Liat Tanah Dan Perilakunya

KELOMPOK

OKSIDA

1. Dalam pembentukannya diperlukan oksigen dari udara

2. Ikatan ionik di antara unit-unit strukturalnya

3. Struktur kristal mengandung O (oksida) dan OH- (hidroksida)

4. Dlm struktur kristalnya, kation inti dikelilingi oleh anion oksigen

dan hidroksil

HEMATIT : Fe2O3Komposisi kimia : mengandung 70% Fe, campurannya Ti dan Mg

Struktur kristal : Agak kompleks

Habit : Pipih, Rhombohedral

Warna : Hitam besi hingga kelabu baja

Kekerasan : 5.5 - 6.0; Rapuh

Berat jenis : 5.0 - 5.2

Sifat diagnostik : Warna goresannya merah, sangat keras, tidak magnetik

Genesis : Dibentuk dalam suasana oksidasi dlm endapan dan batuan

MAGNETIT : FeFe2O4Komposisi kimia : FeO 70%, Fe2O3 69%, kadar Fe 72.4%

Sistem : Kubik, simetrik, heksoktahedral

Habit : Oktahedral

Warna : Hitam besi

Kekerasan : 5.5 - 6.0; Rapuh


Sifat diagnostik : Magnetik kuat, Warna goresannya hitam

Genesis : Dibentuk dalam suasana reduksi dlm endapan bijih dan batuan

KELOMPOK

OKSIDA

KUARSA: SiO4

1. Ada tiga polimorfiknya: Kuarsa, Tridimit, Kristobalit

2. Modifikasinya diberi awalan alfa, beta

3. Ion inti Si4+ dikelilingi oleh empat anion oksigen O= yg

menempati titik sudut tetrahedron

KUARSA : SiO2Komposisi kimia : Sesuai dg formulanya

Struktur kristal : Agak sederhana .

Habit : Heksagonal

Warna : Tidak berwarna, putih susu, kelabu

Kekerasan : 7.0


Sifat diagnostik : Bentuknya yg khas, keras, tdk mempunyai belahan

Genesis :

Bentuk kristal Kuarsa

KELOMPOK HIDROKSIDA

1. Senyawa logam dengan OH- : Hidrat atau hidroksida

2. Struktur kristalnya berlapis

3. Heksagonal

BRUSIT : Mg(OH)2Komposisi kimia : MgO 69%; H2O 31%; campurannya Fe dan Mn

Struktur kristal : Berlapis

Habit : Tabuler tebal

Warna : Putih, kadangkala kehijauan

Kekerasan : 2.5


Sifat diagnostik : Mudah larut dlm HCl

HIDRARGILIT : Al(OH)3Komposisi kimia : Al2O3 65.4%, H2O 34.6%

Sistem : Monoklin, Simetri prismatik

Struktur kristal : Berlapis, lembaran Al dijepit oleh dua lembaran hidroksil

Habit : Tabuler-heksagonal

Warna : Putih, sedikit kekelabuan

Kekerasan : 2.5 - 3.5

Berat jenis : 2.43

Sifat diagnostik : Belahan sgt baik, kilap kaca, ringan

KELOMPOK

FOSFAT

VIVIANIT : Fe3(PO4)2 . 8H2OSistem : Monoklinik

Habit : Kristal prismatik

Warna : tidak berwarna

Kekerasan : 1.5 - 2.0

Berat jenis : 2.68

Sifat diagnostik : Biasanya berubah menjadi biru atau hijau ,

belahan jelas, larut asam nitrat menghasilkan endapan fosfat yg kuning

APATIT : Ca5(PO4)3Cl,OH,FSistem : Heksagonal

Habit : Kristal dlm batu kapur prismatik

Belahan : Tidak jelas

Kekerasan : 5.0 ; Rapuh


Warna : Hijau, hijau kebiruan, hijau kelabu, biru, violet

Sifat diagnostik : Bentuk kristalnya, warnanya , lareut dlm asam

TURQUOIS : CuAl6(PO4)4(OH)8. 4H2O

Sistem : Triklinik

Habit : Kristal jarang ditemukan, biasanya masif

Warna : Putih kelabu

Kekerasan : 5 - 6.0


Warna : Biru langit, Hijau kebiruan

Sifat diagnostik : Warna biru yang khas

KELOMPOK

FELDSPAR

SANIDIN= ORTOKLAS : KAlSi3O8Sistem : Monoklinik

Habit : Kristal prismatik pndek, agak pipih atau memanjang

Warna : umumnya tidak berwarna

Kekerasan : 6.0

Berat jenis : 2.56

Sifat diagnostik : Kilap kaca

MIKROKLIN : KAlSi3O8Sistem : Triklinik

Habit : Serupa dg Ortoklas

Belahan : Sempurna, baik

Kekerasan : 6.0

Berat jenis : 2.56

Warna : Putih, cream, merah muda

Sifat diagnostik : Sifat optik

PLAGIOKLAS : (Ca,Na)(Al,Si) AlSi2O8Sistem : Triklinik

Habit : Kristal biasanya berbentuk batang

Warna : Putih atau kelabu

Kekerasan : 6.0


Warna : Putih atau kelabu

Sifat diagnostik : bentuk kembar

FILOSILIKAT1. Ciri khusus: Adanya tetrahedron SiO4 dimana tiga atom oksigen pd titik

sudutnya mengikat tetrahedra lainnya shg membentuk lembaran

tetrahedra

2. Lembaran tetrahedra ini dapat bergabung dg lembaran oktahedra

membentuk lapisan majemuk tetrahedra-oktahedra

KAOLINIT : Al4Si4O10(OH)8Sistem : Triklinik

Habit : Kristal pseudoheksagonal pipih

Belahan : Sempurna

Kekerasan : 2.0

Berat jenis : 2.6

Warna : Putih, seringkali berbintik coklat atau kelabu

Kimiawi : Komposisi sesuai formula, substitusi jarang terjadi.

Polimorfiknya adalah Dikrit, Nakrit, dan Haloisit.

MONTMORILONIT : Al2Si4O10(OH)2. xH2OSistem : Monoklinik

Habit : Kristal sukar dilihat

Warna : Biasanya kelabu atau kelabu kehijauan

Kekerasan : 2 - 2.5

Berat jenis : 2.0 - 2.7, menurun dengan kadar air

Sifat diagnostik : Komposisinya selalu menyimpang dari formula ideal, sering terjadi

substitusi atom dlm struktur kristal, misalnya Mg mengganti Al, Al mengganti Si. Substitusi

ini mengakibatkan munculnya muatan negatif pd struktur.

Sumber: http://www.ctahr.hawaii.edu/huen/clay_structures.htm

FILOSILIKAT VERMIKULIT : Mg3Si4O10(OH)2 . xH2OSistem : Monoklinik

Habit : Biasanya pseudomorf

Belahan : Sempurna

Kekerasan : 1.5

Berat jenis : 2.4

Warna : Kuning sampai coklat

Kimiawi : Selalu ada sejumlah Al yg menggantikan Si,

Mg oleh feri

http://pubs.usgs.gov/of/2001/of01-041/htmldocs/clays/verm.htm

http://www.ctahr.hawaii.edu/huen/clay_structures.htm

KELOMPOK

MIKA

MUSKIVIT : KAl2(AlSi3O10) (OH)2Sistem : Monoklinik

Habit : Biasanya masanya berlapis

Warna : Tidak berwarna atau pucat

Kekerasan : 2.5

Goresan : Putih

Komposisi kimia : Komposisinya beragam akibat substitusi atom.

Sejumlah Na menggantikan K. Sebagian Al (koordinasi enam) digantikan

oleh Mg dan Fe.

BIOTIT : K(Mg,Fe)3 (AlSi3O10)(OH)2Sistem : Monoklinik

Habit : Kristalnya prisma pseudo-heksagonal, seringkali pipih berlapis

Belahan : Sempurna

Kekerasan : 2.5


Warna : Kuning pucat hingga coklat

Komposisi kimia : Komposisinya beragam. Sebagian K diganti oleh Na, Ca, Rb, Cs.

Mg dapat diganti oleh fero dan feri; sebagian OH dapat diganti oleh F

KHLORIT : (Mg, Fe,Al)6 (Al,Si)4O10 (OH)8Sistem : Monoklinik

Habit : Kristal pseudo-heksagonal

Warna : Hijau khas

Kekerasan : 2.5


Warna : Hijau khas

Komposisi kimia : Mg dan Fe dapat saling menggantikan

Alumino silikat

Kaya Mg, Ca, Na, Fe Kaya K

Feldspar; Augit; Hornblende Muskovit; Mika; Biotit Mikroklin; Ortoklas

Klorit Hidrous mika

Vermikulit

Montmorilonit

Kaolinit

Oksida Fe dan Al

Diagram ttg Kondisi umum pembentukan liat silikat dan oksida Fe & Al

-Mg-Mg

-Mg -K

-K

+K-K

Pengusiran basa lambat

Pengusiran basa cepat

Iklim panas basah (-Si)

Pengusiran basa cepat

Iklim panas basah (-Si)

Kaya Mg dlm zone pelapukan

Derajat

Pelapukan

Meningkat

TETRAHEDRA SILIKA OKTAHEDRA ALUMINA

Si

O

Al

OH

MINERALOGI LIAT

KAOLINIT1. Paket lapisan mineral tersusun atas lempeng aluminium-

hidroksida yg bergabung dg lempeng silika

2. Salah satu ion oksigen menjadi mata rantai (jembatan) di

antara kedua lempengan

3. Seluruh kristal merupakan tumpukan dari paket-paket

lapisan seperti di atas

O

Si

Al

OH

3 O

tetra- 2 Sihedra

O-OH-O

2 Al Okta-

hedra

3 OH

Pd kondisi kemasaman alamiah (pH 4 - 8), kaolinit tdk begitu aktif.

Hidroksil permukaan yang terikat pada Al, bersifat asidoid pd pH > 8.1, bersifat basidoid pd pH

< 8.1.

Shg pd kondisi pH tinggi, permukaan liat ini akan bermuatan negatif, KTK nya tinggi

MINERALOGI LIAT

HALOISIT1. Seringkali mengiringi kaolinit, formulanya

Al2O3.2SiO2.4H2O

2. Lempeng-lempeng Si dan Al tidak diikat oleh ion-ion

oksigen milik bersama

3. Seluruh kristal terdiri atas lempeng Si2O5H2 bergantian

dg lempeng Al2(OH)6

O

Si

Al

OH

3 O

tetra- 2 Si

hedra 2 OH

3 OH

2 Al Oktahedra

3 OH

Kisi kristal tidak tahan terhadap pemanasan

Pada suhu 40oC air telah lenyap dan lambat laun terbentuk suatu persenyawaan meta-haloisit

MINERALOGI LIAT

PIROFILIT1. Rumus umumnya Al2O3.4SiO2.H2O

2.

O

Si

Al

OH

3 O

tetra- 2 Si

hedra O-OH-O

2 Al okta-

O-OH-O hedra

tetra- 2 Si

hedra 3 O

Permukaan kristal tersusun atas atom oksigen dari lempengan Si2O5, bersifat inert

MINERALOGI LIAT

MONTMORILONIT

1. Kisi kristalnya bersifat dapat membengkak

2. Ruang antara Lempeng-lempeng dapat dimasuki air, shg

jarak antar lempengan melebar

3. Rumus umum Al2O3.4SiO2.H2O.nH2O

n H2O n H2O

n H2O n H2O

.. n H2O ...

3 O

tetra- 2 Si

hedra O-OH-O

2 Al /Fe/Mg

oktahedra

O-OH-Otetra-

hedra 2 Si

3 O

..n H2O ..

MINERALOGI LIAT

SERISIT1. Adalah Muskovit yg bersisik halus dg formulanya K2O.

3Al2O3. 6SiO2. 2H2O atau KAl2(AlSi3)O10(OH)2

2. Mg menggantikan sebagian Al (Substitusi isomorfik)

3. Paket-paket Al2(AlSi3)O10(OH)2 dirangkaikan bersama

oleh ion kalium

K

Si

OH

Al

O

6 O

. K ...

6 O

tetra- Al, 3Si

hedra

2O-2OH-2O

4 Al oktahedra

2O-2OH-2O

Al, 3Si tetrahedra

6 O

. K .

MINERAL

LIAT

Ukuran liat 2 mikron

Ukuran partikel koloid 1 mikron

Tidak semua liat bersifat koloidal

LIAT SILIKAT:

Berbentuk pipih-laminer, lapisan lempengan

Berstruktur kristal = kristalin

Umumnya bersifat koloidal

Luas permukaannya sangat besar

Permukaannya bermuatan elektronegatif shg

mampu menjerap kation-kation

Liat Fe dan Al-hidrous-oksida:

Tidak mempunyai struktur kristal, amorf

Banyak dijumpai di daerah tropika

ALOFAN: Si dan Al seskui-oksida

Al2O3.2SiO2.H2O

STRUKTUR

LIAT

SILIKAT

Ukuran kecil , KRISTALIN

Tersusun atas unit-unit kristal

Susunan mineralogik dari unit kristal ini tgt pada

tipe liat

Struktur Dasar LIAT SILIKAT:

Silikat-alumina = alumino-silikat:

Lempengan tetrahedra-silika bertumpukan dg lempengan

oktahedra alumina

Tetrahedra silika

Oktahedra alumina

Kedua lempengan ini berikatan satu-sama lain dalam kristal

liat melalui atom oksigen .. Jembatan oksigen

Tetrahedra Oktahedra

SiO4

Mineralogi

Liat Silikat

Berdasar susunan lempeng dlm unit kristal:

1. Tipe mineral 1:1 (Silika : Alumina)

2. Tipe mineral 2:1 yg unit kristalnya memuai

3. Tipe mineral 2:1 yg unit kristalnya tdk memuai

4. Tipe mineral 2:2

Tipe Mineral 1:1

Kaolinit, Haloisit, Anauksit, Dikit

Unit kristal terdiri atas satu lempeng silika & satu alumina

Kisi kristalnya 1:1

Kedua kisi dlm unit kristal diikat oleh atom oksigen yg dipegang

bersamaan oleh atom Si dan Al dlm masing-masing kisi

Unit-unit kristal diikat bersama secara kuat oleh ikatan hidrogen

sehingga tidak dapat memuai (mengembang-mengkerut)

Permukaan efektif terbatas di permukaan luar saja

Hampir tidak ada substitusi isomorfik

Nilai KTK-nya rendah

Kristal Kaolinit berbentuk heksagonal, diameternya 0.1 - 5 mikron

Sifat plastisitas dan kohesinya rendah

Sifat koloidalnya tidak terlalu intensif

Mineralogi

Liat Silikat

Tipe mineral Memuai 2:1

Unit kristalnya tersusun atas lempeng alumina yang dijepit

oleh dua lempeng silika

Dua Kelompok yang terkenal:

1. Montmorilonit : Montmorilonit, Beidelit, Nontronit, Saponit

2. Vermikulit

MONTMORILONIT

Unit-UNIT kristal diikat bersama melalui ikatan oksigen yang lemah,

sehingga kisi kristal mudah mengembang bila basah

Diameter montmorilonit 0.01 - 1 mikron

Permukaannya sangat luas: Permukaan luar dan permukaan dalam

Muatan listrik negatif pada permuakaannya sangat besar, terdiri atas

muatan permanen dan muatan yang tergantung pH.

Muatan permanen terbentuk melalui proses substitusi isomorfik

Mg menggantikan sebagian Al dalam lempeng Oktahedron

Al menggantikan sebagian Si dalam lempeng Tetrahedron

Sifat plastisitas dan kohesinya tinggi, mengembang & mengkerut

Sifat koloidalnya sangat intensif

Mineralogi

Liat Silikat

Tipe mineral 2:1 Tidak Memuai (ILLIT)

Ukurannya berada di antara montmorilonit dan kaolinit

Muatan negatifnya terutama pd lempeng silika tetrahedra,

karena sekitar 15% dari Si digantikan oleh Al.

Kalium diikat kuat di antara unit-unit kristal, sehingga

tidak mudah mengembang

VERMIKULIT

Ciri-ciri strukturalnya serupa dengan Montmorilonit

Pd bbrp Vermikulit ternyata Mg dominan, menggantikan Al

dalam lempeng alumina.

Pd lempeng silika sebagian Si digantikan oleh Al, inilah yang

Menimbulkan MUATAN NEGATIF yg sangat besar

Kapasitas jerapan (KTK) sangat besar.

Molekul air bersama dg kation Mg dijerap kuat di antara unit

kristal, sehingga derajat memuainya tidak terlalu intensif

(MEMUAI TERBATAS)

Mineralogi

Liat Silikat

CAMPURAN LIAT SILIKAT

Susunan unit kristalnya berbeda-beda, spt misalnya:

1. Klorit - Illit

2. Ilit-Montmorilonit

KLORIT: Tipe mineral 2:2

Mineral liat Magnesium-silikat yg mengandung Fe dan Al.

Satu unit kristal tersusun atas LAPISAN TALK (spt

montmorilonit) dan LAPISAN BRUSIT [ Mg(OH)2 ]

Atom Mg mendominasi lempeng oktahedron lapisan TALK.

Sehingga unit kristal terusun atas dua lempeng tetrahedron

silika dan dua lempeng oktahedron magnesium (Tipe 2:2)

Mineral liat ini bersifat mudah memuai

Ciri-ciri Tipe Liat

Montmorilonit Ilit Kaolinit

Ukuran (mikron) 0.01 - 1 0.1 - 2 0.1 - 5

Bentuk Serpih tak menentu Serpih tak menentu Heksagonal

Permukaan jenis (m2/g) 700-800 100-200 5 - 20

Permukaan luar Luas Sedang Sempit

Permukaan dalam Sgt luas Sedang Tdk ada

Kohesi / Plastisitas Tinggi Sedang Rendah

Kapasitas Memuai Tinggi Sedang Rendah

KTK (me/100 g) 80-100 15 - 40 3 - 15

Sumber: Sifat dan Ciri Tanah (G. Soepardi, 1983)

Mineral

Koloidal

selain

Silikat

ALOFAN & MINERAL AMORF

Bersifat koloidal non-kristalin

Alofan: Gabungan antara silikon dan aluminium seskuioksida

Susunannya mendekati Al2O3.2SiO2.H2O

Banyak ditemukan pada tanah-tanah Abu volkan

HIDRUS OKSIDA BESI & ALUMINIUM

Liat ini penting karena Sangat dominan di daerah tropika

Molekul air berasosiasi dengan oksida :

Fe2O3.xH2O : Limonit dan Goetit

Al2O3.xH2O : Gibsit

Muatan negatifnya sedikit

Sifat plastisitas, lengket, dan kohesinya rendah

Tanah yg kaya minerla liat ini biasanya sifat isiknya baik

SIFAT

Koloidal

MINERAL

LIAT

PENJERAPAN DAN PERTUKARAN ION

Penjerapan kation dipengaruhi oleh:

1. Jenis kation

2. Konsentrasi ion-ion

3. Sifat anion yang berhubungan dg kation

4. Sifat partikel koloid

Karakteristik bahan koloid: penyebaran cahaya, osmotik dan muatan

listrik

Koloid tanah bersifat amfotir, diduga ada kaitannya dg gel-gel besi,

aluminium, dan mangan yang menyelimuti inti kristalin.

Berbagai jenis kation dijerap oleh koloid tanah dengan kekuatan yang

berbeda-beda, tergantung pada ukuran, muatan (valensi) dan

hidratasi kation.

Penjerapan kation oleh mineral liat berhubungan erat dengan tipe

mineral liat

Kaolinit dan Haloisit: muatan listrik terdapat pd ikatan yg patah di

tepi kristal, dan disosiasi H dari gugusan OH permukaan

Ilit dan Khlorit; muatan listrik pd ikatan yg patah di tepi kristal, dan

muatan permanen akibat substitusi atom inti kristal

Montmorilonit dan Vermikulit: muatan listriknya terutama akibat dari

substitusi atom inti kristal.

Sumber

muatan

negatif liat

Silikat

SUBSTITUSI ISOMORFIK = Penggantian atom inti kristal

O = Si = O O = Al - O -

(tidak bermuatan) (bermuatan negatif satu)

OH OH OH OH OH OH - 1

Al Al Mg Al

O O OH O O OH

PINGGIRAN KRISTAL YANG TERBUKA

Ada dua mekanisme, yaitu:

1. Adanya valensi dari atom inti (Si atau Al) yg tidak dijenuhi

yg terdapat pd pinggiran patahan lempeng silika dan

alumina

2. Permukaan luar yg datar (pd Kaolinit) mempunyai gugusan

oksigen dan hidroksil (OH-) yg tersembul dan merupakan

titik-titik yg bermuatan negatif. Muatan ini sifat dan

besarannya tergantung pH

Material KTK (meq/100g) KTA

Permanen Variabel Total

Montmorilonit 112 6 118 1

Vermikulit 85 0 85 0

Illit 11 8 19 3

Halloisit 6 12 18 15

Kaolinit 1 3 4 2

Gibsit 0 5 5 5

Goetit 0 4 4 4

Alofan 10 41 51 17

Peat 38 98 136 6

Sumber: Mehlich & Theisen (Sanchez, 1976).

R - C = O R - C = O

O O

O O

R - C Al + 3OH- R - C + Al(OH)3O O

O O

R - C R - C

O O

Peningkatan muatan negatif gugusan karboksil terjadi kalau ion

kompleks aluminium diendapkan; ini terjadi kalau pH tanah meningkat

(ada OH-)

Fe Fe Fe Fe

O OH HO O O OH HO O

Fe Fe Fe Fe

O OH H+ + HO O O OH + OH- O O + H2O

H+

Fe Fe Fe Fe

O OH HO O O OH HO O

Fe Fe Fe Fe

POSITIF ZERO NEGATIF

Net surface chargeme/100g

Andisol Humult

UdalfOrthox

-

0

+

-

0

+

-

0

+

-

0

+

pH dlm 0.01 N NaCl

Hor A

Hor B

pH(H2O) = 6pH(H2O) = 6.8

Hor AHor B

pH(H2O) = 6.5

Hor A

pH(H2O) = 5.8

Hor A

Hor B

pH & ZERO POINT of CHARGE

1. Status muatan dari sistem liat-oksida dpt dg mudah ditentukan dg mengukur

pH-nya dalam air dan dalam larutan garam netral seperti 1 N KCl

2. pH = pH (1 N KCl ) - pH ( H2O)

= positif : koloid liat bermuatan positif (KTA)

= negatif : koloid liat bermuatan negatif (KTK)

3. Dalam sistem liat silikat berlapis, pH selalu negatif :

[Liat]-H+ + H2O ===== [ Liat ]-H+ + H2O

[Liat]-H+ + KCl ===== [ Liat ]-K+ + Cl- + H+

sehingga pH dalam air lebih tinggi dp pH dalam lrt KCl

pH & ZERO POINT of CHARGE

4. Dalam sistem liat oksida, pH dpt positif atau negatif tgt pada pH tanah aktual:

[Liat+]OH- + H2O ===== [ Liat +]OH- + H2O

[Liat+]OH- + KCl ===== [ Liat+]Cl- + OH- + K+

5. Nilai pH negatif, bukan berarti seluruh permukaan liat bermuatan negatif, ada

sedikit muatan positif pada titik-titik yang terisolir dari muatan negatif.

Ultisol, Oxisol, Alfisol: KTA = < 1 meq/100g

Andepts : KTA = 6.8 meq/100g

------------------- pd kondisi pH tanah lapangan

FAKTOR HUBUNGAN pH vs MUATAN LISTRIK

Pada sistem liat-oksida hubungan tsb adalah:

kDRT pHo

= --------- . --------

4 F pHdimana:

: muatan permukaan (m.eq./ 100 g)

k : reciprocal tebal lapisan rangkap (tgt konsentrasi lrt tanah)

D : konstante dielektrik

R : konstante gas

T : temperatur absolut

F : konstante Faraday

pH : pH tanah

pHo : pH tanah pd titik isoelektrik, yaitu pH pd ZPC

ALTERATION of the ZERO POINT OF CHARGE

pH pada ZPC dapat berubah: KTK naik, pH tetap

O O

Al Al R

O OH OH O C = O

Al + R C Al + H2O

O OH O O

Al Al O-

O OBO

T

PERTUKARAN

KATION

Contoh sederhana:

Ca-[MISEL] + 2H+ H-[MISEL]-H + Ca++

PERTUKARAN KATION DI ALAM

40Ca 38Ca + 2 Ca(HCO3)220Al + 5 H2CO3 20Al

20H 25H L(HCO3)

20L 19L

tercuci

KEHILANGAN KATION LOGAM:

Dengan mekanisme reaksi seperti di atas, kation logam Ca, Mg, K, dan

Na dapat hilang tercuci dari tanah, dan tanah menjadi semakin masam

PENGARUH PEMUPUKAN:

40Ca 7K

20Al 38Ca + 2 CaCl240H + 7 KCl 20Al

20L 39H HCl

18L 2 LCl

MISEL MISEL

MISEL MISEL

KAPASITAS

TUKAR

KATION

[ KTK ]

PENGARUH pH TANAH

Sebagian dari muatan negatif pd koloid tanah tergantung pd pH, sehingga

kapasitas jerapan juga dipengauhi pH

Biasanya KTK ditetapkan pd pH 7.0 atau lebih, ini berarti meliputi

muatan permanen dan sebagian besar muatan yg tergantung pH

Koloid tanah bermuatan negatif, sehingga mampu menjerap

(mengikat) kation. Kation-kation yg dijerap ini dapat ditukar

dengan ammonium atau barium, kemudian ammonium atau

barium itu ditentukan jumlahnya.

..Kapasitas jerapan dapat diketahui besarnya

CARA MENYATAKAN

Satuan untuk kapasitas tukar kation (KTK): mili-ekuivalen (meq atau me)

1 meq = 1 mg hidrogen atau sejumlah ion lain yg dapat bergabung atau

menggantikan ion hidrogen tsb.

KTK liat = 1 me/100 g : setiap 100 gram liat dapat menjerap 1 mg hidrogen

Koloid Organik

Montmorilonit

Muatan tgt pH

Muatan permanen

4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 pH tanah

200

160

120

80

40

KTK, me/100 g)

KTK

TANAH

FAKTOR YG MEMPENGARUHI

1. Tekstur tanah: semakin halus teksturnya semakin tinggi KTKnya

2. Kandungan humus dan liat koloidal menentukan KTK tanah

3. Macam liat koloidal juga mempengaruhi besarnya KTK tanah

Tanah asal KTK (me/100g) Kelas tekstur

Ciletuh, Jabar 8.1 Lempung Berdebu

Way Seputih, Lampung 16.0 Lempung Liat Berdebu

Pengubuan, Lampug 22.9 Lempung Liat Berdebu

Tj.Kresik, Krawang 28.7 Liat Berdebu

Rentang Barat 38.8 Liat Berdebu

PERSENTASE

KEJENUHAN

BASA TANAH

KB dan pHProporsi KTK yang ditempati oleh kation-kation basa disebut PERSENTASE

KEJENUHAN BASA

Penurunan %KB mengakibatkan menurunnya pH

Tanah di daerah iklim kering biasanya mempunyai KB yang tinggi

Tanah di daerah iklim humid biasanya mempunyai KB yang rendah

H+ dan Al+++ : sumber kemasaman tanah

Al+++ + H2O Al(OH)++ + H+

Al(OH)++ + H2O Al(OH)2+ + H+

Kation basa: Ca++, Mg++, K+, dan Na++

CaO + H2O Ca(OH)2 Ca++ + OH-

PERTUKARAN

KATION &

KETERSEDIAAN

HARA

Kejenuhan kation dan serapan haraFaktor pelepasan kation jerapan:

1. Rasio / proporsi jenis-jenis kation pd kompleks jerapan

2. Kejenuhan Ca yg tinggi ------- Ca++ mudah diserap tanaman

3. Pengaruh jenis kation lain: Afinitas dan aktivitas kation

Kation terjerap mudah tersedia bagi tanaman & jasad renik

Penyerapan kation oleh akar:

1. Penyerapan melalui larutan tanah

2. Pertukaran ion antara akar dg koloid tanah

PENGARUH TIPE KOLOIDBerbagai koloid mempunyai daya ikat kation yg berbeda

Kalsium diikat oleh montmorilonit lebih kuat daripada oleh kaolinit

LIAT ALUMINO-SILIKAT

The materials properties and physical

phenomena exhibited by layered silicate

clays and clay intercalation compounds, a

subgroup of the general class of layered

solids, are reviewed.

The importance of layer rigidity is

emphasized. Clays are compared and

contrasted with the more familiar layered

solids such as graphite and

dichalcogenides.

Some of the unusual structural features of

clays including interstratification, swelling,

and the lack of staging are discussed and

explained qualitatively and quantitatively.

Sumber:

S. A. Solin. 1997. CLAYS AND CLAY INTERCALATION

COMPOUNDS:Properties and Physical Phenomena.

Annual Review of Materials Science. Vol. 27: 89-115

(Volume publication date August 1997)

MINERAL LIAT MONTMORILONIT

The role of humus in enhancing the rle of clay in healthy soil is shown. To the left of the

figure a rough sketch os a typical phyllosilicate clay such as montmorillonite a Wikipedia

formula of which is (Na,Ca)0.33(Al,Mg)2(Si4O10)(OH)2nH2O.

Sumber: http://caprarius-aquacorn.blogspot.com/2011_07_10_archive.html

Klasifikasi Mineral SilikatClassification of silicates (Bailey, 1980b; Rieder et al., 1998). Minerals that can be frequently found in bentonite or

kaolin are in bold; the main components are in large typeface. Illite is a component of common soil and sediments

and is classified as a mica. (http://www.inchem.org/documents/ehc/ehc/ehc231.htm)

Structure of Illite mica -

USGS.

Illite is a non-expanding,

clay-sized, micaceous

mineral. Illite is a

phyllosilicate or layered

alumino-silicate. Its structure

is constituted by the

repetition of tetrahedron octahedron tetrahedron

(TOT) layers.[

The interlayer space is

mainly occupied by poorly

hydrated potassium cations

responsible for the absence

of swelling.

http://www.answers.com/topi

c/illite#ixzz1ihUjC1ZX

Soil Colloids and the Surface Chemistry of Soils

http://faculty.yc.edu/ycfaculty/ags105/week08/soil_colloids/soil_colloids_print.html

TYPES OF CLAY MINERALSModels of the 1:1-type clay kaolinite. The primary elements of the octahedral (upper left) and

tetrahedral (lower left) sheets are depicted as they might appear separately. In the crystal

structure, however, these sheets are held together by common apical oxygen atoms.



Two clay groups with 2:1 type

structures have expansive type

crystals, the smectites and

vermiculites. The individual 2:1

layers are held together only

loosely and exchangeable cations

and water molecules are attracted

between the layers resulting in

enormous internal adsorptive

surfaces. Consequently, these

clays expand when wet and shrink

when dry and have very high

cation adsorption capacities. In

the smectite group magnesium

has substituted for some of the

aluminum in the octahedral

sheet. Some such substitution

has also occurred of aluminum for

silicon in the tetrahedral sheet

giving rise to the high cation

adsorption capacity of this

mineral.


Chlorite, is non expansive since its

interlayer between two 2:1 layers is

occupied by a magnesium-

dominated octahedral sheet that

holds the adjacent layers

together. Chlorite has particle size,

cation adsorption capacity, and

physical properties similar to those

of fine-grained micas. Layer silicate

clays in which three out of three

octahedral positions are occupied by

metal cations are termed

trioctahedral. Those with only two

out three positions occupied are

dioctahedral. Much of what is

known about the structures of

crystalline clays has been discovered

using a technique called X-ray

diffraction which measures the

manner in which x-rays are reflected

off parallel planes of atoms.


PENJERAPAN ION

The adsorption of ions on a colloid

by the formation of outer-sphere

and inner-sphere complexes. (1)

Water molecules surround diffuse

cations and anions (such as the

Mg2+, Cl-, and HPO4- shown) in

the soil solution. (2) In an outer-

sphere complex (such as the

adsorbed Ca2+ ion shown), water

molecules form a bridge between

the adsorbed cation and the

charged colloid surface. (3) In the

case of an inner-sphere complex

(such as the adsorbed H2PO4

anion shown), no water molecules

intervene, and the cation or anion

binds directly with the metal atom

(aluminum in this case) in the

colloid structure.

Liat Tanah Dan Perilakunya

Documents