TUGAS MAKALAH KIMIA MINERALGYPSUM

DISUSUN OLEH :

HARYANTI PATMALA (G1C 011 015)HILWANA (G1C 011 017)

PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS MATARAM2014

1

Gambar: Gipsum sebagai plafon

Gipsum dapat diolah dengan beragam aksi. Aneka profil dapat dihasilkan dari kumpulan serbuk kapur ini.

Gipsum dapat diolah dengan beragam aksi. Aneka profil dapat dihasilkan dari kumpulan serbuk kapur ini.

A. SEJARAH GIPSUM

Kata gipsum berasal dari kata kerja dalam bahasa Yunani yang artinya memasak.

Disebut memasak karena di daerah Montmartre, Paris, pada beberapa abad yang lalu

orang-orangnya membakar gipsum untuk berbagai keperluan, dan material tersebut

kemudian disebat dengan plester dari Paris. Orang-orang di daerah ini juga menggunakan

gipsum sebagai krim untuk kaki, sampo, dan sebagai produk perawatan rambut lainnya.

Karena gipsum merupakan mineral yang tidak larut dalam air dalam waktu yang lama,

sehingga gipsum jarang ditemui dalam bentuk butiran atau pasir. Namun di White Sands

National Monument, di negara bagian New Mexico, Amerika Serikat, terdapat 710 km²

pasir gipsum putih yang cukup sebagai bahan baku untuk industri drywall selama 1000

tahun.

Kristal gipsum terbesar dengan panjang lebih dari 10 meter pernah ditemukan di

Naica, Chihuihua, Mexico. Gipsum banyak ditemukan di berbagai daerah di dunia, yaitu

Jamaika, Iran, Thailand, Spanyol (penghasil gipsum terbesar di Eropa), Jerman, Italia,

Inggris, Irlandia, Manitoba, Ontario, Canada, New York, Michigan, Indiana, Texas, Iowa,

Kansas, Oklahoma, Arizona, New Mexico, Colorado, Utah, Nevada, Paris, California,

New South Wales, Kalimantan, dan Jawa Barat.

Proses Pembentukan

Gipsum terbentuk dalam kondisi berbagai kemurnian dan ketebalan yang bervariasi.

Gipsum merupakan garam yang pertama kali mengendap akibat proses evaporasi air laut

diikuti oleh anhidrit dan halit, ketika salinitas makin bertambah. Sebagai mineral evaporit,

endapan gipsum berbentuk lapisan di antara batuan-batuan sedimen batu gamping, serpih

merah, batu pasir, lempung, dan garam batu, serta sering pula berbentuk endapan lensa-

lensa dalam satuan-satuan batuan sedimen. Menurut para ahli, endapan gipsum terjadi

pada zaman Permian. Endapan gipsum biasanya terdapat di danau, laut, mata air panas,

dan jalur endapan belerang yang berasal dari gunung api.

Selain diproduksi oleh alam, gipsum dihasilkan juga dengan memproses air laut dan

air kawah yang banyak mengandung sulfat dengan menambahkan unsur kalsium. Sebagai

2

produk samping, pembuatan asam fosfat, asam sulfat dan asam nitrat. Produk ini disebut

gipsum sintetis.

Sebagian besar gipsum (98%) dipakai oleh industri semen. Sisanya dimanfaatkan

untuk industri keramik dll.

Di lapangan gipsum didapatkan dalam bentuk pipih, kristalin, serabut di daerah batu

gamping, batu gamping dan furmarole. Konsep utama terbentuknya gipsum adalah

terdapatnya Ca2+ dan SO42-, yang disebut terakhir dapat berasal dari belerang (S) atau pirit

(FeS2). Adanya kondisi reduksi dari daerah sedimentasi yang bersifat karbonatan

(misalnya pada batu lempung) akan menghasilkan gipsum yang berlembar pipih. Adanya

fumarol dari daerah sedimentasi yang bersifat karbonatan akan menghasilkan gips kristal.

Demikian pula adanya pirit (FeS2). Di samping itu gipsum terbentuk akibat hidrotermal

yang berdekatan dengan batuan karbonat akan menghasilkan gips kristal seperti

didapatkan di daerah Ponorogo. Secara teoritis gipsum mempunyai komposisi CaO 32,6%,

SO3 46%, dan H2O 20,9%. Dipasaran dikenal:

Gelas maria : selenit, lembaran gips dengan ukuran cukup besar dan tembus

pandang.

Gips serat atau dikenal pula sebagai gips sutra

Alabaster; jenis gips yang berbutir halus

Batu gips; berbutir halus sekali dan kompak

Gipsum sering didapatkan bersama dengan halit dan anhydrit (Gips: CaSO4. 2H2O;

anhydrit CaSO4).

Tempat ditemukan

Seperti diuraikan di atas gipsum didapatkan dalam berbagai bentuk kristal. Tempat

didapatnya gipsum antara lainn:

Daerah Istimewa Aceh : Pante Raya, Kecamatan Trenggading, Kabupaten Aceh

Utara didapatkan berwarna bening, berupa bongkah dengan ukuran sampai 30 cm.

Jawa Barat : Jati, Cibareng, Teluk Jambe Kabupaten Kerawang; Cidadap

Tasikmalaya; Subang dan Sumedang.

3

Jawa Tengah : Jatingaleh, Semarang dan Gaplok Kabupaten Blora; Mojosari,

Sedang, Tanjung Sulang, Ngadang Kabupaten Rembang.

Kalimantan Timur : Sedadap, Pulau Nunukan, Pulau Sebatik Kabupaten

Bulungan; Sungai Belayan, Kabupaten Kutai.

Nusa Tenggara Barat : Desa Kuta, Pujut Lombok Tengah.

Nusa Tenggara Timur : Teun, Boutena, Lamaknen; Managa, Lamakera, Kukuwerang

Kecamatan Solor Timur (dijumpai berupa lensa-lensa pada batuan dasit terubah),

Sulawesi Tengah : Pulipohon Kabuppaten Donggala,

Sulawesi Selatan : Cangkareng, Kabupaten Soppeng (diperkirakan terbentuk

akibat proses penguapan air laut pada zaman Miosen-Pliosen); Laballe, Kecamatan

Ajangale Kabupaten Bone (berbentuk urat-urat pada batu lempung).

Berikut merupakan gambar dari salah satu lokasi penambangan gypsum yaitu di

daerah Bojonegoro 

Kualitas gypsum yang ada cukup baik diperkirakan  :

Luas 446 Ha

> Jumlah tonase 415,245 ton.

Daerah yang berpotensi sumber daya mineral gypsum ini

antara lain di Dusun Bakalan Kubiran, Desa

Gapluk,Kecamatan Purwosari dan Desa Sambong, Dusun

Kaliglonggong, Desa Mojodelik, Kecamatan Ngasem.

Teknik Penambangan

Teknik penambangan dilakukan dengan sistem kuarin dengan peralatan sederhana

ataupun dengan sistem gophering apabila bentuk deposit sebagai teras-teras atau mengisi

bongkahan.

4

Diagram Proses Pengolahan Gipsum

Bagian alir pengolahan gipsum

5

Kemungkinan pengayakan buangan

Produk gipsum untuk semen

Gipsum dari tambang

(mineral/batuan)

Pemisahan

Peremukan/ penghancuran I

Penghancuran II & pengayakan

Pengeringan

Penghalusan Kalsinasi

Kalsinasi Gipsum untuk filter dan pertanian

Stucco

Penghalusan

Campuran plaste dan pengendapan

Penghalusan Wallboard, mesin dan tungku

Produk Produk

Pengolahan gipsum dimaksudkan untuk menghilangkan mineral pengotor yang

terkandung didalamnya serta untuk mendapatkan spesifikasi yang diperlukan industri

pemakai. Pada dasarnya garis besar pengolahan gipsum terdiri dari 3 tahap yaitu: preparasi

(pengecilan ukuran, pengayakan dan lain-lain), kalsinasi dan formulasi. Tambahan proses

tersebut tidak perlu dilakukan seluruhnya, tergnatung pada kualitas dan jenis gipsum yang

dibutuhkan.

Dalam penggunaanya gipsum dibagi menjadi 2 yaitu:

Gipsum yang belum dikalsinasi, dimanfaatkan untuk:

o Industri semen portland dengan persyaratan:

SO3 : minimum 35%

CaO : minimum 2/3 berat SO3

Garam Na dan Mg : maksimum 0,1%

Hilang pijar : maksimum 9%

Ukuran partikel : 95% (-14 mesh)

o Industri pertanian sebagai conditioner tanah yang mengandung alkali dan

sebagai pupuk terutama pada tanaman kacang tanah.

o Industri kertas, cat dan insektisida sebagai filter.

Gipsum yang telah mengalami proses kalsinasi antara lain untuk:

o Sektor kontruksi : papan dinding (wallboard) dan partisi

o Bidang kedokteran : cetakan gigi, spalk

o Industri pasta gigi dengan persyaratan:

CaSO4 ½ H2O : >93%

Waktu pengerasan : 5-20 menit

Ukuran partikel : -100 mesh (>95%)

-30 mesh (100%)

o Industri keramik/sanitair, untuk cetakan dengan persyaratan (menurut ASTM)

CaSO4 ½ H2O : >80%

Waktu pengerasan : 20-40 menit

Ukuran partikel : - 100 mesh (>90%)

- 30 mesh (100%)

o Industri bahan tahan api, sumber pembuatan asam sulfat, ammonium sulfat,

untuk kapur tulis, lumpur pemboran.

6

B. KARAKTERISTIK DAN SIFAT GYPSUM

Gipsum adalah salah satu contoh

mineral dengan kadar kalsium yang

mendominasi pada mineralnya. Gipsum

yang paling umum ditemukan adalah

jenis hidrat kalsium sulfat dengan

rumus kimia CaSO4.2H2O. Gipsum

adalah salah satu dari beberapa mineral

yang teruapkan. Contoh lain dari

mineral-mineral tersebut adalah karbonat, borat, nitrat, dan sulfat. Mineral-mineral ini

diendapkan di laut, danau, gua dan di lapian garam karena konsentrasi ion-ion oleh

penguapan. Ketika air panas atau air memiliki kadar garam yang tinggi, gipsum berubah

menjadi basanit (CaSO4.H2O) atau juga menjadi anhidrit (CaSO4). Dalam keadaan

seimbang, gipsum yang berada di atas suhu 108 °F atau 42 °C dalam air murni akan

berubah menjadi anhidrit.

Gipsum umumnya merupakan kristal atau batu putih yang terbentuk karena

pengendapan air laut, kemudian dipanaskan 175oC disebut STUCCO. Gipsum adalah salah

satu mineral terbanyak dalam lingkungan sedimen yaitu batu yang terdiri dari mineral

yang diproduksi secara besar-besaran biasanya dengan persitipasi dari air asin.

Kristal gipsum dapat tidak berwarna dan transparan secara ekstrim membuat kontras

yang kuat untuk pemakaian paling banyak di dinding kering. Gipsum adalah penyekat

alami, hangat bila disentuh dibandingkan dengan batu biasa.

Rumus gipsum : CaSO4. 2H2O dengan

Berat molekul : 172,17 gram.

7

Gipsum dari New South Wales, Australia

Komposisi bahan gipsum

No Bahan Kandungan (%)

1 Kalsium (Ca) 23,28

2 Hidrogen (H) 2,34

3 Kalsium oksida (CaO) 32,57

4 Air (H2O) 20,93

5 Sulfur (S) 18,62

Sumber: Anonim, 2007

Gipsum memiliki beberapa sifat atau karakteristik baik secara kimia maupun fisika

antara lain adalah sebagai berikut:

a. Merupakan kategori kalsium mineral

b. Gipsum termasuk mineral dengan sistem kristal monoklin 2/m, namun kristal

gipsnya masuk ke dalam sistem kristal orthorombik.

c. Gipsum umumnya berwarna putih, kelabu, cokelat, kuning, dan transparan. Hal

ini tergantung mineral pengotor yang berasosiasi dengan gipsum.

d. Gipsum umumnya memiliki sifat lunak dan pejal dengan skala Mohs 1,5 – 2.

Berat jenis gipsum antara 2,31 – 2,35.

e. Kelarutan dalam air 1,8 gr/liter pada 0oC yang meningkat menjadi 2,1 gr/liter

pada 40oC, tapi menurun lagi ketika suhu semakin tinggi.

f. Gipsum memiliki pecahan yang baik, antara 66o sampai dengan 114o dan

belahannya adalah jenis choncoidal.

g. Gipsum memiliki kilap sutra hingga kilap lilin, tergantung dari jenisnya.

h. Keras seperti mutiara terutama permukaan

i. Transparan

8

j. Gores gipsum berwarna putih, memiliki derajat ketransparanan dari jenis

transparan hingga translucent, serta memiliki sifat menolak magnet atau disebut

diamagnetit.

Klasifikasi Gypsum

Gipsum secara umum mempunyai kelompok yang terdiri dari gipsum batuan, gipsit

alabaster, satin spar, dan selenit. Gipsum juga dapat diklasifikasikan berdasarkan tempat

terjadinya, yaitu endapan danau garam, berasosiasi dengan belerang, terbentuk sekitar

fumarol vulkanik, efflorescence pada tanah atau gua-gua kapur, tudung kubah garam,

penudung oksida besi (gossan) pada endapan pirit di daerah batu gamping.

Berikut merupakan penjelasan dari beberapa bentuk Gypsum:

1. Selenite: berbentuk pipih, terkadang memiliki kristal kembar. Gypsum jenis ini

memiliki serabut dan lembut. Jenis ini bisa menjadi butiran kecil.

2. Alabaster: berwarna putih dan berjaring halus. Jenis ini banyak digunakan untuk

ornamen rumah.

3. Desert Rose: berbentuk seperti bungan dan berpasir. Biasa ditemukan di daerah yang

gersang.

Gipsum adalah mineral yang bahan utamanya terdiri dari hydrated calsium sulfate.

Seperti pada mineral dan batu, gipsum akan menjadi lebih kuat apabila mengalami

penekanan (Gypsum Association, 2007). Gipsum pada industri keramik umumnya banyak

digunakan untuk pembuatan cetakan (Mould) dalam proses pembentukan barang keramik

dengan cara slip casting.

Kebutuhan bahan gipsum aktif (plaster of paris) untuk setiap industri keramik,

terutama keramik putih, termasuk keramik hias, keramik rumah tangga (cookin ware) dan

keramik lainnya memerlukan jumlah yang cukup besar. Kemamppuan pakai daru cetakan

gipsum ini terbatas hanya beberapakali pekai dan setelah itu harus diaktifkan kembali

dengan cara memanaskannya.

Berdasarkan fungsi dalam struktur kimianya, gipsum merupakan senyawa kalsium

sulfat yang mengandung dua molekul air kristal. Kestabilan air kristal ini dapat diganggu

oleh suhu sekitar160-180oC dan diberikan tingkat-tingkat kestabilannya sebagai fungsi

suhu. mekanisme pelepasan molekul air sesuai dengan persamaan: 9

CaSO4. 2H2O → CaSO4 (2-a) H2O.

Untuk keperluan industri keramik, khususnya untuk pembuatan cetakan maka

struktur kimia yang cocok adalah: CaSO4 ½ H2O. Senyawa ini mempunyai daya ikat

hidrolis yang cukup untuk membentuk masa yang kompak dan porous. Suhu yang optimal

yang diperlukan untuk menghilangkan ¾ molekul air ini sekitar 160-170oC. Pada suhu

lebih dari 180oC gipsum akan kehilangan air kristalnya dan membnetuk senyawa anhidrit

(CaSO4) (1,2,3)

C. IDENTIFIKASI DAN ANALISA GIPSUM

Identifikasi Gypsum

NO. IDENTIFIKASI GYPSUM KETERANGAN

1. Warna (colour) Umumnya berwarna putih, kelabu, cokelat, kuning, dan transparan.

2. Kilap (Lustre) Kilap lilin hingga kilap sutra tergantung jenisnya

3. Kekerasan (Hardness) 1,5 – 2 mohs

4. Cerat (Streak) Berwarna putih

5. Belahan (Cleavage) Perfect (sempurna) pada {010}, distinct (jelas) pada {100}

6. Pecahan (fracture) Jenis Conchoidal pada {100}, splintery parallel pada [001]

Analisis Gypsum Secara Umum

The Phaser D2 adalah alat portabel XRD desktop untuk penelitian dan kontrol

kualitas. Hal ini mudah dioperasikan dan independen media eksternal seperti sirkuit

pendingin. Berkat detektor LYNXEYE itu adalah sistem XRD desktop tercepat di pasar.

Sistem ini memberikan data pengukuran kualitas tinggi, yang memungkinkan melakukan

10

metode analisis canggih, seperti tahap analisis Rietveld standardless kuantitatif. Laporan

ini menunjukkan penggunaannya untuk penentuan sulfat fase berbeda dalam Gypsum

alami atau anhidrit.

Tahap Analisis Kuantitatif

Sinar-X difraksi bubuk yang dikombinasikan dengan analisis Rietveld Topas adalah

saat ini salah satu metode yang paling kuat yang ada, untuk melakukan analisis fase

kuantitatif. Pada tahun-tahun terakhir ini menjadi alat standar dalam penelitian dan

pengembangan, tetapi juga di mineral dan industri pertambangan.

Gypsum Alam sering merupakan campuran dari fase sulfat Gypsum (CaSO 4 O. × 2H

2), hemi-hidrat (CaSO 4. X ½ H 2 O) dan anhidrit (CaSO 4). Fase ini memang memiliki sifat

fisik yang berbeda, misalnya kelarutan. Hasil analisis unsur tidak dapat membedakan

mineral ini, oleh karena itu sering DSC / TG metode yang digunakan. Mereka

membutuhkan upaya kalibrasi dan memakan waktu. XRD menawarkan solusi sederhana

dan mudah.

Contoh Gypsum asal alam dianalisis, untuk menunjukkan kinerja Phaser D2 untuk

aplikasi tersebut. Pengukuran mencakup rentang sudut 8-65 ° 2Theta. Waktu scan sekitar

26 menit. rincian percobaan diringkas dalam Tabel 1. Gambar 1 menunjukkan data diukur

serta hasil analisis Rietveld Topas .

Tabel 1. Pengaturan percobaan.

D2 Phaser, LYNXEYE detektor

Radiasi Cu (30 kV, 10 mA), Ni filter

Terus-menerus memindai dari 8 hingga 65 ° 2Theta

Langkah lebar 0,02 °

Menghitung waktu 0,5 detik per langkah

Scan total waktu sekitar 26 menit.

2,5 ° Soller celah, 1,0 mm celah divergence,

anti-pencar layar

LYNXEYE detektor membuka 5 ° 2Theta

11

Gambar 1 sampel. Topas Rietveld tahap kuantifikasi Gypsum dengan (nilai-nilai yang

diberikan dalam wt.%). Kurva biru adalah diagram diukur. Kurva merah adalah diagram

dihitung. Dalam abu-abu perbedaan kedua diberikan. Tanda di bawah ini menunjukkan

posisi puncak kemungkinan setiap tahap.

D. MANFAAT DAN APLIKASI DALAM KEHIDUPAN

Gypsum merupakan bahan yang sering digunakan oleh masyarakat akhir-akhir ini

selain harganya murah gypsum juga mudah dibentuk menjadi berbagai macam barang-

barang rumah tangga. Gypsum juga merupakan bahan yang sangat mudah didapatkan di

alam meskipun begitu terkadang dalam pengolahannya Gypsum dapat menghasilkan

beberapa zat-zat berbahaya dan dapat menimbulkan efek samping jangka panjang

Gipsum yang diperoleh dari tempat pertambangan dibersihkan dari kotoran

kemudian dicuci dengan air lalu dikeringkan. Apabila diinginkan akan dibuat tepung gips,

harus diubah dulu gips (CaSO4. 2H2O) menjadi anhidrit (CaSO4) dengan cara dimasukkan

dalam tungku pemanas. Keluarkan gips yang masih dalam bentuk kristal dari oven. Gips

yang telah berubah menjadi anhydrit siap untuk dibuat serbuk.

Bahan tambahan semen portland

Dalam jumlah yang relatif sangat sedikit gips dalam bentuk kristal dicampur bersama

dengan bahan baku semen portland untuk bersama-sama dipanaskan/dicampur dalam

12

klin. Tujuan menambah gips ke dalam semen, agar semen tidak cepat membeku

apabila diaduk dengan air.

Bahan plester

Anhydrit dalam bentuk serbuk diaduk dengan cairan perakat dan siapdipergunakan

untuk plester diding.

Bahan pembuat cetakan

Serbuk anhydrit ditambah air secukupnya. Bahan campuran ini siao untuk dipakan

sebagai bahan cetakan.

Kedokteran

Serbuk anhydrit direkayasa untuk spalk.

Bahan pembuat kapur tulis

Serbuk anhydrit dicampur dengan air. Adonan ini siap untuk dicetak menjadi kapur

tulis.

Alat optik dalam mikroskop polarisasi

Gips yang pipih untuk keping gips. Dengan adanya keping gips yang merupakan

asesori pada mikroskop petrografi maka identifikasi suatu mineral dapat lebih nyata.

Industri kimia

Sebagai bahan utama pembuat asam sulfat.

Industri makanan

Dicampur dalam bentuk anhydrit dengan bahan pembuat tahu. Dengan campuran

anhydrit dan kedelai yang sudah dibuat sebagai bahan dasar perusahaan kecil dalam

bentuk bubur tahu. Tahu menjadi relatif keras dan awet.

Drywall

Bahan perekat.

Penyaring dan sebagai pupuk tanah. Di akhir abad 18 dan awal abad 19, gipsum Nova

Scotia atau yang lebih dikenal dengan sebutan plaister, digunakan dalam jumlah yang

besar sebagai pupuk di ladang-ladang gandum di Amerika Serikat.

Campuran bahan pembuatan lapangan tenis.

Sebagai pengganti kayu pada zaman kerajaan-kerajaan. Contohnya ketika kayu

menjadi langka pada Zaman Perunggu, gipsum digunakan sebagai bahan bangunan.

Sebagai pengental tofu karena memiliki kadar kalsium yang tinggi, khususnya di

Benua Asia (beberapa negara Asia Timur) diproses dengan cara tradisonal.

Sebagai penambah kekerasan untuk bahan bangunan

13