Pasir Kuarsa Silika SiO

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pasir Kuarsa

Pasir kuarsa adalah bahan galian yang terdiri atas kristal-kristal silika SiO 2 dan senyawa pengotor yang terbawa selama proses pengendapan. Pasir kuarsa juga dikenal dengan nama pasir putih yang merupakan hasil pelapukan batuan yang mengandung mineral utama, seperti kuarsa dan feldspar. Hasil pelapukan kemudian tercuci dan terbawa oleh air atau angin dan diendapkan di tepi-tepi sungai, danau atau laut. Pasir kuarsa mempunyai komposisi gabungan dari SiO 2 , Fe 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , CaO, MgO, dan K 2 O, berwarna putih bening atau warna lain bergantung pada senyawa pengotornya, adapun sifat pasir kuarsa memiliki kekerasan 7 skala Mohs, berat jenis 2,65 kgL -1 , titik lebur 1728°C, bentuk kristal hexagonal, panas sfesifik 0,185 J, dan konduktivitas panas 12 – 1000°C. Dalam kegiatan industri, penggunaan pasir kuarsa sudah berkembang meluas, baik langsung sebagai bahan baku utama maupun bahan aditif. Sebagai bahan baku utama, misalnya digunakan dalam industri kaca, semen, tegel, mosaik keramik, bahan baku fero silikon, silikon carbide, dan bahan abrasit ampelas dan sand blasting. Sedangkan sebagai bahan aditif digunakan dalam industri cor, industri perminyakan dan pertambangan, bata tahan api refraktori, dan lain sebagainya Asmuni,2000. Untuk pasir kuarsa yang digunakan dalam penelitian bisa dilihat pada gambar 2.1 dibawah ini: Gambar 2.1. Pasir Kuarsa Universitas Sumatera Utara

2.2. Silika SiO

2 Silika adalah senyawa kimia dengan rumus molekul SiO 2 silicon dioxsida yang dapat diperoleh dari mineral silika dan sintesis kristal. Mineral silika adalah senyawa yang banyak ditemui dalam bahan tambang atau galian yang berupa mineral seperti pasir kuarsa, granit, dan feldspar yang mengandung kristal-kristal silika SiO 2 Kalapathy,2000. Selain terbentuk secara alami, silika dengan struktur kristal tridimit dapat diperoleh dengan cara memanaskan pasir kuarsa pada suhu 870°C dan bila pemanasan dilakukan pada suhu 1470°C dapat diperoleh silika dengan struktur kristobalit. Silika juga dapat dibentuk dengan mereaksikan silikon dengan oksigen atau udara pada suhu tinggi Iler, 1979. Adapun sifat – sifat silika dapat dilihat pada tabel 2.1. dibawah ini: Tabel 2.1. Sifat – sifat Silika Sifat Hasil Berat Jenis gcm3 Bentuk Daya larut dalam air Titik cair °C Titik didih °C Kekerasan Kgmm 2 Kekuatan tekuk MPa Kekuatan tarik MPa Modulus elastisitas GPa Resistivitas m Koordinasi geometri Struktur kristal 2,6 Padat Tidak larut 1610 2230 650 70 110 73 - 75 1014 Tetrahedral Kristobalit, Tridimit, Kuarsa Sumber : Iler, 1979 Universitas Sumatera Utara Silika terbentuk melalui ikatan kovalen yang kuat serta memiliki struktur berupa empat atom oksigen yang terikat pada posisi sudut tetrahedral di sekitar atom pusat atom silikon Cestari,2000. Pada umumnya silika memiliki bentuk kristal tetrahedral, namun bila pembakaran berlangsung terus-menerus pada suhu di atas 650°C maka tingkat kristalinitasnya akan cenderung meningkat dan membentuk fasa quartz, crystobalite, dan tridymite . Bentuk struktur quartz, crystobalite, dan tridymite yang memiliki stabilitas dan kerapatan yang berbeda. Struktur Kristal quartz, crystobalite, dan tridymite memiliki nilai densitas masing-masing sebesar 2,65×10 kgm -3 , 2,27×10 3 kgm -3 , dan 2,23×10 3 kgm -3 . Berdasarkan perlakuan termal, pada suhu 570°C terbentuk low quartz, untuk suhu 570-870°C terbentuk high quartz yang mengalami perubahan struktur menjadi crystobalite dan tridymite, sedangkan pada suhu 870- 1470°C terbentuk high tridymite, pada suhu ˃ 1470°C terbentuk high crystobalite, dan pada suhu 1723°C terbentuk silika cair. Silika dapat ditemukan di alam dalam beberapa bentuk meliputi kuarsa dan opal, silika memiliki 17 bentuk kristal, dan memiliki tiga bentuk kristal utama yaitu kristobalit, tridimit, dan kuarsa Scott,1993. Adapun bentuk – bentuk silika dapat dilihat pada tabel 2.2. dibawah ini: Tabel 2.2. Bentuk – bentuk silika Bentuk Rentang Stabilitas°C Modifikasi Kristobalit Tridmit Kuarsa 1470 - 1723 870 - 1470 870 kubik tetragonal heksagonal ortorombik heksagonal trigonal Sumber: Scott, 1993 Universitas Sumatera Utara

2.3. Silikon