Materi Penuntun Praktik Laboratorium Kristalografi dan Mineralogi (Jurusan Teknik Pertambangan)

 BAB 1

PENDAHULUAN

          Mineral adalah salah satu dari ilmu geologi yang mempelajari kulit bumi. Istilah yang umum berarti ilmu pengetahuan tentang mineral-mineral, yang merupakan unsur-unsur dan senyawa-senyawa yang terdapat di dalam dan merupakan pembentuk bagian-bagian padat dari alam semesta. kita biasanya berpikir tentang mineralogy terbatas hanya pada material-material dari kerak bumi saja. Ini tidak benar, karena ada juga meteorit-meteorit yang merupakan mineral-mineral dari luar bumi, dan pengukuran-pengukuran geofisika memberikan indikasi tentang beberapa sifat-sifat mineral yang terdapat di bawah kerak bumi.

          Karena mineralogi merupakan studi tentang mineral, maka kita akan memulainya dengan pengertian yang jelas dari batasan “mineral” tersebut, sehingga didefinisikan sebagai berikut: Mineral adalah suatu benda padat homogen yang terdapat di alam, terbentuk secara anorganik, mempunyai komposisi kimia pada batas-batas tertentu dan mempunyai atom-atom yang tersusun secara teratur.

          Batasan “yang terdapat di alam“ adalah perlu, mengingat bahwa dalam laboratorium kimia dapat dibuat banyak sekali mineral-mineral. Sebagai contoh: pengupasan dari suatu larutan Sodium Klorida menghasilkan suatu Kristal yang tidak dapat dibedakan dari mineral Halite, akan tetapi Kristal-kristal hasil laboratorium yang demikian itu bukanlah suatu mineral. Tiruan batu-batu hias banyak sekali dibuat untuk tujuan komersil, tetapi mereka dibuat sebagai ruby sintesis, spinel sintesis, dan seterusnya.

          Pembatasan pada mineral adalah suatu “benda padat homogeny” hal; ini menyatakan bahwa mineral itu terdiri dari satu phase padat hanya satu macam material yang tidak dapat diuraikan menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana oleh suatu proses fisika. Dengan adanya persyaratan bahwa mineral itu suatu benda padat, maka cairan dan gas-gas tidak termasuk.

          Pembatasan “terbentuk secara anorganik” menyebabkan benda-benda padat homogen yang dihasilkan oleh binatang dan tumbuh-tumbuhan tidak termasuk. Maka dari itu kulit tiram dan mutiara di dalamnya, meskipun terdiri dari kalsium karbonat yang tidak dapat dibedakan dengan cara kimia maupun fisika dari mineral aragonite, tidak dianggap sebagai mineral.

          Persyaratan “yang mempunyai komposisi kimia pada batasan-batasan tertentu” menyatakan bahwa mineral itu ialah suatu senyawa kimia, dan senyaea kimia yang mempunyai komposisi pada batas-batas tertentu yang dapat dinyatakan dengan suatu rumus (rumus kimia). Rumus mineral dapat sederhan ataupun kompleks, tergantung dari banyaknya proporsi kombinasinya.

          “Atom yang tersusun secara teratur” merupakan ukuran dari keadaan Kristalisasinya, cara lain untuk menyatakan hal ini ialah dengan mengatakan bahwa mineral ialah Kristal padat di bawah kondisi yang sesuai untuk suatu pembentukan susunan atom yang teratur itu dapat tergambar pada bentuk luar kristalnya dan dari kenyataan, bahwa adanya susunan atom yang teratur di dalam Kristal yang padat, telah disimpulkan dari teraturnya bentuk luar Kristal, lama sebelum sinar X ditemukan dan membuktikan hal itu.

BAB II

SIFAT FISIS MINERAL

          Sifat fisis suatu mineral berhubungan erat dengan struktur kristal dan komposisi kimianya. sehingga dengan mempelajari sifat-sifat fisisnya kita dapat membuat beberapa deduksi mengenai struktur kristal dan komposisi kimianya. Sifat fisika dari mineral dapat/banyak digunakan dalam segi-segi teknik karena pemakaian mineral di dalam industri terutama tergantung pada sifat fisisnya; misalnya pemakaian intan sebagai pengasah yang baik, disebabkan oleh karena kekerasannya yang luar biasa sedangkan pemakaian kwarsa pada alat-alat elektronik disebabkan oleh sifat-sifat pieso elektrisitasnya. Selain itu sifat-sifat fisis ini juga berguna dalam segi-segi praktis, karena sifat-sift fisis banyak menolong kita di dalam penentuan mineral; pada umumnya sifat-sifat fisis sebuah mineral dapat kita tentukan lebih cepat dan muda dari pada komposisi kimianya maupun struktur kristalnya, lagi pula bagi beberapa mineral tertentu sifat-sifat fisis ini dapat merupakan suatu factor penentu yang sangat unik.

          Dari uraian di atas ternyata sifat-sifat fisis dari pada mineral dapat dianggap penting dalam 3 (tiga) aspek yaitu : aspek ilmiah, aspek teknik dan aspek penentuan (determinasi). Sifat-sifat fisis yang perlu diperhatikan untuk keperluan determinasi adalah sbb:

A.               WARNA MINERAL

          Warna mineral adalah warna yang kita tangkap dengan mata bilamana mineral tersebut terkena sinar. Pada umumnya warna mineral ditimbulkan karena penyerapan babarapa jenis panjang gelombang yang membentuk cahaya putih, jadi warna itu timbul sebagai hasil dari pada cahaya putih yang dikurangi oleh beberapa panjang gelombang yang terserap. Misalnya mineral yang berwarna gelap adalah mineral yang secara merata dapat menyerap seluruh panjang gelombanng pembentuk cahaya putih.

          Sebab-sebab yang menimbulkan warna didalam mineral bergantung berbagai hal antara lain:

1.     Komposisi Kimia

Contoh : Warna biru dan hijau pada mineral-mineral copper sekunder.

2.     Struktur Kristal dan ikatan atom

Contoh : Polymorph dari carbon; intan tidak berwarna dan transparan sedangkan grafit berwarna hitam dan opaque.

3.     Pengotoran dari pada mineral

Contoh : Calcedon yang berwarna.

B.                K I L A P (LUSTER)

          Kilap (luster) merupakan suatu sifat optis yang mempunyai hubungan yang erat dengan peristiwa pemantulan dan maupun pembiasan.

Dua jenis utama dari apda Kilap (luster) yang biasa dimiliki 3 oleh mineral-mineral dikenal dengan sebutan :

1.     Kilap logam (Luster metallic)

2.     Kilap bukan logam (luster non metallic)

Jika kita tidak dapat/sulit menarik batasan yang nyata/tegas/jelas diantara dua jenis kilap di atas, maka kita nyatakan dengan kilap setengah logam (luster sub metallic).

Hubungan antara kilap dengan indeks bias adalah sbb :

1.     Kilap Logam ; mineral-mineral yang dapat menyerap pancaran sinar secara kuat, karena disebabkan oleh sifat opaque atau hampir opaque walaupun mineral-mineral berbentuk sebagai fragmen-fragmen yang tipis (sesungguhnya sudah cukup tembus cahaya bagi sinar infra merah).

          Kilap logam dipunyai pada umumnya oleh mineneral- mineral yang berindeks bias lebih besar dari 3 (tiga) terdiri dari logam-logam murni dan kebanyakan dari kelompok sulfida.

Contoh ;     

     - Pyrolusite (MnO₂)        - Molybdenite (MoS₂)

                   - Antimonite (Sb)           - Galena (Pbs)

                   - Pyrite (FeS₂)                - Chalcopyrite (CuFeS₂)

2.     Kilap setengah logam (Luster sub metallic) : terdiri dari mineral-mineral transparant dan translucent dengan indeks bias antara 2,6-3,0.

Contoh :

     -  Alabandite        (MnS),         n  =  2,70

     -  Cuprite              (Cu₂O),        n  =  2,85

     -  Cinnabar           (HgS),         n  = 2,91

     -  Hematite                     (Fe₂O₃),       n  = 3,00

3.     Kilap bukan logam : Umumnya  terdiri dari beberapa jenis-jenis antara lain :

a.     Kilap kaca (Vitreous luster), didirikan oleh mineral-mineral yang mempunyai indeks bias antara 1,9-1,3 meliputi 70% dari semua mineral yang kita kenal termasuk hampir semua silikat, oxylate (carbonate, pospat, sulfat dsb), halida, oksida dan bidroksida dari unsure-unsur ringan seperti Mg dan Al.

Contoh :

-         Cryolite                        (Na₃Al₆),      n = 1,34-1,36

-         Fluorite                        (CaF₂),        n = 1,43

-         Kwarsa                         (SiO­₂),         n = 1,54

-         Spinel                           (MgAl₂O₄),   n = 1,73

-         Korundum                   (Al₂O₃),        n = 1,77

-         Garnet                          (              ), n = 1,84

-         Calcite                          (CaCO₃),

-         Ortoklas dan Mikrolin (KAlSiO₈)

-         Anortite                       (CaAl₂Si₂O₈)

b.     Kilap Intan (Diamond Luster/Adamantin Luster: Didirikan oleh mineral –mineral yang mempuyai indeks bias antara 1,9 - 2,6.

Contoh :

-         Zirconium          (ZrSiO₄)       n = 1,92

-         Cassiterite          (SnO₂)         n = 1,99 – 22,09

-         Intan/ diamond  (C)               n = 2,4 – 2,46

c.      Kilap Lemak (Grease Luster), kilap lilin (waxy luster), kilap sutera (Silky luster), kilap mutiara (pearly luster) adalah merupakan variasi dari kilap bukan logam yang disebabkan oleh sifat permukaan yang dapat memantulkan sinar.

Permukaan belahan dari halite (NaCI) mempunyai kilap kaca dalam keadaan segar, tetapi akan berubah menjadi kilap lemak atau lilin apabila sudah tersingkap di udara bebas.

Kilap lemak  umunya pada Nenbelin yang telah mengalami perubahan.

Kilap lilin umumnya dijumpai pada mineral-mineral kriptokristalin (sangat halus dan tidak bisa dikendalikan dengan mikroskop biasa) dan amorf seperti Calcedon dan opal.

Kumpulan dari mineral-mineral seperti lempung (porous) walaupun diberi sinar, mereka tidak mempunyai kilap dan kelihatan kabur atau seperti tanah.

Kilap sutra, dihasilkan oleh mineral-mineral yang terjadi dari kumpulan serat-serat yang sejajar seperti asbes Mg(Si₄O₁₈(OH)₈ dan beberapa varietas dari gypsun (CaSO₄2H₂O).

Kilap mutiara dihasilkan oleh mineral-mineral yang transparan dengan struktur kisi berlapis dan mempunyai lembaran tipis yang sempurna, dihasilkan oleh pantulan bagian bawah permukaan.

contoh : Talk, Mika, Gypsum, dengan kristal kasar.

d.     Kilap Damar (resineous luster), merupakan kombinasi antara warna kuning atau cokelat dengan indeks bias antara 1,8-2,6.

C.                 CERAT

          Cerat atau warna gores adalah warna yang kita dapatkan bilamana mineral kita goreskan pada keping porselin yang kasar permukaannya atau warna mineral bila ditumbuk halus. Banyak mineral yang mempunyai warna yang sama dengan warna goresnya seperti cinuabar berwarna merah, magnetit berwarna hitam dan sebagainya. Dan adapula mineral yang mempunyai warna gores yang berbeda dengan warna mineralnya seperti hematite berwarna abu-abu – hitam goresnya merah, pyrite warna kuning pucat-kuning warna goresnya hitam dan sebagainya.

          Kebanyakan mineral transparan dan translucent mempunyai proses berwarna putih. Mineral-mineral berwarna gelap dengan kilap bukan logam biasanya mempunyai gores yang lebih terang dari warna mineralnya, sedangkan mineral-mineral dengan kilap logam sering mempunyai gores lebih gelap dari warnna mineralnya.

D.               BELAHAN (CLEAVAGE)

     Belahan adalah kecenderungan suatu kristal/mineral yang karena pengaruh mekanis, seperti pemukulan atau penekanan akan terbelah-belah dan tidak hancur pada arah yang tertentu, sehingga didapatkan permukaan yang rata dan licin atau dengan kata lain jika suatu kristal/mineral mengalami suatu gaya atau strain dan melampaui batas elastisitas dan plastisnya, maka akan terbelah sejajar dengan permukaan mineral atau pecahnya sepanjang permukaan yang berhubungan struktur kristalnya.

     Berdasarkan kwalitas belahan, maka belahan mineral dapat dikelompokkan menjadi :

1.     Belahan sempurna (perfect), dijumpai pada mineral yang belahannya sepanjang bidang belahan dengan permukaan licin dan berkilauan, sulit terbelah kecuali pada bidang belahannya.

Contoh : Kalsit (CaCO₃) dan Muskovit (KAl₂Si₃O₁₀(OH)₂)

2.     Belahan bagus (Good), mineral dengan belahan bagus apabila terbelah memanjang bidang belahan, tetapi dapat pula secara melintang.

Contoh : Feldspar.

3.     Belahan tertentu (distinct), kebanyakan dapat dilihat sepanjang bidang belahan, tatapi juga dijumpai pada kedudukan lain, akibatnya permukaan belahan itu sendiri jarang ada yang besar.

Contohnya : Scapolite

4.     Belahan tidak jelas (indistinct), memberikan pecahan yang nampak seperti belahan, dalam pemeriksaan yang teliti digolongkan sebagai belahan.

Contoh : Beryl (Be₃Al₂(Si₆O₁₈).

          Sedangkan berdasarkan arah belahannya terhadap kedudukan kristalografinya, maka dapat dibagi atas :

1.     Belahan satu arah, dijumpai pada mineral yang berbentuk pipih.

Contoh : Mika Group.

2.     Belahan dua arah, dijumpai pada mineral-mineral berbentuk prismatic.

Contohnya :          Pyroksin Group, Amphibol Group, Feldspar dll.

3.     Belahan 3 arah, dijumpai pada mineral-mineral Rhombohedral dan Orthorombik.

Contohnya :          Mineral Orthorombik     : - Barite     (BaSO₄)

                                                            - Anhydrite        (CaSO₄)

                                                            - Celestite  (SrSO₄)

                   Mineral Rhombohedral :         - Calsite       (CaCO₃)

                                                                    - Dolomite   (CaMg(CO₃)₂)

                                                                    - Magnesite (MgCO₃)

                                                                    - Siderite     (FeCO₃)

4.     Belahan 4 arah, dijumpai pada mineral-mineral isometric dan tetragonal.

Contoh :      Mineral Isometrik :         - Fluorite (CaF₂)

                                                          - Diamond (C)

                   Mineral Tetragonal        :         - Scapolite

5.     Belahan 6 arah, dijumpai pada mineral-mineral isometric.

Contoh :      - Sphalerite (ZnS)

                   - Sedalite     (Na₄(AlSiO₄)₃Cl)

E.                PECAHAN (FRACTURE)

          Pecahan adalah keretakan mineral yang didapat tidak melalui suatu bidang tertentu, sehingga arah pecahan tidak teratur dan tidak rata.

     Pecahan dari mineral dapat dibedakan atas :

1.     Concoidal fracture, apabila pecahannya secara melengkung (menyerupai kurva dan permukaannya licin)

Contoh :      - Kwarsa     (SiO₂)          - Fiter

                   - Opal                             - Obsidian

2.     Hacklysfracture, apabila pecahannya menyerupai gigi, seperti pecahan besi, tajam-tajam dan tidak teratur.

Contoh :      - Silver        (Perak)        Ag

                   - Copper      (Tembaga)  Cu

                   - Iron          (Besi)          Fe

3.     Even, bidang pecah agak kasar, tetapi kecil-kecil masih mendekati bidang datar.

Contoh :      - Mika

4.     Uneven atau irregular fracture, apabila pecahannya kasar dan permukaannya tidak teratur.

Contoh :      - Cerargyrite         (AgCl)

                   - Gypsum              (CaSO₄2H₂O)

F.                KEKERASAN (HARDNES)

          Kekerasan mineral umumnya didefenisikan sebagai daya tahan suatu mineral terhadap suatu goresan (scratching). Biasanya secara praktis dalam bidang mineralogi untuk mendapatkan kekerasan suatu mineral dilakukan dengan cara menggoreskan mineral satu terhadap mineral yang lainnya.

          Perlu diketahui bahwa kekerasan mineral ke segalah arah ditentukan oleh parameter tiap-tiap poros kristalografinya. Sehingga untuk mineral satu mungkin kesegalah arah sama keras dan untuk mineral lainnya tidak demikian. Untuk menguji mineral yang lasim ditentukan dengan menggunakan skala kekerasan dari Mohs seorang sarjna Australia yang menyusun skala menurut tingkat kekerasan relatifnya mulai dari kekerasan yang terlunak sampai yang keras (kekerasan 1-10) pada tahun 1822. Penentuan keras mineral ialah dengan skala Mohs manakah yang memberikan cerat/goresan pada mineral yang diselidiki dan manakah yang tidak. Jadi, kalau satu mineral dapat dicerat dengan skala keras 7 (kwarsa) tetapi tidak dapat dicerat dengan skala keras 6 (feldspar), maka keras mineral tersebut ialah 6,5 atau antara 6 dan 7. Penentuan mineral  tersebut harus sependek mungkin (0,5cm) dan harus searah, mengingat bahwa kekerasan mineral pada arah yang berbeda dapat berbeda pula nilainya. Kenyataan ini erat hubungannya dengan arah-arah kristalografinya, umpamanya pada mineral kyanit yang berbentuk batang pada arah panjangnya dengan keras antara 4–5 sedang tegak lurus padanya mempunyai keras 7.

          Penentuan keras mineral selain dengan cara penceratan tersebut dapat pula dengan cara-cara pengasahan (grinding method), penggoresan (abrasion Method) cara penekanan (indenting method), sehingga nilai kekerasan tersebut dapat berbeda-beda menurut cara yang digunakan.

Kekerasan mineral disusun dari 1 sampai 10 sesuai tingkat kekerasannya adalah sbb :

Kekerasan (Hardness)	Nama Mineral	Komposisi Mineral	Keterangan
1	TALK	Mg3Si4O10(OH)2	Tergores kuku
2	GIPSUM	CaSO42H2O	Tergores kuku
3	KALSIT	CaCO3	Tergores pecahan botol atau pisau
4	FLUORIT	CaF2
5	APATIT	Ca5(PO4)3F
6	ORTOKLAS	KAlSi3O8
7	KUARSA	SiO2
8	TOPAS	Al2(SiO4)(F7OH)2
9	KORUNDUM	Al2O3
10	INTAN	C

          Cara menentukan kekerasan dilakukan dengan menggoreskan mineral skala keras Mohs pada mineral yang kita selidiki. Agar tidak merusak mineral-mineral skala keras, dalam penentuan kekerasan kita dapat memulai menguji kekerasan mineral yang diselidiki dengan mineral skala keras yang paling keras dalam hal ini adalah intan dan selanjutnya secara bertahap kita turunkan pengujian dengan mineral skala keras seperti tersebut tadi. Jadi kekerasan mmineral skala keras yang dipakai untuk mengujinya.

          Jangan hanya menguji pada muka mineral saja, uji juga bagian muka lainnya sebab kemungkinan mineral tersebut kekerasannya tidak seragam pada segala arah.

          Jika kita berada di lapangan, dapat mengadakan tes pengujian kekerasan pada batas-batas tertentu dengan mempergunakan perbandingan sbb :

-         Kuku jari-jari         kekerasan    (H) = 2 -2,5

-         Pisau Kantong        kekerasan    (H) = 5,5

-         Tang Logam           kekerasan    (H) = 3,0

-         Kaca Jendela          kekerasan    (H) = 5,5

-         Kikir baja               kekerasan    (H) = 6,5

-         Intan                      kekerasan    (H) = 10

-         Pecahan Botol        kekerasan    (H) = 5,5

G.                KEKENYALAN (TENACITY)

          Kekenyalan merupakan sifat dalam dari suatu mineral yang merupakan daya tahan mineral terhadap usaha pemecahan, pemotongan, dan lengkungan atau sobekan pendek.

          Kekenyalan mineral dapat dibedakan menjadi :

1.     Brittle : Mineral dapat hancur atau menjadi  seperti tepung

Contoh :

               -  Arsenit (AS)

               -  Bismut (Bi)

2.     Sectil  : Mineral dapat dipotong menjadi lembaran tipi dengan mempergunakan pisau lipat.

Contoh  :

-         Argentite          (Ag₂S)

-         Chalcocite         (Cu₂S)

-         Bismuth            (Bi)

-         Cerargyrite        (AgCl)

3.     Malleable : Mineral dapat ditempa menjadi lembaran atau lempengan tipis.

Contoh :

-         Gold                  (Au)

-         Silver                (Ag)

-         Copper               (Cu)

-         Platinium          (Pt)

4.     Flexible  : Mineral dapat dibengkokan/dilengkungkan, tetapi bila gaya yang bekerja pada mineral tersebut sudah tidak ada, mineral tersebut tidak dapat kembali pada keadaan semula (seperti sebelum dibengkokkan).

Contoh :

-         Brucite              Mg(OH)₂

-         Chlorite             Mg₃(Si₄O₁₀)(OH)₂Mg₃(OH) ₆

-         Talk                  Mg₃(OH)₂Si₄O₁₀    

5.     Elastic : Mineral bila dibengkokkan dapat kembali pada keadaan semula bila gaya yang bekerja sudah tidak ada lagi

    Contoh:

-         Muscovit                     KAL₂(ALSi₃O₁₀)(OH)₂

-         Biotit                K(Mg,Fe)₃ALSi₃O_1O(OH)₂

6.     Ductil : Mineral dapat digores dengan kawat.

Contoh :

-         Gold (Au)

-         Silver (Ag)

-         Copper (Cu)

H.               DIAPANAETY

          Diapanaety adalah merupakan sifat yang dimiliki oleh beberapa mineral yaitu kemampuan suatu mineral untuk memindahkan cahaya.

Diapanaety dapat dikelompokkan menjadi:

1.     Transparan; apabila suatu mineral diletakkan benda di bawahnya, maka benda tersebut dapat dilihat dengan jelas.

Contoh:            - Kuarsa

                        - Muskovit.

2.     Translucent; Suatu mineral dapat memindahkan cahaya, tetapi benda yang berada di bawahnya tidak dapat dilihat dengan jelas.

Contoh: Gypsun, Sulfur, Fluorite.

3.     Opaque; adalah sifat suatu mineral yang tidak dapat memindahkan cahaya.

Contoh:            - Hemetite

                   - Magnetite.

I.                  BERAT JENIS (DENSITY)

          Berat jenis mineral adalah perbandingan antara berat mineral di udara terhadap volumenya di dalam air. Yang dimaksud dengan volumenya di dalam air adalah berat volume air dengan volume mineral tersebut. Berat jenis mineral adalah tetap, bilamana susunannya tetap. Kegunaan mengetahui berat jenis mineral untuk keperluan dideterminasi dapat diambilkan contoh di dalam praktik sebagai berikut; dua buah mineral Celestit dan Barit, keduanya mempunyai warna, kilap, cerat, sifat dalam boleh dikatakan sama. Perbedaan terletak pada berat jenisnya yaitu celestit 3,95 dan Barit 4,50. Pada contoh ini dapat kita diketahui betapa penting berat jenis untuk diketahui, karena dengan meninjau sifat fisik tersebut kita sudah dapat menduga bahwa dua mineral itu tidak sama.

          Berat jenis suatu mineral tergantung pada dua factor utama yaitu:

1.     Jenis dari atom yang menyusunnya.

2.     Variasi atom yang dapat bersenyawa. 

          Pada senyawa isostruktur yang pola susun atomnya tetap. Sebagai contoh yang jelas dapat dilihat pada group karbonat sistem orthorombik yang penting adalah perbedaan kationnya seperti :

   

Nama Mineral	Komposisi	B.A. Kation	Berat Jenis
Aragonite	CaCO3	40,08	2,95
Strontianite	SrCO3	87,63	3,70
Witherite	BaCO3	137,36	4,30
Cerussite	PbCO3	207,21	6,55

Penentuan Berat Jenis

Penentuan berat jenis dapat dilakukan denga cara sbb :

1.     Berat mineral diatur secara langsung, kemudian isinya diukur berdasarkan prinsip Archimedes.

G =           

Dimana :          G  = Berat jenis mineral

W₁= Berat mineral di udara

W₂= Berat mineral dalam larutan

b  = Berat jenis larutan

2.     Berat mineral diukur secara langsung, kemudian isinya diukur melalui berat cairan yang digantikan (displaced) di dalam pycnometer

G =

Dimana :

G  = Berat jenis mineral

W₁= Berat Pycnometer dalam keadaan kosong

W₂= Berat Pycnometer mineral

W₃= Berat Pycnometer setelah diisi mineral+larutan

W₄= Berat Pyenometer + larutan

L  =  Berat jenis larutan

3.     Berat jenis diukur dengan cara perbandingan langsung dengan cairan-cairan berat-methode suspensi.

Larutan yang sesuai untuk dipergunakan di dalam menentukan berat jenis dari pada mineral adalah :

a.        Bromoform                             (CHBr₃),      berat jenis   = 2,89 – 2,9

b.        Acethylene tetrabromida        (C₂H₂Br₄),    berat jenis   =2,96

c.         Methylene iodide,                   (CH₂I₂),       berat jenis   =3,3

d.        Clerici solution,                                           berat jenis   = 4,2

J.                 SIFAT-SIFAT MAGNET

          Hanya beberapa mineral saja yang bersifat ferromagnetis. Diantaranya yang paling umum adalah magnetite (Fe₃O), Phyrotite dan polymorph dari Fe₂O₃ magnetite. Kadang-kadang Phyrotite dan Magnetite malah dapat berbentuk sebagai Lodstone dan Lodstone ini banyak dipergunakan pada permulaan jaman kompas dikenal manusia.

          Sebenarnya semua mineral mempunyai sifat magnetis, meskipun untuk menunjukkan dibutuhkan suatu alat yang khusus. Mineral yang bersifat sedikit tertarik oleh magnet dikatakan sebagai paramagnetis, Semua mineral mengandung besi bersifat paramagnetis, tetapi juga mineral-mineral yang tidak mengandung besi, seperti beryl, dapat juga bersifat paramagnetis.

          Dalam mempergunakan sebuah alat electromagnet dapat menghasilkan medan intensitas magnetis tinggi, kita dapat memisahkan sesuatu konsentrasi murni dari campuran mineral-mineral lainnya (dipergunakan baik di dalam laboratorium maupun Ore dressing plants). Sebuah alat yang peka tidak hanya memisahkan mineral-mineral paramagnetis dari mineral-mineral diamagnetis yang satu terhadap yang lainnya (misalnya Biotite dari Hornblende).

          Sifat-sifat magnetis dari mineral telah dipergunakan di dalam penyelidikan-penyelidikan geofisis mempergunakan sebuah magnetometer, sebuah alat yang dapat mengukur segala perubahan dari medan magnet bumi yang kemudian kita menyatakan dalam peta. Penyelidikan magnetis ini sangat berguna untuk menentukan suatu cebakan bijih, juga untuk mengetahui perubahan-perubahan jenis batuan, dan untuk mengikuti formasi-formasi batuan yang mempunyai sifat magnetis tertentu. Penyelidikan magnetis ini banyak manfaatnya karena penyelidikan ini dapat juga dilakukan secara cepat dan mudah denga mempergunakan sebuah pesawat udara.      

K.               SIFAT LISTRIK

          Dengan memperhatikan sifat listriknya, mineral dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu :

1.     Bersifat menghantar (conductor)

2.     Tidak bersifat menghantar (Non conductor)

          Mineral-mineral yang bersifat menghantar dengan tipe ikatan logam, termasuk logam murni dan beberapa dari golongan sulfide, jumlahnya sangat sedikit bila dibandingkan dengan mineral yang bersifat tidak menghantar.

Contoh : Daya hantar hematit (Fe₂O₃) dua kali lebih besar pada kedudukan tegak lurus sumbuh C dari pada kedudukan sejajar sumbuh C.

Mineral-mineral yang tidak menghantar, kemungkinan dapat bermuatan listrik disebabkan oleh perubahan temperature yang dikenal dengan Byroelectricity, dapat pula bermuatan listrik karena penekanan, disebut Byezoelectricity juga dapat bermuatan listrik disebabkan oleh penggosokan (frictional electricity).

L.    SIFAT PERMUKAAN (SURFACE PROPERTIES)

Sifat permukaan dari pada mineral yang dianggap banyak mempunyai arti dalam bidang teknik antara lain “Wettability” suatu sifat kebebasan relatif dari pada permukaan sebuah mineral.

Menurut sifat permukaan ini, maka mineral dibagi atas :

1.     Mineral-mineral lyophile ialah mineral-mineral yang dapat dengan mudah dibasahi oleh air.

2.     Mineral-mineral lyophobe ialah mineral-mineral yang tidak dapat dengan mudah dibasahi oleh air.

M.              SIFAT RADIOAKTIF

Sifat radio aktif dari mineral berhubungan erat dengan adanya uranium dan thorium (beberapa unsur, seperti potassium dan rubidium, juga mempunyai sifat radioaktif yang lemah, hanya dapat dideteksi dengan alat yang cukup peka). Atom uranium dan thorium merupakan disintegrasi secara sepontan dengan kecepatan tetap yang tidak dipengaruhi oleh temperatur dan tekanan.

Disintegrasi yang menyertai ada tiga tipe yaitu :

1.     Radiasi alpa, terdiri dari inti helium yang bermuatan positip (alpha partikel).

2.     Radiasi beta, terdiri dari elektron bermuatan negatif.

3.     Radiasi magma, berbentuk sinar X (X raya).         

Sifat radioaktif dapat dideteksi oleh hasil radiasi yang hasilnya dapat dilihat dalam film fotografi atau alat yang disebut “ Geigereounte atau Scintillometer. Hasil akhir dari proses disintegrasi uranium dan thorium adalah tima hitam (Lead) yang ditunjukkan menurut persamaan :

          U²³⁸  ----------- Ph²⁰⁶ + 8 He⁴

          H²³⁵  ----------- Ph²⁰⁷ + 7 He⁴

          Th²³² ----------  Ph²⁰⁸ + 6 He⁴

Kecepatan reaksi diketahui dan umur dari mineral radioaktif dapat dihitung, jika sejumlah uranium, thorium dan timah dapat dideterminasi dan jika mineral tidak mengandung timah primer dan tidak dipengaruhi oleh perubahan dan pencucian.

 

N.                SIFAT-SIFAT FISIK YANG LAIN

1.     Rasa

          Mineral-mineral yang dapat larut dalam air atau air liar dapat memberikan rasa yang khas bagi mineral-mineral yang bersangkutan :

a.     Asin seperti pada halite (NaCl).

b.     Pahit seperti pada epsonite (MgSO₄. 7H₂O)

c.      Dingin seperti pada chilisalpeter/tawas (KAl₃(OH)₆(SO₄)₂

2.     Bau

          Kebanyakan mineral dalam keadaan kering atau baru/segar tidak memberikan bau, tetapi pada beberapa mineral akan memberikan bau khususnya kalau mineral tersebut digosok, dibasahi, direaksikan dengan asam dan lain-lain,seperti :

a.     Bau bawang putih, seperti pada minera-mineral As

b.     Berbau lobak, seperti pada mineral-mineral Se

c.      Berbau belerang, pada mineral belerang (S)

d.     Berbau arang, seperti pada batubara dan aspal dll.

3.     Rabaan

          Jenis-jenis rabaan yang umum dikenal adalah sebagai berikut:

a.     Rabaan seperti lemak, umpama mineral tale

b.     Rabaan kasar, seperti pada kapur.

c.      Rabaan licin, seperti pada sepioli.

d.     Melekat kalau diraba, seperti pada mineral kaolin, tanah diatomie (diatomit)

4.     Struktur/Habitus Mineral

          Banyak mineral yang mempunyai bentuk kristal yang baik, seperti kwarsa, kalsit dan lain-lain. Tetapi sebagian besar mineral-mineral terdapat dalam keadaan terkelompok (masa) yang kristalin atau amorf. Umumnya struktur mineral kita golongkan sebagai berikut.

a.        Kristalloid      :  Struktur kristalin,

                 Kelompok kristal seperti pada kalsit.

                                Kelompok butir yang tidak teratur seperti pada marmer.

b.     Kalloid dan gel          : Disini strukturnya amorf.

BAB  111

KIMIA MINERAL

A.               DASAR DAN PENGERTIAN KIMIA MINERAL

           Ilmu tentang kimia mineral dimulai pada permulaan abad ke-19 yang didasarkan atas Hukum Komposisi Tetap (The Law Of Constant Composition) oleh Proust(1799) teori atom dari Daltom(1805) dan kemajuan-kemajuan dalam analisa kwantitatif yang lebih teliti. Perkembangan dari teori sangat membantu dalam menginterprestasi data-data hasil analisa kimia.

          Oleh karena ilmu tentang kimia mineral didasarkan atas pengetahuan tentang kompopsisi mineral, maka kemungkinan-kemungkinan dan batas-batas dari suatu analisa kimia haruslah dimengerti. Maksud dari pada analisa kwantitas ialah untuk mengidentifikasi unsure-unsur yang ada dalam suatu mineral mendeterminasi jumlah relatifnya.

B.                PENENTUAN SUSUNAN KIMIA MINERAL

Penentuan susunan kimia atau rumus mineral, berdasarkan analisa kualitatif dan analisa kuantitatif :

1.     Analisa kualitatif menentukan unsur apa yang terdapat dalam suatu mineral.

2.     Analisa kuantitatif menentukan kadar masing-masing unsur dalam suatu mineral.

          Penyelidikan yang sempurna harus meliputi kedua cara tersebut. Suatu contoh penentuan rumus suatu mineral :

          Dari hasil suatu analisa kualitatif diketahui mengandung unsur Cu, Fe, dan S. Yang dilanjutkan dengan analisa kuantitatif didapatkan kadar masing-masing adalah : Cu=34, 89 % Fe=30,04%, dan S= 34,51 %.

Unsur	Analisis(%)	B.A.	Perbandingan Senyawa	Pembulatan Perbandingan
Cu	34,89	63,53	0,5491	1,021 = 1
Fe	30,04	55,85	0,5378	1,000 = 1
S	34,51	32,07	1,0768	2,002 = 2

         

          Dengan membagi unsur dengan berat atom akan dipastikan perbandingan senyawa mineral yang bersangkutan, kalau hasil bagi ini kita bulatkan, maka didapat perbandinganya: Cu : Fe : S = 1 : 1 : 2, maka rumus kimia dari mineral adalah CuFeS₂.

          Pada analisa kualitatif dikerjakan dengan cara :

1.     Menggunakan asam-asam atau reagensia lain dalam keadaan basah, dan ini disebut dengan cara basah.

2.     Menggunakan pipa peniup, dan ini disebut dengan analisa pipa peniup (blow pipe analisis).

3.     Gabungan kedua cara tersebut di atas.

Reagen yang umum dipakai pada cara basah adalah : HCl, HNO₃, H₂SO₄, NH₄OH, larutan BaCl₂, AgNO₃,H₂O (Aquades).

DAFTAR PUSTAKA

BERRY, L. G. , MASON, B. , 1961, Mineralogy, W.H. Freeman and Co. San Fransisco.

DANA, EDWARD, S. , 1972. , A Tex Book of Mineralogy, John Mel Weley, Sans, Ine, New York, Founth Edition.

ISBANDI, DJOKO, 1986, Mineralogy , Nur cahaya, Yogyakarta.

LANGE,O., …………….. LEBEDEVA, 1991, Geologi Umum, Gaya Media Pratama, Jakarta.

  

Lampiran : 1

Contoh Laporan Lengkap

PRAKTIKUM : MINERALOGI                         NAMA :

ACARA             :                                                  STB.     :

HARI/ TGL      :                                                  KLP     :

No. Urut                        :

No. Peraga                     :

Sifat fisik mineral           :

a.     Warna                  :

b.     Kilap                    :

c.      Cerat                    :

d.     Belahan                :

e.      Pecahan               :

f.       Kekerasan            :

g.     Kekenyalan          :

h.    Diapanaety           :

i.       Berat Jenis           :

j.       Struktur               :

k.     Sifat Lain             :

Nama Mineral                :

Rumus Kimia                :

                   ASISTEN                                          PRAKTIKAN

                                         

Lampiran 2

BEBERAPA MINERAL YANG UMUM DIJUMPAI

1.     Gipsum

     Berwarna jernih (tak berwarna) sampai kuning pucat, kilap vitreus, belahan satu arah, umumnya punya pecahan tidak rata dan tajam-tajam, mudah dibelah-belah tipis, kekerasan dua, berat jenis=2,3. Rumus kimia CaSO₄2H₂O

2.     Belerang

     Belerang mempunya rumus kimia S; berwarna kuning belerang, kilap vitreus hingga buram, belahan tidak ada, pecahan konkoidal, hingga tidak rata, kekerasan 1,5-2,5 dan berat jenis 2,1, cerat putih hingga putih kekuningan.

3.     Limonit

     Berwarna merah hingga merah kecoklatan, belahan tidak ada, pecahan konkoidal kadang-kadang tajam-tajam, cerat merah cokelat (sama dengan warna mineral), kekerasan 1-3, berat jenis 5-5,5. Rumus kimia Fe₂O₃H₂O.

4.     Muskovit

     Rumus kimia KAl(AlSi₃O₁₀)(OH)₂. Berwarna cokelat atau tidak berwarna/jernih, kilap vireus, sutera, mutiara, belahan satu arah, pecahan tidak rata, merupakan lembaran-lembaran tipis, fleksibel, ceratnya putih, kekerasan dua, berat jenis 2,6.

5.     Plogopit

     Berwarnna cokelat hingga kekuningan, kilap vitreus hingga mutiara, cerat putih, BJ=2,8-3, rumus kimia KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂.

6.     Garnierite

     Rumus kimia (Ni,Mg)₆(OH)₆Si₄O₁₁H₂O, berwarna hijau, belahan tidak jelas, pecahan tidak rata hingga konkoidal, kekerasan 2-3, berat jenis 2,3-2,8, cerat puth kehijauan.

7.     Kalsit

     Rumus kimia CaCO₃, warna beraneka ragam : hijau jernih, kebiruan, tidak berwarna, putih suram, belahan tiga arah, pecahan tidak rata, cerat putih, kekerasan=3, berat jenis 2,7.

8.     Lepidolite

     Lepidolite (Mika), rumus kimia K(Li,Al)(AlSi₃O₁₀)(O,OH,F)₂ berwarna kuning abu-abu, kilap mutiara, belahan satu arah, pecahan tidak rata, kekerasan = 2,5-4, berat jenis = 2,8-2,9.

9.     Opal

     Rumus kimia SiO₂nH₂O, berwarna puth, tidak berwarna, kilap lemak, belahan tidak ada, pecahan konkoidal, kekerasan=5-6,5. Berat jenis 1,9-2,2.

10. Piroksin

     Piroksin (augit) rumus kimia Ca(Mg, Fe, Al)(Al, Si)₂O₆ berwarna hijau hingga hitam, kilap vitreus, belahan dua arah, pecahan tidak rata hingga konkoidal, kekerasan 5-6, berat jenis 3,2-3,5.

11. Hornblende

     Ca₂Na(MgFe₂)₄(Al, Fe, Ti)Si₆O₂₂(O, OH)₂, warna hijau hingga hitam, kilap vitreus, belahan dua arah, pecahan konkoidal-tidak rata, kekerasan 5,5-6, BJ = 2,8-3,2.

12. Kwarsa

     Rumus kimia SiO₂, pada umumnya tidak berwarna (bening), sering beraneka ragam warnanya akibat pengaruh pengotoran, kilap vitreus, pecahan konkoidal, berat jenis = 2,6.

13. Ortoklas

     Rumus kimia KAlSi₃O₈, tidak berwarna atau keputihan hingga merah bata/merah daging, kilap vitreus, belahan dua arah sempurna menyudut 90^o, pecahan tidak rata, kekerasan=6, BJ=2,57.

14. Oligoklas

     Rumus kimia (AlSi₃O₈)(CaAl₂Si₂O₈) , umumnya berwarna merah bata, kilap vitreus, belahan dua arah sempurna, pecahan tidak rata, kekerasan=6, berat jenis=2,6-2,7.

15. Olivin

     Rumus kimia (Mg, Fe)₂SiO₄, berwarna hijau botol-kekuningan, kilap vitreus, pecahan konkoidal, kekerasan 6,5-7, berat jenis = 3,3-3,4.