KARAKTERISASI DEBU VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO DENGAN METODE XRD DAN SEM-EDX

  

KARAKTERISASI DEBU VULKANIK ERUPSI GUNUNG

SINABUNG DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO

DENGAN METODE XRD DAN SEM-EDX

  

SKRIPSI

RONALD J NAIBAHO

100801048

  

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

  

KARAKTERISASI DEBU VULKANIK ERUPSI GUNUNG

SINABUNG DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO

DENGAN METODE XRD DAN SEM-EDX

SKRIPSI

  

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Sains

RONALD J NAIBAHO

100801048

  

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

2015

  

PERSETUJUAN

  Judul : KARAKTERISASI DEBU VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO DENGAN METODE

  XRD DAN SEM-EDX Kategori : SKRIPSI Nama : RONALD J NAIBAHO Nomor Induk Mahasiswa : 100801048 Program Studi : SARJANA(S1)FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

  ALAM(FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  

Disetujui di

Medan, Februari 2015

  Disetujui Oleh

  Pembimbing I Pembimbing II Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc Dr. Perdinan Sinuhaji, MS NIP. 196506171993031009 NIP: 195903101987031002

Departemen Fisika FMIPA USU

Ketua,

  

Dr.Marhaposan Situmorang

NIP. 195510301980031003

  

PERNYATAAN

KARAKTERISASI DEBU VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG

DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO DENGAN METODE XRD

DAN SEM-EDX

  SKRIPSI Saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, yang di dalammya terdapat beberapa kutipan dan ringkasan sebagai referensi yang masing masing disebutkan sumbernya.

  Medan, Februari 2015 RONALD J NAIBAHO 100801048

  PENGHARGAAN

  Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa yang telah memberikan Rahmat, Karunia dan Bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini yang berjudul KARAKTERISASI DEBU

  VULKANIK ERUPSI GUNUNG SINABUNG DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO DENGAN METODE XRD DAN SEM-EDX.

  Laporan tugas akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu syarat mencapai gelar sarjana fisika. Penelitian skripsi ini dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian Fisika (P2F) Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) di kawasan PUSPIPTEK Serpong Tangerang, sesuai dengan waktu yang ditetapkan. Penulis juga menyampaikan banyak terima kasih kepada :

  1. Bapak Dr. Perdinan Sinuhaji, MS dan Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M.Sc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan panduan dan penuh kpercayaan kepada saya dan telah banyak meluangkan waktu untuk membimbing saya untuk menyempurnakan tugas akhir ini.

  2. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc sebagai dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) USU. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua Departemen Fisika FMIPA USU, Bapak Drs.

  Syahrul Humaidi, M. Sc selaku sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU beserta seluruh Staf Pengajar dan Pegawai Departemen Fisika FMIPA USU.

  3. Bapak Wisnu Ari Adi selaku pembimbing di lapangan yang telah memberikan bimbingan, waktu dan tenaga kepada penulis dalam penyelesaian skripsi ini.

  4. Orang tua saya tercinta A.NAIBAHO dan T.SIMANJUNTAK yang telah bersusah payah dan senantiasa memberikan dukungan dan perhatian kepada saya. Adek Ida, ayu,ruben beserta keluarga besar saya dan Jenifer nainggolan yang memberikan dukungan dan semangat dalam penyelesaian tugas akhir ini.

  5. Sahabat-sahabat satu Angkatan “PHYSIC INSIDE 2010 ( Sahat, Edy,

  Juan, Lamhot, Desmart, Tambi, Jantiber, Faisal, Baik, Jekson, fadly Rumianto, Riki, Tere, Emi, Roulina, Tari, Lia, Ita, Melisa, Jejen, Cibul, Mini, Juli, Sarah, dkk) dan IMF USU”, dan adik-adik junior 2011, 2012, 2013, 2014 yang selalu memberikan semangat kepada saya dalam penyelesaian skripsi ini.

  Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh kareana itu, penulis memohon maaf apabila terdapat banyak kekurangan dan kesalahan. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun orang lain yang membacanya. Amin …

  Penulis,

  Ronald j Naibaho 100801048

  

KARAKTERISASI DEBU VULKANIK ERUPSI GUNUNG

SINABUNG DARI DESA SIMACEM KABUPATEN KARO

DENGAN METODE XRD DAN SEM-EDX

ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian menggunakan analisis XRD dan SEM-EDX terhadap komposisi Debu Vulkanik erupsi Gunung Sinabung pada tanggal 15 September 2013.Dari hasil XRD Untuk Debu Vulkanik memiliki fasa Anorthite 89.20% dengan struktur kristal Triklinik, parameter kisi a = 8.170 Å, b = 12.849 Å, c = 14.178 Å; fasa Quartz 2.63% dengan struktur kristal Hexagonal, parameter kisi a = 5.135 Å, b = 1.135 Å, c = 5.443 Å; fasa Cristobalite 5.65% dengan struktur kristal Tetragonal, parameter kisi a = 4.957 Å, b = 4.957 Å, c = 6.779 Å dan fasa Alunite 2.52% dengan struktur kristal Hexagonal, parameter kisi a = 6.967 Å, b = 6.967 Å, c = 17.150 Å.

  

Kata Kunci : Debu Vulkanik Sistem Kristal, Komposisi, dan Mikrostruktur

  

ANALYSIS OF VOLCANIC ROCK MOUNTAIN SINABUNG

BY XRD METHOD AND SEM-EDX

ABSTRACT

  A research on the has been done by using XRD analysis and SEM-EDX

  th

  composition of volcanic rock Mountain Sinabung erupted on 15 September 2013. From XRD pattern,it was observed that volcanic stone as major 89.20% Anorthite phase with triclinic crystal structure, lattice parameters a = 8.170 Å, b = 12,849Å, c = 14.178 Å,where as Quartz phase for 2.63% was observed as mijor phase with Hexagonal crystal structure, lattice parameters a = 5.135 Å, b = 5.153 Å, c = 5.443 Å;cristobalite phase for 5.65% with the Tetragonal crystal structure, lattice parameters a = 4,957 Å, b = 4.957 Å, c = 6.779 Å and Alunite phase for 2.52% with Hexagonal crystal structure, lattice parameters a = 6.967 Å, b = 6.967 Å, c = 17.150 Å.

  Keywords: Crystal Systems, Composition, and Microstructure

DAFTAR ISI

  Halaman Persetujuan i

  Pernyataan ii

  Penghargaan iii

  Abstrak v

  Abstract vi

  Daftar isi vii

  Daftar Tabel ix

  Daftar Gambar 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

  3

  1.6 Sistematika Penulisan

  4 Bab 2 Tinjauan Pustaka

  2.1 Gunung Berapi

  5

  2.2 Debu Vulkanik

  6

  2.2.1 Mikrostruktur Debu Vulkanik

  8

  2.3 Efek Debu Vulkanik

  9

  2.3.1 Kesehatan

  9

  2.3.2 Kesuburan Tanah

  9

  2.3.3 Tanaman dan Peternakan

  10

  2.4 Logam Berat

  10

  2.4.1 Pengertian Logam Berat

  10

  2.4.2 Karakteristik Logam Berat

  10

  2.5 Senyawa Pada Debu Vulkanik

  11

  2.5.1 Anorthite

  11

  2.5.2 Alunite

  12

  2.5.3 Cristobalite

  13

  2.5.4 Kuarsa

  14

  2.5.5 Karbon

  16

  2.6 Krisatal

  16

  2.6.1 Pengertian Kristal

  16

  2.6.2 Struktur Kristal

  16

  2.6.3 Sistem Kristal

  17

  2.6.4 Bidang-Bidang Kristal

  21

  2.7 Analisis Struktur dan Mikrostruktur Kristal

  23

  2.8 XRD (X-Ray Diffraction)

  23

  2.8.1 Prinsip Kerja XRD (X-Ray Diffraction)

  24

  2.8.2 Analisis Difraksi

  26

  2.9 SEM (Scanning Electron Microscope)

  27 Bab 3 Metode Penelitian

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian

  30

  3.1.1 Tempat Penelitian

  30

  3.1.2 Wkatu Penelitian

  30

  3.2 Alat dan Bahan

  30

  3.3 Prosedur Penelitian

  30

  3.3.1 XRD (X-Ray Diffraction)

  31

  3.3.1.1 Sampel dan Preparasi

  31

  3.3.1.2 Spesifikasi Alat

  31

  3.3.1.3 Persiapan Pengukuran

  34

  3.3.1.4 Spesifikasi Pengukuran

  35

  3.3.1.5 Prosedur Pelaksanaan

  35

  3.3.2 SEM (Scanning Electron Microscope)

  37

  3.3.2.1 Spesifikasi Pengukuran

  37

  3.3.2.2 Prosedur Pelaksanaan

  38

  3.4 Diagram Alir Penelitian

  39 Bab 4 Hasil dan Pembahasan

  4.1 Analisis Struktur

  40

  4.1.1 Analisis Struktur Sampel Debu Vulkanik

  40

  4.2 Analisis Komposisi

  42

  4.2.1 Analisis Komposisi Sampel Debu Vulkanik

  42

  4.3 Analisis SEM-EDX(Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-Ray)

  42

  4.3.1 Mikrostruktur SEM-EDX Sampel DebuVulkanik

  42 Bab 5 Kesimpulan dan Saran

  5.1 Kesimpulan

  45

  5.2 Saran

  45 Daftar Pustaka

  Lampiran

  DAFTAR TABEL

  Nomor Tabel Judul Halaman

Tabel 2.2 Tingkat isyarat Gunung Berapi Indonesia

  6 Tabel 4.1 Sistem Kristal, Konstanta Kisi dan Densitas Senyawa

  38 Al

  2 CaO

  8 Si 2,

  SiO2,dan Al

  

3 H

  12 K 0.875 O 14.125 S

  2 Pada Debu

  Vulkanik

Tabel 4.2 Fraksi Massa Sampel Debu Vulkanik

  39 Tabel 4.3 Analisis Unsur Sampel Debu Vulkanik

  41

  DAFTAR GAMBAR

  Nomor Gambar Judul Halaman

Gambar 2.1 a. Kubus Sederhana, b. Kubus BCC, c. Kubus FCC

  16 Gambar 2.2 Tetragonal Sederhana dan Berpusat Badan

  17 Gambar 2.3 Kristal Orthorombik

  17 Gambar 2.4 Kristal Monoklinik

  18 Gambar 2.5 Kristal Triklinik

  18 Gambar 2.7 Kristal Rombhohedral

  19 Gambar 2.8 Kristal Heksagonal

  19 Gambar 2.9 Difraksi Bragg

  24 Gambar 4.1 Pola Difraksi Sinar-x Sampel Debu Vulkanik

  37 Gambar 4.2 Mikrostruktur SEM-EDX Sampel Debu Vulkanik

  40 Gambar 4.3 Analisis Elementer Sampel Debu Vulkanik

  40