakan berdasarkan susunan kimia dan strukturnya. Perubahan komposisi dan

Upload: nurul-fitri-rasyid

Post on 16-Nov-2015

33 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

Makalah

TRANSCRIPT

MEKANIKA TANAHTanah merupakan suatu lapisan kulit bumi yang tipis yang terletak dibagian paling atas permukaan bumi. Namun dengan seiringnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, seorang ahli Rusia yang bernama Dokuchaev menemukan bahwa tanah merupakan produk evolusi dan berubah mengikuti waktu. Sehingga tanah dapat didefinisikan sebagai bahan mineral yang terkonsolidasi pada permukaan bumi yang telah terkena dan terpengaruhi faktor-faktor genetik dan lingkungan dari bahan induk, iklim (suhu dan kelembaban), mikroorganisme, serta topografi yang semuanya bertindak selama suatu periode waktu dan mwnghasilkan tanah produk yang berbeda (dalam banyak sifat dan ciri fisik, kimia, dan biologi) dengan bahan asal tanah.Tanah tersusun dari empat bahan utama, yaitu : bahan mineral, bahan organik, air, dan udara. Bahan-bahan penyusun tanah tersebut jumlahnya masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah ataupun setiap lapisan tanah. Pada tanah lapisan atas yang baik untuk pertumbuhan tanaman bahan kering (bukan sawah) umumnya mengandung 45% (volume) bahan mineral, 5% bahan organik, 20% - 30% udara, dan 20% - 30% air.Namun dalam tugas ini lebih menjelaskan secara spesifik tanah yang tersusn dari bahan mineral, berikut ini penjelasannya :Mineral adalah kombinasi unsur-unsur anorganik yang terbentuk secasra alamiah sebagai garam atau senyawa lainnya berupa kristal atau amorf. Mineral-mineral dibedakan berdasarkan susunan kimia dan strukturnya. Perubahan komposisi dan struktur dari suatu mineral kepada mineral lain akan diikuti oleh perubahan sifat, seperti warna, kekerasan, dan bentuk kristal dari garis belahan.

Bahan mineral yang lebih besar dari 2 mm (fragmen batuan) terdiri dari kerikil, kerakal atau batu. Selain itu, mineral tanah dapat dibedakan menjadi mineral primer dan mineral sekunder. Mineral primer adalah mineral yang berasal langsung dari batuan yang dilapuk. Sedangkan mineral sekunder adalah mineral bentukan baru yang terbentuk selama proses pembentukan tanah berlangsung. Mineral primer umumnya terdapat dalam fraksi-fraksi pasir dan debu, sedang mineral sekunder terdapat dalam fraksi liat.

Beberapa jenis mineral primer yang sering terdapat di dalam kandungan tanah antara lain :MineralUnsur Hara

Kwarsa (SiO2)-

KalsitCa

DolomitCa, Mg

Feldspar : - Ortoklas- PlagioklasKNa, Ca

Mika : - Muskovit- BiotitKK, Mg, Fe

Amfibole (hornblende)Ca, Mg, Fe, Na

Piroksin (hiperstin,augit)Ca, Mg, Fe

OlivinMg, Fe

LeusitK

ApatitP

Penjelasan :Mineral Kuarsa (SiO2)

Mineral kuarsa merupakan mineral silikat yang hanya disusun oleh silikon dan oksigen.Mineral kuarsa juga sering disebut silikat karena komposisinya SiO2.Karena struktur kuarsa mengandung dua atom oksigen untuk tiap atom silikon, maka tidak dibutuhkan lagi ion positif untuk menjadikan mineral kuarsa ini netral. Struktur kristal kuarsa membentuk jaringan tiga dimenasi yang lengkap antara ion oksigen disekitar ion silikon, sehingga membentuk suatu ikatan yang kuat antara keduanya. Akibatnya kuarsa tidak mempunyai bidang belahan, sangat keras dan resisten terhadap proses pelapukan. Kuarsa mempunyai belahan konkoidal. Pada bentuknya yang sempurna kuarsa sangat jernih, membentuk kristal heksagonal dengan bentuknya piramidal. Warna mineral kuarsa sangat bervariasi tergantung pada proses pengotoran pada waktu pembentukannya. Variasi warna ini menyebabkan adanya bermacam mineral kuarsa. Mineral kuarsa yang umum adalah kuarsa susu (putih), kuarsa asap (abu-abu), kuarsa ros (pink), ametis (purple) dan kristal batuan (clear).

Mineral Kalsit

Kalsit merupakan mineral utama pembentuk batugamping, dengan unsur kimia pembentuknya terdiri dari kalsium (Ca) dan karbonat (CO3), mempunyai sistem kristal Heksagonal dan belahan rhombohedral, tidak berwarna dan transparan.Unsur kalsium dalam kalsit dapat tersubtitusi oleh unsur logam sebagai pengotor yang dalam prosentasi berat tertentu membentuk mineral lain. Dengan adanya substitusi ini ada perubahan dalam penulisan rumus kimia yaitu CaFe (CO3)2 dan MgCO3 (subtitusi Ca oleh Fe), CaMgCO3, Ca2MgFe (CO3)4 (subtitusi oleh Mg dan Fe) dan CaMnCO3 (substitusi oleh Mn). Sifat fisika dari kalsit adalah bobot isi 2,71; kekerasan 3 (skala Mohs); bentuk prismatik; tabular; pejal; berbutir halus sampai kasar; dapat terbentuk sebagai stalaktit, modul tubleros, koraloidal, oolitik atau pisolitik. Warna kalsit yang tidak murni adalah kuning, coklat, pink, biru, lavender, hijau pucat, abu-abu, dan hitam.

Mineral Dolomit

Dolomit adalah mineral yang berasal dari alam yang mengandung unsur hara magnesium dan kalsium berbentuk tepung dengan rumus kimia CaMg(CO3)2. Berwarna sering merah muda atau kemerah merahan dan dapat tidak berwarna, putih, kuning, beruban/kelabu atau bahkan warna coklat atau hitam ketika besi hadir di kristal.

Mineral Feldspar

Merupakan group mineral yang sangat umum, dapat terbentuk pada rentang temperatur dan tekanan yang besar. Group mineral feldspar mempunyai sifat fisik yang sama. Mineral ini mempunyai bidang belahan dua arah dan membentuk sudut hampir 90o, relatif keras dan kilap bervariasi antara kilap kaca sampai mutiara.Di dalam batuan mineral ini dikenali dengan bentuknya yang rektangular dan permukaan yang licin. Struktur mineral feldspar adalah rangkaian tiga dimensi dari atom oksigen bergabung dengan atom silikon. Seperempat sampai setengah dari atom silikon tergantikan oleh aton aluminium. Perbedaan valensi antara aluminium (+3) dan silikon (+4), menyebabkan terjadinya inklusi satu atau lebih oleh ion-ion seperti potasium (-1), sodium (-1) dan kalsium (+2).Karena adanya perbedaan inklusi didalam strukturnya, mineral feldspar dapat dibedakan menjadi 2 macam.Mineral ortoklas merupakan mineral feldspar dengan ion potasium di dalam struktur kristalnya.Plagioklas feldspar adalah mineral feldspar dengan ion kalsium dan atau sodium di dalam struktur kristalnya.

Mineral OrtoklasMerupakan mineral berwarna krem terang sampai merah jambu, sedangkan plagioklas berwarna putih sampai abu-abu terang.Meskipun keduanya mempunyai warna yang berbeda, tetapi warna tersebut tidak dapat dijadikan sebagai dasar untuk membedakannya.Salah satu sifat fisik yang dapat membedakannya adalah adanya striasi yang sejajar pada mineral plagioklas yang tidak dijumpai pada mineral ortoklas.

Mineral MikaMika merupakan nama golongan dari mineral-mineral hydrous aluminium silicate yang bersifat kompleks dan berbeda beda dalam komposisi kimia dan sifat fisiknya. Mika dapat terbelah belah dalam lembaran lembaran tipis, liat, fleksibel, elastis, dan sukar terbakar. Di alam mika umumnya berbentuk kristal-kristal kecil, tetapi kadang-kadang ada juga kristal mika yang lebarnya 10-20cm ataupun di atas 50 cm. Warna mika umumnya putih, kuning, merah, jingga, hijau, abu-abu, hitam dan ambar. Beberapa contoh mineral mika antara lain : Muscovite, paragonne, lepidolite,zinnwaldite, biotite, vermiculite dan phlogopite. Muscovite biasanya ada dalam pegmatite dikes, granites, syenites, schists, basicdikes. Sedangkan vermiculite terdapatnya sama dengan muscovite dan phlogopite.

Mineral Muskovit

Muskovit adalah jenis mineral mika yang sangat umum.Berwarna terang dengan kilap seperti mutiara (pearly) dan seperti mineral mika lainnya belahannya satu arah.Di dalam bataun muskovit sangat mudah dikenali karena sangat bercahaya.

Mineral Biotit

Biotit merupakan anggota dari mika yang berwarna gelap karena kaya akan besi. Seperti mineral mika lainnya, biotit disusun oleh struktur lembaran yang memberikan belahan satu arah.Biotit mempunyai warna hitam mengkilap yang membedakan dari mineral ferromagnesian lainnya. Seperti hornblende, biotit juga banyak dijumpai pada batuan penyusun kerak benua, termasuk batuan beku granit.

Mineral Piroksin

Mineral berwarna hitam, opak, dengan bidang belahan dua arah membentuk sudut 90o.Struktur kristalnya disusun oleh rantai tunggal tertrahedra yang diikat bersama-sama dengan ion-ion besi dan magnesium.Karena ikatan silikon-oksigen lebih kuat daripada ikatan antara struktur silikat, maka piroksin mudah terbelah sejajar dengan rantai silikat.Piroksin merupakan salah satu mineral yang dominan dalam batuan beku basalt yang merupakan batuan yang umum pada kerak samudera.Piroksenit adalah batuan beku plutonik, berkomposisi mineral-mineral dari keluarga piroksin, seperti augit, bronzit, diallag, diopsid, enstatit, hipersten. Ukuran butir mineral-mineralnya sangat kasar, bahkan individu mineralnya dapat mencapai ukuran inci. Hubungan kekerabatan komposisi piroksenit sangat dekat dengan gabro (piroksin + plagioklas) dan peridotit (piroksin + olivin). Piroksin (pyroxene) juga merupakan suatu kelompok mineral silikat penyusun batuan yang banyak dijumpai di dalam batuan beku dan batuan metamorfik. Rumus umunya adalah XY (Si, A1)2O6X mewakili ion-ion dari Ca, Na, Fe+2, Mg dan dalam Jumlah kecil Zn, Mn, Li. Y mewakili ion-ion yang berukuran lebih kecil dari Cr, Al, Fe+3, Mg, Mn, Sc, Ti, Va, Fe+2. Kelompok mineral piroksin terbentuk atau mengkristal dalam dua sistem kristal yang berbeda, yaitu sistem monoklin (monoclinic) dan sistem ortorombik (orthorhombic).Kelompok mineral piroksin yang memiliki sistem kristal monoklin disebut sebagai klinopiroksin (Clinopyroxenes). Contohnya: Aegirine, Augite, Diopside, Jadeite, Pigeonite, Spodumene. Kelompok mineral piroksin yang memiliki sistem kristal ortorombik disebut sebagai ortopiroksin (Orthopyroxenes). Contohnya: Hypersthene, Enstatite, Ferrosilite. Peroksen juga merupakan fenokris yang lebih sering terdapat pada lava Gunungapi Ruang dan Pulau Tagulandang. Bentuk prismatic dari anhedral-euhedral, dengan ukuran 0,2-2,5mm panjangnya, kembar, sederhana, sebagian polisntetik. Mineral ini terdiri dari jenis piroksen orto dan klino.

Mineral Olivin

Violin adalah mineral silikat ferromagnesian yang terbentuk pada temperatur tinggi, berwarna hitam sampai hijau kehitaman, mempunyai kilap gelas dan pecahan konkoidal.Mineral olivin pada umumnya menunjukkan kenampakan butiran bentuknya relatif kecil dan bundar.Olivin disusun oleh tetrahedra tunggal yang diikat bersama oleh campuran ion besi dan magnesium yang merangkai atom oksigen bersama-sama.Mineral ini tidak mempunyai bidang belahan karena struktur atomnya membentuk aringan tiga dimensi sehingga tidak membentuk bidang yang lemah.

Beberapa jenis mineral sekunder (mineral liat) yang sering ditemukan dalam tanah antara lain kaolinit, haloisit, montmorilinit, gibsit (Al oksida), Fe oksida, dan lain-lain. Mineral liat, besar pengaruhnya terhadap sifat-sifat kimia maupun sifat-sifat fisik tanah seperti kapasitas tukar kation, daya mengembang dan mengerut tanah, dan lain-lain.Mineral tanah pada umumnya terdapat dalam campuran untuk membentuk batuan bumi. Mineral-mineral yang dominan dalam batuan-batuan ini adalah feldspar, amfibol, piroksen, kuarsa, mika mineraltanah liat, limonit (oksida besi), dan mineral-mineral karbonat. Berikut ini komposisi batuan-batuan pembentuk tanah :Konstituen mineralAsalBatuan IgneousShaleBatu pasir

Feldsparprimer59.530.011.5

Amfibol dan piroksenprimer16.8-a

Kuarsaprimer12.022.366.8

Mika mineral-mineralprimer3.8-a

Titaniumprimer1.5-a

Apatitprimer atau sekunder0.6-a

Tanah liatsekunder-25.06.6

Limonitsekunder-5.61.8

Karbonatsekunder-5.711.1

Mineral lainnya-5.811.42.2

Penjelasan :Mineral Kaolinit

Mineral kaolinit dijumpai pada pH sekitar 4, biasa hadir bersama group alunit-andalusit-korundum pada pH 3-4.Halloysit merupakan produk supergene utama group ini.Kaolinit terbentuk pada kedalaman dangkal dan temperatur yang rendah. Dikit terbentuk pada suhu yang tinggi dan pada suhu yang lebih tinggi lagi akan terbentuk pirophilit. Diaspor setempatsetempat dijumpai dalam zona silifikasi yang intens dengan group alunit dan/atau kaolinit.Mineral Haloisit

Tanah haloisit memiliki kandungan mineral-mineral Al3+, Ca2+ dan beberapa mineral lainnya memiliki kemampuan untuk mengikat fosfat dengan cara adsorpsi. Pada penelitian ini penggunaan tanah haloisit sebagai media adsorpsi bertujuan untuk mengetahui sejauh mana pengaruh berat tanah, dan perubahan pH terhadap persen reduksi fosfat.Penelitian dilakukan dengan menerapkan 8 variasi berat tanah dan 4 variasi tingkat keasaman sampel yaitu dengan menggunakan pH 4, pH 5, pH 6 dan pH limbah asli. Berdasarkan kombinasi di atas dapat diketahui kondisi optimal dari kadar fosfat yang teradsorpsi.Percobaan penggunaan tanah haloisit sebagai media adsorpsi ini menunjukkan bahwa penambahan berat tanah dan perubahan pH memiliki pengaruh yang signifikan terhadap reduksi fosfat. Berdasarkan hasil percobaan, penambahan berat tanah dan perubahan pH akan meningkatkan persentase reduksi fosfat. Berat tanah dan pH yang optimum dalam melakukan penurunan konsentrasi fosfat pada percobaan ini adalah dengan menggunakan pH 6 dengan berat tanah 5 gr per 100 ml volume raktor.Mineral Vermikulit

Vermikulit merupakan sebuah ringan, mineral yang disebut mika yang ditambahkan pada campuran pot untuk meningkatkan pertumbuhan root melalui aerasi dan memiliki kemampuan mempertahankan kelembaban.Tidak ada nilai gizi dalam mineral.

Mineral Smektit

Mineral smektit adalah mineral liat tipe 2 : 1. Struktur mineral dapat diturunkan dari struktur piropilit. Ikatan antara unit kristal sangat lemah dibandingkan dengan ikatan pada kaolinit. Tanah yang mengandung liat smektit memperlihatkan sifat membengkak dan mengerut.kation dan molekul air mudah masuk pada rongga antar unit kristal mineral sehingga mineral akan membengkak pada keadaan basah dan mengerut poada saat kehilangan air.Mineral Alofan

Alofan merupakan mineral liat tanah yang paling reaktif karena mempunyai daerah permukaan khas yang sangat luas dan mempunyai banyak gugus fungsional aktif (Farmer et al., 1991).Adanya alofan memberikan sifat-sifat unik pada Andisol. Alofan bersifat nin kristalin. Struktur alofan sangat tidak teratur dan mineral ini termasuk kelompok mineral liat skunder.Alofan pada mulanya diduga berasal dari abu vulkan (SiO2), mineral yang sifatnya mirip alofdan adalah mineral imogolit.

Lempung / Tanah Liat

Tanah Liat adalah terminologi untuk kompleks mineral yang seperti mika mempunyai struktur lembaran.Mineral lempung pada umumnya berbutir sangat halus dan hanya dapat dipelajari dengan bantuan mikroskop.Mineral lempung merupakan hasil dari pelapukan kimia mineral silikat, sehingga mineral ini sangat dominan menyusun soil yang terdapat pada permukaan bumi.Salah satu mineral lempung yang sangat umum adalah kaolinit yang sering dimanfaatkan dalam bermacam-macam industri seperti keramik.Phase Mineral LainMineral Karbonat terbentuk pada range pH (> 4) dan temperatur yang lebih luas, dan berasosiasi dengan phase kaolin, illit, klorit, dan kalk-silikat. Mineral yang termasuk dalam kelompok ini adalah siderit, rhodokrosit, ankerit, kutnahorit, dolomit, magnesian-kalsit, dan kalsit. Mineral Feldspar umumnya berassosiasi dengan phase klorit dan kalk-silikat, terbentuk pada pH netral sampai basa. Mineral yang termasuk kelompok ini adalah albit, adularia, dan orthoklas.Mineral Sulfat terbentuk pada hampir semua suhu dan temperatur dalam hidrothermal system.Mineral yang termasuk dalam kelompok ini adalah anhidrit, gipsum, dan jarosit