Karakterisasi Batu Opal, Batu Pirus dan Batu Satam dengan XRD, SEM-EDS dan Kekerasan

KARAKTERISASI BATU OPAL, BATU PIRUS DAN BATU
SATAM DENGAN XRD, SEM-EDS DAN KEKERASAN

SKRIPSI

Fitriyani Sirait
110801061

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

Karakterisasi Batu Opal, Batu Pirus Dan Batu Satam
Dengan XRD, SEM-EDS Dan KEKERASAN

SKRIPSI


Diajukan Untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar
Sarjana Sains

FITRIYANI SIRAIT
110801061

DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN
Judul

: Karakterisasi Batu Opal, Batu Pirus Dan Batu Satam
Dengan XRD, SEM-EDS Dan KEKERASAN


Kategori

: Skripsi

Nama

: Fitriyani Sirait

Nomor Induk Mahasiswa

: 110801061

Program Studi

: Sarjana (S1) Fisika

Departemen

: Fisika


Fakultas

: Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas
Sumatera Utara

Disetujui di
Medan,

Juli 2017

Disetujui Oleh
Departemen Fisika FMIPA USU
Ketua,

Pembimbing I,

Dr. Perdinan Sinuhaji, M.S

Dr. Perdinan Sinuhaji, M.S


NIP. 195903101987031002

NIP. 195903101987031002

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

Karakterisasi Batu Opal, Batu Pirus Dan Batu Satam
Dengan XRD, SEM-EDS Dan KEKERASAN

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya sendiri. Kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan,

Juli 2017


FITRIYANI SIRAIT
110801061

Universitas Sumatera Utara

PENGHARGAAN
Penulis memanjatkan puji dan syukur atas berkat Allah di dalam nama Tuhan Yesus
Krisus yang senantiasa melimpahkan Rahmat dan kasih KaruniaNya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan judul “Karakterisasi Batu Opal,
Batu Pirus Dan Batu Satam Dengan XRD, SEM-EDS Dan KEKERASAN’’
guna melengkapi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Fisika pada Fakultas
Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.
Dalam menyelesaiakan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan
bantuan dari berbagai pihak, baik dalam bentuk materi, ide, dorongan semangat serta
doa yang tulus. Untuk itu penulis menucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS sebagai Dosen Pembimbing yang telah
banyak meluangkan waktu, pikiran, teanga, dan saran-saran untuk
membimbing penulis menyelesaiakan skripsi ini.
2. Bapak Awan Maghfirah, S.Si. M.Si sebagai Dosen Penguji yang telah
memberikan arahan dan saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi

ini.
3. Bapak Dr. Fauzi, M.Si Dosen Penguji yang telah memberikan arahan dan
saran kepada penulis untuk menyempurnakan skripsi ini.
4. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU
dan Dosen Pembimbing.
5. Bapak Awan Maghfirah, S.Si. M.Si sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA
USU dan Dosen Penguji.
6. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sumatera Utara.
7. Seluruh Bapak/ Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai
adminitrasi.
8. Ucapan terima kasih yang tulus penulis sampaiakan kepada pahlawan sejati
dalam hidup saya yakni Bapak saya tersayang Parlindungan Sirait & Mama
saya tercinta Tirama Samosir yang telah memberikan dorongan baik moral
maupun materi selama penulis selama kuliah sampai penyelesaian skripsi ini.
9. Ucapan terimah kasih yang tulus penulis sampaiakan kepada abang saya
Samjos Sirait, Zeffri Sirait, Desmon Sirait, Benny Sirait Dan Kak Ipar saya
Sri Sumantri Purba serta Keponakan saya Anisha Aprilia Sirait & Vanesa
Sirait yang selalu memberikan motivasi dan dorongan untuk menyelesaiakan
skripsi ini.

10. Ucapan terima kasih buat semua keluarga Pomparan Op Jumongga Sirait
11. Ucapan terimah kasih buat semua keluarga Kak Ipar saya.
12. Ucapan terima kasih buat Pacar saya Rahmad Pranata Simamora dan semua
Keluarga Pacar saya yang selalu dan setiap saat memberikan motivasi dan
dorongan untuk menyelesaiakan skripsi ini.
13. Teman stambuk 2011 yang sungguh dahsyat dan luar biasa: Rusti Simbolon,
Ita Lase, Lurani Sitorus, Ivo Nainggolan, Widya, Diana Siregar, Lilis, Tabita,
Nensi, Putri, Ancela, Heni, Desi, Nova, Inten, Intan, Sri Handika, Juliana,

Universitas Sumatera Utara

Jansius, David, Togar, Dosni, Stefen, Jusprin, Jepri, Jeri, Darma, Iwan, Edi,
Simon, Randy, Hendra Damos, Hendra Nababan, Hendra Gabe Hendri,
Eman, William, Russel, Fahmi, Ilham dan Trisno
14. Anak Kos 35 Padang Bulan Medan: Kak Dian, Kak Sandra, Kak Sinta, Bg
Naek Dan Grace
15. Teman saya Debby, Mely, Kaban, Lamtiur Butar-butar serta Sahabat saya
Desy Datubara, Fernita Manalu, Ezra, dan semua Anak TAXI SMA N2
Tebing Tinggi
16. Abang/ Kakak Stambuk 2008, 2009, 2010, Adik-adik 2012, 2013 dan 2014,

2015, 2016 dan Adik saya Alesya Sinaga dan Sarah Simbolon
17. Seluruh anak Kos Resedensia
Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini masih jauh dari
sempurna karena
Keterbatasan pengetahuan dan ilmu yang dimiliki penulis. Oleh karena itu, penulis
dapat mengharapkan saran-saran dari pembaca untuk menyempurnakan skripsi ini.
Kiranya Skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Penulis,

(Fitriyani Sirait)
Nim: 110801061

Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISASI BATU OPAL, BATU PIRUS DAN BATU SATAM
DENGAN XRD, SEM-EDS DAN KEKERASAN

Abstrak


Telah dilakukan penelitian tentang karakterisasi Batu Opal, Batu Pirus, Batu Satam
dengan XRD, SEM-EDS dan Kekerasan. Batu Opal memiliki sistem kristal
hexagonal dengan parameter kisi a = b = 4.9093 Å, c = 5.3969 Å, fasa Quartz SiO2
dengan fraksi massa 100%, O = 26.38 wt%, Si = 12.64 wt%, dengan kekerasan 426
HVN. Batu Pirus memiliki sistem kristal Hexagonal dengan parameter kisi a = b =
5.3205 Å, c = 7.279 Å, fasa Lizardite Al0.15Fe0.06H4Mg2.82O9Si1.94 dengan fraksi
massa 24.51% dan kristal Monoclinic dengan parameter kisi a = b = 5.357 Å dan c =
28.835 Å, fasa Chlorite Al0.865Fe0.255H4Mg2.292O9Si1.588, dengan fraksi massa 75.49%.
Unsur C = 3.95 wt%, O = 49.37 wt%, Mg = 22.69 wt% , Al = 1.47 wt%, Si = 17.14
wt%, Fe = 2.91 wt% dan Cu = 2.52 wt%, hardness 98 HVN. Batu Satam memiliki
sistem kristal Hexagonal dengan parameter kisi a = b = 4.9086 Å dan c = 5.3969 Å,
fasa Quartz SiO2 dengan fraksi massa 86.27% dan sistem kristal Hexagonal dengan
parameter kisi a = b = 4.7098 Å dan c = 16.224 Å, fasa Dolomite Ca 0.5Mg0.5CO3,
dengan fraksi massa 13.73% dan mineral silica dengan fraksi massa 86,27%. Unsur
C = 46.87 wt%, O = 26.38 wt%, Mg = 6.13 wt%, Si = 12.64 wt%, Ca = 6.28 wt%
dan Fe = 1.69 wt%, dengan kekerasan 324 HVN.
Kata kunci : (Batu Opal, Batu Pirus, Batu Satam, Sistem Kristal, Komposisi
Unsur dan Kekerasan)

Universitas Sumatera Utara


THE CHARACTERIZATION OF OPAL STONE, PUNE STONE AND
SATAM STONE WITH XRD, SEM-EDS AND HARDNESS

Abtrack

Research on the characterization of Batu Opal Stones, Pune Stones, Satam Stones
with XRD, SEM-EDS and Hardness. Opal stones have a hexagonal crystal system
with lattice parameters a = b = 4.9093 Å, c = 5.3969 Å, Quartz SiO2 phase with mass
fraction of 100%, O = 26.38 wt%, Si = 12.64 wt%, With a hardness 426 HVN.
Turquoise stones have Hexagonal crystal system with lattice parameters a = b =
5.3205 Å, c = 7279 Å, Al0.15Fe0.06H4Mg2.82O9Si1.94 Lizardite phase with
24.51% and the mass fraction of monoclinic crystals with lattice parameters a = b =
5,357 Å and C = 28.835 Å, Al0.865Fe0.255H4Mg2.292O9Si1.588 Chlorite phase,
with a mass fraction of 75.49%. Elements C = 3.95 wt%, O = 49.37 wt%, Mg =
22.69% by weight, Al = 1.47% by weight, Si = 17.14% by weight, Fe = 2.91% by
weight and Cu = 2.52% by weight, hardness 98 HVN. Satam stones had Hexagonal
crystal system with lattice parameters a = b = 4.9086 Å and c = 5.3969 Å, Quartz
SiO2 phase with 86.27% and the mass fraction Hexagonal crystal system with lattice
parameters a = b = 4.7098 Å and c = 16,224 Å, Dolomite phase Ca0.5Mg0.5CO3,

with mass fraction 13,73% and silica mineral with mass fraction 86,27%. Elements C
= 46.87% by weight, O = 26.38 wt%, Mg = 6.13 wt%, Si = 12.64% by weight, Ca =
6.28 wt% and Fe = 1.69% by weight, with Hardness 324 HVN.
Keywords: (Opal Stones, Pune Stones, Satam Stones, Cristal system,
Composition of element and hardness)

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Persetujuan
Pernyataan
Penghargaan
Abstrak
Abstrack
Daftar Isi

Halaman
i
ii
iii
v
vi
vii

BAB I Pendahuluan
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan Masalah
1.3 Tujuan Penelitian
1.4 Batasan Masalah
1.5 Manfaat Penelitian

1
2
2
2
2

BAB II Tinjauan Pustaka
2.1 Batuan
2.1.1 Sifat-Sifat Fisik Batuan
2.1.2 Jenis-Jenis Batuan
2.1.2.1 Batuan Beku
2.1.2.2 Batuan Sedimen
2.1.2.3 Batuan Metamorf
2.1.2.4 Batuan Akik
2.1.2.5 Batu Pasir
2.1.2.6 Mineral
2.2 Pengertian Dan Struktur Kristal
2.3 X-Ray Diffraction (XRD)
2.4 SEM- EDS
2.5 Pengertian Kekerasan
2.6 Penggunaan Vickers Hard Tester

4
4
5
5
7
8
10
13
15
16
18
20
21
23

BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat Dan Waktu Penelitian
3.1.1 Tempat Penelitian
3.1.2 Waktu Penelitian
3.2 Alat Dan Bahan
3.2.1 Alat Penelitian
3.2.2 Bahan Penelitian
3.2.3 Persiapan Pengukuran

25
25
25
25
25
25
26

Universitas Sumatera Utara

3.2.4 Prosedur Pelaksanaan
3.2.5 Preparasi Sampel
3.3 Diagram Alir XRD
3.4 Diagram Alir SEM- EDS
3.4 Diagram Alir Uji Kekerasan

26
27
28
29
30

BAB IV Hasil dan Pembahasan
4.1 Batu Opal
4.1.2 Sistem Kristal Jenis Batu Opal
4.1.2 Mikrostruktur dan Struktur Batu Opal
4.1.3 Kekerasan Batu Opal
4.2 Batu Pirus
4.2.1 Sistem Kristal Jenis Batu Pirus
4.2.2 Mikrostruktur dan Struktur Batu Pirus
4.2.3 Kekerasan Batu Pirus
4.3 Batu Satam
4.3.1 Sistem Kristal Jenis Batu Satam
4.3.2 Mikrostruktur dan Struktur Batu Satam
4.3.3 Kekerasan Batu Satam

31
31
32
33
33
34
35
36
37
37
38
39

BAB V Kesimpulan dan Saran
5.1 Kesimpulan
5.2 Saran

41
42

Daftar Pustaka
Lampiran 1 XRD
Lampiran 2 SEM- EDS
Lampiran 3 Spesifikasi Alat

43

Universitas Sumatera Utara