Pengaruh Variasi Tekanan Terhadap Konstanta Kisi Debu Vulkanik Gunung Sinabung

SKRIPSI

ALBERT DANIEL S

080801033

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KONSTANTA

KISI DEBU VULKANIK GUNUNG SINABUNG

SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

ALBERT DANIEL S

080801033

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2012

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP

KONSTANTA KISI DEBU VULKANIK GUNUNG SINABUNG

Kategori : SKRIPSI

Nama : ALBERT DANIEL SARAGIH

Nomor Induk Mahasiswa : 080801033

Program Studi : SARJANA (SI) FISIKA

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 31 Juli 2012

Diketahui

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Ketua,

Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP: 195510301980031003 NIP: 195903101987031002

PERNYATAAN

PENGARUH VARIASI TEKANAN TERHADAP KONSTANTA KISI DEBU VULKANIK GUNUNG SINABUNG

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2012

ALBERT DANIEL S 080801033

PENGHARGAAN

Tak berkesudahan kasih setia TUHAN, tak habis-habisnya rahmat-Nya, selalu baru tiap pagi; besar kesetiaan-Mu! (Ratapan 3 : 22-23). Hanya karena kasih karunia dan pertolongan Allah Bapa di dalam Anak-Nya Yesus Kristus sajalah sumber pengharapan dan penghiburan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini diajukan untuk memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Strata Satu (S1) pada Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.

Dalam penyelesaian skripsi ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS selaku dosen pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, dorongan dan masukan dalam pelaksanaan Skripsi ini.

2. Bapak Endrato (Supervisor Laboratorium PPKS), Bapak Sabar Situmorang dan Ibu Safitri (Laboratorium Material Test PTKI), Bapak Priyambodo (Laboratorium Fisika XRD UIN Syarif Hidayahtullah) yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian Skripsi ini.

3. Bapak Dr. Nasruddin M. Noor, M.Eng.Sc selaku dosen wali di Jurusan Fisika. 4. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku ketua Departemen Fisika beserta

seluruh dosen yang telah banyak membantu dan membimbing penulis serta staf pegawai (Ka Tini, Ka Yuspa dan Bang Jo) yang telah banyak membantu. 5. Terima kasih yang mendalam penulis ucapakan kepada orang tua saya yang

saya cintai dan saya sayangi Ayahanda S. Saragih dan Ibunda R. Br. Nainggolan atas doa dan dukungan yang tak henti-hentinya diberikan mulai dari awal hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Serta buat kakak Krisna Sarmianta Saragih, SE yang telah banyak memberikan dukungan dan doa kepada penulis.

6. Terima kasih Borasida Sihombing yang selalu memberikan dukungan, doa serta semangat kepada penulis.

7. Terima kasih buat teman-teman Physicreative (Stambuk 2008) : Hiras, Martin, Perdana (“The Young Leader” yang juga teman KTB penulis), Rolas, Indra, Mangara, Donal, Bheng An, Asman, Nitha, Yosephin, Roni, Nya, There, Ervina, Eben, Elizabeth, Andes, Metar, Putri, dan Zulkar dan juga adik-adik junior 2009 (Agus dkk), 2010 (Faisal dkk) serta 2011 (Togar dkk) yang telah banyak memberikan dukungan dan doa serta semangat kepada penulis.

8. Terima kasih juga buat Bang Mula Sigiro dan Bang Ferdinan selaku PKK penulis dan juga buat adik-adik kelompok (Dengsi, Wirda, Alfred, Moris, Rika, Lia, Putri dan Cuan) yang telah memberikan dukungan, doa serta semangat kepada penulis.

9. Terima kasih juga buat teman-teman Koodinasi UP-FMIPA 2011 dan 2012 yang telah memberikan dukungan, doa serta semangat kepada penulis.

10.Terima kasih juga buat teman-teman kost Ampara : Martin P dkk yang telah memberikan dukungan, doa serta semangat kepada penulis.

ABSTRAK

Telah dilakukan analisis tentang pengaruh variasi tekanan terhadap konstanta kisi Debu Vulkanik Gunung Sinabung (DVGS) yang meletus pada tanggal 29 Agustus 2010. Dengan metode XRD (X-Ray Diffraction) dianalisis struktur Debu Vulkanik Gunung Sinabung. Dari data hasil XRD diperoleh bahwa DVGS memiliki senyawa Silikon Oksida / Quartz (SiO2) yang dominan sekitar 59,92 % dengan struktur Heksagonal ,

Sodium Aluminium Silikat / Arnorthi (Ca Na, Si Al) dengan struktur Triklinik dan Sodium Aluminium Silikat / Albite High (Ca Na, Si Al) dengan struktur Triklinik. Pengaruh tekanan dari DVGS yang mengandung SiO2 dominan yang diteliti terhadap

konstanta kisi a DVGS relatif tidak terjadi perubahan sedangkan harga konstanta kisi c DVGS terjadi penurunan dari 5,378 Å dengan tekanan 0,5 x 108 Pa menjadi 4,868 Å dengan tekanan 0,76 x 108 Pa. Sedangkan pada tekanan 0,76 x 108 Pa sampai tekanan 0,89 x 108 Pa harga konstanta kisi c tidak terjadi perubahan. Debu Vulkanik Gunung Sinabung (DVGS) memiliki struktur kristal yang secara mikroskopis terlihat tajam-tajam dipinggir seperti pecahan kaca yang tidak beraturan hal inilah sangat berbahaya bagi penduduk sekitar gunung terutama pada kesehatan. Ditinjau dari logam berat, Debu vulkanik gunung sinabung mengandung logam berat seperti : Besi (Fe) 4,37 %, Seng (Zn) 0,02 %, Tembaga (Cu) 46,35 ppm, Merkury < 0,001 ppm dan logam berat Timbal (Pb) dan Kadmium (Cd) lebih kecil dari Limit of Detection (LoD) sedangkan logam berat Arsen (As) tidak terdeteksi.

THE EFFECT OF PRESSURE VARIATIONS LATTICE CONSTANT OF SINABUNG ‘S VOLCANIC ASH

ABSTRACK

The effect of pressure variations has been analyzed in lattice constant of Sinabung’s Volcanic Ash (DVGS) which erupted on August 29, 2010.The structure of Volcanic Ash Sinabung’s was anayzed by the method of XRD (X-Ray Diffraction). The results XRD obtained from the data has a compound DVGS Silicon Oxide / Quartz (SiO2) approximately 59.92% of the dominant with Hexagonal structure, Sodium Aluminum Silicate / Arnorthi (Ca Na, Si Al) with triclinic structure and Aluminium Sodium Silicate / High albite (Na Ca, Si Al) with triclinic structure. The effect of pressure of DVGS that contain SiO2 dominant that tested for lattice constant a DVGS relatively

no change while the lattice value constant c DVGS decline from 5.378 Å with the pressure 0.5 x 108 _{Pa to 4.868 Å with the pressure 0.76 x 10}8 _{Pa . While the pressure}

from 0,76 x 108 Pa to 0.89 x 108 Pa lattice value constant c no change. Volcanic Ash of Sinabung’s (DVGS) has sharp edge such as broken glass that not uniform that crystal structure microscopy it is very dangerous for the residents around the mountain, especially on health. The observation from the heavy metals, Sinabung’s Volcanic ash contains heavy metals such as iron (Fe) 4.37%, Zinc (Zn) 0.02%, Copper (Cu) 46.35 ppm, Merkury <0.001 ppm and heavy metals Lead (Pb) and Cadmium (Cd) less than the Limit of Detection (LOD) while the heavy metals arsenic (As) are not detected.

DAFTAR ISI Halaman Persetujuan………... ii Pernyataan………...iii Penghargaan………...iv Abstrak………..v Abstack……….vi Daftar Isi………...vii Daftar Gambar………...ix Daftar Tabel………...x

Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang………...1

1.2 Rumusan Masalah……….…3

1.3 Batasan Masalah………...3

1.4 Tujuan Penelitian………...3

1.5 Manfaat Penelitian………....4

1.6 Sistematika Penulisan………...4

Bab 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Gunung Berapi...6

2.1.1. Klasifikasi Gunung Berapi di Indonesia………....7

2.2. Debu vulkanik………...7

2.3 Logam Berat...10

2.3.1 Pengetian Logam Berat...10

2.3.2 Karakteristik Logam Berat………11

2.3.3 Bahaya Kontaminasi Logam Berat………...11

2.3.4. Logam Berat dan Efek bagi Kesehatan………...13

2.3.4.1. Merkuri / Air Raksa (Hg)………..13

2.3.4.2. Arsenik (As)………..14

2.3.4.3. Timbal (Pb)………...15

2.3.4.4. Cadmium (Cd)………...15

2.3.4.5. Kromium (Cr)………...17

2.3.4.6. Tembaga/Cuprum (Cu)……….18

2.3.4.7. Besi/Ferrum (Fe)………...19

2.3.4.8. Nikel (Ni)………..19

2.3.4.9 Zinkum (Zn)………...20

2.4. Kristal………...…………..20

2.4.1. Pengertian Kristal...20

2.4.2. Struktur Kristal...21

2.4.3. Sifat – sifat Kristal...22

2.4.4. Sistem Kristal...23

2.4.5 Bidang – Bidang Kristal...29

2.5. Spektrofotometer Serapan Atom...30

2.5.1. Prinsip Dasar Spektrofotometer Serapan Atom………..30

2.5.2. Cara Kerja Spektrofotometer Serapan Atom………...31

2.5.4. Keuntungan Metode Spektrofotometer Serapan Atom………36

2.6. Analisis Struktur dan Mikrostruktur Kristal………..………37

2.6.1. XRD (X-Ray Diffraction)……….37

2.6.1.1. Prinsip XRD (X-Ray Diffraction)...38

2.6.2. SEM (Scanning Electron Microscope)………39

2.6.2.1. Pembentukan gambar pada SEM………...40

Bab 3. Metodologi percobaan 3.1. Alat Dan Bahan...41

3.1.1. Alat yang digunakan dalam pengujian kandungan logam berat...41

3.1.2. Bahan Yang Digunakan Dalam Penelitian...42

3.2 Lokasi Penelitian...42

3.3. Prosedur Analisis Sampel...42

3.3.1 XRD (X-Ray Diffraction)...42

3.3.2 SEM (Scanning Electron Microscope)...43

3.4. Analisis Komposisi Logam Berat...44

3.5. Diagram Alir Penelitian...46

Bab 4. Hasil dan pembahasan 4.1. Analisis Logam Berat...47

4.2. Analisis Struktur Akibat Pengaruh Tekanan...49

4.3 Analisis Struktur Mikro DVGS...51

Bab 5. Kesimpulan dan saran 5.1. Kesimpulan...53

5.2. Saran...54

Daftar Pustaka...55 Lampiran A (Perhitungan Konstanta Kisi DVGS)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Debu vulkanik Gunung Sinabung...9

Gambar 2.2 Bagan Struktur Kristal...22

Gambar 2.3 Sistem Kristal Kubus...24

Gambar 2.4 Tetragonal Sederhana dan Berpusat Badan...25

Gambar 2.5 Kristal Orthorombik...26

Gambar 2.6 Kristal Monoklinik...27

Gambar 2.7 Kristal Triklinik...27

Gambar 2.8 Kristal Rombohedral...28

Gambar 2.9 Kristal Heksagonal...29

Gambar 2.10 Skema Alat Spektrofotometer Serapan Atom...37

Gambar 3.1 Skema prinsip kerja XRD…...43

Gambar 3.2 Prinsip Kerja SEM ...44

Gambar 3.3 Diagram Alir Penelitian...46

Gambar 4.1 Hubungan Tekanan Vs Konstanta Kisi a dan c, DVGS...50

Gambar 4.2 Foto SEM Debu vulkanik G. Sinabung, Meletus 29 Agustus 2010...51

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Sistem Kristal...23

Tabel 4.1 Komposisi Logam Berat DVGS...47

Tabel 4.2 Kondisi Optimum Analisis Unsur Cd, Cu, Pb...48

Tabel 4.3 Lineritas Konsentrasi Standard dan Batas Deteksi Pb, Cu dan Cd...49

ABSTRAK

Telah dilakukan analisis tentang pengaruh variasi tekanan terhadap konstanta kisi Debu Vulkanik Gunung Sinabung (DVGS) yang meletus pada tanggal 29 Agustus 2010. Dengan metode XRD (X-Ray Diffraction) dianalisis struktur Debu Vulkanik Gunung Sinabung. Dari data hasil XRD diperoleh bahwa DVGS memiliki senyawa Silikon Oksida / Quartz (SiO2) yang dominan sekitar 59,92 % dengan struktur Heksagonal ,

Sodium Aluminium Silikat / Arnorthi (Ca Na, Si Al) dengan struktur Triklinik dan Sodium Aluminium Silikat / Albite High (Ca Na, Si Al) dengan struktur Triklinik. Pengaruh tekanan dari DVGS yang mengandung SiO2 dominan yang diteliti terhadap

konstanta kisi a DVGS relatif tidak terjadi perubahan sedangkan harga konstanta kisi c DVGS terjadi penurunan dari 5,378 Å dengan tekanan 0,5 x 108 Pa menjadi 4,868 Å dengan tekanan 0,76 x 108 Pa. Sedangkan pada tekanan 0,76 x 108 Pa sampai tekanan 0,89 x 108 Pa harga konstanta kisi c tidak terjadi perubahan. Debu Vulkanik Gunung Sinabung (DVGS) memiliki struktur kristal yang secara mikroskopis terlihat tajam-tajam dipinggir seperti pecahan kaca yang tidak beraturan hal inilah sangat berbahaya bagi penduduk sekitar gunung terutama pada kesehatan. Ditinjau dari logam berat, Debu vulkanik gunung sinabung mengandung logam berat seperti : Besi (Fe) 4,37 %, Seng (Zn) 0,02 %, Tembaga (Cu) 46,35 ppm, Merkury < 0,001 ppm dan logam berat Timbal (Pb) dan Kadmium (Cd) lebih kecil dari Limit of Detection (LoD) sedangkan logam berat Arsen (As) tidak terdeteksi.

THE EFFECT OF PRESSURE VARIATIONS LATTICE CONSTANT OF SINABUNG ‘S VOLCANIC ASH

ABSTRACK

The effect of pressure variations has been analyzed in lattice constant of Sinabung’s Volcanic Ash (DVGS) which erupted on August 29, 2010.The structure of Volcanic Ash Sinabung’s was anayzed by the method of XRD (X-Ray Diffraction). The results XRD obtained from the data has a compound DVGS Silicon Oxide / Quartz (SiO2) approximately 59.92% of the dominant with Hexagonal structure, Sodium Aluminum Silicate / Arnorthi (Ca Na, Si Al) with triclinic structure and Aluminium Sodium Silicate / High albite (Na Ca, Si Al) with triclinic structure. The effect of pressure of DVGS that contain SiO2 dominant that tested for lattice constant a DVGS relatively

no change while the lattice value constant c DVGS decline from 5.378 Å with the pressure 0.5 x 108 _{Pa to 4.868 Å with the pressure 0.76 x 10}8 _{Pa . While the pressure}

from 0,76 x 108 Pa to 0.89 x 108 Pa lattice value constant c no change. Volcanic Ash of Sinabung’s (DVGS) has sharp edge such as broken glass that not uniform that crystal structure microscopy it is very dangerous for the residents around the mountain, especially on health. The observation from the heavy metals, Sinabung’s Volcanic ash contains heavy metals such as iron (Fe) 4.37%, Zinc (Zn) 0.02%, Copper (Cu) 46.35 ppm, Merkury <0.001 ppm and heavy metals Lead (Pb) and Cadmium (Cd) less than the Limit of Detection (LOD) while the heavy metals arsenic (As) are not detected.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Gunung Sinabung adalah sebuah gunung di gunung berapi aktif di Sumatera Utara. Ketinggian gunung ini adalah 2.460 meter. Gunung ini menjadi puncak tertinggi di Sumatera Utara. Gunung ini belum pernah tercatat meletus sejak tahun 1600. derajat 10 menit LU, 98 derajat 23 menit BT. (Wikipedia B)

Berbagai aktivitas Gunung Sinabung tentu saja memberikan dampak positif maupun dampak negatif pada penduduk sekitar tersebut. Dampak negatif ada yang secara langsung dapat dirasakan oleh penduduk sekitar Gunung Sinabung, misalnya pada saat Gunung Sinabung meletus mengeluarkan awan panas dan lahar yang mengalir dengan membawa panas/energi yang cukup besar. Dampak negatif yang tidak langsung dirasakan adalah apabila terjadi peristiwa letusan yang menyebabkan material-material vulkanik maupun radioaktivitas dikeluarkan oleh Gunung Sinabung tersebut. Debu vulkanik atau pasir vulkanik adalah bahan material vulkanik jatuhan yang disemburkan ke udara saat terjadi suatu letusan. Debu maupun pasir vulkanik terdiri dari batuan berukuran besar sampai berukuran halus, yang berukuran besar biasanya jatuh disekitar kawah sampai 5-7 km dari kawah, sedangkan yang berukuran halus dapat jatuh pada jarak mencapai puluhan kilometer bahkan ribuan kilometer dari kawah disebabkan oleh adanya hembusan angin. Radiokativitas memepunyai dampak negatif pada kesehatan makhluk hidup di sekitarnya. Dampak negatif ini bergantung pada kandungan dari radionuklida yang meluruh. Tanah vulkanik/tanah Gunung

Sinabung adalah tanah yang terbentuk dari lapukan materi dari letusan gunung berapi yang subur mengandung unsur hara yang tinggi. (Sudaryo,2009)

Sejak tanggal mengeluarkan lava. Status gunung ini dinaikkan menjadi "Awas". Dua belas ribu warga disekitarnya dievakuasi dan ditampung di 8 lokasi. Abu Gunung Sinabung cenderung meluncur dari arah barat daya menuju timur laut.

Akibat dari letusan gunung tersebut timbul kabut asap yang tebal berwarna hitam disertai hujan pasir ,dan debu vukanik yang menutupi ribuan hektar tanaman para petani yang berjarak dibawah radius enam kilometer tertutup debu tersebut. Debu vulkanik tersebut sangat panas ,sehingga tanaman petani yang berada di lereng Gunung Sinabung itu, banyak yang mati dan rusak. Diperkirakan seluas 15.341 hektar tanaman pertanian pengungsi Gunung Sinabung terancam gagal panen. Akibatnya, petani berpotensi kehilangan hasil panen pertanian sebesar Rp. 29 miliar lebih. Terlebih lagi, tanaman tidak dirawat selama 20 hari karena ditinggal pemiliknya yang mengungsi, selain itu pengaruh debu vulkanik bagi manusia dapat menyebabkan iritasi mata, hidung dan tenggorokan. Bahkan ada satu orang dilaporkan meninggal dunia karena gangguan pernapasan ketika mengungsi dari rumahnya. Pada tanggal 3 September, terjadi 2 letusan. Letusan pertama terjadi sekitar pukul 04.45 WIB sedangkan letusan kedua terjadi sekitar pukul 18.00 WIB. Letusan pertama menyemburkan debu vuklkanis setinggi 3 kilometer. Letusan kedua terjadi bersamaan dengan gempa bumi vulkanis yang dapat terasa hingga 25 kilometer di sekitar gunung ini. Pada tanggal 7 September, Gunung Sinabung kembali metelus. Ini merupakan letusan terbesar sejak gunung ini menjadi aktif pada tanggal 29 Agustus 2010. Suara letusan ini terdengar sampai jarak 8 kilometer. Debu vulkanis ini tersembur hingga 5.000 meter di udara.

Dari debu vulkanis yang disemburkan oleh Gunung Sinabung tersebut, penulis ingin memberikan informasi tentang struktur dan logam berat debu vulkanik Gunung Sinabung yang berbahaya terhadap penduduk disekitar gunung tersebut dan untuk

mengetahui bagaimana pengaruh tekanan terhadap konstanta kisi debu vulkanik Gunung Sinabung.

1.2Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dari penelitian ini adalah untuk mengetahui struktur kristal, pengaruh tekanan terhadap konstanta kisi, logam berat yang berbahaya dan mikrostruktur debu vulkanik Gunung Sinabung.

1.3 Batasan Masalah

Untuk membatasi masalah-masalah yang ada maka penulis membatasi ruang lingkup untuk mengetahui struktur kristal, pengaruh tekanan dari 0 – 0,89 x 108 Pa terhadap konstanta kisi dan logam yang berbahaya serta mikrostruktur pada debu vulkanik Gunung Sinabung

1.4Tujuan Penelitian

1. Untuk mengetahui struktur kristal debu vulkanik Gunung Sinabung.

2. Untuk mengeahui pengaruh variasi tekanan terhadap konstanta kisi debu vulkanik Gunung Sinabung.

3. Untuk mengetahui mikrostruktur dari debu vulkanik gunung sinabung.

4. Untuk menyelidiki kandungan logam berat berbahaya yang terdapat pada debu vulkanik Gunung Sinabung

1.5 Manfaat Penelitian

1. Penelitian ini dapat diharapkan sebagai sumber informasi tentang struktur kristal dan pengaruh tekanan terhadap konstanta kisi dari struktur kristal debu vulkanik Gunung Sinabung.

2. Penelitian ini dapat diharapkan sebagai informasi tentang mikrostruktur dari debu vulkanik Gunung Sinabung.

3. Penelitian ini dapat diharapkan sebagai informasi tentang unsur logam berat berbahaya yang terdapat pada debu vulkanik Gunung Sinabung

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada masing-masing bab adalah sebagai berikut: Bab I Pendahuluan

Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian, tempat penelitian, dan sistematika penulisan.

Bab II Tinjauan Pustaka

Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan untuk proses pengambilan data, analisa data serta pembahasan.

Bab III Metode Penelitian

Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, diagram alir penelitian, prosedur penelitian, pengujian sampel.

Bab IV Hasil dan Pembahasan

Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa data yang diperoleh dari penelitian.

Bab V Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari penelitian dan memberikan saran untuk penelitian yang lebih lanjut.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gunung Berapi

Gunung berapi atau gunung api secara umum adalah istilah yang dapat didefinisikan sebagai suatu sistem saluran memanjang dari kedalaman sekitar 10 permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang dikeluarkan pada saat meletus. Lebih lanjut, istilah gunung api ini juga dipakai untuk menamai fenomena pembentukan ice volcanoes atau gunung api es dan mud volcanoes atau gunung api lumpur. Gunung api es biasa terjadi di daerah yang mempunyai musim dingin bersalju, sedangka

Gunung berapi terdapat di seluru paling dikenali adalah gunung berapi yang berada di sepanjang busur Pacific Ring of Fire). Busur Cincin Api Pasifik merupakan garis bergeseknya antara dua sepanjang masa hidupnya. Gunung berapi yan separuh aktif, istirahat, sebelum akhirnya menjadi tidak aktif atau mati. Bagaimanapun gunung berapi mampu istirahat dalam waktu 610 tahun sebelum berubah menjadi aktif kembali. Oleh itu, sulit untuk menentukan keadaan sebenarnya dari suatu gunung berapi itu, apakah gunung berapi itu berada dalam keadaan istirahat atau telah mati.

Apabila gunung berapi meletus, magma di bawah gunung berapi meletus keluar sebagai daripada aliran lava, kehancuran oleh gunung berapi disebabkan melalui berbagai cara seperti berikut:

• Aliran lava.

• Letusan gunung berapi.

• Aliran lumpur.

•

• Kebakaran hutan.

• Gas beracun.

• Gelombang

•

2.1.1 Klasifikasi Gunung Berapi di Indonesia

Kalangan vulkanologi Indonesia mengelompokkan gunung berapi ke dalam tiga tipe berdasarkan catatan sejarah letusan/erupsinya.

Gunung api Tipe A

Gunung berapi yang tercatat pernah mengalami erupsi magmatik sekurang-kurangnya satu kali sesudah tahun 1600.

Gunung api Tipe B

Gunung berapi yang sesudah tahun 1600 belum tercatat lagi mengadakan erupsi magmatik namun masih memperlihatkan gejala kegiatan vulkanik seperti kegiatan

Gunung api Tipe C

Gunung berapi yang sejarah erupsinya tidak diketahui dalam catatan manusia, namun masih terdapat tanda-tanda kegiatan masa lampau berupa lapangan solfatara pada tingkah lemah (Wikipedia A, 2010)

Debu vulkanik terdiri dari partikel-partikel batuan vulkanik terfragmentasi. Hal ini terbentuk selama ledakan gunung berapi, dari longsoran panas batuan yang mengalir menuruni sisi gunung berapi, atau dari merah-panas cair lava semprot. Debu bervariasi dalam penampilan tergantung pada jenis gunung berapi dan bentuk letusan

Dengan demikian, dapat berkisar dalam warna grit dari debu terang hingga hitam dan dapat bervariasi dalam ukuran dari yang seperti grit menjadi sehalus bedak. Debu menghalangi sinar matahari, mengurangi visibilitas. Besar debu deposito dapat dimasukkan ke dalam tanah yang ada dan menjadi tanah lapisan atas masa depan suatu daerah. Kesuburan tanah sekitar banyak gunung berapi ini disebabkan deposito abu tua. Ini efek menguntungkan dari vulkanisme melebihi, dari waktu ke waktu, bahaya Letusan juga dapat menghasilkan guntur dan kilat dari gesekan antara denda, partikel udara yang dapat lokal di atas gunung berapi atau menemani bulu abu besar dari letusan jarang, sehingga debu jatuh segar dapat memiliki lapisan asam yang dapat menyebabkan iritasi pada paru-paru dan mata. Lapisan asam cepat dihapus oleh hujan, yang kemudian dapat mencemari persediaan air setempat. Dalam letusan kebanyakan, debu vulkanik menyebabkan kesehatan yang relatif sedikit masalah, tetapi menimbulkan banyak kecemasan.

Debu yang keluar dari gunung yang meletus bisa merusakkan bangunan rumah warga di sekitarnya. Debu memiliki ciri – ciri seperti bergerigi kecil potongan batuan, mineral dan kaca vulkanik ukuran pasir dan lumpur (kurang dari 2 mm (1/12 inchi) di diameter) meletus oleh gunung berapi disebut debu vulkanik. Setiap partikel abu kecil bisa kurang dari 0,001 milimeter (1/25, 000 inchi) di seluruh. Debu vulkanik bukanlah produk pembakaran, seperti bahan berbulu lembut yang diciptakan oleh pembakaran kayu, daun, atau kertas. Debu vulkanik sulit, tidak larut dalam air, sangat kasar dan agak korosif, dan melakukan listrik bila basah. Gumpalan debu yang menimpa atap-atap rumah ini bisa membahayakan orang-orang yang berada di dalamnya seperti mengalami cedera bahkan kematian. Bila diameter butiran debu-debu yang bertebaran di udara ukurannya sangat kecil (kurang dari 10 mikron), bisa terhirup oleh manusia dan masuk ke dalam saluran nafas dan paru, dapat menimbulkan gangguan pernafasan. Debu yang dikeluarkan oleh gunung meletus ini biasanya mengandung

mineral kwarsa, kristobalit atau tridimit. Mineral ini adalah kristal silika bebas yang diketahui dapat menyebabkan silicosis (kerusakan saluran nafas kecil di paru sehingga terjadi gangguan pertukaran gas di alveolus paru).

(Wikipedia B. 2010)

Gambar 2.1 Debu vulkanik Gunung Sinabung

Beberapa jenis gas yang timbul akibat gunung meletus adalah uap air (H2O),

diikuti oleh karbon dioksida (CO2) dan belerang dioksida (SO2). Selain itu, ditemukan

juga jenis gas-gas lain dalam jumlah kecil seperti hidrogen sulfida (H2S). hidrogen

(H2), karbon monoksida (CO), hidrogen klorida (HCl), hidrogen fluorida (HF) dan

helium (He). Gas-gas ini pada konsentrasi tertentu bisa menyebabkan sakit kepala, pusing, diare, bronkhitis (radang saluran nafas) atau bronchopneumonia (radang jaringan paru), iritasi selaput lendir saluran pernapasan, iritasi kulit serta bisa juga mempengaruhi gigi dan tulang (untuk paparan HF). Orang-orang yang terpapar oleh debu vulkanik ini biasanya mengalami keluhan pada mata, hidung, kulit dan gejala sakit pada tenggorokannya. Gangguam kesehatan ini bisa akibat paparan jangka pendek (beberapa hari) atau pun jangka panjang (beberapa minggu sampai beberapa bulan). Potensi gangguan pernafasan yang mungkin timbul dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti konsentrasi partikel di udara, ukuran partikel tersebut dalam debu, frekuensi dan lamanya paparan, kondisi meteorologi, kondisi kesehatan dari setiap warga, ada atau tidaknya gas-gas vulkanik yang bercampur dengan abu serta

penggunaan alat perlindungan pernafasan. Gejala pernapasan akut yang sering dilaporkan oleh masyarakat setelah gunung mengeluarkan abu atau debu adalah iritasi selaput lendir dengan keluhan pilek dan beringus, iritasi dan sakit tenggorokan (kadang disertai batuk kering), batuk dahak, mengi, sesak napas, iritasi pada jalur pernapasan dan juga napas menjadi tidak nyaman. Debu vulkanik dengan berbagai ukuran ini dapat juga mengiritasi selaput lendir mata, sehingga mengganggu penglihatan dan dapat terjadi infeksi sekunder pada mata. Gangguan ini akan lebih mudah timbul pada orang yang menggunakan lensa kontak. Umumnya gejala yang timbul adalah merasa seolah-olah ada benda asing di mata, mata terasa nyeri, gatal atau merah, mata terasa lengket, kornea mata lecet atau terdapat goresan, adanya peradangan pada kantung conjuctival yang mengelilingi bola mata sehingga mata menjadi merah, terasa seperti terbakar dan sensitif terhadap cahaya. Iritasi kulit merupakan kondisi yang jarang dilaporkan, biasanya masyarakat mengalami gatal-gatal, kulit memerah dan iritasi akibat debu yang ada di udara dan menempel di kulit. Kondisi ini bisa juga diakibatkan oleh perubahan kualitas air yang sudah tercemar debu vulkanik.

2.3 Logam Berat

2.3.1 Pengetian Logam Berat

Logam berat adalah unsur-unsur kimia dengan densitas lebih besar dari 5g/cm3_,

terletak disudut kanan bawah pada system periodik unsur, mempunyai afinitas yang tinggi terhadap S dan biasanya bernomor atom 22 sampai 92, dari periode 4 sampai 7. Sebagian logam berat seperti Plumbum (Pb), Kadmium (Cd), dan Merkuri (Hg) merupakan zat pencemar yang sangat berbahaya. Afinitasnya yang tinggi terhadap S menyebabkan logam ini menyerang ikatan S dalam enzim, sehingga enzim yang bersangkutan menjadi tidak aktif. Gugus karboksilat (-COOH) dan amina (-NH2) juga

bereaksi dengan logam berat. Kadmium, Plumbum, dan Tembaga terikat pada sel-sel membran yang menghambat proses transformasi melalui dinding sel. Logam berat juga mengendapkan senyawa posfat biologis atau mengkatalis penguraiannya.

Logam berat adalah unsur alami dari kerak bumi. Logam yang stabil dan tidak bisa rusak atau hancur, oleh karena itu mereka cenderung menumpuk dalam tanah dan sedimen. Banyak istilah logam berat telah diajukan, berdasarkan kepadatan, nomor atom, berat atom, sifat kimia atau racun. Logam berat yang dipantau meliputi: Antimony (Sb), Arsenik (As), Cadmium (Cd), Cobalt (Co), Chromium (Cr), Copper (Cu), Nickel (Ni), Lead (Pb), Mangan(Mn), Molybdenum (Mo), Scandium (Sc), Selenium (Se), Titanium (Ti), Tungsten (W), Vanadium (V), Zinc (Zn). Besi (Fe), Nikel (Ni), Stronsium (Sr), Timah (Sn).

2.3.2 Karakteristik Logam Berat

Berdasarkan daya hantar panas dan listrik, semua unsur kimia yang terdapat dalam susunan berkala unsur-unsur dapat dibagi atas dua golongan yaitu logam dan non logam. Golongan logam mempunyai daya hantar panas dan listrik yang tinggi,sedangkan golongan non logam mempunyai daya hantar listrik yang rendah. Berdasarkan densitasnya, golongan logam dibagi atas dua golongan, yaitu golongan logam ringan dan logam berat.Golongan logam ringan (light metals) mempunyai densitas <5, sedangkan logam berat (heavy metals) mempunyai densitas >5.

Berbeda dengan logam biasa, logam berat biasanya menimbulkan efek khusus pada makhluk hidup. Dapat dikatakan bahwa semua logam berat dapat menjadi racun bagi tubuh makhluk hidup apabila melampaui ambang batas yang diizinkan. Namun sebagian dari logam berat tersebut memang dibutuhkan oleh tubuh makhluk hidup dalam jumlah tertentu (sedikit), yang juga apabila tidak terpenuhi akan berakibat fatal terhadap kelangsungan hidup dari makhluk hidup tersebut. Salah satu polutan yang sangat berbahaya bagi kesehatan manusia adalah logam berat.WHO (World Health Organisation) dan FAO (Food Agriculture Organisation) merekomendasikan untuk tidak mengkonsumsi makanan laut (seafood) yang tercemar logam berat.

Minamata Syndrome yang menyebabkan kematian tahun 1952 begitu mengejutkan warga Jepang. Keracunan merkuri yang dialami penduduk teluk Minamata terkontiminasi limbah yang mengandung merkuri yang dibuang ke teluk Minamata tahun 1932. 20 tahun kemudian, merkuri yang terakumulasi pada makhluk laut internasional akhirnya menimbulkan keracunan dan kematian bagi yang mengkonsumsi ikan laut. Sejak itulah negeri Matahari Terbit sangat ketat mengawasi pencemaran polutan dan memiliki hukum lingkungan yang paling ketat didunia industri. Sayangnya, meskipun dunia menyadari adanya bahaya logam berat, nyatanya kontiminasi logam terus meningkat sebagaimana diungkapkan United States Environmental Protection (EPA) “ Logam berat salah satu polutan berbahaya yang jumlahnya semakin bertambah”.

Logam berat sejatinya unsur penting yang dibutuhkan setiap makluk hidup. Sebagai trace element , logam berat seperti tembaga, selenium dan seng penting untuk menjaga metabolisme tubuh manusia. Namun beberapa diantaranya bersifat racun pada kadar tertentu. EPA mencatat setidaknya 13 jenis logam berat yang berbahaya bagi lingkungan seperti arsenik (As), timbal (Pb), Merkuri atau air raksa (Hg), dan Cadmium (Cd).

Logam berat dapat berasal dari air minum yang terkontiminasi seperti timbal, kontiminasi udara di dekat sumber emisi, atau masuknya logam berat melalui rantai makanan. Selain itu, logam berat juga dapat masuk ke sumber-sumber air dari limbah industri. Bahkan mungkin saja dari hujan asam yang merusak lapisan tanah sehingga mengeluarkan logam berat bersama aliran air, danau, sungai dan air tanah. Logam berat menjadi berbahaya karena cenderung menjadi bioakumulasi. Bioakumulasi berarti peningkatan konsentrasi bahan kimia dalam organisme hidup dari waktu ke waktu, dibandingkan dengan konsentrasi bahan kimia di lingkungan. Akumulasi senyawa pada makluk hidup ini kapan saja akan diserap dan disimpan lebih cepat dari waktu untuk menghancurkan dan mengeluarkannya.

Menyadari bahaya logam berat, Indonesia pun menerapkan peraturan yang harus ditaati untuk mencegah terjadinya kontiminasi logam berat. Diantaranya dilakukan oleh BPOM ( Badan Pengawas Obat dan Makanan ). Berkaitan pengawasan

obat tradisional, obat tradisional pun harus memenuhi persyaratan batas logam berat. Nissan Reishi adalah satu obat tradisional berbahan baku reishi / lingzhi yang telah bebas logam berat. Selain diproduksi dan memenuhi standar pemerintah Jepang. Nissan Reishi juga telah terdaftar di BPOM. Tragedi buruk Minamata telah memberi pelajaran yang berharga orang Jepang sehingga mereka benar-benar mengawasi setiap produk yang dikeluarkan tidak terkontiminasi logam berat. (Liu, Herwanto, 2009)

2.3.4 Logam Berat dan Efek bagi Kesehatan

2.3.4.1 Merkuri / Air Raksa (Hg)

Merkuri juga dikenal sebagai air raksa, satu-satunya logam berupa cairan pada suhu normal berwarna putih abu-abu. Penggunaan merkuri sangat luas sekali dari alat rumah tangga, obat-obatan, industri hingga bahan peledak. Contohnya, penggunaan merkuri antara lain untuk thermometer, batu baterai, lampu neon, pembasmi serangga (racun tikus) dan beberapa kosmetik pun diduga menggunakan merkuri seperti pewarna bibir. Selain itu, merkuri digunakan sebagai bahan peledak.

Walaupun Hg hanya terdapat dalam konsentrasi 0,08 mg/kg kerak bumi, kadar merkuri di alam terus mengikat karena berbagai aktivitas manusia melalui pembakaran bahan bakar fosil, pekerjaan tambang, peleburan dan pembakaran limbah padat. Beberapa bahkan membuang merkuri secara langsung kedalam tanah atau air. Contohnya, aplikasi pupuk pertanian dan pembuangan limbah air industri. Merkuri sebenarnya tidak ada dalam bahan makanan. Bagaimana merkuri ada dalam bahan makanan sekarang ini? Ini lantaran merkuri diserap oleh organisme lebih kecil yang dimakan manusia dalam rantai makanan. Sebagai contoh ikan. Kadar merkuri di ikan umumnya lebih tinggi dari kadar merkuri di dalam air dimana ikan itu hidup. Merkuri pun dapat masuk tubuh manusia melalui sayur-mayur dan hasil pertanian lainnya ketika pupuk/pestisida mengandung merkuri digunakan untuk pertanian. Jadi tak perlu heran bila merkuri juga terakumulasi dalam sayuran termasuk jamur.

Berkaitan dengan kesehatan, merkuri merupakan logam berat berbahaya yang bisa menimbulkan gangguan kesehatan. Gangguan kesehatan tersebut dapat digolongkan sebagai berikut:

1. Gangguan sistem syaraf 2. Kerusakan fungsi otak

3. Kerusakan DNA dan kromosom

4. Reaksi alergi, menghasilkan ruam kulit, kelelahan dan sakit kepala

5. Efek negatif reproduksi seperti kerusakan sperma, kecacatan pada bayi dan keguguran.

Kerusakan fungsi otak dapat menyebabkan penurunan kemampuan belajar, perubahan personaliti, temor/gemetaran, gangguan penglihatan, ketulian, gangguan kordinasi otot dan kehilangan memori.

2.3.4.2 Arsenik (As)

Arsenik adalah salah satu unsur paling beracun dan dijumpai dalam tanah, udara dan air. Secara alami arsenik dihasilkan dari letusan gunung vukanik yang dapat melepaskan sekitar 3000 ton setiap tahun. Meskipun demikian aktivitas manusialah yang diduga bertanggung jawab atas pelepasan arsenik lebih dari 80.000 ton tiap tahunnya karena pembakaran bahan bakar dari fosil dan berbagai kegiatan industri.

Kadar arsenik dalam makanan relatif rendah. Tetapi kadar arsenik pada ikan dan seafood mungkin tinggi karena ikan menyerap arsenik dari air dimana ia hidup. Kontiminasi arsenik diduga dapat menyebabkan berbagai pengaruh kesehatan seperti iritasi usus dan lambung, penurunan produktivitas sel darah putih dan darah merah, perubahan kulit dan iritasi paru-paru. Disebut-sebut arsenik juga memberikan kesempatan kanker berkembang lebih cepat terutama perkembangan kanker kulit, kanker paru-paru, kanker liver dan kanker limpa. Lebih lanjut dikatakan kontak arsenik dengan kadar tinggi dapat menyebabkan kemandulan dan keguguran pada wanita. Gangguan lainnya adalah gangguan kulit, penurunan daya tahan terhadap infeksi, gangguan jantung dan kerusakan otak pada laki-laki maupun perempuan. Akhirnya, arsenik pun dapat merusak DNA.

2.3.4.3 Timbal (Pb)

Timbal, logam yang telah digunakan secara luas sejak 5000 SM untuk aplikasi seperti produk logam, kabel dan pipa. Selain itu juga digunakan dalam pestisida dan cat. Sayangnya, timbal adalah satu dari 4 logam yang memiliki efek paling merusak kesehatan manusia. Keberadaan timbal di lingkungan kita dapat berasal dari polusi bahan bakar kenderaan bermotor, limbah industri dan penggunaan pestisida dalam pertanian. Tanpa disadari, kontiminasi timbal juga terjadi dalam rumah kita sendiri, dari pipa air yang berkarat. Lebih mengkhawatirkan karena timbal dapat terakumulasi dalam setiap makluk hidup dan keseluruhan rantai makanan. Manusia dapat terkontiminasi logam berbahaya ini melalui makanan (65%), air (20%), maupun udara (15%). Sementara itu diketahui bahwa timbal tidak memiliki fungsi apapun bagi tubuh manusia. Jadi penyerapan timbal melalui makanan, air, udara hanyalah menimbulkan kerugian saja.

Timbal dapat menyebabkan beberapa efek tak dikehendaki, seperti : 1. Gangguan biosintesis haemoglobin dan anemia

2. Kenaikan tekanan darah 3. Kerusakan Ginjal 4. Keguguran

5. Gangguan sistem syaraf 6. Kerusakan otak

7. Penurunan fertilitas pada laki-laki karena kerusakan sperma 8. Penurunan kemampuan belajar pada anak-anak

9. Gangguan perilaku anak seperti agresi, impulsive dan hiperaktif

Janin dalam kandungan dapat terkontiminasi timbal melalui plasenta ibu. Lantaran itu maka sering terjadi kerusakan serius pada sistem syaraf dan otak bayi yang belum lahir.

2.3.4.4 Cadmium (Cd)

Cadmium ditemukan di kulit bumi ataupun hasil letusan gunung vulkanik. Selain itu cadmium dihasilkan dari berbagai aktivitas manusia, baik disengaja maupun tidak disengaja. Contoh penggunaan bahan bakar, kebakaran hutan, limbah industri maupun penggunaan pupuk dan pestisida. Yang paling sering dilakukan secara sengaja, namun kurang disadari adalah rokok sebagai sumber kontiminasi cadmium yang paling dekat dengan kita.

Merupakan golongan logam berbahaya karena berpotensi menimbulkan gangguan kesehatan seperti gangguan paru-paru, kanker hingga kematian. Manusia terkontiminasi dengan logam berat ini sebagian besar melalui makanan. Dari kasus kematian yang ada, karena adanya kontak cadmium dalam waktu lama melalui air dan makanan yang terkontiminasi sehingga cenderung meningkatkan cadmium dalam tubuh. Bahan makanan yang mungkin memiliki kadar cadmium tinggi antara lain hati, jamur, kerang-kerangan, coklat dan rumput laut kering. Cadmium mudah diserap oleh zat-zat organik dalam tanah dan menjadi sangat berbahaya jika cadmium dalam tanah tersebut diserap melalui makanan, bagaimana bisa terjadi? Tanah yang mengandung cadmium akan diserap oleh tanaman dan dimakan oleh hewan yang hidupnya tergantung pada tanaman. Cadmium dapat terakumulasi dalam tubuh hewan. Oleh karena itu, bisa saja kadar cadmium yang tinggi dalam ginjalnya karena hal ini. Sementara itu cadmium dalam ekosistem air dapat terakumulasi dalam kupang, tiram, udang, udang laut dan ikan.

Kepekaan terhadap cadmium dapat sangat bervariasi antara organisme air. Organisme air asin diketahui lebih resisten terhadap keracunan cadmium daripada organisme air tawar. Didalam tubuh, cadmium diangkut ke hati oleh darah. Selanjutnya akan membentuk ikatan dengan protein dan diangkut ke ginjal. Cadmium terakumulasi di ginjal dan mulai mengganggu fungsi ginjal dan kerusakan ginjal. Bagi perokok, nampaknya perlu berhati-hati! Diperkirakan 10% kandungan cadmium dalam rokok dihirup melalui asap rokok, padahal penyerapan cadmium dari paru-paru jauh lebih efektif dari melalui pencernaan / usus. Dan sebanyak 50% cadmium yang

dihirup melalui asap rokok bisa diserap. Rata-rata perokok memiliki 4 – 5 kali kadar cadmium lebih tinggi dalam darah dan 2 – 3 kali lebih tinggi kadar cadmium di ginjal dibandingkan buka perokok.

Efek kesehatan lainnya yang dapat disebabkan oleh cadmium adalah : 1. Diare, sakit perut dan muntah-muntah

2. Keretakan tulang

3. Kegagalan reproduktif bahkan ketidak suburan/kemandulan 4. Kerusakan sistem syaraf pusat

5. Kerusakan sistem imunitas 6. Gangguan psikologis

7. Kerusakan DNA atau kanker

Jadi selain kontak langsung dengan logam berat, sisa / limbah industri, penggunaan bahan bakar, manusia dapat keracunan logam berat melalui makanan dan air yang dikonsumsinya. Hal ini terjadi karena lingkungan seperti udara, air dan tanah terkontiminasi logam berat tersebut. Dampaknya, seluruh makluk dihidup dalam rantai makanan, termasuk tumbuhan, hewan dan manusia ikut terkontiminasi dan menderita berbagai gangguan kesehatan.

2.3.4.5 Kromium (Cr)

Khromium picolinate bisa merusak materi genetik pada sel-sel hewan hamster. Dr. John Vincent dari University of Alabama di Tuscaloosa menemukan, Khromium picolinate akan masuk ke dalam sel-sel secara langsung dan tinggal di sana, dan menimbulkan gangguan. Khromium picolinate berinteraksi dengan vitamin C serta antioksidan lain di dalam sel untuk memproduksi bentuk turunan dari Khromium yang bisa menyebabkan mutasi DNA, materi genetik. Kombinasi Khromium dan picolinate (khususnya bentuk turunannya) bisa memproduksi komponen berbahaya. Selain itu, picolinate akhirnya akan pecah dan menimbulkan efek yang merugikan.

Khromium Picolinate merupakan Khromium generasi baru yang telah dipatenkan dan lebih mudah diserap oleh tubuh. Khromium berperan penting pada metabolisme dan penggunaan karbohidrat, sintesa asam lemak, kolesterol dan protein.

Makanan ala modern yang banyak dikonsumsi masyarakat saat ini sangat sedikit kandungan Khromiumnya. Kekurangan Kromium dapat menyebabkan kelelahan, kegelisahan, diabetes, gangguan metabolisme asam amino dan meningkatkan resiko aterosklerosis. Jadi Khromium dapat menyebabkan kerusakan terhadap organ respirasi,dan dapat juga menyebabkan timbulnya kanker pada manusia

2.3.4.6 Tembaga/Kuprum (Cu)

Secara umum masuknya Tembaga kedalam tatanan lingkungan dapat terjadi secara alamiah dan dapat juga secara non alamiah. Secara alamiah tembaga masukke dalam tatanan lingkungan sebagai akibat dari berbagai peristiwa alam.Unsur ini dapat bersumber dari peristiwa erosi dari batuan mineral. Sumber lain adalah debu dan atau partikulat partikulat Cu yang ada dalam lapisan udara yang dibawa turun oleh air hujan. Melalui jalur non alamiah, Cu masuk kedalam tatanan lingkungan sebagai akibat dari aktifitas manusia. Jalur dari aktifitas manusia ini kedalam tatanan lingkungan ada bermacam macam pula. Sebagai contoh adalah buangan industri yang memakai Cu dalam proses produksinya, industri galangan kapal, karena Cu digunakan sebagai campuran bahan pengawet, industri pengolahan kayu,buangan rumah tangga dan lain sebagainya.

Tembaga masuk kedalam tatanan lingkungan perairan dapat berasal dari peristiwa-peristiwa alamiah dan sebagai efek samping dari aktifitas yang dilakukan manusia.Dalam kondisi normal keberadaan Cu di perairan ditemukan dalam bentuk senyawa ion CuCO3-dan CuOH

-. Bila dalam perairan terjadi peningkatan kelarutan Cu, sehingga melebihi ambang batas yang seharusnya. Maka akan terjadi peristiwa “biomagnifikasi” terhadap biota perairan. Peristiwa biomagnifikasi dapat diidentifikasi melalui akumulasi Cu dalam tubuh biota perairan tersebut. Akumulasi dapat terjadi sebagai akibat dari terjadinya konsumsi Cu dalam jumlah berlebihan, sehingga tidak mampu dimetabolisme oleh tubuh. Gejala yang timbul pada manusia yang keracunan Cu akut adalah: mual, muntah, sakit perut, hemolisis, netrofisis, kejang, dan akhirnya mati. Pada keracunan kronis, Cu tertimbun dalam hati dan menyebabkan hemolisis. Hemolisis terjadi karena tertimbunnya H2O2dalam sel darah

merah sehingga terjadi oksidasi dari lapisan sel yang mengakibatkan sel menjadi pecah. Defisiensi suhu dapat menyebabkan anemia dan pertumbuhan terhambat.

2.3.4.7 Besi/Ferrum (Fe)

Besi dengan nomor atom 26 dan massa atom 55,85 dalam sistem periodik unsur terletak pada periode 4 golongan VIII B. Besi melebur pada suhu 1535oC, titik didihnya 3000oC, dan mempunyai densitas 7,87 g/cm3. Besi yang murni adalah logam berwarna putih perak, yang kukuh dan liat. Jarang terdapat besi komersial yang murni, biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silisida,fosfida, dan sulfida dari besi,serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memegang peranan

penting dalam kekuatan struktur besi.

Proses biokimia dalam tubuh makhluk hidup selalu melibatkan unsur-unsur logam didalamnya. Pada suatu proses fisiologi yang normal, ion logam essensial sangat berperan aktifitasnya baik dalam ikatannya dengan protein, enzyme maupun bentuk lainnya. Manusia yang sehat dalam jaringan tubuhnya selalu ditemukan ion logam yang normal. Sedang ion logam yang ditemukan terlalu rendah pada jaringan tertentu misalnya darah (Fe), hati (Cu), dapat digunakan untuk mendiagnosa adanya kelainan pada orang yang bersangkutan yang kemungkinan menderita defisiensi atau penyakit lainnya.

Diperkirakan bahwa untuk setiap pria dewasa harus memperoleh sekitar 1 mg/hari untuk mengganti Fe yang diekskresikan melalui saluran pencernaan,urine dan kulit. Pada wanita dewasa, darah yang hilang pada saat menstruasi perlu diganti dengan 1,4-2,2 mg Fe/hari. Pada umumnya manusia memperoleh 10 % Fe dari makanan yang diabsorbsi melalui saluran pencernaan,sehingga mereka memperoleh sekitar 10-20 mg Fe/hari. Sekalipun Fe diperlukan oleh tubuh, tetapi dalam dosis besar dapat merusak dinding usus.Kematian seringkali disebabkan oleh rusaknya dinding usus ini. Debu Fe juga dapat diakumulasi didalam alverri paru-paru.

2.3.4.8 Nikel (Ni)

Nikel dengan nomor atom 28 dan massa atom 58,69 dalam sistem periodik insur terletak pada periode 4, golongan VIII B.Nikel adalah logam putih perak yang keras, bersifat liat, dapat ditempa dan sangat kukuh. Logam ini melebur pada 1455oC, dan bersifat sedikit magnetis. Sumber masuk ketatanan lingkungan perairan dari aktifitas manusia berupa pencucian dinding kapal, buangan industri, dan lain sebagainya. Nikel dapat terdapat sebagai unsur bebas dan juga sebagai senyawa dimana nikel nantinya dalam bentuk ion dengan valensi 2 dan 3. Nikel dapat menyebabkan kanker walaupun dalam jumlah kecil.

2.3.4.9. Zinkum (Zn)

Zinkum dengan nomor atom 30 dan massa atom 65,38 dalam Sistem Periodik Unsur terletak pada periode 4 dan golongan IIB. Zinkum adalah logam yang putih kebiruan, logam yang mudah ditempa dan liat pada suhu antara 110-150o_{C. Zinkum melebur}

pada suhu 410o_{C dan mendidih pada 906}o_{C. Logamnya yang murni,melarut lambat}

sekali dalam asam dan dalam alkali. Zinkum masuk ketatanan lingkungan perairan melalui limbah industri, pengelasan logam, patri.Zinkum merupakan unsur penting dalam banyak metaloenzim,obat luka.

Tubuh yang normal membutuhkan 12-15 miligram Zinkum setiap hari. Kebanyakan orang dapat mendapatkan zat tersebut secara alami melalui makanan atau minuman yang dikonsumsi. Namun jika zat Zinkum yang masuk ke dalam tubuh berlebihan, maka dapat mengakibatkan keracunan Zinkum. Usus tertekan, muntah, kram perut, diare dan mual berkepanjangan. Gejala tersebut jika tidak segera ditangani dapat menyebabkan sakit kuning, kejang, demam, dan tekanan darah rendah, bahkan kematian.

2.4.1 Pengertian Kristal

Kristal adalah bahan padat dengan pola ulang jangkau panjang dalam ketiga arah koordinat (V. Vlanck, 1985). Sebuah kristal ideal disusun oleh satuan-satuan struktur yang identik secara berulangulang yang tak hingga di dalam ruang. Sebagian besar materi fisika zat padat adalah kristal dan elektron di dalamnya, fisika zat padat mulai dikembangkan awal abad ke 20, mengikuti penemuan difraksi sinar-x oleh kristal. Kristalografi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang ukuran (geometri), sifat-sifat dan struktur Kristal dan zat padat kristalen. (Moechtar, 1990)

2.4.2 Struktur Kristal

Bahan yang tersusun oleh deretan atom-atom yang teratur letaknya dan berulang (periodik) yang tidak berhingga dalam ruang disebut bahan kristal. Kumpulan yang berupa atom atau molekul dan sel ini terpisah sejauh 1 Å atau 2 Å. Sebaliknya, zat padat yang tidak memiliki keteraturan demikian disebut bahan amorf atau bukan-kristal. Kristal merupakan susunan atom-atom yang teratur dalam ruang tiga dimensi. Keteraturan susunan tersebut terjadi karena harus terpenuhinya kondisi geometris, ketentuan ikatan atom, serta susunan yang rapat. Struktur kristal dapat digambarkan dalam bentuk kisi, dimana setiap titik kisi akan ditempati oleh atom atau sekumpulan atom. Kisi kristal memiliki sifat geometri yang sama seperti kristal. Kisi yang memiliki titik-titik kisi yang ekuivalen disebut kisi bravais sehingga titik-titik kisi tersebut dalam kristal akan ditempati oleh atom-atom yang sejenis. Lattice (kisi) adalah sebuah susunan titik yang teratur dan periodik di dalam ruang sedangkan basis adalah sekumpulan atom dengan jumlah atom dalam sebuah basis dapat berisi satu atom atau lebih.

(HTTP B. 2009)

Gambar 2.2 Bagan Struktur Kristal

Jarak antar kisi dalam arah sumbu X =

�1

→ Jarak antar kisi dalam arah sumbu Y =

�2

→

2.4.3 Sifat – sifat Kristal

Untuk gas, cairan dan zat padat amorf, sifat-sifat seperti indeks refraksi, koefisien pengembangan, daya hantar panas dan listrik, tidak tergantung kepada arah. Demikian pula untuk kristal golongan kubik. Untuk semua kristal kecuali golongan kubik, mempunyai sifat-sifat tertentu yang berubah dengan arah. Sifat semacam ini disebut anisotropik, sedangkan kristal kubik dan zat amorf mempunyai sifat isotropik, yaitu sama ke segala arah. Salah satu sifat yang tergantung pada arah kristal ialah kecepatan cahaya. Bila seberkas cahaya jatuh pada kristal anisotrop, cahaya tersebut akan terurai menjadi dua komponen dengan kecepatan berbeda serta arah yang berlainan. Peresitiwa semacam ini disebut pembiasan rangkap (prisma nicol dalam polarimeter). Sifat lain adalah daya larut. Beberapa kristal mempunyai daya larut berbeda pada permukaannya. Hal ini dapat dipakai sebagai dasar identifikasi dan perkiraan dalam analisis metalografi.

2.4.4 Sistem Kristal

Ada 230 bentuk kristal yang semuanya sudah pernah diamati. Berdasarkan simetrinya, bentuk-bentuk dari kristal dapat digolongkan ke dalam 32 kelas dan tiap-tiap kelas tersbut dapat dikembalikan menjadi tujuh sistem kristal yaitu Kubik, Tetragonal, Heksagonal, Triklinik, Monoklinik, Orthorombik, dan Rombhohedral.

Pada tabel 2.1 di bawah ini di tuliskan daftar dari ketujuh kristal tersebut dengan sifat karakteristik sumbunya, mkasimal simetrinya dan 14 kisi bravais dari masing – masing ketujuh kristal tersebut.

Tabel 2.1 Sistem Kristal

Sistem Sifat Sumbu Maksimal Simetri

Kisi Bravais

1. Kubik a = b = c

α = β = γ = 90o

9 bidang 13 bumbu

Sederhana Berpusat Badan

Berpusat Muka 2. Tetragonal a = b ≠ c

α = β = γ = 90o

3 bidang 5 sumbu

Sederhana Berpusat Badan 3. Heksagonal a = b ≠ c

α = β = 90o

γ = 120o

7 bidang 7 sumbu

Sederhana

4. Rombhohedral a = b = c 120o > α = β = γ ≠ 90o

1 sumbu lipat 3

Sederhana

5. Orthorombik a ≠b ≠ c α = β = γ = 90o

3 bidang 3 sumbu

Sederhana Berpusat Badan

Berpusat Muka Berpusat Muka A, B, atau C 6. Monoklinik a ≠b ≠ c

α = γ = 90o

β ≠ 90o

1 bidang 1 sumbu

Sederhana Berpusat Muka C

7. Triklinik a ≠b ≠ c α ≠ β ≠ γ ≠ 90o

- -

Sederhana

Sistem kristal kubus memiliki panjang rusuk yang sama ( a = b = c) serta memiliki sudut (α = β = γ) sebesar 90°. Sistem kristal kubus ini dapat dibagi ke dalam 3 bentuk yaitu kubus sederhana (simple cubic/ SC), kubus berpusat badan (body-centered cubic/ BCC) dan kubus berpusat muka (Face-centered Cubic/ FCC).

Berikut bentuk dari ketiga jenis kubus tersebut: a. Kubus Sederhana,

Pada bentuk kubus sederhana, masing-masing terdapat satu atom pada semua sudut (pojok) kubus.

b. Pada kubus BCC, masing-masing terdapat satu atom pada semua pojok kubus, dan terdapat satu atom pada pusat kubus (yang ditunjukkan dengan atom warna biru). c. Pada kubus FCC, selain terdapat masing-masing satu atom pada semua pojok kubus, juga terdapat atom pada diagonal dari masing-masing sisi kubus (yang ditunjukkan dengan atom warna merah).

Gambar 2.3 a) Kubus Sederhana ; b) Kubus BCC ; c) Kubus FCC

2. Sistem kristal tetragonal

Pada sistem kristal tetragonal, dua rusuknya yang memiliki panjang sama (a = b ≠ c) dan semua sudut (α = β = γ) sebesar 90°. Pada sistem kristal tetragonal ini hanya memiliki dua bentuk yaitu sederhana dan berpusat badan.

Pada bentuk tetragonal sederhana, mirip dengan kubus sederhana, dimana masing-masing terdapat satu atom pada semua sudut (pojok) tetragonalnya.

Sedangkan pada tetragonal berpusat badan, mirip pula dengan kubus berpusat badan, yaitu memiliki 1 atom pada pusat tetragonal (ditunjukkan pada atom warna biru), dan atom lainnya berada pada pojok (sudut) tetragonal tersebut.

Gambar 2.4 Tetragonal Sederhana dan Berpusat Badan

3. Sistem kristal Ortorombik

Sistem kristal ortorombik terdiri atas 4 bentuk, yaitu : ortorombik sederhana, body center (berpusat badan) (yang ditunjukkan atom dengan warna merah), berpusat muka (yang ditunjukkan atom dengan warna biru), dan berpusat muka pada dua sisi ortorombik (yang ditunjukkan atom dengan warna hijau). Panjang rusuk dari sistem kristal ortorombik ini berbeda-beda (a ≠ b≠ c), dan memiliki sudut yang sama (α = β = γ) yaitu sebesar 90°.

Gambar 2.5 Kristal Orthorombik

4. Sistem kristal monoklin

Sistem kristal monoklin terdiri atas 2 bentuk, yaitu : monoklin sederhana dan berpusat muka pada dua sisi monoklin (yang ditunjukkan atom dengan warna hijau). Sistem kristal monoklin ini memiliki panjang rusuk yang berbeda-beda (a ≠ b≠ c), serta sudut α = γ = 90° danβ≠ 90°.

Gambar 2.6 Kristal Monoklinik

5. Sistem Kristal Triklin

Pada sistem kristal triklin, hanya terdapat satu orientasi. Sistem kristal ini memiliki panjang rusuk yang berbeda (a ≠ b ≠ c), serta memiliki besar sudut yang berbeda-beda pula yaitu α ≠ β ≠ γ ≠ 90°.

Gambar 2.7 Kristal Triklinik

6. Sistem Kristal Rombohedral atau Trigonal

Pada sistem kristal ini, panjang rusuk memiliki ukuran yang sama (a = b ≠ c ). sedangkan sudut-sudutnya adalah α = β = 90°danγ =120°.

Gambar 2.8 Kristal Rombohedral

7. Sistem Kristal Heksagonal

Pada system kristal ini, sesuai dengan namanya heksagonal (heksa = enam), maka system ini memiliki 6 sisi yang sama. System kristal ini memiliki dua nilai sudut yaitu 90° dan 120° (α = β = 90°dan γ =120°) , sedangkan pajang rusuk-rusuknya adalah a = b ≠ c. semua atom berada pada sudut-sudut (pojok) heksagonal dan terdapat masing-masing atom berpusat muka pada dua sisi heksagonal (yang ditunjukkan atom dengan warna hijau).

2.4.5 Jarak Antar Bidang Kristal

Besarnya jarak antar bidang dan volume unit sel untuk beberapa sistem kristal adalah a. Kubus

1 d2 =

h2+ k2+ l2

a2 … … … 2.1 V = a3… … … 2.2

b. Tetragonal

1

�ℎ��2 = ℎ

2_{+ �}2

�2 +

�2

�2… … … 2.3 V = a2c … … … 2.4

c. Heksagonal

1

�ℎ��2 = 4

3 �

ℎ2_{+ ℎ�+ �}2

�2 �+

�2

�2… … … 2.5 V = 0,866 a2c … … … 2.6

d. Ortorombik

1

�ℎ��2 = ℎ

2

�2+

�2

�2+

�2

�2… … … 2.7 V = a b c … … … 2.8

e. Rombohedral

1

�_ℎ��2 =

(ℎ2+�2+�2)���2�+ 2(ℎ�+��+ℎ�)(���2� −cos�)

�2_{(1−3 ���}2_{�+ 2 ���}3_�) … … 2.9 V = a3�1−3 cos2α+ 2 cos3α… … … 2.10

f. Monoklinik

1

�ℎ��2

= 1

���2_� �

ℎ2

�2+

�2_���2_�

�2 + 1

�2−

2 ℎ�cos�

�� �… … … 2.11

g. Triklinik

1

�ℎ��2 = 1

�2(�11ℎ2+�22�2+�33�2+ 2�12ℎ�+ 2�23��+ 2�13ℎ�) … … … 2.13 V = abc�1−3 cosα2−cosβ2−cosγ2+ 2 cosα cosβ cosγ… … … … 2.14

dengan :

s11 = b2 c2 sin2α

s22 = a2c2 sin2β

s33 = a2b2 sin2γ

s12 = a b c2( cos α cos β – cos γ )

s23 = a2 bc ( cos β cos γ – cos α )

s13 = a b2c ( cos γ cos α – cos γ )

2.5 Spektrofotometer Serapan Atom

Spektrofotometer Serapan Atom adalah suatu metode pengukuran kuantitatif suatu unsur yang terdapat dalam cuplikan berdasarkan penerapan cahaya pada panjang gelombang tertentu oleh atom-atom dalam bentuk gas dalam keadaan dasar.

2.5.1 Prinsip Dasar Spektrofotometer Serapan Atom

Spektrofotometer serapan atom (SSA) merupakan teknik analisis kuantitatif dari unsur – unsur yang pemakiannya sangat luas di berbagai bidang karena prosedurnya selektif, spesifik, biaya analisisnya relatif murah, sensitivitasnya tinggi (ppm-ppb), dapat dengan mudah membuat matriks yang sesuai dengan standart, waktu analisis sangat cepat dan mudah dilakukan. SSA pada umumnya digunakan untuk analisa unsur, spektrofotometer absorbsi atom juga dikenal sistem single beam dan double beam layaknya Spektrofotometer UV – VIS. Sebelumnya dikenal fotometer nyala yang hanya dapat menganalisis unsur yang dapat memancarkan sinar terutama unsure

golongan IA dan IIA. Umumnya lampu yang digunakan adalah lampu katoda cekung yang mana penggunaanya hanya untuk analisis satu unsur saja. (Chairil Anwar. 2003)

Metode SSA berprinsip pada absorbsi cahaya oleh atom. Atom – atom menyerap cahaya tersebut pada panjang gelombang tertentu, tergantung pada sifat unsurnya. Metode serapan atom hanya tergantung pada perbandingan dan tidak bergantung pada temperatur. Setiap alat SSA terdiri atas tiga komponen yaitu unit teratominasi, sumber radiasi, sistem pengukur fotometerik. Teknik SSA menjadi alat yang canggih dalam analisis. Ini disebabkan karena sebelum pengukuran tidak selalu memerlukan pemisahan unsur yang ditentukan karena kemungkinan penentuan satu unsur dengan kehadiran unsur lain dapat dilakukan, asalkan katoda berongga yang diperlukan tersedia. SSA dapat digunakan untuk mengukur logam sebanyak 61 logam. Sumber cahaya pada SSA adalah sumber cahaya dari lampu katoda yang berasal dari elemen yang sedang diukur kemudian dilewatkan untuk ke dalam nyala api yang berisi sampel yang telah teratomisasi, kemudian radiasi tersebut diteruskan ke detektor melalui monokromator. Chopper digunakan untuk untuk membedakan radiasi yang berasal dari sumber radiasi, dan radiasi yang berasal dari nyala api. Detektor akan menolak arah searah arus (DC) dari emisi nyala dan hanya mengukur arus bolak – balik dari sumber radiasi atau sampel. Atom dari suatu unsur pada keadaan dasar akan dikenai radiasi maka atom tersebut akan menyerap energi dan mengakibatkan elektron pada kulit terluar naik ke tingkat energi yang lebih tinggi atau tereksitasi. Jika suatu atom diberi energi, maka energi tersebut akan mempercepat gerakan elektron sehingga elektron tersebut akan tereksitasi ketingkat energi yang lebih tinggi dan dapat kembali ke keadaan semula. Atom – atom dari sampel akan menyerap sebagian sinar yang dipancarkan oleh sumber cahaya. Penyerapan energi atom terjadi pada panjang gelombang tertentu sesuai dengan energi yang dibutuhkan oleh atom tersebut. (Habibi, Yusuf, 2009)

2.5.2 Cara Kerja Spektrofotometer Serapan Atom

a. Pertama – tama gas dibuka terlebih dahulu, kemudian kompresor, lalu ducting, main unit, dan komputer secara berurutan.

b. Dibuka program SSA (Spectrum Analvse Specialist), kemudian muncul perintah “apakah ingin mengganti lampu katoda, jika ingin mengganti klok YES dan jika tidak NO.

c. Dipilih YES untuk masuk ke munu invidual command, dimasukkan nomor lampau katoda yang dipasang ke dalam kotak dialog, kemudian diklik setup, kemudian soket lampu katoda akan berputar menuju posisi paling atas supaya lampu katoda yang baru dapat diganti atau ditambahkan dengan mudah.

d. Dipilih NO jika ingin mengganti lampu katoda yang baru.

e. Pada program SAS 3.0, dipilih menu select element and working mode. Dipilih unsur yang akan dianalisis dengan mengklik langsung pada simbol unsur yang diinginkan.

f. Jika telah selesai klok ok, kemudian muncul tampilan condition settings. Diatur parameter yang dianalisis dengan mensetting fuel flow : 1,2 ; measurement; concetration; number of sample : 2; unit concenttation : ppm ; umber of standart : 3; standart list : 1 ppm, 3 ppm, 9ppm.

g. Diklik ok and setup, ditunggu hingga selesai warming up.

h. Diklik icon bergambar burner/ pembakar, setelah pembakar dan lampu menyala alat siap digunakan untuk mengukur logam.

i. Pada menu measurement pilih measure sample

j. Dimasukkan blanko, didiamkan hingga garis lurus terbentuk, kemudian dipindahkan ke standar 1 ppm hingga data keluar.

k. Dimasukkan balnko untuk meluruskan kurva, diukur dengan tahapan yang sama untuk standar 3 ppm dan 9 ppm.

l. Jika data kurang baik akan ada perintah untuk pengukuran ulang, dilakukan pengukuran blanko, hingga kurva yang dihasilkan turun dan lurus.

m.Dimasukkan ke sampel 1 hingga kurva naik dan belok baru dilakukan pengukuran. n. Dimasukkan blanko kembali dan dilakukan pengukuran sampel ke 2.

o. Setelah pengkuran selesai, data dapat diperoleh dengan mengklik icont print atau pada baris menu dengan mengklik file lalu print. p. Apabila pengkuran telah selesai, aspirasikan air deionisasi untuk membilas burnner selama 10 menit, api dan lampu burner dimatikan, program pada komputer dimatikan, lalu main unit SSA, kemudian kompressor, setelah itu ducting dan terakhir gas.

2.5.3 Bagian-Bagian Pada Spektofotometer Serapan Atom

a. Lampu Katoda

Lampu katoda merupakan sumber cahaya pada SSA. Lampu katoda memiliki massa pakai atau umur pemakaian selama 1000 jam. Lampu katoda pada setiap unsur yang akan diuji berbeda – beda tergantung unsur yang akan diuji, seperti lampu katoda Cu, hanya bisa digunakan untuk pengukuran unsur Cu, Lampu katoda terbagi menjadi dua macam yaitu : Lampu Katoda Monologam : Digunakan untuk mengukur 1 unsur, Lampu Katoda Multilogam : Digunakan untuk pengukuran beberapa logam sekaligus, hanya saja harganya lebih mahal. Soket pada bagian lampu katoda yang hitam, yang lebih menonjol digunakan untuk memudahkan pemasangan lampu katoda pada saat lampu dimasukkan ke dalam soket pada SSA. Bagian yang hitam ini merupakan bagian yang paling menonjol dari keempat besi lainnya.

Lampu katoda berfungsi sebagai sumber cahaya untuk memberikan energi sehingga unsur logam yang akan diuji, akan mudah tereksitasi. Selotip ditambahkan, tidak ada ruang kosong untuk keluar masuknya gas dari luar dan keluarganya gas dari dalam, karena bila ada gas yang keluar dari dalam dapat menyebabkan keracunan pada lingkungan sekitar. Cara pemeliharaan lampu katoda ialah bila setelah selesai digunakan, maka lampu dilepas dari soket pada main unit SSA, dan lampu diletakkan pada tempat busanya di dalam kotaknya lagi, dan dus penyimpanan ditutup kembali. Sebaiknya setelah selesai. Sebaiknya setelah selesai penggunaan, lamanya waktu pemakaian dicatat

b. Tabung gas

Tabung gas pada SSA yang digunakan merupakan tabung gas yang berisi gas etilen. Gas etilen pada SSA memiliki kisaran suhu ± 20000K, dan ada juga tabung gas yang berisi gas N2O yang lebih panas dari gas asetilen, dengan kisaran suhu ± 30000K.

Regulator pada tabunggas asetilen berfungsi untuk pengaturan banyaknya gas yang akan dikeluarkan, dan gas yang berada di dalam tabung. Spedometer pada bagian kanan regulator. Merupakan pengatur tekanan yang berada di dalam tabung. Pengujian

untuk mendeteksi bocor atau tidaknya tabung gas tersebut, yaitu dengan mendekatkan telinga ke dekat regulator gas dan diberi sedkit air, untuk pengecekkan. Bila terdengar suara atau udara, maka menandakan bahwa tabung gas bocor, dan ada gas yang keluar.

Hal lainnya yang bisa dilakukan yaitu dengan memberikan sedikit air sabun pada bagian atas regulator dan dilihat apakah ada gelembung udara yang terbentuk. Bila ada, maka tabung gas tersebut positif bocor. Sebaiknya pengecekkan kebocoran, jangan menggunakan minyak, karena minyak akan dapat menyebabkan saluran gas tersumbat. Gas di dalam tabung dapat keluar karena disebabkan di dalam tabung pada bagian dasar tabung aseton yang dapat membuat gas akan mudah keluar, selain gas juga memiliki tekanan

C. Ducting

Ducting merupakan bagian cerobong asap untuk menyedot asap atau sisa pembakaran pada SSA, yang langsung dihubungkan pada cerobong asap bagian luar pada atap bangunan, agar asap yang dihasilkan oleh SSA, tidak berbahaya bagi lingkungan sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada SSA, diolah sedemikian rupa di sekitar. Asap yang dihasilkan dari pembakaran pada SSA, diolah sedemikian rupa di dalam ducting, agar polusi yang dihasilkan tidak berbahaya.

Cara pemeliharaan ducting, yaitu dengan menutup bagian ducting secara horizontal, agar bagian atas dapat tertutup rapat, sehingga tidak akan ada serangga atau binatang lainnya yang dapat masuk ke dalam ducting. Karena bila ada serangga atau binatang lainnya yang masuk ke dalam ducting, maka dapat menyebabkan ducting tersumbat. Penggunaan ducting yaitu, menekan bagian kecil pada ducting kearah miring, karena bila lurus secara horizontal, menandakan ducting tersebut. Ducting berfungsi untuk menghisap hasil pembakaran yang terjadi pada SSA, dan mengeluarkannya melalui cerobong asap yang terhubung dengan ducting.

d. Kompresor

Kompresor merupakan alat yang terpisah dengan main unit, karena alat ini berfungsi untuk mensuplai kebutuhan udara yang akan digunakan oleh SSA, pada waktu pembakaran atom. Kompresor memiliki 3 tombol pengatur tekanan, dimana pada bagian yang kotak hitam merupakan tombol ON-OFF, spedo pada bagian tengah merupakan dasar kecilnya udara yang akan dikeluarkan, atau berfungsi sebagai pengatur tekanan, sedangkan tombol yang kanan merupakan tombol pengaturan untuk mengatur banyak/sedikitnya udara yang akan disemprotkan ke burner. Bagian pada belakang kompresor digunakan sebagai temapt penyimpanan udara setelah selesai penggunaan SSA. Alat ini berfungsi untuk menyaring udara dari luar, agak bersih posisi ke kanan, merupakan posisi terbuka, dan posisi ke kiri merupakan posisi tertutup. Uap air yang dikeluarkan, akan memercik kencang dan dapat mengakibatkan lantai sekitar menjadi basah, oleh karena itu sebaiknya pada saat menekan ke kanan bagian ini, sebaiknya ditampung dengan lap, agar lantai tidak menjadi basah, dan uap air akan terserap ke lap.

e. Burner

Burner merupakan bagian paling terpenting di dalam main unit, karena burner berfungsi sebagai tempat pencampuran gas etilen, dan aquabides, agar tercampur merata, dan dapat terbakar pada pemantik api secara baik dan merata. Lobang yang berada pada burner, merupakan lobang pemantik api, dimana pada lobang inilah awal dari proses pengatomisasian nyala api. Perawatan burner yaitu setelah selesai pengukuran dilakukan, selang aspirator dimasukkan ke dalam botol yang berisi aquabides selama ± 15 menit, hal ini merupakan proses pencucian pada aspirator dan burner setelah selesai pemakaian. Selang aspirator digunakan untuk menghisap atau menyedot larutan sampel dan standar yang akan diuji. Selang aspirator berada pada bagian selang yang berwarna orange di bagian kanan burner. Sedangkan selang yang kiri, merupakan selang untuk mengalirkan gas asetilen. Logam yang akan diuji merupakan logam yang berupa larutan dan harus dilarutkan telebih dahulu dengan menggunakan larutan asam nitrat pekat. Logam yang berada di dalam larutan, akan mengalami eksitasi dari energi rendah ke energi tinggi. Nilai eksitasi dari setiap logam

memiliki nilai yang berbeda – beda. Warna api yang dihasilkan berbeda – beda tergantung pada tingkat konsentrasi logam yang diukur. Bila warna api merah, maka menandakan bahwa terlalu banyaknya gas.

f. Buangan pada Spektrofotometer Serapan Atom

Buangan pada spektrofotometer serapan atom disimpan di dalam drigen dan diletakkan terpisah pada SSA. Buangan dihubungkan dengan selang buangan yang dibuat melingkar sedemikian rupa, agar sisa buangan sebelumnya tidak naik lagi ke atas, karena bila hal ini terjadi dapat mematikan proses pengatomisasian nyala api pada saat pengukuran sampel, sehingga kurva yang dihasilkan akan terlihat buruk. Tempat wadah buangan (drigen) ditempatkan pada papan yang juga dilengkapi dengan lampu indicator. Bila lampu indikator menyala, menandakan bahwa alat spektrofotometer serapan atom atau api pada proses pengatomisasian menyala, dan sedang berlangsungnya proses pengatomisasian nyala api. Selain itu, papan tersebut juga berfungsi agar tempat atau wadah buangan tidak tersenggol kaki. Bila buangan sudah penuh, isi di dalam wadah jangan dibuat kosong, tetapi disisakan sedkit, agar tidak kering.

2.5.4 Keuntungan Metode Spektrofotometer Serapan Atom

Keuntungan metode spektrofotometer serapan atom dibandingkan dengan spektrofotometer biasanya yaitu spesifik, batas deteksi yang rendah dari larutan yang sama bisa mengukur unsur – unsur yang berlainan, pengukurannya langsung terhadap contoh, output dapat langsung dibaca, cukup ekonomis, dapat diaplikasikan pada banyak jenis unsur, batas kadar penentuan luas (dari ppm sampai %). Sedangkan kelemahannya yaitu pengaruh kimia dimana spektrofotometer serapan atom tidak mampu menguraikan zat menjadi atom misalnya pengaruh fosfat terhadap Ca, pengaruh ionisasi yaitu bila atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga menimbulkan emisi pada panjang gelombang yang sama, serta pengaruh matriks misalnya pelarut.

(Sumar, 1994)

Gambar 2.10 Skema Alat Spektrofotometer Serapan Atom

2.6 Analisis Struktur dan Mikrostruktur Kristal

Analisa struktur dan mikrostruktur kristal dilakukan dengan menggunakan XRD ( X-Ray Diffraction) dan SEM ( Scanning Electron Microscope).

2.6.1. XRD (X-Ray Diffraction)

Spektroskopi difraksi sinar-X (X-ray difraction/XRD) merupakan salah satu metoda karakterisasi material yang paling tua dan paling sering digunakan hingga sekarang. Teknik ini digunakan untuk mengidentifikasi fasa kristalin dalam material dengan cara menentukan parameter struktur kisi serta untuk mendapatkan ukuran partikel. Sinar X merupakan radiasi elektromagnetik yang memiliki energi tinggi sekitar 200 eV sampai 1 MeV. Sinar X dihasilkan oleh interaksi antara berkas elektron eksternal dengan elektron pada kulit atom. Spektrum sinar - X memilki panjang gelombang 10-5 –10 nm, berfrekuensi 1017-1020 Hz dan memiliki energi 103-106 eV. Panjang gelombang sinar X memiliki orde yang sama dengan jarak antar atom sehingga dapat digunakan sebagai sumber difraksi kristal.

2.6.1.1 Prinsip XRD (X-Ray Diffraction)

Metode difraksi sinar X digunakan untuk mengetahui struktur dari lapisan tipis yang terbentuk. Sampel diletakkan pada sampel holder difraktometer sinar X. Proses difraksi sinar X dimulai dengan menyalakan difraktometer sehingga diperoleh hasil difraksi berupa difraktogram yang menyatakan hubungan antara sudut difraksi 2θ dengan intensitas sinar X yang dipantulkan. Untuk difraktometer sinar X, sinar X terpancar dari tabung sinar X. Sinar X didifraksikan dari sampel yang konvergen yang diterima dalam posisi simetris dengan respon ke fokus sinar X. Sinar X ini ditangkap oleh detektor sintilator dan diubah menjadi sinyal listrik. Sinyal tersebut, setelah dieliminasi komponen noisenya, dihitung sebagai analisa pulsa tinggi. Teknik difraksi sinar x juga digunakan untuk menentukan ukuran kristal, regangan kisi, komposisi kimia dan keadaan lain yang memiliki orde yang sama.

Keuntungan utama penggunaan sinar-X dalam karakterisasi material adalah kemampuan penetrasinya, sebab sinar-X memiliki energi sangat tinggi akibat panjang gelombangnya yang pendek. Sinar-X adalah gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang 0,5-2,0 mikron. Sinar ini dihasilkan dari penembakan logam dengan elektron berenergi tinggi. Elektron itu mengalami perlambatan saat masuk ke dalam logam dan menyebabkan elektron pada kulit atom logam tersebut terpental membentuk kekosongan. Elektron dengan energi yang lebih tinggi masuk ke tempat kosong dengan memancarkan kelebihan energinya sebagai foton sinar-X.

Dari metode difraksi kita dapat mengetahui secara langsung mengenai jarak rata – rata antar bidang atom. Kemudian kita juga dapat menentukan orientasi dari kristal tunggal. Secara langsung mendeteksi struktur kristal dari suatu material yang belum diketahui komposisinya. Kemudian secara tidak langsung mengukur ukuran, bentuk dan internal stres dari suatu kristal.

Prinsip dari difraksi terjadi sebagai akibat dari pantulan elastis yang terjadi ketika sebuah sinar berinteraksi dengan sebuah target. Pantulan yang tidak terjadi kehilangan energi disebut pantulan elastis (elastic scatering). Ada dua karakteristik utama dari difraksi yaitu geometri dan intensitas. Geometri dari difraksi secara

sederhana dijelaskan oleh Bragg’s Law. Misalkan ada dua pantulan sinar α dan β. Secara matematis sinar β tertinggal dari sinar α sejauh xy+yz yang sama dengan 2d sinθ secara geometris. Agar dua sinar ini dalam fasa yang sama maka jarak ini harus berupa kelipatan bilangan bulat dari panjang gelombang sinar λ. Maka didapatkanlah Hukum Bragg: 2d sin θ = nλ.

(HTTP C. 2009)

Gambar 2.11 Difraksi Bragg

Secara matematis, difraksi hanya terjadi ketika Hukum Bragg dipenuhi. Secara fisis jika kita mengetahui panjang gelombang dari sinar yang membentur kemudian kita bisa mengontrol sudut dari benturan maka kita bisa menentukan jarak antar atom (geometri dari latis). Persamaan ini adalah persamaan utama dalam difraksi. Secara praktis sebenarnya nilai n pada persamaan Bragg diatas nilainya 1. Sehingga cukup dengan persamaan 2d sin θ = λ . Dengan menghitung d dari rumus Bragg serta mengetahui nilai h, k, l dari masing – masing nilai d, dengan rumus – rumus yang telah ditentukan tiap – tiap bidang kristal kita bisa menentukan latis parameter (a, b dan c) sesuai dengan bentuk kristalnya.

2.6.2 SEM (Scanning Electron Microscope)

Tidak jauh dari lahirnya TEM, SEM dikembangkan pertama kali tahun 1938 oleh Manfred von Ardenne (ilmuwan Jerman). Konsep dasar dari SEM ini sebenarnya disampaikan oleh Max Knoll (penemu TEM) pada tahun 1935. SEM bekerja berdasarkan prinsip scan sinar elektron pada permukaan sampel, yang selanjutnya

informasi yang didapatkan diubah menjadi gambar. Imajinasi mudahnya gambar yang didapat mirip sebagaimana gambar pada televisi.

2.6.2.1 Pembentukan Gambar Pada SEM ( Scanning Electron Microscope)

Cara terbentuknya gambar pada SEM berbeda dengan apa yang terjadi pada mikroskop optic dan TEM. Pada SEM, gambar dibuat berdasarkan deteksi elektron baru (elektron sekunder) atau elektron pantul yang muncul dari permukaan sampel ketika permukaan sampel tersebut discan dengan sinar elektron. Elektron sekunder atau elektron pantul yang terdeteksi selanjutnya diperkuat sinyalnya, kemudian besar amplitudonya ditampilkan dalam gradasi gelap-terang pada layar monitor CRT (cathode ray tube). Di layar CRT inilah gambar struktur obyek yang sudah diperbesar bisa dilihat. Pada proses operasinya, SEM tidak memerlukan sampel yang ditipiskan, sehingga bisa digunakan untuk melihat obyek dari sudut pandang 3 dimensi.

Adapun kelemahan dari teknik SEM antara lain: 1. Memerlukan kondisi vakum

2. Hanya menganalisa permukaan 3. Resolusi lebih rendah dari TEM

4. Sampel harus bahan yang konduktif, jika tidak konduktor maka perlu dilapis logam seperti emas.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat Dan Bahan

3.1.1 Alat yang digunakan dalam penelitian :

1. Spektrofotometer Serapan Atom

Alat ini digunakan untuk menentukan kandungan logam berat debu vulkanik 2. Neraca Elektronik

Alat ini digunakan untuk mengukur massa debu vulkanik 3. Kantong Plastik

Alat ini digunakan untuk menyimpan debu vulkanik 4. Sendok

Alat ini digunakan untuk mengambil sampel dari kantongan plastik 5. Kertas Whatman

Alat ini digunakan untuk menyaring sampel yang telah diencerkan 6. Erlenmeyer

Alat ini digunakan sebagai tempat sampel yang telah diencerkan 7. Sarung Tangan

Alat ini digunakan untuk melindungi tangan dari bahan kimia berbahaya 8. Alat Destruksi

Alat ini digunakan untuk mencampur debu vulkanik dari berbagai tempat 9. Cetakan Sampel berbentuk silinder

Alat ini digunakan sebagai tempat debu vulkanik saat dilakukan penekanan 10.Penekan Hidraulik

11.XRD (X-Ray Diffraction)

Alat ini digunakan untuk mengetahui struktur kristal debu vulkanik / komposisi kimia debu vulkanik

12.SEM (Scanning Electron Microscope)

Alat ini digunakan untuk mengetahui mikrostruktur debu vulkanik

3.1.2 Bahan Yang Digunakan Dalam Penelitian

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah Debu vulkanik Gunung Sinabung yang meletus pada tanggal 29 April 2010.

3.2 Lokasi Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) Medan, Laboratorium Material Tes Pendidikan Teknologi Kimia Industri (PTKI) Medan, Laboratorium Scanning Electron Microscope (SEM) Institut Teknologi Bandung (ITB) dan Laboratorium XRD (X-Ray Diffraction) Fisika UIN Syarif Hidayahtullah Jakarta.

3.3. Prosedur Analisis Sampel

3.3.1 XRD (X-Ray Diffraction)

Karakterisasi struktur kristal dilakuan dengan menggunakan metode difraksi sinar-x. Tujuan dilakukannya pengujian analisis struktur adalah untuk mengetahui perubahan fasa struktur bahan

XRD adalah suatu peralatan yang dapat memberikan data – data difraksi dan besar kuantitas intensitas difraksi pada sudut-sudut difraksi (2θ). Salah satu teknik

yang digunakan untuk menentukan struktur suatu padatan kristalin adalah metode difraksi sinar-X serbuk (X- ray powderdiffraction) seperti terlihat pada Gambar 3.1.

Pengukuran sudut difraksi untuk sampel di lakukan pada kondisi optimum. Sudut pengamatan (2θ) dibatasi dari 0o _{– 180}o_{. Pertama kali dilakukan untuk sampel}

debu vulkanik Gunung Sinabung tanpa tekanan lalu 5 ton, , 10 ton, 15 ton, dan 17,5 ton. Penekanan masing – masing sampel akan diamati struktur dan perubahan konstanta kisi a, b dan c dengan difraktometer sinar-X. Dari pola difraksi masing – masing sampel akan diperoleh indeks miller hkl-nya dan dari hkl tersebut akan berhubungan dengan sudut difraksi. Didapatnya data hkl dan sudut difraksi maka akan diperoleh konstanta kisi. Dengan menggunakan hukum Bragg akan diperoleh pengaruh tekanan terhadap konstanta kisi.

(Jamaluddin K, 2010)

Gambar 3.1 Skema Prinsip Kerja XRD

Sampel berupa serbuk padatan kristalin yang memiliki ukuran kecil dengan diameter butiran kristalnya sekitar 10-7 – 10-4 m ditempatkan pada suatu plat kaca. Sinar-X diperoleh dari electron yang keluar dari filamen panas dalam keadaan vakum pada tegangan tinggi, dengan kecepatan tinggi menumbuk permukaan

3.3.2 SEM (Scanning Electron Microscope)

Scanning Electron Microscope (SEM) adalah alat yang dapat digunakan untuk mempelajari topografi permukaan suatu bahan. Pengamatan topografi permukaan dalam 3 dimensi, resolusi tinggi (50 Å) dan analisis kimia.

Prinsip kerja dari SEM adalah sebagai berikut:

1. Sebuah pistol elektron memproduksi sinar elektron dan dipercepat dengan anoda. 2. Lensa magnetik memfokuskan elektron menuju ke sampel.

3.Sinar elektron yang terfokus memindai (scan) keseluruhan sampel dengan diarahkan oleh koil pemindai.

4. Ketika elektron mengenai sampel maka sampel akan mengeluarkan elektron baru yang akan diterima oleh detektor dan dikirim ke monitor (CRT).

(HTTP D. 2009)

- hkl (111) dengan 2θ = 40,3

Maka Sin2θ = λ2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 40,3

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x1+12

a2 +

(1,54x10−10)2

4(5,38�10−10)2 1

2

0,118 = 7,11 � 10

−20

3a2 +

2,37 � 10−20 115,78 �� 10−20 0,118−0,02 =2,37 � 10

−20

a2 �2_{= 24,18 � 10}−20

�= 4,917 �10−10 = 4,917 Å

- hkl (200) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 42,450

2 =

(1,54x10−10)2

3

22_+2x0+02

a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,131 =9,48 � 10

−20

3�2 �2_{= 24,122 � 10}−20

� = 4,911 �10−10= 4,911 Å

c. Untuk Keadaan Tekanan 10 Ton - hkl (100) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ 2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 20,860

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x0+02

a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,0327 =2,37 � 10

−20

3�2 �2 _{= 24,159 � 10}−20

� = 4,915 �10−10= 4,915 Å

- hkl (101) dengan 2θ = 26,667 Maka Sin2θ = λ2

3

h2+hk+k2 a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 26,667

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x0+12 (4,915x10−10)2+

(1,54x10−10)2

4c2 12 0,05318 = 2,37 � 10

−20

72,472 � 10−20+

2,37 � 10−20 4�2

0,02048 =2,37 � 10

−20

4�2 �2_{= 28,93 � 10}−20

� = 5,378 �10−10= 5,378 Å

- hkl (111) dengan 2θ = 40,3

Maka Sin2θ = λ 2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 40,3

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x1+12

a2 +

(1,54x10−10)2

4(5,378�10−10)2 1

2

0,118 = 7,11 � 10

−20

3a2 +

2,37 � 10−20 115,69 �� 10−20 0,118−0,02 =2,37 � 10

−20

a2 �2_{= 24,18 � 10}−20

�= 4,917 �10−10 = 4,917 Å

- hkl (200) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ2

3

h2+hk+k2 a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 42,450

2 =

(1,54x10−10)2

3

22_+2x0+02

a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,131 =9,48 � 10

−20

3�2 �2_{= 24,122 � 10}−20

� = 4,911 �10−10= 4,911 Å

d. Untuk Keadaan Tekanan 15 Ton - hkl (100) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 20,860

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x0+02

a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,0327 =2,37 � 10

−20

3�2 �2 _{= 24,159 � 10}−20

� = 4,915 �10−10= 4,915 Å

- hkl (101) dengan 2θ = 28,083 Maka Sin2θ = λ

2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2

Sin2 28,083

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x0+12 (4,915x10−10)2+

(1,54x10−10)2

4c2 12 0,0588 = 2,37 � 10

−20

72,472 � 10−20+

2,37 � 10−20 4�2 0,0261 =2,37 � 10

−20

4�2 �2_{= 23,7 � 10}−20

� = 4,868 �10−10= 4,868 Å

- hkl (111) dengan 2θ = 40,3

Maka Sin2θ = λ2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 40,3

2 =

(1,54x10−10)2

3

12_+1x1+12

a2 +

(1,54x10−10)2

4(4,868�10−10)2 1

2

0,118 =7,11 � 10

−20

3a2 +

2,37 � 10−20 94,8 � 10−20 0,118−0,025 =2,37 � 10

−20

a2 �2_{= 24,18 � 10}−20

�= 4,917 �10−10 = 4,917 Å

- hkl (200) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ 2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 42,450

2 =

(1,54x10−10)2

3

22+2x0+02 a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,131 =9,48 � 10

−20

3�2 �2_{= 24,122 � 10}−20

� = 4,911 �10−10= 4,911 Å

e. Untuk Keadaan Tekanan 17,5 Ton - hkl (100) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ2

3

h2+hk+k2 a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 20,860

2 =

(1,54x10−10)2

3

12+1x0+02 a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,0327 =2,37 � 10

−20

3�2 �2 _{= 24,159 � 10}−20

� = 4,915 �10−10= 4,915 Å

- hkl (101) dengan 2θ = 28,078 Maka Sin2θ = λ2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 28,078

2 =

(1,54x10−10)2

3

12+1x0+12

(4,915x10−10)2+

(1,54x10−10)2

4c2 12 0,0588 = 2,37 � 10

−20

72,472 � 10−20+

2,37 � 10−20 4�2 0,0261 =2,37 � 10

−20

4�2 �2_{= 23,7 � 10}−20

� = 4,868 �10−10= 4,868 Å

- hkl (111) dengan 2θ = 40,3

Maka Sin2θ = λ 2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 40,3

2 =

(1,54x10−10)2

3

12+1x1+12 a2 +

(1,54x10−10)2

4(4,868�10−10)2 1

2

0,118 =7,11 � 10

−20

3a2 +

2,37 � 10−20 94,8 � 10−20 0,118−0,025 =2,37 � 10

−20

a2 �2_{= 24,18 � 10}−20

�= 4,917 �10−10 = 4,917 Å

- hkl (200) dengan 2θ = 20,860

Maka Sin2θ= λ2

3

h2_+hk+k2

a2 +

λ2 4c2 l2 Sin2 42,450

2 =

(1,54x10−10)2

3

22_+2x0+02

a2 +

(1,54x10−10)2

4c2 02 0,131 =9,48 � 10

−20

3�2 �2_{= 24,122 � 10}−20

LAMPIRAN B

FOTO – FOTO ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN

1. Debu Vulkanik Gunung Sinabung 2. Debu vulkanik yang sudah dicetak

3. Alat Press 4. Proses Penekanan