ANALISA KALSIUM (Ca) DALAM BATU KAPUR

MAKALAH ANALISA KALSIUM (Ca)

DALAM BATU KAPUR

DISUSUN OLEH :

RISCA WAHYU FEBRIANI

29 / 4 KIMIA 2

SMK N 1 (STM PEMBANGUNAN) TEMANGGUNG

TH. AJARAN 2016/2017

I.     BATU GAMPING

Batu kapur (bahasa Inggris: limestone) (CaCO₃) adalah sebuah batuan sedimen terdiri dari mineral calcite (kalsium carbonate). Sumber utama dari calcite ini adalah organisme    laut. Organisme ini mengeluarkan shell yang keluar ke air    dan terdeposit di lantai    samudra sebagai pelagic ooze (lihat lysocline    untuk informasi    tentang dissolusi calcite).

Calcite sekunder juga dapat terdeposi oleh air   meteorik tersupersaturasi (air tanah yang presipitasi material di gua). Ini    menciptakan speleothem seperti stalagmit    dan stalaktit. Bentuk yang lebih jauh terbentuk dari Oolite (batu kapur Oolitic) dan    dapat dikenali dengan penampilannya yang granular. Batu kapur membentuk 10% dari seluruh volume batuan sedimen.

Pembentukan    batu gamping terjadi secara    organik, mekanik atau secara kimia.

Organik    : pengendapan    binatang    karang/cangkang siput, foraminifera, koral/kerang

Mekanik : bahanya sama    dengan    organik yg berbeda hanya terjadinya perombakan darr batu gamping tersebut yg    kemudian terbawa arus dan    diendapkan tidak    terlalu jauh    dari tempat semula

Kimia       : terjadi pada    kondisi iklim  dan suasana    lingkungan tertentu dalam air laut atau air tawar.

Mata air mineral    dapat juga mengendapkan batugamping    karen peredaran air panas alam yg melarutkan lapisan batugamping di bawah permukaan yg kemudian diendapkan di permukaan.

Penamaan Batu Gamping

- Batu    gamping (kadar dolomit 0-5, kadar MgO 0,1 - 1,1)

- Bahan Galian bermagnesium (Kd 5-10, Mgo 1,1 - 2,2)

- Bahan Galian    dolomitan (Kd 10-50, MgO 2,2 - 10,9)

- Dolomitan    berkalsium (Kd 50-90, MgO 10,9 - 19,7)

- Dolomit (Kd 90-100, MgO 19,7-21,8)

Tempat terdapatnya:

1. Jabar (serang,    padalarang, cibadak,    tasikmalaya)

2. Jateng    ( nusakambangan,    gunungkidul, rembang, klaten)

3. Jatim ( tuban,    pacitan, madura, malang)

4. Sumatera (    kotaraja,    aceh, nias,    jambi, bengkulu)

5. Kalimantan ( barito, kutai, kalbar, kalteng)

6. Sulawesi    ( tonnasa, ujungpandang)

7. Nusa tenggara (timor,    sumbawa)

8. Maluku

9. Papua    (kotabaru)

Kegunaan dari batu gamping :

1. Batu bangunan : dipakai    untuk pondasi jalan,    rumah, bendungan.    Biasanya dipakai Bahan Galian Gamping yg    keras dan    pejal berhablur halus dan    mempunyai daya tekan 800-2500 kg/cm₂.

2. Bahan bangunan

syarat : CaO+ MgO    min 95 %, SiO₂+Al₂O₃ +    Fe₂O₃ max 5%, CO₂ 3 %, 70 % lolos ayakan 0,85 mm.

3. Industri    kaca :    berfungsi sebagai Galian fluks    dgn kadar 0,96% SiO₂, 0,04 Fe₂O₃, 0,14 % Al₂O₃, 0,15% MgO, 55,8% CaO

4. Industri bata silika

Syarat: 90% CaO,    max 4,5% MgO,    maks 1,5% Fe₂O₃+Al₂O₃, maks 55,8% CO₂

5. Industri semen :

syarat: 50-55% CaO,    maks 2% MgO, viskositas 3200    cp (40% H2O), 2,47 % Fe₂O₃, 0,95% Al₂O₃

6. Pembuatan karbit:

bahan    utama 60 % kapur    tohor dan 40 % kokas.

Syarat: min 92% caO, mk1,75 % MgO, maks 1% Fe₂O₃ + Al₂O₃. untuk kokas maks 5% Fe₂O₃, maksimal    0,2% S, maka 0,02 % P, hilang pijar 4 % maks 2% SiO2. Khusus    kokas kada r a  rang padat > 86%. Kadar abu maks 12%, tdk rapuh, kadar air rendah.

Pembuatan    karbit : kokas dan kapur tohor    dicampur dgn perbandingan 1,7 : 1 diaduk, kmd dibakar dlm tanur listrik dgn T 2000 C.    Hsl pembakaran dimasukan dlm tabung dgn reaksi:

CaO+ C + CaC₂ + CO

7. Pembuatan refraktori :

Sebagai Galian    bahan baku     adalah high    calcium lime yg mengandung 95% CaCO3, 5 % dolomit. Dpt juga high magnesium    lime mengandung 50-90% CaCO3,    10-50% dolomit,    sebagai Galian    bhn tambahan     adalah clay, air.

Pembuatannya :

Dibuat CaO    maupun CaOMgO, dilakukan hidrasi diperoleh Ca(OH)₂ dan Ca(OH)₂MgO kmd bhn baku dicampur dgn bhn tambahan    (clay,samot,air) dan dicetak serta diangin-anginkan, setelah itu dipanaskan 1200 C shg didapatkan produk.

8. Pelicin tablet

Syarat: berukuran –200mesh, kandungan       CaCO3 98,5% shg merupakan      serbuk hablur putih tdk berbau dan tdk       berasa, tdk mengandung arsen dan logam berat lainnya, susut kering tdk melebihi 1% tdk mengganggu bhn aktif.

Pembuatannya :

formulasi tablet       dicampur sesuai     dosis + digiling granuler dan     dikeringkan + digiling dan ditambah dgn CaC)₃ + lubrication & dicetak & ditekan + didapat produk.

9. Peleburan      baja

Berfungsi       sebagai Galian bhn imbuh     (fluks). Silika dan     alumina akan bereaksi dgn bhn imbuh mjd terak/slag yg mengapung terletak di atas lelehan besi        baja, shg mudah dipisahkan.         Disamping itu Bahan Galian Gamping dpt mengikat SO₂ dan H₂O.

Syarat: CaO min 52%, SiO₂ maks 4%,        Al₂O₃+Fe₂O₃ 3%, MgO maks 3,5%, P mak 0,1%, Fe₂O₃ maks 0,65%.

10. Bahan       Pemutih kertas     , pulp, karet

Bahan Galian Gamping hablur murni digerus halus dgn syarat 98% CaCO₃ dan PH > 7,8 dgn kehalusan 325 mesh mpy daya serap thd minyak warna putih

11. Industri gula:

Bahan Galianamping berfungsi menjernihkan nira tebu dan menaikan tebu.

Biasanya utk 1000 kw tebu = 100 kg kapur tohor dgn syarat 0,2% H₂), 0,2% HCl, 55% CaO, 0,1% SiO₂, 0,1% Al₂O₃, 0,4% ,MgO, 43,6% CO₂, 0,3% Na₂OK₂O.

Batu gamping pada umumnya adalah bukan terbentuk dari batuan sediment seperti yang kita kira, tidak juga terbentuk dari clay dan sand, terbentuk dari batu-batuan bahkan juga       terbentuk dari kerangka calcite yang berasal dari organisme microscopic di laut dangkal.       Pulau Bahama adalah sebagai contoh dari daerah dimana proses ini masih terus berlangsung hingga sekarang.

Sebagian perlapisan batu gamping hamper murni terdiri dari kalsit, dan pada perlapisan yang lain terdapat sejumlah kandungan silt atau clay yang membantu ketahanan dari batu gamping tersebut terhadap cuaca. Lapisan gelap pada bagian atas mengandung sejumlah besar fraksi dari silika yang terbentuk dari kerangka mikrofosil,  dimana lapisan pada bagian ini lebih tahan terhadap cuaca.

Batu gamping dapat terlarutkan oleh air hujan lebih mudah dibandingkan dengan batuan yang lainnya. Air hujan mengandung sejumlah kecil dari karbon dioksida selama perjalanannya di udara, dan hal tersebut mengubah air hujan tersebut menjadi nersifat asam. Kalsit adalah sangat reaktif terhadap asam. Hal tersebut menjelaskan mengapa goa-goa bawah tanah cenderung untuk terbentuk pada daerah yang banyak mengandung batu gamping, dan juga menjelaskan mengapa bangunan bangunan yang terbuat dari bahan batugamping rentan terhadap air hujan yang mengandung asam. Pada daerah daerah tropis , batu gamping terbentuk menjadi batuan yang kuat membentuk sejumlah pegunungan-pegunungan batu gamping yang indah.

Dibawah pengaruh pressure yang tinggi, batu gamping termatomorfosakan menjadi batuan metamorf marble. Pada kondisi tertentu, kalsit yang terdapat di dalam batugamping teralterasi menjadi dolomite, berubah menjadi batuan dolomite.

Batu Kapur dan dolomit merupakan batuan karbonat utama yang banyak digunakan diindustri Aragonit yang berkomposisi kimia sama dengan Kalsit (CaCO₃) tetapi berbeda       dengan struktur kristalnya, merupakan mineral metas table karena pada kurun waktu tertentu dapat berubah menjadi Kalsit. Karena sifat fisika mineral-mineral karbonat hampir sama satu sama lain, maka tidak mudah untuk mengidentifikasinya.

Batugamping merupakan salah satu golongan batuan sedimen yang paling banyak jumlahnya. Batugamping itu sendiri terdiri dari batugamping non-klastik dan batugamping klastik.

Batugamping non-klastik, merupakan koloni dari binatang laut antara lain dari Coelentrata, Moluska, Protozoa dan Foraminifera atau batugamping ini sering jyga disebut batugamping Koral karena penyusun utamanya adalah Koral.

Batugamping Klastik, merupakan hasil rombakan jenis batugamping non-klastik melalui proses erosi oleh air, transportasi, sortasi, dan terakhir sedimentasi.selama proses tersebut banyak mineral-mineral lain yang terikut yang merupakan pengotor, sehingga sering kita jumpai adanya variasi warna dari batugamping itu sendiri. Seperti warna putih susu, abu-abu muda, abu-abu tua, coklat, merah bahkan hitam.

Secara kimia batu gamping terdiri atas Kalsium karbonat (CaCO₃). Dialam tidak jarang pula dijumpai batu gamping magnesium. Kadar magnesium yang tinggi mengubah batugamping dolomitan dengan komposisi kimia CaCO₃MgCO₃

Adapun sifat dari batugamping adalah sebagai berikut :

a. Warna               : Putih,putih kecoklatan, dan putih keabuan

b. Kilap                 : Kaca, dan tanah

c. Goresan            : Putih sampai putih keabuan

d. Bidang belahan   : Tidak teratur

e. Pecahan            : Uneven

f. Kekerasan          : 2,7 – 3,4 skala mohs

g. Berat Jenis         : 2,387 Ton/m³

h. Tenacity            : Keras, Kompak, sebagian berongga

II.     MINERAL

Mineral adalah padatan senyawa kimia homogen, non-organik, yang memiliki bentuk teratur (sistem kristal) dan terbentuk secara alami. Istilah mineral termasuk tidak hanya bahan komposisi kimia tetapi juga struktur mineral. Mineral termasuk dalam komposisi unsur murni dan garam sederhana sampai silikat yang sangat kompleks dengan ribuan bentuk yang diketahui (senyawaan organik biasanya tidak termasuk)

Agar dapat diklasifikasikan sebagai mineral sejati, senyawa tersebut haruslah berupa padatan dan memiliki struktur kristal. Senyawa ini juga harus terbentuk secara alami dan memiliki komposisi kimia yang tertentu. Definisi sebelumnya tidak memasukkan senyawa seperti mineral yang berasal dari turunan senyawa organik. Bagaimanapun juga, The International Mineralogical Association tahun 1995 telah mengajukan definisi baru tentang definisi material:

Mineral adalah suatu unsur atau senyawa yang dalam keadaan normalnya memiliki unsur kristal dan terbentuk dari hasil proses geologi.

Klasifikasi modern telah mengikutsertakan kelas organik kedalam daftar mineral, seperti skema klasifikasi yang diajukan oleh Dana dan Strunz.

Macam dan peranan mineral organik

1.      Mineral makro

a.       Kalsium ( Ca )

b.      Fosfor ( P )

c.       Natrium ( Na )

d.      Klor ( Cl )

e.       Magnesium ( Mg )

2.      Mineral  Mikro

a.       Besi

b.      Zinc/Seng

c.       Yodium

d.      Selenium

e.       Chromium

III.     KALSIUM

Kalsium adalah unsur kimia dengan simbol Ca dan nomor atom 20. Ini memiliki massa atom 40,078 Amu. Kalsium adalah logam alkali tanah yang lunak berwarna abu-abu, dan merupakan unsur yang paing berlimpah kelima massa di kerak bumi. Kalsium dengan kerapatan 1,55 g/cm3 adalah yang paling ringan dari logam alkali tanah. Magnesium (gravitsi spesifik 1,74) dan berilium (1,84) lebih padat meskipun lebih ringan dalam massa atom. Dari seterusnya stronsium, logam-logam alkali menjadi lebih padat dengan massa atom meningkat. Kalsium sangat penting untuk organisme hidup, terutama dalam fisiologi sel, dimana pergerakan ion kalsium ke dalam dan keluar dari fungsi sitoplasama sebagai sinyal untuk banyak siklus seluler.

Sebagai bahan utama dalam mineralisasi tulang dan kerang, kalsium adalah logam paling berlimpah di kebanyakan hewan. Garam kalsium tidak berwarna dari setiap kontribusi kalsium dan solui ion kalsium berwarna. Banyak garam kalsium yang tidak larut dalam air. Kalsium adalah unsur berlimpah kelima dalam tubuh manusia, dimana umumnya berupa ionik dengan banyak fungsi, dan berfungsi juga sebagai elemen struktural dalam tulang. Ini adalah kalsium bernomor atom relatif tiggi dalam kerangka yang menyebabkan tulang menjadi radio-opak. Kalsium tidak secara alami ditemukan dalam keadaan unsurnya. Kalsium terdapat pada batuan sedimen pada kalsit mineral, dolomit dan gypsum. Hal ini juga terjadi pada batuan beku dan metamorf terutama dalam mineral silikat : plagioklas, amphiboles, pyroxenes dan garnet.

Ca dalam batu kapur memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia, antara lain :

1.      Memanfaatkan Ca sebagai batu kumbung.

2.      Untuk membuat pasta gigi.

3.      Sebagai pembuatan kapur tulis

4.      Untuk pembuatan cat kapur yang biasa digunakna untuk pelapis tembok.

5.      Kemudian yang utama di daerah tuban ialah kandungan Ca yang diperlukan sebagai bahan utama pembuatan semen.dll

6.      Sebagai bahan pembuatan gypsum

Kegunaan terpenting dalam batu kapur adalah Ca dan untuk itu diperlukan analisa kandungan Ca didalamnya. Ca dalam batu kapur dapat dianalisa dengan berbagai macam metode,diantaranya adalah gravimetri dan volumetri.

IV.     PROSEDUR KERJA

1.    Menimbang dengan teliti contoh batu kapur yang telah dihaluskan kira – kira 0,5 gram.

2.    Melarutkan dengan asam klorida encer hingga contoh larut sempurna (hati-hati terbentuk gas).

3.    Memanaskan diatas penangas air hingga suhu 70-80^oC.

4.    Mengendapkan dengan ammonium oksalat (asam oksalat) hingga sempurna.

5.    Memanaskan kembali diatas water bath kurang lebih 1 jam, kemudian menyaring dengan kertas saring yang telah diketahui bobot kosongnya.

6.    Mencuci endapan dengan aquades panas hingga bebas klor dan sulfat (tes kualitatif).

7.    Memanaskan didalam oven pada suhu 100 – 110^oC selama 1 jam.

8.    Mendinginkan dalam desikator, kemudian menimbang.

9.    Mengulangi pekerjaan pada kedua point terakhir diatas sampai diperoleh bobot tetap.

Adapun persamaan reaksi yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut :

CaCO_3(s)  +  2HCl_(aq)    CaCl_2(s)  +  H₂O_(aq)  +  CO_2(g)

CaCl_2(s)  + H₂C₂O_4(aq)   CaC₂O_4(s)  +  2HCl_(aq)

V.     PERHITUNGAN

% Ca = ((N KMnO4 x V KMnO4 x Ar Ca)/massa sampel) x 100