1. Apa yang dimaksud kristalisasi, destilasi dan mineralisasi?
• Kristalisasi adalah proses pembentukan kristal padat dari suatu larutan induk yang homogen
• Destilasi merupakan proses pemisahan yang berdasarkan perbedaan titik didih dari komponen-komponen yang akan dipisahkan
• Mineralisasi adalah proses perubahan senyawa organik menjadi unsur anorganik dan menjadi benda yang padat dengan komposisi kimia dan sifat fisik yang khas
2. Apa fungsi kimia fisika di batu bara ?
Kimia fisika sangat berguna dalam penentuan kualitas batu bara, kualitas batubara adalah sifat fisika dan kimia dari batubara yang mempengaruhi potensi kegunaannya. Kualitas batubara ditentukan oleh maseral dan mineral matter penyusunnya, serta oleh derajat coalification (rank). Umumnya, untuk menentukan kualitas batubara dilakukan analisa kimia pada batubara yang diantaranya berupa analisis proksimat dan analisis ultimat. Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan jumlah air (moisture), zat terbang (volatile matter), karbon padat (fixed carbon), dan kadar abu (ash), sedangkan analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang.
Oleh : Hilman T. dan Ruswanto
A. Kondisi Umum
Daerah pemetaan meliputi wilayah Indramayu, Propinsi Jawa Barat secara geografis terletak pada koordinat 108000’00” – 108030’00” Bujur Timur dan 6010’00” - 6030’00” Lintang Selatan, terdiri atas 4 (empat) lembar peta skala 1 : 50.000 seri AMS/Bakosurtanal, yaitu Jatibarang (4623-I), Losarang (4623-IV), Indramayu (4624 II), dan lembar Eretanwetan (4624-III). Penggunaan lahan di wilayah Kabupaten Indramyu didominasi oleh penggunaan lahan sawah, yaitu sebesar 1.322,75 km2 (63,28 %) dari luas wilayah, sedang hutan sekitar 204,9 km2 (9,8 %). Hutan terdapat di bagian selatan di sekitar Haurgeulis dan Cibendung dan di Utara pantai Sindang dan Losarang. Perkebunan tebu terdapat di daerah selatan Cikedung dengan luas 78,88 km2 sedangkan pertanian lahan kering/kebun campuran/kebun pekarang tersebar di seluruh kecamatan dengan luas 198,15 km2. Penggunaan lahan untuk kegiatan industri terkonsentrasi di Balongan dimana pada areal tersebut terdapat Kawasan Industri EXOR I, sedangkan sisanya seluas 104,85 km2 (5,02 %), sebagian besar pemukiman yang menempati di sepanjang koridor jalan (negara, propinsi dan kabupaten).
B. Geologi
Morfologi daerah Indramayu dapat dibagi menjadi 2 (dua) satuan yaitu satuan morfologi dataran dan satuan morfologi dataran bergelombang :
• Satuan morfologi dataran, merupakan dataran delta, rawa, pematang pantai, alluvial sungai, tanggul alam dan aluvial sungai lama. Dataran delta dan rawa terdapat di bagian Utara mencakup 15 % dari seluruh daerah pemetaan, ketinggian antara 0 – 2 meter dengan kemiringan 0 – 3 %, pematang pantai terdapat di bagian Utara dan Tengah dengan ketinggian antara 0 – 4 m, kemiringan 0 – 3 %, alluvial sungai terdapat di bagian Utara, Tengah dan Timur mencakup sekitar 50 % dengan ketinggian tempat antara 0 – 6 meter, dan kemiringan medan 0 – 5 %, tanggul alam dan aluvial sungai lama terdapat di sepanjang Sungai Cimanuk dengan ketinggian tempat 2 – 10 m.
• Satuan morfologi dataran bergelombang, menempati bagian Baratdaya mencakup luas sekitar 25 % dari seluruh daerah pemetaan. Satuan ini mempunyai kemiringan lereng 3 – 10 % dengan ketinggian 7 – 20 m di atas permukaan laut.
C. Stratigrafi
Geologi daerah Indramayu dan sekitarnya berdasarkan peta geologi lembar Indramayu, Jawa Barat skala 1 : 100.000 (Sudana, D. dan Achdan A., 1992), urutan stratigrafinya dari tua ke muda adalah sebagai berikut
• Batupasir tufaan dan konglomerat (Qav), terdiri atas konglomerat, batupasir konglomeratan, batupasir tufaan dan tuf. Konglomerat, berwarna abu-abu kekuningan, lepas, perlapisan kurang jelas, banyak dijumpai lapisan silang–siur, komponen sebagian besar bergaris tengah 5 cm, terdiri dari andesit dan batuapung makin ke selatan komponen semakin membesar dan menyudut; Batupasir dan tuf, umumnya berwarna kemerahan, pemilahan jelek, merupakan sisipan dalam konglomerat, komponen dalam batupasir terdiri dari pecahan batuan beku andesit, batuapung dan kuarsa, di beberapa tempat terdapat struktur sedimen silang-siur.
• Endapan delta (Qad), satuan ini terdiri atas lanau dan lempung, berwarna coklat kehitaman, mengandung sedikit moluska, ostrakoda, foraminifera plangton dan bentos. Tebal satuan ini lebih kurang 125 meter. Satuan ini merupakan daerah tempat budidaya/tambak bandeng, udang dan sebagian hutan bakau. Penyebarannya meliputi daerah muara sungai Cimanuk dan Sungai Cililin, umur satuan ini adalah Holosen.
• Endapan sungai (Qa), terdiri atas pasir, lanau dan lempung, berwarna coklat, daerah penyebarannya melampar terutama di sepanjang Sungai Cimanuk. Tebal satuan ini lebih kurang 50 meter, berumur Holosen.
• Endapan pantai (Qac), terdiri atas lanau, lempung dan pasir, banyak mengandung pecahan moluska, berwarna abu-abu kehitaman, tebal lebih kurang 130 meter. Satuan ini berbatasan dengan tanggul-tanggul pantai dengan penyebaran di pantai bagian tengah dan Timur, merupakan daerah pesawahan dan tambak garam, berumur Holosen.
• Endapan pematang pantai (Qbr), terdiri atas pasir kasar - halus dan lempung, banyak mengandung cangkang moluska, penyebaran satuan ini membentuk pematang-pematang yang tersebar di daerah pantai dengan bentuk yang sejajar satu sama lain, beberapa ada yang memancar dari satu titik (apek), tinggi pematang ada yang mencapai 5 meter dari muka laut. Ketebalan satuan ini berkisar 25 – 50 meter. Pematang pantai ini merupakan daerah pemukiman dan lokasi jalur jalan/jalan raya, berumur Holosen.
• Endapan dataran banjir (Qaf), terdiri atas lempung pasiran, lempung humusan, dan lempung lanauan, berwarna abu-abu kecoklatan sampai kehitaman, satuan ini menutup satuan yang lebih tua ditandai dengan adanya bidang erosi seperti yang nampak di tebingtebing Sungai Cibogor dan Sungai Kandanghaur bagian hulu. Tebal satuan ini lebih kurang 120 meter. Umur satuan ini adalah Holosen. Penyebaran satuan ini meluas sampai ke lembar Cirebon dan Arjawinangun.
D. Struktur Geologi
Struktur geologi di daerah pemetaan tidak dijumpai/tidak berkembang, hal ini mungkin disebabkan karena sifat dan kondisi dari satuan litologi yang menyusun daerah ini belum kompak sehingga proses orogenesa maupun epirogenesa serta tektonik kurang begitu berpengaruh.
E. Sifat Fisik dan Keteknikan Batuan
Sifat fisik batuan hasil pengamatan di lapangan dan hasil peneliti terdahulu menunjukkan
sebagai berikut :
• Batupasir tufaan dan konglomerat (Qav), berwarna coklat kemerahan – coklat kekuningan, agak kaku, teguh, kompresibilitas sedang, tebal antara 2,5 – 15 m, daya dukung untuk pondasi dangkal rata-rata 35,00 ton/m2, muka airtanah antara 2 – 5 m.
• Endapan delta Qad), satuan ini terdiri atas lanau dan lempung, berwarna coklat kehitaman, mengandung sedikit moluska, sangat lunak – lunak, plastisitas rendah, kompresibilitas tinggi, permeabilitas rendah, tebal antara 1,2 – 6,7 m, daya dukung pondasi dangkal berkisar antara 2,0 – 6,0 ton/m2.
• Endapan sungai (Qa), terdiri atas pasir, lanau dan lempung, banyak mengandung pecahan moluska, berwarna abu-abu kehitaman, lunak – teguh, permeabilitas sedang, tebal antara 9 – 8 m, daya dukung untuk pondasi dangkal berkisar antara 7,00 – 14,00 ton/m2, muka irtanah berkisar antara 1,0 – 5,0 m dengan rasa tawar.
• Endapan pantai (Qac), terdiri atas lempung lanau dan pasir, banyak mengandung pecahan moluska, berwarna coklat – coklat kehitaman, lunak – teguh, permeabilitas sedang – tinggi, kompresibilitas sedang, daya dukung unutk pondasi dangkal 7,00 – 14,00 ton/m2,
muka airtanah berkisar antara 1,00 – 5,00 m.
• Endapan pematang pantai (Qbr), terdiri atas pasir kasar - halus dan lempung, banya mengandung cangkang moluska, berwarna abu-abu kehitaman, lepas, agak padu, berbutir halus – sedang, tebal berkisar antara 1 – 6 m, permeabilitas sedang – tinggi, daya dukung untuk pondasi dangkal antara 2,00 – 6,00 ton/m2, muka airtanah berkisar antara 1,00 – 4,00 m dengan rasa air anta – asin.
• Endapan dataran banjir (Qaf), satuan ini terdiri atas lempung – lempung lanauan, berwarna abu-abu kecoklatan, lunak – agak teguh, plastis, kompresibilitas tinggi, bersifat mengembang, tebal berkisar antara 3,5 – 20 m, daya dukung untuk pondasi dangkal berkisar antara 7,00 – 18,00 ton/m2, muka airtanah antara 0,5 – 6 m dengan rasa tawar.
F. Sumberdaya Geologi
• Sumber air
Air permukaan, ialah semua air yang ditemukan dipermukaan tanah, seperti air sungai, air rawa, irigasi dan lain-lain. Air permukaan yang berupa air sungai terdapat dalam jumlah yang banyak terutama pada musim hujan. Dalam musim hujan air sungai umumnya berwarna keruh kecoklatan, sedangkan pada musim kemarau umumnya debit air berkurang terutama sungai-sungai kecil bahkan ada yang sampai kering. Sungai utama yang terdapat di daerah pemetaan adalah S. Cimanuk, yang telah banyak dimanfaatkan untuk pertanian, selain itu penduduk yang tinggal di sepanjang alur sungai memanfaatkan untuk keperluan sehari-hari.
Airtanah bebas, adalah air yang tersimpan dalam suatu lapisan pembawa air tanpa lapisan kedap air di lapisan atasnya. Berdasarkan pengamatan di lapangan, pengambilan air dilakukan dengan cara membuat sumur gali dan sumur pantek. Dengan lapisan pembawa air ialah pasir, pasir kerikilan, pasir lanauan dan pasir lempungan. Kedalaman muka airtanah yang diamati dari sumur-sumur gali penduduk sungai bervariasi, berkisar antara 0,5 – 4 m di bawah tanah setempat di daerah dataran, dan antara 4 - < 0 m di bawah permukaan tanah setempat di daerah pebukitan. Buaian muka airtanah antara musim hujan dan kemarau cukup besar, yaitu 1 – 3 m di dataran dan 3 – 6 m di daerah pebukitan. Mutu airtanah bebas di daerah dataran terutama daerah dataran pantai sangat bervariasi tergantung dari jaraknya dari garis pantai. Di daerah yang terletak antara 1 – 2 km dari garis pantai air umumnya terasa payau hingga asin sehingga penggunaannya terbatas. Airtanah bebas di daerah perbukitan mutu airtanah cukup baik untuk dimanfaatkan untuk keperluan sehari-hari hanya kendalamnya muka airtanah setempat cukup dalam.
• Bahan Galian
Bahan galian yang terdapat di daerah pemetaan dan telah dimanfaatkan, berupa pasir sungai, pasir pantai, lempung / tanah liat, dan sirtu.
Pasir sungai, merupakan endapan hasil sedimentasi masa kini (resen) karena itu endapan ini masih berada di lingkungan sungai, biasanya endapan pasir ini terakumulasi di sekitar kelokan sungai dan di sekitar muara sungai. Pasir sungai ini banyak diambil di sepanjang alur Sungai Cimanuk. Pasir umumnya berwarna abu-abu kecoklatan, berbutir halus – sedang bercampur dengan lanau dan lumpur. Pasir ini dapat digunakan sebagai bahan agregat beton, untuk urugan dan keperluan lainnya.
Pasir pantai, cukup melimpah di sepanjang muara Sungai Cimanuk, hanya pengambilan pasir di daerah pantai akan memacu percepatan abrasi.
Lempung/tanah liat, penyebaran ini cukup melimpah, sebagian besar terdapat di bagian tengah, dan timur daerah pemetaan. Lempung / tanah liat berasal dari pelapukan batuan sedimen yang mengandung endapan vulkanik, berwarna coklat kemerahan dan abu-abu kecoklatan, bersifat lunak – agak padat, plastis, sebaliknya bila kering keras akan tetapi rapuh. Lempung tersebut cukup baik untuk bahan pembuatan batubata dan genteng dan juga cukup baik untuk bahan urugan.
Endapan sirtu, dapat dijumpai di dalam sungai atau di bagian tepi sungai dengan cadangan yang cukup banyak.
G. Geologi LIngkungan
Daerah pemetaan dapat dipisahkan menjadi 6 satuan geologi lingkungan, pembagian satuan ini berdasarkan pada jenis batuan yang merupakan ciri penting dalam pemanfaatan lahan secara maksimal, selain itu dari sifat fisik batuan akan tercermin kondisi keairannya (Hidrogeologi), sumber bahan galian yang ada, dan daerah rawan bencana geologi.
Satuan Geologi Lingkungan 1 (GL 1), dibentuk oleh morfologi pedataran pantai dengan kemiringan lereng < 3 %, sebagian merupakan daerah pasang surut. Morfologi ini merupakan pertumbuhan dari delta Cimanuk, litologinya tersusun oleh endapan lumpur, lempung, pasir dan kerikil, berwarna abu-abu tua kehitaman, mudah urai, lunak, mudah larut dalam air, dalam keadaan kering pecah-pecah dan agak padat. Daya dukung untuk pondasi dangkal antara 2,00 – 6,00 ton/m2, pondasi sedang (3 – 5,) antara 4,00 – 7,00 ton/tiang dan pondasi dalam ( > 5 m) antara 7,00 – 11,00 ton/tiang, penggalian umumnya mudah dilakukan dengan peralatan sederhana. Sumberdaya air yang dijumpai berupa air permukaan (sungai dan rawa) dan sumur air dangkal, dengan muka airtanah 0,8 – 4,8 m, air berasa payau – asin. Aquifer produk tufa dengan penyebaran luas, keterusan sedang, debit dari sumur gali umumnya mencapai 5 ltr/dtk. Bahan galian yang ada berupa pasir pantai dan lempung setempatsetempat. Penggalian umumnya mudah dilakukan dengan peralatan sederhana. Bahaya geologi yang terdapat yaitu abrasi dan akresi. Abrasi yang terjadi di bagian pantai Indramayu terutama di daerah sekitar Eretan, Balongan dan Juntinyuat. Pendangkalan (Akresi) terjadi di sekitar muara delta Cimanuk baru. Amblesan terjadi di daerah batuan lunak seperti terlihat pada badan jalan yang bergelombang sering rusak. Pencemaran akan mudah terjadi pada sebaran pasir baik oleh buangan limbah cair maupun penyusupan airlaut.
Satuan Geologi Lingkungan 2 (GL 2), bentuk morfologi merupakan pedataran, alur sungai atau limpah banjir dengan kemiringan 3 -–5 % dengan ketinggian tempat antara 2 – 7 m di atas muka laut, litologi yang menyusun daerah dan sebagainya terdiri dari endapan aluvial, lempung pasiran bercampur kerikil, berwarna coklat – coklat kehitaman, lunak – teguh, plastisitas rendah, permeabilitas rendah komponen kerikil berupa andesit / batupasir /
batulempung, tebal antara 3 – 8 m. Daya dukung untuk pondasi dangkal antara 7,00 – 14,00 ton/m2, pondasi sedang 2,00 – 16,00 ton/tiang, pondasi dalam ( > 7 m) antara 26,00 – 48,00 ton/tiang, penggalian umumnya mudah dilakukan oleh alat-alat sederhana. Sumberdaya air yang ada berupa air sungai dan sumur gali dengan muka airtanah berkisar antara 0,8 – 4,8 m, air berasa tawar, semakin ke arah pantai berasa payau – asin. Aquifer produktif dengan penyebaran luas, keterusan sedang, debit sumur gali umumnya mencapai 5 ltr/dtk. Bahan galian yang ada berupa pasir sungai. Bahaya lingkungan yang terdapat berupa runtuhan tebing-tebing sungai, pencemaran berupa pencemaran terhadap air sungai. Penggunaan lahan terdiri dari tambak, sawah, rawa dan setempat permukiman.
Satuan Geologi Lingkungan 3 (GL 3), bentuk morfologi berupa dataran pematang pantai lama dengan kemiringan lereng antara 0 – 3 % dan ketinggian tempat antara 0 – 4 m di atas muka laut, litologi penyusun terdiri dari pasir dan pasir lempungan, berwarna abu-abu kehitaman, lepas – agak lepas, berbutir halus hingga sedang, mengandung banyak cangkang moluska (kerang), permeabilitas tinggi. Sumberdaya air yang ada berupa airtanah dangkal tawar di atas airtanah asin. Bahan galian yang terdapat berupa pasir dan kerikil. Bahaya lingkungan yang mungkin terjadi adalah pada sebaran pasir, mudah terjadi pencemaran baik berupa bahan cair maupun penyusupan airlaut. Penggunaan lahan umumnya untuk permukiman, sawah dan kebun.
Satuan Geologi Lingkungan 4 (GL 4), bentuk morfologi berupa daerah dataran pantai dengan kemiringan lereng antara 0 – 4 % dan ketinggian berkisar antara 1 – 7 m, litologi tersusun oleh lempung – lempung lanauan, abu-abu kecoklatan, lunak – agak teguh, Platisitas tinggi, kompresibilitas tinggi. Daya dukung untuk pondasi dangkal antara 8,00 – 10,00 ton/m2, pondasi sedang dengan kedalaman (3 – 5 m), antara 1,00 – 2,00 ton/tiang, pondasi dalam ( > 6 m) antara 10,00 – 20,00 ton/tiang, penggalian dapat dilakukan dengan peralatan sederhana dengan memperhatikan muka airtanah dangkal. Sumberdaya air yang ada terdiri dari air sungai dan sumur dangkal, daerah airtanah dengan aquifer berproduktif sedang, kedalaman muka airtanah umumnya dalam, debit air sumur gali ± 5 ltr/dtk. Bahan galian yang ada berupa pasir, lempung dan setempat-setempat tanah urug. Bahaya lingkungan berupa nendatan (amblesan). Penggunaan lahan saat ini ialah sawah, kebun, semak belukar, setempat permukiman.
Satuan Geologi Lingkungan 5 (GL 5), morfologi berupa daerah bergelombang dengan kemiringan lereng antara 3 – 5 % dan ketinggian antara 4 – 20 m di atas muka laut, litologi penyusunnya terdiri dari lempung pasiran, lempung kerikilan, berwarna coklat kemerahan – coklat kekuningan, agak kaku – teguh, plastisitas sedang – tinggi, kompresibilitas sedang, tebal antara 2,5 – 15 m. Daya dukung pondasi dangkal rata rata 35,00 ton/m2, pondasi sedang antara 5,00 – 8,00 ton/tiang, dan pondasi dalam ( > 5 m) antara 11,00 – 4,00 ton/tiang, penggalian dapat dilakukan dengan peralatan sederhana. Daerah ini merupakan daerah resapan dengan aquifer berproduktif sedang, kedalaman muk airtanah umumnya dalam, debit air sumur gali (dangkal) < dari 5 ltr/dtk. Bahan galian yang ada terdiri dari pasir dan lempung setempat tanah urug. Bahaya lingkungan yang ada berupa amblesan. Penggunaan lahan terdiri dari sawah, kebun, hutan dan semak belukar.
Satuan Geologi Lingkungan 6 (GL 6), morfologi berupa daerah bergelombang dengan kemiringan lereng antara 3 – 10 % dan ketinggian 7 – 20 m di atas muka laut, litologi penyusun terdiri dari lempung lanauan, mereh – merah kecoklatan, teguh, plastisitas sedang, kompresibilitas sedang, setempat mengandung kerikil dan bongkah batuan andesit, tebal antara 2,5 – 8 m. Daya dukung untuk pondasi dangkal rata-rata 30,00 ton/m2, pondasi sedang antara 16,00 – 31,00 ton/tiang, dan pondasi dalam daya dukungya antara 20,00 – 24,00 ton/tiang, penggalian dapat dilakukan dengan peralatan sederhana. Daerah ini merupakan daerah peresapan, aquifer dengan produktifitas rendah, kelulusan rendah – sedang, airtanah dalam dapat disadap dengan debit kecil, pada daerah lembah (zona pelapukan) airtanah dangkal dapat diperoleh. Bahan galian yang terdapat terdiri dari batubelah dan tanah urug. Bahaya geologi yang ada ialah kemungkinan adanya longsoran. Penggunaan lahan saat ini ialah hutan, kebun semak belukar, setempat permukiman.
Kimia fisika
Atom, molekul, dan sifat-sifat gas
1. Atom dan molekul
Kimia fisika didefinisikan sebagai ilmu yg mempelajari prinsip-prinsip dasar tentang sifat dan perubahan sifat.penyelidikan telah dilakukan untuk menyelidiki sifat unsur dan mengikhtisarkannya dalam hukum-hukum eksperimen (hukum boyle) dan teori yg simpel untuk membuktikan hukum tersebut(teori kinrtik gas).
Sistem yg homogen dan sistem heterogen
Suatu sistem dikatakan homogen apabila mempunyai sifat yg sama seangkan system heterogen terdiri dari bermacam macam fasa dan sifat yg berbeda antara satu boundary dengan boundary lainnya.
Zat
Suatu system yg homogeny dan mempunyai sifat kimia yg spesifik pada suatu kondisi tertentu disebut zat murni.misalnya sodium klorida, mercury dan air murni.
Zat murni tidaklah mudah berubah akibat adanya proses fisika seperti misalnya destilasi , kristalisai dan sebagainya.
Unsure dan campuran
Unsure tidak mudah berubah sifatnya akibat adanya proses kimia. Sedangkan di pihak lain, campuran merupakan adukan dari 2 atau lebih unsure yg mudah berubah siftanya.
2. Teori atom
Teori atom Dalton (1808)
a) Atom adlah bagian terkecil dari suatu unsure, yg selalu berada dalam keadaan bebas.
b) Atom dan unsurnya selalu mempunyai sifat yg identik dalam hal :massanya , volumenya, daya reaktifnya dan sebagainya.
c) Atom dari unsure lain yg berbeda selalu mempunyai sifat yg berbeda.
d) Kombinasi sifat kimia dapat terjadi, bila atom-atom saling berhubungan dan bersatu membentuk sebuah molekul.
3. Penjelasan teori atom
a) Hukum volume gabungan
Ketentuan bahwa gas mempunyai sifat selalu ingin bergabung pada temperatur dan tekanan yg tetap pada satu ruangan dalam suatu perbandingan yg mudah dan bulat. Sebagai contoh
1 volume hydrogen +1 volume chlorine = 2 volume hydrogen klorida
Jadi
-n atom hydrogen + n atom chlorine = 2 n molekul hydrogen klorida
-1 atom hydrogen + 1 atom chlorine = 2 n molekul hydrogen klorida
b) Hipotesa Avogadro
Unsur pembentuk gas selalu terdiri dari 2 atom sebagaimana yg dikemukakan sebelumnya oleh Avogadro ; bahwa semua gas pada temperatur dan tekanan yg sama selalu mempunyai jumlah molekul yg sama.
Pengukuran secara tidak langsung terdiri dari
a) Hukum faraday melalui elektrolisa
I. Massa sembarang zat apabila di elektrolisir cenderung unutk memisahkan diri
II. Massa dari zat yg berbeda terpisah bila dilalui listrik, pemisah bergantung pada konssentrasi dari larutannya.
b) Penyusun atom pada susunan berkala
4. Modifikasi teori atom
Fisika sub atom
Pada permulaan abad ini mendatangkan kergu-raguan terhadap pernyataan bahwa atom masih dapat pecah menjadi bagian yg lebih kecil lagi yg disebut partikel sub atom.intinya mempunyai muatan proton positif dan neutron yg netral. Nomor atom z dari suatu unsur menunjukkan nomor electron dan juga nomor protonnya, dan nomor massanya adalah merupakan jumlah dari isotop.
Massa atom dari suatu unsur tidak selalu tetap. Atom dari suatu unsur seharusnya sama dengan nooor proton dalam intinya. Unsur yg mempunyai nomor atom sama tetapi noomor massa berbeda disebut isotop. Sebagai contoh
Oksigen mempunyai 3 isotop yaitu:
168O(99,76%),17¬¬¬8O(0,004%) dan 18¬¬¬8O0,20%)
Atau dapat ditulis sebagai oksigen
Oksigen -17
Oksigen -18
4.3. ekuivalen massa dengan energy
Jika massa atom bergabung membentuk suatu molekul, masssa dari molekul itu jauh lebih ringan dari atom asalnya. Hal inii disebabkan oleh adanya energy (E) yg dihasilkan oleh molekul itu, sebesar:
E=mCo2
Dimana
M=massa dari molekul
Co=kecepatan
4.4. percampuran non stoichiometry
Campuran yg terdiri dari molekul yg berbeda memounyai komposisi yg tetap yg diketahui disebut campuran stoikiometri.untuk zat padat campurannya tidak terdiri dari molekul yg berbeda sehingga tidak mengikuti hukum yg ada, misalnya Fe S tidak mempunyai komposis yg sama, ini adalah contoh dari campuran non stoikiometri yg bervariasi komposisi atomnya yg berubah ubah tidak mempengaruhi terhadap sifat kimia campuran maupun fisika campurannya.
5. Batas atom dan massa molekul
Berat atom suatu unsur adalah merupakan dasar daripada penentuan skala absolut dari masssa atom relative, Ar dan massa molekul relative,Mr yg disebut jg berat atom.
5.1.standar berat atom dan berat molekul
a) Berdasarkan standar hydrogen
Berat atom dari suatu unsur adalah perbandingan antara massa satu atom unsur tersebut dengan massa atom hydrogen.
b) Standar oksigen
Oksigen merupakan standar yg lebih baik, karena unsur lebih cenderung menarik oksigen daripada hydrogen, selain itu juga mempermudah analisis. Ilmu kimia menstandarkan terhadap oksigen dengan alasan karena oksigen mempunyai massa sebesar 16.000.000 satuan.
c) Berdasarkan standar karbon
Isotop karbon -12 dengan 12.000.000 satuan dapat dijadikan dasar penghitungan berat atom
5.2 mol
Mol didefinisikan sebagai banyaknya massa suatu unsur atau molekul dalam suatu massa unsur lain atau molekul lain yg ditempatinya. Dalam system SI satuan massa adalah kilogram.
Contoh 1
Hitung jumlah mol dari
(a) 100 kg NaCl
(b) 10-2 gr H2O
(c) 106gr aluminium triklorida
Penyelesaian
(a) massa molar NaCl = 0,05844 kg mol-1
Mol NaCl=100/0,5844=1,71 x 103 mol
=1,71 kmol
(b) massa molar H2O = 0,018 kg mol-1
Mol H2O =10-2 x 10-3/0,018 = 5,56 x 10 -6
=5,56 mol
(c)aluminum triklorida mempunyai formula AlCl¬¬¬3 dalam bentuk padatan dan Al2Cl6 dalam bentuk gas atau uap.
Untuk AlCl3
Molar massanya = 0,133 kg mol-1
Jumlah mol AlCl3= 10-6 x 10-3/0,018
=7,52 x 10-9 mol = 7,52 mol
Untuk Al2Cl6
Massa molarnya = 0,266 kg mol -1
Jumlah mol Al2Cl6 = 10-6 x 10 -3 / 0,266
=3,76 x 10-9 mol
= 3, 76 n mol
Kanari Kimia dalam Tambang Batu Bara Biologis
Biosensor adalah suatu alat yang mengenali target molekul dalam sampel dan menerjemahkan konsentrasi senyawa tersebut sebagai sinyal elektrik melalui kombinasi tepat dari sistem pengenalan dan transduser. Sebagai contoh, untuk mengetahui apakah terdapat oksigen dalam suatu tambang batu bara, satu hal mudah yang dapat dilakukan adalah menggunakan burung kanari. Sambung sebuah mikrofon ke kandang kanari tersebut kemudian kandang diturunkan ke dalam tambang batu bara. Jika memang terdapat oksigen maka burung kanari akan bernyanyi. Jika dianalogikan sebagai sebuah biosensor, maka oksigen adalah analit, burung kanari adalah sensor dan mikrofon adalah sebuah transduser. Dengan kombinasi ketiganya maka sebuah biosensor yang baik dapat diciptakan.
Pengembangan biosensorlah yang dapat memberikan suatu pengembangan terhadap alat penunjang kehidupan manusia yang sifatnya krusial. Namun pengembangan ini pulalah yang menjadi masalah, karena biosensor harus bersifat sangat spesifik terhadap suatu molekul substrat yang didesain untuk dideteksi, atau dalam kata lain, tidak bereaksi dengan molekul lainnya.
Terdapat banyak sekali jurnal penelitian yang berkisar tentang biosensor, dan mulai menjadi topik hangat penelitian di tahun-tahun sekarang. Namun ilustrasi yang tepat dapat diberikan oleh Tony James dan Christopher Cooper di Universitas Birmingham. Penelitian mereka adalah tentang sensor untuk gula amina glukosamina.
Bandingkan struktur glukosamina dengan glukosa; perbedaannya hanya terletak pada gugus hidroksi (-OH) pada glukosa dan gugus amina (-NH2) dalam glukosamina. Kunci dari pengembangan biosensor untuk senyawa ini ialah gugus amino dari glukosamina dapat diprotonasi.
MINERAL OPTIK
Mickey E. Gunter
Departemen Geologi dan Teknik Geologi
University of Idaho, Moscow, Idaho
I. Cahaya
II. Mikroskop polarisasi cahaya dan sampel geologi
III. Bias indeks dan pengukurannya
GLOSARI
anisotropik mineral: mineral dengan lebih dari satu pokok bias indeks.
birefringence: Perbedaan matematis antara yang terbesar dan indeks refraksi terkecil untukanisotropik mineral.
biaksial mineral: mineral dengan tiga indeks bias utama dan dua optik sumbu. indicatrix adalah sebuah triaxial ellipsoid.
dispersi: Perubahan properti optik dengan panjang gelombang. indicatrix: Permukaan tigadimensi yang menggambarkan variasi indeks bias dengan hubungan getaran arah cahaya insiden.
isotropik mineral: mineral dengan indeks bias yang sama terlepas dari arah getaran. Indicatrix adalah sebuah bola.
optik kelas: Salah satu dari lima kelas mungkin (indicatrices berbeda) untuk yang mineral dapat dimasukkan: isotropik, uniaksial + / -, Atau biaksial + / -.
optik orientasi: Hubungan antara mineral's sumbu kristalografi dan optik indicatrix.
pleochroism: Sifat menunjukkan warna yang berbeda sebagai fungsi arah getaran
INDEKS
Untuk isotropik-n mineral, untuk mineral uniaksial - e dan w, untuk mineral biaksial - a, b, dan g.
uniaksial mineral: mineral dengan dua indeks bias pokok dan satu sumbu optik. indicatrix adalah yg tersebar luas atau oblate ellipsoid.
MINERAL OPTIK
studi tentang interaksi cahaya dengan mineral, paling sering terbatas pada cahaya tampak dan biasanya lebih lanjut terbatas pada mineral non-opak.. Aplikasi yang paling umum dari mineralogi optik adalah untuk membantu dalam identifikasi mineral, baik di bagian batuan tipis atau individu mineral butir. aplikasi lain terjadi karena optik sifat-sifat mineral yang berhubungan dengan kimia kristal mineral,misalnya, komposisi kimia mineral itu, struktur kristal, order / gangguan. Dengan demikian,hubungan ada, dan korelasi yang mungkin antara mereka dan beberapa properti optik.
I.CAHAYA
A. Teori cahaya
Cahaya dapat dianggap baik sebagai fenomena gelombang (Teori elektromagnetik) atau fenomenapartikel (teori kuantum), tergantung pada proses fisik yang diteliti. Dalam mineralogi optik kedua bentuk cahaya yang digunakan untuk sepenuhnya menjelaskan interaksi cahaya dengan mineral.Kisaran dan warna cahaya tampak yang didefinisikan dalam istilah panjang gelombang: ungu(390-446 nm), indigo (446-464 nm), biru (464-500 nm) oranye, hijau (500-578 nm), kuning (578-592nm), (592-620 nm), merah (620-770 nm). Dalam mineralogi optik arah propagasi disebut sebagaijalur sinar dan arah transfer energi sebagai arah getaran. The geometris hubungan antara jalan cahaya, arah getaran, dan mineral merupakan satu bagian utama dari optik studi tentang mineral, Hasildari teori gelombang yang digunakan untuk menjelaskan bagaimana cahaya yang dibiaskan oleh mineral. Sebuah uraian dari interaksi foton dengan elektron ikatan dalam mineral dapat digunakanuntuk menjelaskan fenomena seperti indeks bias, warna, dan pleochroism, dan untuk menginterpretasikan paling spektroskopi studi.
B. POLARISASI CAHAYA
Teori elektromagnetik cahaya digunakan untuk menjelaskan polarisasi fenomena. Ada empat jeniscahaya terpolarisasi: acak, pesawat, lingkaran dan elips. pesawat terpolarisasi adalah bentuk yangpaling penting bagi Studi mineral. Namun, bentuk lingkaran dan elips menjadi penting dalam studilebih lanjut. pesawat terpolarisasi cahaya digunakan untuk studi anisotropik kristal karena getaranarah cahaya dapat dibuat sejajar dengan arah tertentu dalam kristal.
POLARISASI CAHAYA MIKROSKOP DAN SAMPEL GEOLOGI
mineral ditempatkan untuk pengamatan di pesawat terpolarisasi cahaya. Sampel mungkin diputarsehingga cahaya terpolarisasi akan bergetar sepanjang arah yang berbeda dalam kristal. Polarizerlain, di sudut kanan ke polarizer rendah, dapat dimasukkan dan ditarik dari mikroskop. Ketika atas polarizer dimasukkan, sampel mineral sedang dilihat antara menyeberang polarizer. Dengan tidakada sampel atau isotropik yang hadir, tidak cahaya akan terlihat karena polars disilangkan. Namun,jika acak mineral anisotropik berorientasi dimasukkan, kristal akan muncul dan akan hilang(gelap) setiap 90 ° rotasi panggung. Pada dasarnya, yang PLM tidak lebih dari dua lembar polarizer arah getaran yang tegak lurus dengan kemampuan ditambahkan ke memperbesar gambar. Jugaditunjukkan pada Gambar 2 adalah sebuah aksesori yang dibuat dari berbagai jenis pelat anisotropikyang dapat dimasukkan ke dalam cahaya kereta api. Pengamatan dilakukan sebelum dansesudah penyisipan pelat ini memberikan informasi berharga mengenai karakteristik optik mineral yang diteliti. Sistem lensa Sub memberikan dua tipe dasar cahaya ke sampel. Untuk pencahayaanorhtoscopic, sinar cahaya yang meninggalkan Sub sistem lensa sejajar dengan sumbu optikmikroskop. Ini adalah "Normal" melihat kondisi. Dalam pencahayaan conoscopic, sinarmeninggalkan Sub-sistem tidak lagi paralel tetapi merupakan kerucut terbalik yang titik (fokus) adalah pada sampel. Conoscopic pencahayaan digunakan untukamati angka gangguan mineral. Dari angka-angka ini kristal sistem mineral biasanya dapat didirikan, dengan demikian, angka-angka ini sangat membantu dalamidentifikasi mineral. Ada tiga jenis sampel umumnya belajar di PLM di geologi.
(1) Bubuk mineraldalam kisaran ukuran 0,07-0,15 mm untuk digunakan dalam metode perendaman.
(2) kristaltunggal mineral sekitar 0,03-3,0 mm untuk digunakan pada tahap poros.
(3) sayatan tipis bagian, dibuat dengan memotong, menggiling, dan polishing sepotong batu terpasang pada slidemikroskop untuk ketebalan 0,03 mm. Tipis bagian yang jauh yang paling umum menggunakanmineralogi optik di geologi. Mereka digunakan oleh petrologists untuk mengidentifikasimineral ini, tekstural mereka hubungan, untuk mengklasifikasikan batuan, dan untukmencari mineral untuk microprobe analisis.
INDEKS BIAS DAN USAHA PENGUKURAN
A. Indeks bias
Indeks bias (n) adalah properti fisik dari mineral matematis didefinisikan sebagai:
n = VV/VM
dimana,
n = indeks bias mineral
vv = kecepatan cahaya dalam ruang hampa
vm = kecepatan cahaya dalam mineral
Ada tiga poin penting yang diperoleh dari pemeriksaan Persamaan
(1) Indeks bias vakum adalah 1,0.
(2) Indeks bias adalah unitless nomor.
(3) Karena kecepatan cahaya tidak bisa melebihi yang di
kekosongan (3x108 m / s), indeks bias bahan lebih besar dari 1.
B. Cahaya bias
cahaya bergerak melalui kristal dengan insiden dan memancarkan sinar berikut Hukum Snell, matematis ditulis:
ni sin (q1) = sin (t) nt sin [q 2]
dimana,
ni = indeks bias media insiden
nt = indeks bias media transmisi
q1 = sudut datang
q2 = sudut transmisi atau pembiasan
Sebagian besar ilmu optik fisik dan ray tracing didasarkan pada formula. Dengan menganalisisPersamaan 2 berikut ini dicatat.
(1) Setiap sinar di kejadian normal ke bahan indeks bias yang berbeda akan ditransmisikan tanpa penyimpangan apapun
(2) Bila baik insiden dan media transmisi memiliki indeks bias yang sama, insiden dan sudut transmisi adalah sama.
(3) Untuk kasus umum, ketika sudut insiden tidak 0 ° dan indeks bias untuk dua bahan yang tidak sama,sinar dibiaskan dansudut bias dapat ditemukan dari Persamaan 2
(4) Ada beberapa sudut di ray insiden yang dibiaskan pada sudut 90 °, ini dinamakan bias total dan digunakan dalam refractometery untuk menentukan indeks bias yang tidak diketahui . Sudut di mana total refraksi terjadi disebut sudut kritis. Setiap sinar insiden, sebelum sudut kritis tercapai,tercermin serta sebagian ditransmisikan. Untuk komponen tercermin, sudut refleksi sama dengan sudut datang.Untuk kedua sinar intensitas dan sifat polarisasi juga dapat dihitung (Gunter, 1989). Hukum Snellditaati oleh semua bahan isotropik, namun tidak ditaati untuk orientasi acak material anisotropik.
C. Dispersi
Indeks bias dari suatu bahan tergantung pada panjang gelombang ringan dan dapat ditulis secara matematis:
n = f (y)
dimana,
n = indeks bias mineral
y = panjang gelombang cahaya
Perubahan indeks bias adalah dispersi. Kurva berani memiliki lereng curam dan menunjukkan sebuah dispersi yang lebih besar daripada kurva ringan. Secara umum, dispersi dari cair lebih besar daripadayang solid. Juga, secara umum, semakin tinggi indeks bias bahan semakin tinggi dispersi. Untukpengukuran optik kuantitatif perlu mencari matematika sesuai dengan data. Beberapa hubungan,baik teoritis dan empiris, telah diusulkan untuk mengkuantifikasi hubungan di Persamaan3.Persamaan Cauchy (Persamaan 4) adalah salah satu seperti persamaan.
n = C 1 + c2/y3+c3/y4
dimana,
n = indeks bias
y= panjang gelombang cahaya
Cn = nilai yang diperoleh dari regresi
Pelangi, diciptakan dari tetes hujan, atau prisma kaca akrab contoh dispersi. Indeks bias air, atau kaca,menurun dengan panjang gelombang. cahaya putih terdiri dari panjang gelombang cahaya yangberbeda, dan setiap panjang gelombang memiliki indeks bias yang berbeda. Penerapan HukumSnell (Persamaan 2) menunjukkan bahwa sudut yang berbeda bias terjadi untuk berbagai warna cahaya.Dengan demikian, karena optik dispersi dan geometris dari Hukum Snell, warna pelangi yangmudah dipahami. Lampu merah, dengan indeks bias terendah, dibiaskan paling sedikit dan terjadipada luar pelangi. cahaya Violet, dengan indeks bias tertinggi, adalah dibiaskan yang paling danterjadi pada bagian dalam pelangi.
D. Pengukuran indeks bias
Ada dua metode umum untuk mengukur indeks bias transparan senyawa:
(1) pengukuran langsung dari sudut refraksi sebagaimana ditemukan dalam Hukum Snell
(2) perbandingan yang tidak diketahui indeks bias bahan untuk yang dikenal.
Metode pertama adalah rutin digunakan untuk menentukan indeks bias cairan dan sampel padat yang lebih besar (Lebih besar dari 1 mm) dan telah dibahas di atas, dengan rincian di bawah ini, pada Surat aplikasi untuk sampel anisotropik. Sedangkan metode yang terakhir ini lebih biasanya digunakan untukmenentukan indeks bias sampel kecil (Kurang dari 1 mm). Metode perbandingan dikembangkanawal ini abad dan telah menjadi dikenal sebagai metode perendaman. Dalam hal ini metode sampel padat indeks bias diketahui ditempatkan dalam cairan indeks bias diketahui. Denganpengamatan mikroskopis, dijelaskan kemudian, cairan tersebut adalah "disesuaikan" sampaiindeks bias yang cocok dengan yang padat, sehingga menentukan indeks bias yang tidakdiketahui. Metode perendaman bekerja atas dasar pembiasan cahaya sinar sebagaimanadidefinisikan dalam UU Snell. Ketika indeks bias (nl) cair dan padat (n) adalah sama, tidak ada bias dari sinar cahaya, pada dasarnya membuat sampel tidakkelihatan (orang tak terlihat memiliki kemampuan untuk mengubah indeks bias nya dengan udara,sehingga menjadi tidak terlihat, tetapi bagaimana dia lihat?). Ketika ada perbedaan besar antara indeks bias sampel dan cair, cahaya dibiaskan saat memasukkan dan meninggalkan padat. Pembiasangelombang ini membuat sampel terlihat. Kata "bantuan" digunakan untuk semi-kuantitatifmenandakan perbedaan antara indeks bias padat dan bahwa dari cairan. Sampel pada ataudekat pertandingan yang memiliki relief rendah, sementara mereka jauh dari pertandingan memilikirelief tinggi. Ketika ns
