15
terdapat, tetapi gugusan ini terletak sebagai bidang bagian permukaan dari Al-okta yang ditutupi oleh jaringan atom-atom oksigen. Kemungkinan disosiasi H
+
melalui jaringan oksigen ini masih belum diketahui. Sebagai akibatnya nilai KTK kaolinit menjadi kecil dan dapat berubah jika pH berubah, nilai KTK biasanya
antara 1-10 me 100 g. Oleh karena kuatnya ikatan struktural, maka partikel kaolinit tidak mudah pecah. Keadaan ini juga menyebabkan kaolinit bersifat sukar
mengerut dan mengembang serta kurang plastis. Keterbatasan permukaan aktif menyebabkan daya adsorpsinya rendah.
Luas permukaan spesifik kaolinit kira-kira 7 – 30 m
2
g. Ada tidaknya kaolinit dalam suatu tanah dapat diidentifikasi dengan difraksi sinar-x dengan menetapkan
nilai d jarak antara bidang atom di dalam kristal. Nilai d untuk kaolinit d
001
adalah 7,14 Å. Anggota golongan kaolinit adalah kaolinit, dikit, nakrit dan haloisit. Kecuali haloisit, mineral lainnya tidak dapat mengebang dalam air. Dari
mineral-mineral disebutkan di atas mineral kaolinit yang distribusinya terluas. Mineral ini banyak didapati pada tanah ordo ultisol dan oxisol di daerah tropik.
2.1.2. Haloisit Tipe 1:1
Mineral ini mempunyai komposisi umum Al
2
O
3
.2SiO
2
.4H
2
O. Strukturnya mirip kaolinit, perbedaan dengan kaolinit terletak pada susunan yang
tidak beraturan dari lapisan-lapisan dan terdapatnya dua atau lebih antar lapisan air water interlayer. Molekul-molekul air terikat bersama-sama menurut pola
heksagonal, molekul air ini selanjutnya terikat dengan lapisan-lapisan kristal melalui ikatan H. Oleh karena terdapatnya air di antara lapisan maka haloisit
Minto Supeno: Bentonit Alam Terpilar Sebagai Material Katalis Co-Katalis Pembuatan Gas Hidrogen Dan Oksigen Dari Air, 2007. USU e-Repository © 2008
16
memiliki nilai α =10,1 Å lebih besar dari kaolinit. Jika haloisit dipanaskan, maka
nilai d turun menjadi 7,2 Å. Mineral yang airnya telah keluar disebut metahaloisit. Haloisit dilaporkan cepat berubah menjadi metehaloisit jika suhu menjadi 50°C.
Haloisit umumnya berbentuk pipa tubular jika dilihat melalui mikroskop elektron, bentuk ini berbeda dengan kaoilinit yang berbentuk heksagonal. Proses
pembentukan dan kemantapan haloisit di dalam tanah diketahui dipengaruhi oleh kelembaban tanah. Kondisi tanah lembab diperlukan untuk perkembangan mineral
itu. Terdapat indikasi bahwa haloisit dipercaya sebagai bahan asal dari kaolinit. Proses pembentukan kaolinit mengikuti urutan sequence pelapukan berikut ini:
Montmorilonit Haleisit Metahaloisit Kaolinit
2.1.3. Montmorilonit Tipe 2 : 1
Mineral dalam kelompok ini kadang-kadang disebut smektit dan mempunyai komposisi beragam. Namun rumus umum dinyatakan sebagai
Al
2
O
3
.4SiO
2
.H
2
O + xH
2
O. Nama montmorilonit diperuntukkan bagi jenis aluminosilikat berhidrasi dengan substitusi rendah. Tipe tanah liat ini sering pula
disebut bentonit. Montmorilonit memiliki ion-ion Mg
2+
dan Fe
3+
di dalam posisi oktaeder, sementara beidelit yang baik tidak mengdung Mg dan Fe di dalam
lembar oktaeder. Beidelit dicirikan oleh kandungan Al yang tinggi. Muatan lapisan silika semua berasal dari penggantian Si
4+
oleh Al
3+
. Dua macam teori struktur dari montmorilonit ialah 1 menurut
Hofmann dan Endell serta 2 menurut Edelman dan Favajee. Kedua teori itu menunjukkan kemiripan yakni dalam hal struktur unit sel yang dianggap simetris,
Minto Supeno: Bentonit Alam Terpilar Sebagai Material Katalis Co-Katalis Pembuatan Gas Hidrogen Dan Oksigen Dari Air, 2007. USU e-Repository © 2008
17
sehingga berlawanan dengan kaolinit. Satu lembar aluminium oktaeder terselip atau terjepit di antara dua lembar silika tetraeder.
Ikatan antara lapisan relatif lemah dan mempunyai ruang antar lapisan yang dapat mengembang jika kandungan air meningkat. Perbedaan antara
struktur Hofmann dan Endell dengan struktur menurut Edelman dan Favajee adalah dalam penyusunan jaringan silika tetraeder seperti yang dilukiskan pada
Gambar 2.4. Edelmann dan Favajee berpendapat bahwa susunan alternatif dari silika tetraeder terwujud dengan ikatan Si-O-Si bersudut 180°, dengan bidang
dasar terdiri dari gugusan OH yang diikat oleh silika di dalam tetraeder.
Gambar 2.4. a Model Struktur montmorilonit menurut Edelman dan Favajee, dan b Model struktur menurut Hofmann dan Endell
Tan, 1982
Muatan negatif montmorilonit umumnya berasal dari substitusi isomorfik yaitu penggatian kation bervalensi tinggi dengan kation valensi yang
Minto Supeno: Bentonit Alam Terpilar Sebagai Material Katalis Co-Katalis Pembuatan Gas Hidrogen Dan Oksigen Dari Air, 2007. USU e-Repository © 2008
18
lebih rendah dengan syarat jari-jari atom relatif sama. Hanya terdapat sedikit muatan berubah, karena semua gugusan hidroksil berlokasi dalam bidang
permukaan yang ditutupi oleh jaringan atom-atom oksigen. Van Olphen 1977 mengemukakan nilai KTK monmorilonit kira-kira 70 me 100g, luas permukaan
antara 700–800 m
2
g dan oleh karena besarnya nilai ini maka montmorilonit memperlihatkan sifat plastis dan melekat kuat jika basah. Montmorilonit
umumnya berukuran sangat halus, sedangkan komponen-komponen dalam lapisan tidak terikat kuat. Jika mengadakan persentuhan dengan air, maka ruang di antara
lapisan mineral mengembang, menyebabkan volume tanah liat dapat berlipat ganda. Terdapat tanda bahwa jarak dasar basal spacing montmorilonit
meningkat secara seragam jika terjadi penyerapan air. Beberapa peneliti mencatat bahwa meningkatnya jarak dasar dapat berlangsung perlahan-lahan, yaitu pertanda
pembentukan kulit hidrasi di sekeliling kation-kation yang terdapat di antara lapisan.
Tingginya daya mengembang atau mengerut dari montmorilonit menjadi alasan kuat, mengapa mineral ini dapat menyerap dan memfiksasi ion-ion
logam dan persenyawaan organik. Jerapan persenyawaan organik menjurus pembentukan kompleks organo-mineral. Ion-ion organik dipercaya dapat
menggantikan kedudukan kation-kation organik di dalam ruang antar misel. Jerapan persenyawaan organik sperti gliserol dan etilen glikol merupakan penciri
dalam mengidentifikasi montmorilonit dengan analisa difraksi sinar-x. Jika montmorilonit dipanaskan dalam oven pada suhu 105°C, maka biasanya mineral
Minto Supeno: Bentonit Alam Terpilar Sebagai Material Katalis Co-Katalis Pembuatan Gas Hidrogen Dan Oksigen Dari Air, 2007. USU e-Repository © 2008
19
ini dicirikan oleh puncak difraksi dari jarak dasar 10 Å, sedangkan nilai untuk kondisi kering udara adalah 12,4 – 14 Å.
Dari keanekaragaman jenis tanah liat, monmorilonit ditemukan dalam bentuk tanah kebanyakan montmorilonit termasuk oktaeder, dan banyak
ditemukan pada jenis tanah Vertisol, Mollisol, Affisol maupun Entisol. Tingginya daya plastis, mengembang dan mengkerut mineral ini menyebabkan tanah
menjadi plastis jika basah dan keras jika kering. Retakan-retakan pada permukaan tanah akan terlihat jika permukaan tanah mengering.
2.1.4. Ilit Tipe 2 : 1
