kecil skala nano dan b Fakta bahwa partikel tersebut bermuatan elektrik, yang akhirnya membuat interaksi elektrostatisnya relatif kuat.
2.2 Jenis-jenis Lempung
Klasifikasi lempung ada beberapa jenis yaitu : a
Klasifikasi lempung berdasarkan batuan induk pelapukannya 1
Lempung primer atau lempung residual terbentuk dari permukaan batuan induk.Sangat jarang dijumpai dibandingkan dengan lempung sekunder
yang dipindahkan atau diendapkan, tetapi pada umumnya lebih putih dari lempung sekunder dan bebas dari bahan pengotor. Karena lempung ini
berasal dari pelapukan yang dibawa oleh air tanah dan tidak berpindah tempat, maka ukuran partikelnya akan bermacam-macam dan lempung ini
biasanya tidaklah plastis dan sangat kaku. Kebanyakan kaolin adalah lempung primer.
2 Lempung sekunder adalah jenis lempung yang telah mengalami
perpindahan lokasi yang dibawa dari banyak sumber oleh air aluvial, atau angin aeolian atau oleh gletser glacial. Banyak tipe lempung
sekunder yang mengandung bahan organik carbonaceous dan bahan pengotor lain besi, pasir kuarsa, mika dan lain lain. Beberapa jenis kaolin
yang bersifat plastis adalah golongan lempung sekunder. Contoh lempung sekunder yang lain adalah : ball lempung, stoneware lempung,
firelempung, earthenware lempung, slip lempungs dan volcanic lempung. b
Klasifikasi lempung berdasarkan susunan lapisan tetrahedral dan oktehedral. 1
Lempung tipe 1 : 1 Lempung tipe ini terdiri dari 1 lembar silika yang berbentuk tetrahedral
dan 1 lembar alumina atau magnesium oksida yang berbentuk oktahedral. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah kaolinite.
2 Lempung tipe 2 : 1
Lempung tipe ini terdiri dari 1 lembar silika yang berbentuk tetrahedral dan 2 lembar alumina atau magnesium oksida yang berbentuk oktahedral.
Yang termasuk dalam kelompok ini adalah smektit.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Diagram Struktur Lapisan Oktahedron
Gambar 2.3 Diagram Struktur Lapisan Tetrahedron
Struktur dasar kristal pada mineral lempung terdiri atas satu atau dua lapisan silikon dioksida dengan satu lembaran aluminium oksida atau magnesium
oksida. Di dalam lapisan silika, unit dasarnya adalah silika tetrahderon.Pada struktur silika tetrahedron, atom silika terikat pada 4 atom oksigen. Jika tiap
tetrahedron membagi 3 dari 4 oksigen lain maka akan terbentuk struktur heksagonal yang disebut lapisan tetrahedral. Unit dasar alumina atau magnesium
adalah oktahedron. Oktahedron ini dibentuk oleh aluminium atau magnesium dan ion hodroxide. Atom aluminium atau magnesium terikat pada 6 atom oksigen.
Tiap oktahedron membagi seluruh 6 atom oksigennya untuk membentuk struktur heksagonal yang disebut lapisan oktahedral. Dalam lapisan ini bisa terdapat atom
aluminium saja, magnesium saja atau keduanya. c
Klasifikasi lempung berdasarkan kandungan mineral dan komposisi 1
Mineral Kaolin Struktur dasar mineral kaolin yang termasuk di dalamnya kaolinite,
dickite, nacrite dan halloysite yaitu satu lembar lapisan lapisan tetrahedral
Universitas Sumatera Utara
dan satu lembar lapisan oktahedral. Kedua lapisan ini bergabung membentuk sebuah unit dimana ujung-ujung dari lapisan silika tetrahedron
bergabung dengan lapisan oktahedron. Semua puncak oksigen dari lapisan silika tetrahedron menunjuk ke arah yang sama sehingga gugus
oksigenhidroksil yang dapat saja muncul untuk menyeimbangkan muatannya digunakan secara bersama oleh silikon pada lapisan
tetrahedral dan oleh aluminium pada lapisan oktahedral. Rumus struktural dari kaolinite adalah Al
4
Si
4
O
10
OH
8
dan komposisi kimia secara teoritis yaitu SiO
2
= 46,54 , Al
2
O
3
=39,50 dan H
2
O = 13,96 . Mineral- mineral dari kelompok kaolin seperti kaolinite, dickite, nacrite dan
halloysite mengandung lapisan tipe 1 : 1 yang merupakan kombinasi lapisan oktahedral dan tetrahedral yang terus bersambung pada arah
sumbu a dan b dan saling tumpang tindih pada arah sumbu c. Ketebalan unit lapisan ini adalah 7,13 A
.
O
OH
Al
Si
Gambar 2.4 Diagram Struktur Kaolinite
Universitas Sumatera Utara
2 Mineral Smectite
Mineral umum yang termasuk golongan smectite yaitu natrium montmorillonite,
kalsium monmorillonite,
nontronite besi
montmorillonite, hectorite litium montmorillonite dan beidellite aluminium montmorillonite. Mineral smectite merupakan komposisi
gabungan dari dua lapisan silika tetrahedral dengan satu lapisan oktahedral sebagai pusat dan membentuk lapisan mineral tipe 2 : 1. Molekul air dan
kation – kation mengisi ruang antara lapisan 2 : 1.
Rumus teoritis
smectite adalah
OH
4
Si
8
Al
4
O
20
.NH
2
O antarlapisan dan komposisi teoritis tanpa materi antarlapisan adalah SiO
2
= 66,7 , Al
2
O
3
= 28,3 dan H
2
O = 5 . Bagaimanapun juga, pada smectite terdapat materiunsur pengganti yang harus diperhatikan pada
lapisan oktahedral dan beberapa pada lapisan tetrahedral. Pada lapisan tetrahedral terdapat penggantian silikon menjadi aluminium hingga 15
Grim, 1968 dan pada lapisan oktahedral aluminium digantikan magnesium dan besi.
Gambar 2.5 Diagram Struktur Smectite
Universitas Sumatera Utara
3 Mineral Illite
Illite adalah mineral mika tanah liat yang dinamakan oleh Grim et. al 1937. Strukturnya adalah lapisan 2 : 1 dimana kation antar lapisannya
adalah kalium. Ukuran, muatan dan bilangan koordinasi dari kalium menyesuaikan diri pada cincin heksagonal oksigen yang berbatasan
dengan lapisan silika tetrahedral. Hal ini memberikan sambungan yang kuat dari ikatan ionik yang menahan tiap-tiap lapisan secara bersama-sama
pada strukturnya dan mencegah molekul air untuk mengisi posisi antarlapisan seperti pada smectite. Illite berbeda dengan muscovite yang
mengkristal secara baik yaitu lebih sedikit penggantian Si
4+
menjadi Al
3+
pada lapisan tetrahedral. Pada muscovite, ¼ dari ion Si
4+
digantikan oleh Al
3+
sedangkan pada illite hanya 16 saja. Pada lapisan oktahedral dapat juga terjadi penggantian ion Al
3+
oleh Mg
2+
dan Fe
2+
. Jarak antarbidang d001 dari illite adalah 10 A
o
.
Gambar 2.6 Diagram Struktur Illite
Universitas Sumatera Utara
4 Chlorite
Chlorite umumnya muncul dalam bentuk serpihan dan juga di dalam lempung yang bercampur dengan lapisan batu bara. Mineral liat chlorite
berbeda dengan chlorite yang mengkristal secara baik dalam hal adanya susunan acak dari lapisannya dan juga adanya hidrasi. Chlorite adalah
mineral dengan tipe lapisan 2 : 1 dengan satu lapisan brusit MgOH
2
pada antarlapisannya. Banyak jenis kation pengganti pada chlorite, namun yang paling umum adalah Mg
2+
, Fe
2+
, Al
3+
dan Fe
3+
. Komposisi umum chlorite yaitu OH
4
SiAl
8
MgFe
6
O
20
. Lapisan yang menyerupai brusit pada posisi antarlapisan mempunyai komposisi MgAl
6
OH
12
. Jarak antar bidang d001 dari chlorite kurang lebih 14 A
o
.
Gambar 2.7 Diagram Struktur Chlorite
Universitas Sumatera Utara
5 Palygorskite Attapulgite : Sepiolite
Istilah palygorskite dan attapulgite adalah sinonim, tetapi Komite Nomenklatur Internasional International Nomenclature Committee telah
mengumumkan bahwa nama yang lebih baik digunakan adalah palygorskite. Bagaimanapun, istilah attapulgite masih digunakan terutam
oleh mereka yang bekerja di bidang pertambangan, pengolahan dan penggunaan mineral liat. Palygorskite dan sepiolite adalh silika tipe
lapisan 2 : 1. Lapisan tetrahedral dihubungkan tak terbatas pada dua dimensi. Namun, jenis tanah liat ini berbeda secara struktur dari mineral
liat yang lain yaitu bahwa lapisan oktahedralnya sambung menyambung hanya pada satu dimensi dan lapisan tetrahedralnyadibagi menjadi pita-
pita oleh pembalikan perodik dari baris-baris tetrahedron. Pada palygorskite, dimensi dari salurannya kira-kira antara 4 A
o
sampai 6 A
o
dan pada sepiolite kira-kira 4 A
o
sampai 9,5 A
o
. Kedua jenis mineral liat ini adalah jenis magnesium silika tetapi palygorskite mempunyai
kandungan alumina lebih tinggi. Rumus umum palygorskite adalah OH
2 4
Mg
5
Si
8
O
20
.4H
2
O. Rumus
umum untuk
sepiolite adalah
OH
2 4
OH
4
Mg
8
Si
12
O
30
.8H
2
O.
Gambar 2.8 Diagram Struktur Palygorskite dan Sepiolite
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian ini tanah lempung yang digunakan adalah tanah lempung dari Desa Iraonogeba Kecamatan Moroó Kabupaten Nias Barat Provinsi Sumatera
Utara yang dalam bahasa derah setempat sering juga disebut dengan gambo. Pemilihan jenis lempung ini didasarkan atas karakteristik dari tanah lempung ini
yaitu berwarna putih keabu-abuan dan tidak mudah kering ketika musim kemarau. Tanah lempung ini pada umumnya digunakan sebagai bahan dasar pembuatan
periuk tanah yang dalam bahasa daerah setempat disebut dengan bowoa tanö. Karakteristik dari jenis tanah lempung ini telah dilakukan dengan melakukan
pengamatan morfologi permukaan SEM dan kandungan unsur dengan menggunakan EDX. Hasil pengamatan morfologi permukaan dari tanah lempung
ini memperlihatkan bahwa ukuran butiran yang beragam karena belum dilakukan pengayakan ketika pengamatan SEM dan memiliki pori-pori yang beragam
bentuk serta ukurannya.Dari hasil pembacaan kandungan unsur dapat dilihat bahwa unsur-unsur yang terdapat pada tanah lempung ini adalah unsur O =
49,75 ; Si = 26,03 ; Al = 13,15 ; Fe = 4,46 ; K = 3,42 ; Mg = 1,66 ; Na = 1,16 ; Ti = 0,37. Lampiran C
2.3 Arang Aktif
