14 DecSOIL-Chemical Weathering Processes

 

Rock an Water

 

CHEMICAL WEATHERING PROCESSES

(PROSES PELAPUKAN KIMIA)

 

Pelapukan Batuan dan Mineral: Proses ~ Definisi ~ Implikasi

 

Diposkan oleh:  Syekhfani

 

Chemical Weathering Processes (Proses Pelapukan Kimia),  yang terjadi pada batuan dan mineral, merupakan proses pembentukan komponen mineral tanah melalui pelapukan dan penghancuran.

1. Peningkatan curah hujan memacu percepatan pelapukan kimia batuan dan mineral, seperti tampak pada arca dan bangunan peninggalan sejarah. Fakta bahwa, air merupakan faktor esensial pelapukan kimia.

2. Peningkatan suhu juga mempercepat reaksi kimia yang menyebabkan batuan dan mineral hancur.

3. Kombinasi air dan suhu, kelembaban merupakan faktor pengondisi terjadinya percepatan pelapukan batuan dan mineral.

Implikasi lapangan, hal diatas menunjukkan mengapa di daerah tropis terjadi kerusakan lahan, tanah dan bangunan berlangsung dengan cepat.

Rock in Semi Arid Zone

 Pelapukan batuan di zona semi arid (Dompu, Nusa Tenggara Barat), terutama oleh faktor suhu dan kelembaban.

Proses-proses pelapukan meliputi:

Pelarutan dan Karbonasi (Carbonation and Solution): proses tampak bila air hujan (H20) bersenyawa dengan karbon dioksida (CO2) membentuk asam karbonat (H2CO3). Bila asam karbonat kembali kontak dengan batuan mengandung kapur, soda, dan potas (kalium),  maka mineral-mineral kalsium, magnesium, dan kalium secara kimia berubah menjadi karbonat yang larut dalam air.  Topografi Karst, berasal dari nama “Krs Plateau” di Yugoslavia, di mana pertama kali dipelajari, merupakan tipe pelapukan kimia dicirikan oleh sinkholes, caves, dan caverns.

Hidrolisis (Hydrolysis): proses pelapukan kimia ini terjadi bila air (H20), biasanya dalam bentuk air hujan, merusak komposisi dan ukuran kimia mineral dan menghasilkan mineral kurang stabil, sehingga lebih mudah terlapuk.

Hidrasi (Hydration): kombinasi air (H20) dengan senyawa dalam batuan, menyebabkan perubahan struktur kimia mineral, namun lebih menyerupai perubahan fisik pada permukaan butir dan kisi butir mineral. Contoh pada mineral Anhydrite (CaSO4). Anhydrite secara kimia berubah menjadi Gypsum (CaSO4.2H20) bila ditambahkan air. Gypsum digunakan dalam industri konstruksi, untuk membangun gedung dan rumah.

Oksidasi (Oxidation): proses ini terjadi bila oksigen bereaksi dengan senyawa unsur dalam batuan membentuk oksida. Bila objek adalah pelapukan kimia bahan lunak dan tampak “teroksidasi” – “oxidized”. Contoh yang jelas adalah terjadi “karatan” – “rusting”. Besi sebagai bahan logam dapat mengalami oksidasi. Peningkatan suhu dan prosentase hujan akan memacu proses oksidasi.

Pelapukan Spheroidal (Spheroidal Weathering): air meresap melalui celah batuan dan melarutkan semen pengikat partikel dan juga menggerus tepi dan sudut tajam batuan, menjadikan batuan bergerigi.  Proses pelapukan fisik, seperti pembekuan, dapat meretakkan batuan secara luas.

Lihat:

1. Soil Forming Factors-weathering

2. http://syekhfanismd.lecture.ub.ac.id/?s=SOIL-rock

 

05 NovSOIL-Pelapukan Bahan Induk

 

1

 

PELAPUKAN BAHAN INDUK

(PARENT MATERIAL WEATHERING)

 

Batuan ~ Mineral Primer ~ Mineral Sekunder ~ Unsur Hara

 

Dicuplik oleh:  Syekhfani

 

Asal-muasal tanah, dari dua bahan indukbahan mineral dan bahan organik.

Proses pembentukan tanah (soil forming process) penting diketahui untuk mengerti sifat perilaku (fate and properties) reaksi-reaksi kimia dalam tanah.

Bahan induk mineral mengalami proses penghancuran (weathering) dari batuan menjadi mineral primer (fraksi pasir, debu), mineral sekunder (fraksi mineral liat, mineral amorf), dan senyawa anorganik.

Pelapukan mineral primer menjadi mineral sekunder, menentukan sifat kesuburan kimia tanah potensial yang relatif stabil di zone permukaan tanah, menentukan kapasitas dan intensitas suplai unsur hara larut dalam air tanah.

Tingkat pelapukan sebagai indeks pelapukan, dilihat dari rasio aluminium : besi dari mineral sekunder terhadap kandungan batuan total dalam tanah.

Air, merupakan agen penting dalam proses pelapukan kimia, baik secara langsung terhadap  mineral ataupun dalam bentuk spesies terlarut. Proses melibatkan banyak reaksi dan kompleks, dapat dikelompokkan ke dalam kategori utama berikut:

Hidrolisis, adalah dekomposisi dan reaksi dengan air yang umum terjadi pada pembentukan mineral-mineral silikat, misalnya,

Mg2SiO4 + 4H+ + 4OH- → 2Mg2+ + 4OH- + H4SiO4

(mineral Olivin + 4 molekul air terionisasi → ion magnesium dan hidroksil larut + silikat larut)

Hidrasi, adalah penambahan molekul air ke struktur mineral dan umum tampak pada mineral liat, kadang-kadang menyebabkan terjadi pembengkakan (swelling).

Karbonasi, adalah reaksi dengan asam karbonat, terbentuk dari karbondioksida dari udara dan air dari hujan:

CO2 + H2O → H2CO3

(gas karbon dioksida + air → asam karbonat)

Asam karbonat bereaksi dengan mineral, khususnya mineral karbonat (kalsit, dolomit) yang merupakan komponen utama batu kapur, contoh,

 CaCO3 + H2CO3  →  Ca2+ + 2HCO3

(mineral Kalsit larut asam karbonat → ion kalsium + asam karbonat larut)

Oksidasi, pengikatan oksigen, oleh unsur-unsur logam mineral primer (kalium, kalsium, magnesium dan besi) yang berlimpah pada permukaan air.  Contoh umum adalah karat kekuningan dan kecoklatan pada permukaan batuan mengandung besi. Dalam kasus mineral olivin, fayalit (Fe2SiO4), besi dilepas secara hidrolisis (a), selanjutnya dioksidasi menjadi oksida ferik (b):

(a) Fe2SiO4 + 2H2CO3 + 2H2O → 2Fe2+ + 2OH- + H4SiO4 + 2HCO3

(mineral Olivin + asam karbonat + air → ion-ion besi dan hidoksil larut + asam silikat larut + ion-ion bikarbonat larut)

(b) 2Fe2+ + 4HCO3- + ½O2 + 2H2O → Fe2O3 + 4H2CO3

 (ion besi dan bikarbonat + gas oksigen larut dalam air → mineral oksida-ferik + asam karbonat)

Pertukaran ion, berkaitan dengan perpindahan muatan atom-atom (ion-ion) kalsium, magnesium, natrium, dan kalium dalam air dan mineral.  Khususnya penting dalam alterasi mineral liat satu dengan yang (contoh, mineral Ilit kaya K, bisa kehilangan K masuk dalam larutan dan mengambil Mg2+ membentuk mineral Montmorilonit).

Kelasi, pengikatan atom-atom atau ion-ion logam ke dalam molekul hidrokarbon berhubungan dengan proses biologi pembentukan tanah.

Capture

Gambar: mineral sekunder hasil proses pelapukan dari mineral

Lihat:  → NATURE OF THE SOIL