I. Judul

Analisa Besar Butiran Metode Pengendapan dengan Pipet Andreasen

II. Prinsip

Analisa besar butir- butir < 60 mm dilakukan dengan analisa pengendapan

menurut Andreasen. Semakin kecil ukuran butiran bahan maka akan semakin lama

butiran tersebut mengendap di dalam suspense. Sehingga distribusi massa besar

butiran ukuran tertentu dapat diukur berdasarkan waktu pengendapannya dalam

pipet andreasen.

III. Dasar Teori

Pada pesawat Andreasen terdapat sebuah pipet 10 ml, yang dilebur dalam

sumbat asah, yang menutup silindernya dari atas. Ujung bawah pipa pipet ada 20-

30 mm di atas dasar silinder. Silindemya juga diberi pembagian dalam mm, yang

titik 0- nya ada pada bidang, yang sama dengan ujung bawah pipa pipet. Pipet

terdiri dari pipa isap, yang masuk dalam silinder, sebuah kran jalan 3 dan di

atasnya sebuah bejana berisi 10 ml. Kran jalan 3 dapat menghubungkan bagian

dalam silinder dengan pipet atau menghubungkan pipet dengan luar silinder

sehingga isi pipet dapat ditampung dalam sebuah cawan. Sebelum alat dipakai,

supaya ditentukan dulu: Isi cairan, bila permukaannya ada pada garis

pembagian skala 200 mm, Turunnya permukaan cairan dengan tiap pengisapan

10 ml. Untuk penentuan ini dapat digunakan air.

Penyiapan percobaan.

Penentuan berat-berat jenis bahan yang harus diperiksa. Berat jenis bahan

ditentukan denganmenggunakan piknometer dan minyak tanah, setelah

dikeringkan dan dihaluskan, sehingga melalui ayakan 0,2 mm.

Penentuan bahan peptisasi.

Sebagai zat pendispersi dipakai air suling, supaya zat-zat yang dapat larut

dalam air - bukan air suling, tidak menyebabkan kesalahan-kesalahan. Pipa

reaksi-pipa reaksi yang sama diisi dengan bahan dan air yang sama

banyak-nya dan suatu zat peptisasi tertentu, yang banyaknya dinaikkan secara

bertingkat. Pendispersian yang terbaik ialah bila setelah pipa reaksi beserta

isinya dikocok-kocok dan didiamkan, bahan dengan air merupakan suspensi

yang merata dan bila dibiarkan, butir-butir tidak memperlihatkan batas pe-

misahan yang tajam dengan air sebagai zat pendispersinya, dari atas ke

bawah pemba-gian bahan dalam air makin rapat. Percobaan ini sesudah itu

dikerjakan dengan zat peptisasi lain, sehingga dapat diketahui pada akhimya

zat mana yang terbaik dan untuk kepekatan yang berapa. Sebagai zat peptisasi

dapat dipakai natriumkarbonat atau natriumoksalat atau natriumpirofosfat

(Na4P7O2.10 H2O) atau zat lain.

- Penentuan jarak pengendapan dan penghitungan waktu pengendapan.

Jarak

pengendapan ialah jarak dari permukaan suspersi dalam pesawat Andreasen

sampai mulut di ujung bawah pipet. Sebaiknya pada setiap permulaan percobaan

pesawat diisi sampai tanda 200 mm.

- Karena pada pengisapan cairan dengan pipet-nya permukaannya turun,

sebelum alat dipakai, ditentukan dulu berapa turunnya permukaan padatiap

pengisapan 10 ml. Waktu pengendapan butir-butir dengan garis tengah tertentu

dihitung dengan mengguna-kan rumus Stokes

t = 18 x q x s

g x d2 x (D 1−D 2)

dimana : t = waktu pengendapan (detik)

q = kekentalan (viskositas) air pada suhu percobaan

s = jarak pengandapan butiran dari permukaan sampai ujung pipa

penghisap (cm)

g = percepatan gravitasi = 978 cm/detik2

D1 = Kerapatan bahan terdispersi (2,6 untuk tanah-tanah)

D2 = Kerapatan bahan endispersi (air), dapat diambil 1

q tergantung kepada suhu air dan untuk:

15°C = 0,0114 poise

20°C = 0,0100 poise

25°C = 0,009 poise

30°C = 0,008 poise

Dalam daftar di bawah diberikan waktu-waktu pengendapan pada suhu-suhu

20°C, 25 C, 30 C (t20, t25, t50) untuk jarak pengendapan s = 1 cm bagi

D1 = 2,50, 2,55, 2,60, 2,65. D2 diambil = 1.

d

D1 = 2,50

2,5052,50

D1= 2,55

t20 t25 t30 t20 t

25

t30

1 P 12270 11043 9816 11874 10687 9499

2 P 3060 2760 2454 2968 2672 2375

5 P 491 441 392,6 475 428 380

10 P 123 110 98,2 119 107 95

20 P 31 27,6 24,5 29,7 26,7 23,7

30 P 14 12,3 10,9 13,2 11,9 10,5

40 P 8 6,9 6,1 7,4 6,7 5,9

50 P 5 4,4 3,9 4,7 4,3 3,8

d

D1 = 2,60 D1 = 2,65

t20 t

25

t30 t20 t

25

t

30IP 11500 10350 9200 11154 10039 8924

2 P 2875 2588 2300 2789 2510 2231

5 P 460 414 368 446 402 357

10 P 115 103,5 92 111,5 100,4 89,2

20 P 28,8 25,9 23 27,9 25 22,3

30 P 12,8 11,5 10,2 12,0 11,2 9,9

40 P 7,2 6,5 5,S 7,0 6,2 5,6

50 P 4,6 4,1 3,7 4,4 4,0 3,6

Gambar Pipet Andreasen

Diameter Stokes didefinisikan sebagai diameter butiran yang memiliki

kepadatan yang sama dan kecepatan yang sama seperti pengendapan partikel di

dalam cairan dengan densitas yang sama dan viskositas dalam kondisi aliran

laminar. Koreksi untuk penyimpangan dari hukum Stokes 'mungkin diperlukan

pada akhir kasar dari berbagai ukuran. Sedimentasi kecepatan acc. Untuk equ. 1

dibatasi untuk ukuran di atas 1 µm. Untuk ukuran yang lebih kecil timbulnya

difusi termal (gerak Brown) harus diperbaiki.

Masalah dalam eksperimen adalah untuk memperoleh dispersi yang memadai

dari partikel sebelum analisis sedimentasi. Untuk bubuk yang sulit terdispersi,

penambahan bahan pendispersi diperlukan, bersama dengan ultrasonik. Penting

untuk memeriksa sampel terdispersi bawah mikroskop untuk memastikan bahwa

sampel sepenuhnya terdispersi.

Persamaan untuk menghitung distribusi ukuran dari data sedimentasi

didasarkan pada asumsi bahwa partikel tenggelam bebas di suspensi. Dalam

rangka untuk memastikan bahwa interaksi partikel-partikel dapat diabaikan,

konsentrasi volume yang di bawah 0,2% dianjurkan.

IV. Alat dan Bahan

a. Alat Pesawat Andreasen, (lihat Gambar).

Ayakan standar dengan lobang-lobang

Neraca analitik ketepatan sampai mg.

Termometer,

Cawan-cawan penguap meridian ± cm.

Piala-piala gelas/porselen ±700 ml,

Batang-batang pengaduk gelas/ porselen,

Pipa-pipa reaksi yang sama,

Dapur pengering (sampai ± 200°C),

Alat Pengukur waktu.

b. Bahan Natrium feldspar

Air

Natrium Karbonat

V. Prosedur Percobaan

1. Menentukan massa jenis sampel Natrium feldspar menggunakan piknometer 50

ml.

2. Membuat bahan peptisasi, Natrium Karbonat masing-masing 2N, 3N dan 4N

dalam 300 ml

3. Tambahkan 50 g Natrium feldspar ke dalam masing-masing larutan peptisasi.

4. Panaskan masing-masing larutan dalam waterbath sambil diaduk sampai

mendidih.

5. Pilih larutan yang paling tersuspensi di antara ketiga larutan. Dinginkan.

6. Tuang larutan yang dipilih ke dalam saringan 200 mesh.

7. Residu pada saringan dikeringkan dalam oven suhu 105 °C, dalam waktu ±1

jam. Tiimbang massa residu.

8. Filtrat yang dihasilkan dimasukkan ke dalam pipet Andreasen.

9. Tambahkan air hingga volume mencapai 800ml. Tutup.

10. Untuk percobaan waktu 0. Kocok selama 2 menit, kemudian tempatkan pipet di

meja datar. Dengan cepat diisap 10 ml suspensi, melalui kran jalan 3 alirkan

suspensi ke dalam cawan untuk dikeringkan dalam oven 105 °C.

11. Ukur jarak pengandapan butiran dari permukaan sampai ujung pipa penghisap

dalam cm sebagai nilai “s”.

12. Hitung waktu pengendapan t1.

13. Kocok pipet selam 2 menit, diamkan selama t1.

14. Isap 10 ml suspensi, lalu denan kran jalan 3 alirkan ke dalam cawan penguap

untuk dikeringkan dalam oven 105 °C.

15. Ukur kembali jarak pengendapan dan hitung t2. Lakukan langkah-langkah

tersebut sampai didapat massa suspense untuk t4.

VI. Data Pengamatan dan Hasil

Penentuan massa jenis Natrium Feldspar

Karena hasil penentuan massa jenis menggunakan piknometer tidak menunjukan

hasil yang logis. Maka diputuskan untuk massa jenis bahan mengunakan acuan dari

modul yaitu sebesar 2,6 g/ml.

Pembuatan Larutan Peptisasi Na2CO3

Massa Na2CO3 dibutuhkan = C x BE xV

1000

Untuk Na2CO3 2N

Massa Na2CO3 dibutuhkan = 2x 75,495x 300

1000 = 31,80 g

Untuk Na2CO3 3N

Massa Na2CO3 dibutuhkan = 3x 75,495 x300

1000 = 47,70 g

Untuk Na2CO3 4N

Massa Na2CO3 dibutuhkan = 4 x 75,495x 300

1000 = 63,60 g

Massa bahan Natrium Feldspar yang digunakan sebesar 50,10g

Larutan paling tersuspensi adalah larutan dengan zat pepstisasi Na2CO3 2N.

Perhitungan waktu Pengendapan

t = 18 x q x s

g x d2 x (D 1−D 2)

dimana : t = waktu pengendapan (detik)

q = kekentalan (viskositas) air pada suhu percobaan

s = jarak pengandapan butiran dari permukaan sampai ujung pipa

penghisap (cm)

g = percepatan gravitasi = 978 cm/detik2

D1 = Kerapatan bahan terdispersi (2,6 untuk tanah-tanah)

D2 = Kerapatan bahan endispersi (air), dapat diambil 1

Untuk t0

t = 18x 0,008 x21,8

980 x¿¿ = 55,61 detik

Untuk t1

t = 18x 0,008 x21,8

980 x¿¿ = 122,83 detik

Untuk t2

t = 18x 0,008 x21

980 x¿¿ = 482,14 detik

Untuk t3

t = 18x 0,008 x18,5

980 x¿¿ = 1515,306 detik

Untuk t4

t = 18x 0,008 x9,3

980 x¿¿ = 3639,13 detik

Massa Suspensi yang telah dikeringkan

Untuk t0 sebesar 0,77 g

Untuk t1 sebesar 0,75 g

Untuk t2 sebesar 0,79 g

Untuk t3 sebesar 1,52 g

Untuk t4 sebesar 1,90 g

Perhitungan

Berat bahan kering yang ditimbang = 50,10 g Berat zat peptisasi yang ditambahkan = 31,70 g Berat sisa pada ayakan 60 m = 1,11 g. Berat zat kering dalam pengisapan 10 ml pada waktu 0 = 0,77 g Berat zat kering dalam pengisapan 10 ml untuk pengendapan:butir-butir 40 m = 0,75 g, butir-butir 20 m = 0,79 g, butir-butir 10 m = 1,52 g, butir-butir 5 m = 1,90 g,

Volume suspensi sampai tanda garis paling atas dalam silinder Andreasen = 800 ml. Zat peptisasi dalam 10 ml suspensi = (10 : 800) x 31,70 = 0,39625 g.Butir-butir > 60 m = (1,11 : 50,10) x 100% = 2,22%. Butir-butir < 60 m = 100 – 2,22 = 97,78%.Berat butir-butir dalam 10 ml suspensi pada waktu t0 = (0,77 – 0,39625) g = 0,37375 g.

Berat butir-butir dalam 10 ml suspensi pada pengisapanbutir-butir 40 m = (0,75 – 0,39625) g = 0,35375 g butir-butir 20 m = (0,79 – 0,39625) g = 0,39375 g butir-butir 10 m = (1,52 – 0,39625) g = 1,12375 g butir-butir 5 m = (1,90 – 0,39625) g = 1,50375 g

Banyak butir-butir antara:1,50375 – 1,12375

5 – 10 m =

10 – 20 m =

20 – 40 m =

40 – 60 m =

1,50375

1,12375 0,39375

1,50375

0,39375 0,35375

1,50375

0,37375 0,35375

1,50375

x 100% 25,27 %

x 100% 48,55

% x 100% 2,66

% x 100% 1, 33

%

Butir-butir > 60 m 2,22%40 – 60 m 1,33%20 – 40 m 2,66%10 – 20 m 48,55%

5 – 10 m 25,27%