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.