Aplikasi Geokimia terhadap kimia larutan dan asam basa

APLIKASI ATAU HUBUNGAN KIMIA LARUTAN DAN ASAM BASA DENGAN ILMU GEOKIMIA

                                                                                                      

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

2013

BAB I. PENDAHULUAN

Hubungan antara ilmu kimia dengan ilmu geologi terdapat dalam salah satu ilmu yang ada saat ini yaitu geokimia. Geokimia bukan merupakan gabungan dari kedua ilmu tersebut, namun merupakan ilmu yang berperan untuk menjelaskan fenomena-fenomena geologi yang terjadi yang ditinjau dari sisi kimianya.

Lebih jelasnya, geokimia adalah ilmu yang mempelajari tentang kandungan unsur dan isotop yang terkandung di dalam bumi. Geokimia juga memiliki beberapa cabang ilmu, diantaranya geokimia panas bumi, geokimia mineral, geokima petroleum, dan geokimia lingkungan.

Disini ilmu kimia digunakan untuk mengidentifikasi unsur-unsur pembentuk atau yang terkandung di dalam suatu objek geologi, misalnya batuan, lapisan, panas bumi, air tanah, unsur pembentuk bumi dan lain sebagainya.

Dalam ekplorasi air tanah, ilmu geokimia digunakan untuk menentukan unsur yang terkandung didalam air tersebut, menentukan derajat keasaman dari suatu sumber air tanah tersebut yang menjadikan acuan air tanah tersebut layak atau tidak untuk digunakan. Hal ini berkaitan erat dengan hubungan antara kimia larutan dan asam basa dengan ilmu geokimia.

Sebagai mahasiswa jurusan Teknik Geofisika, kami dituntut harus memahami permasalahan tersebut, maka dari itu kami akan membahas permasalahan tersebut secara lebih lanjut  dalam makalah ini.

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

Geokimia merupakan cabang ilmu geologi yang juga terkait dalam bidang geofisika, salah satunya mengenai mineralogi air tanah yang mempelajari sifat kimia air tanah dan air permukaan terutama tentang hubungan sifat kimia dengan air yang terdapat pada kondisi geologi wilayah suatu daerah. Dengan begitu geokimia air tanah merupakan cabang dari ilmu geokimia yang khusus mempelajari air tanah melalui pendekatan secara kimia. Sifat kimia air tanah dapat digunakan untuk penentuan kualitas air tanah. Diantara sifat kimia nya adalah kesadahan/kekerasan (total hardness), jumlah padatan terlarut (total dissolved solid), daya hantar listrik (electrical conductance), dan keasaman serta kandungan ion (Bates dan Jackson, 1983).

Sifat kandungan ion yang terdapat dalam air tanah diantaranya adalah NO₃^-, Cl^- dan HCO₃^-. Nitrat merupakan konsentrasi yang tinggi dan dapat dijadikan indikasi adanya senyawa polutan dalam air tanah. Kandungan nitrat jumlahnya <10 mg/L pada komposisi air tanah biasanya, selain itu klorida juga digunakan untk mengetahui berapa besar kadar sodim klorida ( NaCl) yang terlarut dalam air tanah, selain itu kebasaan sampel air tanah dinyatakan dalam alkalinitas yakni berapa besar asam yang digunakan untuk menetralkan air tanah. Tingginya alkalinitas dalam air disebabkan oleh ionisasi asam karbonat (HCO₃^-) Terutama pada air tanah yang banyak mengandung karbondioksida (CO₂) dimana kadar nya mengalami saturasi / jenuh. CO₂ dalam air bereaksi dengan basa pada batuan dan tanah membentuk bikarbonat.

Ruang lingkup permukaan kimia air.

Berbagai reservoir di bumi terdapat berbagai materi seperti (atmosfer, air, sedimen, tanah,biota) yang terdapat didaerah yang tinggi. Bahkan pada permukaan atmosfer  terkandung zat berupa padat-air-gas. Triliunan kilometer persegi merupakan permukaan anorganik, organic dan biologis bahkan menutupi tanah dan batuan sedimen yang ada di perairan. Berbagai macam mineral dan humus membuat system tanah banyak mengandung pasokan nutrisi yang mendukung vegetasi air tanah. CO₂ merupakan senyawa paling penting yang dapat menghasilkan bahan reaktif dan katalitik didaerah yang tinggi dalam permukaan tanah. Sedangkan proses geologi  melibatkan erosi adalah topograf melalui erosi dan transportasi partikel. Proses tersebut dapat memberikan pasokan nutrisi ke biosfer (Fyfe,1987).

Komposisi zat terlarut dalam air tanah dapat dikelompokkan menjadi 4 (empat) diantaranya:

1.      Unsure utama (major constituents)

Dengan kandungan utama 1,0-1000 mg/L yakni natrium (Na), kalsium (Ca), magnesium (Mg), bikarbonat, sulfat (SO₄)

BAB III. PEMBAHASAN

Geologi adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi khususnya komposisi, struktur sifat fisik, dan sifat kimianya. Geologi sendiri di bagi dalam beberapa cabang, salah duanya adalah geokimia dan geofisika. Geokimia dan geofisika sangat berkaitan terutama dalam hal eksplorasi. Aplikasi geokimia dalam geofisika adalah untuk mengetahui sifat kimia suatu fluida dalam geothermal, magma dalam vulkanologi dan kandungan kimia dalam air tanah. Dalam makalah ini akan dibahas kandungan kimia dalam air tanah terutama pH dan larutannya. Dalam geokimia sendiri terdapat geokimia air sebagai ilmu yang mempelajari sifat kimia air tanah dan air permukaan terutama hubungan antara sifat-sifat kimia dan kualitas air dengan kondisi geologi wilayah tempat air tanah dan air permukaan tersebut berada. Air tanah setelah berinteraksi dengan mineral batuan maka kandungan kimia dalam air tanah dapat ditentukan. Demikian juga kualitas air tanah dapat diprediksi. Sifat kimia air tanah sangat berguna untuk penetuan kualitas air tanah. Sifat kimia air tanah antara lain kesadahan atau kekerasan (total Hardness), jumlah padatan terlarut, daya hantar listrik, keasaman, dan kandungan ion.

Sifat kimia air tanah tersebut yang berhubungan dengan focus materi kali ini adalah jumlah padatan, dan daya hantar listrik  yang masuk dalam larutan sedangkan keasaman yang masuk dalam asam basa.

1.        Larutan

Jumlah padatan terlarut merupakan parameter dari jumlah material yang dilarutkan dalam air. Total zat padat dalam air tanah terdiri dari dua kandungan yaitu jumlah padatan  tersuspensi berupa mineral dan jumlah padatan terlarut berupa kation dan anion karena kandungan ion-ion sangat dibutuhkan bagi kehidupan manusia.  Di setiap daerah mempunyai jumlah padatan terlarut yang berbeda-beda sehingga kualitas air tanah dapat diprediksi kelayakannya untuk dikonsumsi sebagai sumber air bersih.

Air dengan jumlah padatan terlarut tinggi lebih dari 1000 mg/L mempunyai rasa yang tidak enak sehingga tidak layak dikonsumsi sebgi air minum. Oleh karena itu, batassan kadar jumlah padatan terlarut perliter yang diperlukan untuk air minum adalah 500 mg/L. Air yang mengandung banak kation juga tidak cocok untuk berbagai kegunaan industri.

Kualitas air tanah dapat diklasifikasikan menjadi :

a.    Air bersih dengan jumlah padatan terlarut 0 - 1000 mg/L

b.    Air payau dengan jumlah padatan terlarut 1000 mg/L - 10.000 mg/L

c.     Air asin dengan jumlah padata terlarut 10.000 mg/L - 100.0000 mg/L

d.    Air garam dengan jumlah padatan terlarutlebih dari 100.000 mg/L

Dari data diatas dapat disimpulkan bahwa kualitas air tanah dapat ditentukan konsentrasi ion mayor dalam air ranah tersebut. Jumlah padatan terlarut dalam air tanah mengandug 19% ion-ion mayor berupa Na⁺, Ca⁺, Mg⁺, K⁺, HCO₃^-, Cl^-, SO4^2- yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan makhluk hidupterutama manusia. Unsure-unsur Na⁺. Ca²⁺, Mg²⁺, K⁺ termasuk unsur alkali dan alkali tanah mudah terbentuk ion maka mudah larut dalam air sehingga kation-kation tersebut mendominasi air tanah.

Lempung atau koloid padatan mempunyai permukaan yang luas sehingga kemampuan untuk menyerap ion sangat besar. Ion yang diserap akan menggantikan kedudukan ion yang dilepaskan dari setiap padatan. Proses ini dikenal dengan proses pertukaran kation.

Pertukaran kation dengan batuan penyusun akuifer untuk mencapai keseimbangan air tanah. Ion yang mengalami pertukaran memiliki kekuatan yag berbeda. Ion yang berdaya serap kuat akan menggantikan ion yang berdaya serap lemah.

Berdasarkan jumlah padatan larutan pada larutan endapan laut kulitas air dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

1.        Zona dangkal dimana air tanah yang mengalir aktif sebagai pembilas dan pelarut batuan, pada zona ini ion HCO₃^- yang dominan dengan jumlah padatan terlarut rendah.

2.        Zona tengah yaitu air tanah dimana air tanah mengalir pelan pada zona ini yang dominan ion SO₄^2- dengan jumlah padatan terlarut tinggi.

3.        Zona dalam dimana air tanah mengalir sangat lambat sehingga mineral yang terlarut besar dan ion Cl^- yang dominan dengan jumlah padatan terlarut sangat tinggi.

Share this

Unknown