TEORI ASAM BASA ARRHENIUS

Banyak konsep atau teori yang telah diupayakan para ahli kimia untuk menjelaskan sifat asam dan basa. Di antara teori¬teori tersebut terdapat kelebihan dan kekurangan masing¬masing. Sejumlah ahli yang pernah membuat teori asam basa yaitu A.L. Lavoiser (Teori Oksigen), Sir H. Davy (Teori Hidrogen), J. Gay Lussac (Teori Penetralan), Arrhenius (Teori Sistem Ion Air), Bronsted-Lowry (Teori Sistem Donor/Akseptor Proton), Cady Esley (Teori Sistem Pelarut), Lux-Flood (Teori Sistem Donor/Akseptor Ion Oksida), Lewis (Teori Sistem Donor/Akseptor Pasangan Elektron), dan Usanovich (Teori Reaksi Kation-Anion. Larutan asam biasanya terasa asam dan bersifat korosif ter¬hadap berbagai bahan, sedangkan larutan basa biasanya berasa sedikit pahit dan kaustik seperti sabun.

1. Teori Asam Basa Arrhenius
     Pengertian asam dan basa yang modern mula-mula dikemukakan oleh Svante Arrhenius pada tahun 1887. Menurut Arrhenius, asam adalah zat yang bila dilarutkan dalam air akan mengalami ionisasi dengan membentuk ion hidrogen ( H+) sebagai satu-satunya ion positif. Sementara itu, basa didefinisikan sebagai zat yang bila dilarutkan dalam air akan mengalami ionisasi dengan membentuk ion-ion hidroksida (OH-) sebagai satu-satunya ion negatif.
      Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa asam adalah senyawa yang mengandung ion hidrogen dengan satu atau lebih unsur lain dan basa merupakan senyawa yang mengandung ion hidroksida dengan satu atau lebih unsur lain.

a) Asam

      Berdasarkan banyaknya ion hidrogen yang dihasilkan maka larutan asam dapat dibagi menjadi asam monobasis dan asam polibasis

1) Asam monobasis (berbasa satu) adalah asam yang dalam larutan air akan menghasilkan satu ion hidrogen (H+).

Contohnya adalah:

HC1(aq)            ---------------------        H+(aq)         +               Cl (aq)

asam klorida                                        ion hidrogen                ion klorida

CH30OOH(aq)   ----------------------      H+(aq)          +          CH30OO-(aq)

asam asetat                                             ion hidrogen                 ion asetat

  

2) Asam polibasis (berbasa banyak) adalah asam yang dalam larutan air menghasilkan lebih dari satu ion hidrogen (H+).

Contohnya adalah:

H2SO4(aq) ------------------------------       H+(aq)        +        HSO4 (aq)

asam sulfat                                             ion hidrogen           ion hidrogensulfat

HSO4(aq)  ------------------------------        H+(aq)        +        SO4(aq)

ion hidrogen                                             sulfat ion              hidrogen ion sulfat

Asam monobasis dan polibasis disebut juga asam monoprotik dan poliprotik. Dalam keadaan sebenarnya, ion hidrogen tidak dapat berdiri bebas. Dalam larutan air, ion hidrogen (H+) akan berikatan secara koordinasi dengan molekul air (H2O) menjadi ion hidronium (H3O+).

H+(aq)+ H2O(1)  ' H3O+(aq)

Dengan demikian, reaksi ionisasi dalam contoh tersebut di atas dituliskan sebagai berikut:

HC1(aq) + H2O(1)  --------------------------------    H30+(aq) + Cl-(aq)

CH3COOH(aq) + H2O(1) -----------------------    H30+(aq) + CH3COO-(aq)

H2SO4(aq) + 2H2O(1)  -------------------------    2H3O+(aq) + SO 24 (aq)

b) Basa

     Seperti halnya larutan asam, larutan basa juga dibagi menjadi basa monoasidik dan poliasidik. Pembagian ini menunjukkan sifat keasaman (hidroksitas) suatu basa.

1) Basa monoasidik yaitu basa yang dalam larutan air menghasilkan

NaOH(aq)  ----------------------------     Na+(aq)            +        OH (aq)

natrium hidroksida                             ion natrium                ion hidroksida

NH4OH(aq) ---------------------------    NH 4 (aq)          +        OH (aq)

amonium hidroksida                            ion amonium            ion hidroksida

2) Basa poliasidik yaitu basa yang dalam larutan air menghasilkan lebih dari satu ion hidroksida (OH-)

Contohnya adalah:

Ca(OH)2(aq) --------------------------- Ca2+(aq)           +       2OH (aq)

kalsium hidroksida                              ion kalsium              ion hidroksida

Berdasarkan sifat-sifat ion di atas, maka reaksi antara ion H+ dan OH- dapat membentuk H₂O. Proses ini disebut dengan netralisasi.

SEJARAH DAN PERKEMBANGAN ILMU GEOLOGI

Pada awalnya geologi dipelajari hanya karena rasa keingintahuan tentang apa yang ada di sekitar manusia. Hal ini dapat diketahui dari konsep-konsep terjadinya bumi dihampir semua budaya kuno dan ajaran-ajaran agama. Proses-proses alam seperti gempa bumi yang menghancurkan bangunan-bangunan, banjir, dan gunung api yang mengeluarkan bahan pijar, telah mendorong para filusuf untuk mengetahui tentang fenomena-fenomena alam yang terjadi. Ilmu geologi mulai berkembang pesat pada sekitar tahun 500 hingga 300 tahun sebelum Masehi yang berlandaskan pada pemikiran dan pertanyaan yang diajukan oleh para pakar-pakar filsafat Yunani. Seiring dengan berkembangnya peradaban, manusia memerlukan bahan-bahan tambang seperti besi, tembaga, emas, perak dan perunggu serta batubara dan minyak bumi sebagai sumber energi. Namun karena bahan-bahan tersebut berada di dalam bumi maka Ilmu Geologi kemudian berkembang sebagai ilmu terapan yang dalam hal ini berfungsi sebagai penuntun penting dalam Ilmu Eksplorasi dan Ilmu Pertambangan.

James Hutton adalah ilmuan dari Skotlandia yang dianggap sebagai bapak ilmu geologi modern. Pada tahun 1785 James Hutton menerbitkan buku berjudul “Theory Of The Earth” yang menjabarkan doktrin yang sekarang ini dikenal sebagai Doctrine of uniformitarianism. Doktrin ini kemudian dikenal dengan Huttonian Revolution ini menyimpulkan bahwa proses-proses alam yang saat ini terjadi, juga telah terjadi pada masa lampau sepanjang umur bumi ini, proses-proses tersebut walaupun bekerja sangat lambat mampu menyebabkan terjadinya perubahan-perubahan yang sangat besar pada bumi dan bumi terus mengalami perubahan-perubahan yang terus-menerus mengikuti siklus daur ulang yang berulang-ulang. Pada masa munculnya doktrin Huttonian revolution, tidak semua ilmuan dapat menerima pemikirannya yang begitu maju pada saat itu diantaranya adalah sekelompok penganut katastropisma yang menyakini teori Malapetaka, seperti kisah pada Nabi Nuh yang menceritakan peristiwa banjir bandang yang menenggelamkan seluruh daratan secara tiba-tiba. Artinya bumi ini berubah secara tiba-tiba melalui penghancuran yang berlangsung sangat cepat. Pemikiran ini didasari pada kejadian-kejadian seperti gunung api yang meletus secara tiba-tiba dan berlangsung sangat cepat, gempa bumi, banjir, dan longsor. Penerapan nyata dari doktrin Hutton adalah adanya fosil-fosil binatang laut seperti koral dan cangkang kerang yang bisa dijumpai didalam batuan yang terdapat di pegunungan-pegunungan tinggi, dapat diartikan sebagai bukti bahwasanya daerah tersebut pernah mengalami genangan laut atau merupakan dasar lautan.

UMUR BUMI

Hingga saat ini para akhli ilmu kebumian belum mendapatkan cara yang tepat untuk menentukan umur Bumi secara pasti hanya dengan batuan yang ada di Bumi mengingat batuan tertua yang ada di Bumi telah terdaur ulang dan hancur oleh proses tektonik lempeng serta belum pernah ditemukan batuan-batuan yang terjadi saat pembentukan planet Bumi. Meskipun demikian para akhli sudah mampu menentukan kemungkinan umur dari Sistem Tata Surya dan menghitung umur Bumi dengan mengasumsikan bahwa Bumi dan benda-benda padat yang ada di dalam Sistem Tata Surya terbentuk pada saat yang bersamaan dan sudah pasti memiliki umur yang sama pula. Umur dari batuan-batuan yang ada di Bumi dan di Bulan serta Meteorit dapat dihitung dengan pemanfaatkan unsur-unsur isotop radioaktif yang terjadi secara alamiah di dalam batuan dan mineral, terutama yang mempunyai kisaran waktu paruh diatas 700 juta tahun atau lebih dari 100 milyar tahun untuk menjadi unsur-unsur isotop yang stabil. Teknik pelarikan ini dikenal dengan “penanggalan radioaktif’ yang dipakai untuk menghitung umur batuan saat batuan tersebut terbentuk. Batuan tertua yang berumur 3.5 milyar tahun dijumpai tersebar hampir disemua benua yang ada di Bumi. Batuan tertua tersebut antara lain dijumpai di Acasta Gneisses di bagian Baratlaut Canada dekat Great Slave Lake berumur 4.03 milyar tahun dan di Greenland bagian barat pada batuan Isua Supracrustal, berumur 3.4-3.5 milyar tahun. Hasil kajian dari penentuan umur batuan yang mendekati batuan tertua juga dijumpai di Minnesota River Valley dan Michigan bagian utara, berumur 3.5-3.7 milyar tahun, di Swaziland, berumur 3.4-3.5 milyar tahun dan di Australia Barat berumur 3.4-3.6 milyar tahun. Batuan batuan tersebut diatas telah diuji beberapa kali melalui metoda penanggalan radiometrik dan ternyata hasilnya tetap/konsisten. Hal ini memberi kepercayaan kepada para akhli bahwa penentuan umur yang dilakukan diyakini kebenarannya. Hal yang sangat menarik dari penentuan umur pada batuan batuan tertua diatas adalah bahwa batuan-batuan tersebut tidak berasal dari batuan kerak bumi akan tetapi berasal dari aliran lava dan batuan sedimen yang diendapkan di lingkungan air dangkal, dan dari genesa batuan-batuan tersebut mengindikasikan bahwa sejarah bumi sudah berjalan sebelum batuan tersebut terbentuk atau diendapkan.

Di Australia Barat, berdasarkan penanggalan radioaktif terhadap satu kristal zircon yang dijumpai dalam batuan sedimen yang umurnya lebih muda telah menghasilkan umur 4.3 milyar tahun yang menjadikan kristal ini sebagai material yang paling tua yang pernah ditemukan dimuka bumi. Batuan induk dari kristal zircon ini hingga saat ini belum ditemukan. Berdasarkan hasil penentuan umur dari batuan-batuan tertua dan kristal tertua menunjukkan bahwa Bumi paling tidak berumur 4.3 milyar tahun, namun demikian penentuan umur terhadap batuan-batuan yang ada di Bumi belum dapat untuk memastikan umur dari Bumi. Penentuan umur Bumi yang paling baik adalah yang didasarkan atas ratio unsur Pb dalam Troilite pada batuan Iron Meteorit yang diambil dari Canyon Diablo Meteorite menunjukkan umur 4.54 milyar tahun. Sebagai tambahan, baru-baru ini telah dilaporkan bahwa hasil penanggalan radioaktif U-Pb terhadap butiran-butiran mineral zircon yang berasal dari batuan sedimen yang ada di Australia Barat bagian tengah diperoleh umur 4.4 milyar tahun. Hasil penanggalan radiometrik batuan-batuan yang berasal dari bulan diperoleh umur 4.4 dan 4.5 milyar tahun dan umur ini merupakan umur minimal dari pembentukan planet yang terdekat dengan Bumi. Ribuan fragmen meteorit yang jatuh ke Bumi juga telah dikumpulkan dan menjadi batuan yang terbaik untuk penentuan umur dari pembentukan Sistem Tata Surya. Lebih dari 70 meteorit dari berbagai jenis telah ditentukan umurnya berdasarkan penanggalan radiometrik dan hasilnya menunjukkan bahwa meteorit dan sistem tatasurya terbentuk 4.53 dan 4.58 milyar tahun yang lalu. Penentuan umur bumi tidak saja datang dari penanggalan batuan saja akan tetapi juga mempertimbangkan bahwa bumi dan meteorit sebagai bagian dari satu sistem yang sama dimana komposisi isotop timah hitam (Pb), terutama Pb²⁰⁷ ke Pb²⁰⁶ berubah sepanjang waktu sebagai hasil dari peluruhan Uranium-235 (U²³⁵) dan Uranium-238 (U²³⁸). Para akhli kebumian sudah memakai pendekatan ini dalam menentukan waktu yang dibutuhkan oleh isotop isotop didalam bijih timah hitam (Pb) tertua yang ada di Bumi, yang mana isotop isotop tersebut jumlahnya hanya sedikit, untuk berubah dari komposisi asalnya, sebagai hasil mengukuran dari uranium fase bebas pada besi meteorit (iron meteorites), terhadap komposisinya pada saat bijih timah hitam tersebut terpisah dari selaput sumbernya. Hasil perhitungan ini dalam umur Bumi dan Meteorit serta Sistem Tata Surya adalah 4.54 milyar tahun dengan tingkat kesalahan kurang dari 1 persen. Untuk ketelitian, umur ini mewakili saat saat terakhir dimana isotop Timah Hitam adalah homogen selama Sistem Tata Surya bagian dalam dan saat dimana Timah Hitam dan Uranium menyatu menjadi padat dari Sistem Tata Surya. Umur 4.54 milyar tahun yang diperoleh dari Sistem Tata Surya dan Bumi adalah konsisten terhadap hasil perhitungan yang dilakukan sekarang untuk 11 sampai 13 milyar tahun umur Milky Way Galaxy (berdasarkan tahapan evolusi dari bintang berkabut global / globular cluster stars) dan umur 10 sampai 15 milyar tahun untuk umur Universal (berdasarkan atas penurunan dari jarak galaxy).

PERHITUNGAN KADAR BATAS PULANG POKOK (BREAK EVEN CUT-OFF GRADE = BECOG)

Dalam teori ekonomi, analisis pulang pokok terdiri dari penentuan nilai parameter yang diinginkan (misalnya: berapa jumlah produk yang harus dijual) sedemikian rupa sehingga pendapatan tepat sama dengan ongkos atau biaya yang dikeluarkan  (keuntungan = nol). Dalam pertambangan, yang ingin kita ketahui adalah berapa kadar bijih yang menghasilkan angka yang sama antara pendapatan yang diperoleh dari penjualan bijih tadi dengan biaya yang dikeluarkan untuk menambang serta memprosesnya.  Kadar ini dikenal dengan nama  kadar batas pulang pokok  atau  break even cut-off grade.

BECOG =            Ongkos ( Mine + Mill + G & A)
                  (Harga jual-SRF) x (Mill Rec x Smelter Rec x Factor)

Contoh perhitungan BECOG untuk Cu :

Ongkos Penambangan (Mining Cost)      per ton material       $ 0.75

Ongkos Pengolahan (Milling Cost)          per ton bijih            $ 3.25

Ongkos G & A                                          per ton bijih            $ 0.25

Perolehan Pabrik (Mill Recovery)                                               94%

smelting, refining, freight                         per pound product  $0.275

Perolehan Smelter (Smelter Recovery)                                  96.15%

Harga Tembaga                                         per pound                $ 0.95

Harga x Mill Rec x Smlt Rec x20 = Ongkos (Mine + Mill + G&A) + (SRF x Mill Rec xSmlt Rec x20)

Harga x Mill Rec x Smlt Rec x 20 - SRF x Mill Rec x Smlt Rec x 20

= Ongkos (Mine + Mill + G&A)

(Harga-SRF) x Mill Rec x Smlt Rec x20 = Ongkos(Mine+Mill + G&A)

(BECOG) =                         Ongkos ( Mine + Mill + G & A)
                   (Harga jual-SRF) x (Mill Rec x Smelter Rec x Factor)

BECOG =           ($ 0,75 + $ 3,25 + $ 0,25)
                 (($ 0,95 - $ 0,275) x ( 0,94 x 0,9615 x 20))

BECOG = 0,35 % CU

Note : 

Angka 20 adalah faktor konversi dari % ke pound (dengan satuan pound per persen).Untuk proyek dengan satuan metrik faktor konversinya adalah 22.046.

Untuk logam mulia (mis : emas) tidak diperlukan faktor konversi karena satuannya sudah langsung dalam satuan produksi (oz/ton atau gram/ton).

Terima Kasih Atas Kunjungannya, semoga ilmu ini bisa bermanfaat

 

INILAH YANG MENGGERAKAN LEMPENG BUMI !

Menurut data seismic dan hasil eksperimen di laboratorium, para ilmuan sepakat bahwa pergerakan lempeng disebabkan oleh pergerakan lambat mentel bumi yang bersifat lunak dan sangat panas. Teori ini pertama kali diungkapkan seorang ahli geologi Inggris bernama Arthur Holmes pada tahun 1930. Holmes berpendapat bahwa gerakan circular dari mantel bumi menggerakan benua-benua seperti conveyor belt teori tersebut menyakini bahwa baik permukaan bumi dan bagian dalam bumi sama-sama bergerak. Di bawah litosfer pada kedalam tertentu, mantel bumi mengalami sebagian peleburan dan dapat mengalir. Hal ini dapat diilustrasikan seperti besi yang jika diberi panas dan tekanan yang tinggi dapat melentur dan berubah bentuk. Batuan yang bersifat mobile di bawah lempeng, bergerak dalam pola circular seperti pola pergerakan air yang mendidih di dalam panci. Air yang mendidih bergerak ke permukaan menyebar dan mulai mendingin dan kemudian tenggelam kembali ke dasar panci untuk kembali ke proses semula, siklus ini terjadi terus berulang-ulang dan dikenal dengan istilah arus konveksi.

Arus konveksi tidak mungkin terbentuk jika tidak ada sumber panas. Panas dalam bumi berasal dari dua sumber utama yaitu peluruhan radioaktif dan gradient geothermal. Peluruhan radioaktif adalah proses pembusukan beberapa unsur kima yang terjadi di dalam bumi secara spontan, peluruhan radioaktif yang terjadi pada unsur-unsur kimia seperti uranium dan potassium melepaskan energi dalam bentuk panas yang bisa menyebabkan terjadinya peleburan sebagian batuan penyusun kerak bumi. Proses yang terjadi secara spontan ini menjadi dasar jam isotopic untuk menentukan umur batuan yang ditandai dengan hilangnya nucleus suatu isotop untuk membentuk isotop suatu unsur yang baru. Gradient geothermal adalah asumsi adanya pertambahan temperatur seiring dengan bertambahnya kedalaman ke pusat bumi. Secara teoritis, setiap penambahan kedalaman sekitar 100 m terjadi penambahan temperatur ± 3⁰C dari permukaan. Jika asumsi tersebut benar, maka pada kedalaman 20 km saja temperatur bumi sudah mencapai 600⁰ sedangkan batuan penyusun kerak bumi mulai mengalami peleburan sebagian pada temperatur 300-400⁰C². Dengan demikian, pada kedalaman yang lebih besar sudah tidak ada lagi batuan padat dan kompak seperti yang terlihat pada permukaan bumi melainkan menjadi lebih lunak dan sangat panas sehingga bersifat mobile.