Laporan G2 Densitas & Porositas

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Bumi adalah planet ke tiga Bumi adalah planet ketiga dari Matahari yang

merupakan planet terpadat dan terbesar kelima dari delapan planet dalam Tata

Surya. Bumi meruakan satu-satunya planet saat ini yang bisa ditempati oleh

manusia. Massa Bumi adalah sekitar 5,98×1024 kg. Komposisi Bumi

sebagian besarnya terdiri dari besi (32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%),

magnesium (13,9%), belerang (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), dan

aluminium (1,4%); sisanya terdiri dari unsur-unsur lainnya (1,2%). Akibat

segregasi massa, bagian inti Bumi diyakini mengandung besi (88,8%), dan

sejumlah kecil nikel (5,8%), belerang (4,5%), dan kurang dari 1% unsur-

unsur lainnya. Unsur ini ada yang ditemukan dalam bentuk senyawa dan ada

juga yang masih dalam bentuk unsur.

Secara geologi bumi terdiri atas lapisan Litosfer, Kerak, Mantel atas, Mantel,

Astenosfer, Inti luar, Inti dalam. Lapisan tempat kita bepijak adalah kerak

bumi. Kerak Bumi adalah lapisan terluar Bumi yang terbagi menjadi dua

kategori, yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai

ketebalan sekitar 5-10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan

sekitar 20-70 km. Penyusun kerak samudra yang utama adalah batuan basalt,

sedangkan batuan penyusun kerak benua yang utama adalah granit, yang

tidak sepadat batuan basalt.[1]

Batuan merupakan salahsatu penyusun kerak bumi. Setiap batuan mempunyai

karateristik tersendiri. Diantara karateristik yang membedakan suatu batuan

dengan batuan lainnya adalah densitas dan porositasnya, oleh karena itu kami

melakuakan praktikum tentang Menghitung Densitas Dan Porositas Batuan

2

1.2. Rumusan Masalah

1. Bagaimanakah pebandingan densitas batako dengan genteng ?

2. Bagaimanakah perbandingan porositas batako dengan genteng ?

1.3. Tujuan

1. Mengetahui dan membandingkan densitas batako dengan genteng

2. Mengetahui dan membandingkan porositas batako dengan genteng

3

BAB II

DASAR TEORI

2.1 . Densitas

Densitas (ρ) atau massa jenis merupakan suatu perbandingan antar daerah

massa suatu zat yang berisi partikel - partikel dengan suatu daerah volume

tertentu dari zat tertentu, atau massa jenis adalah pengukuran massa (m)

setiap satuan volume (V) benda.[2]

Semakin tinggi massa jenis suatu benda,

maka semakin besar pula massa setiap volumenya. Massa jenis rata-rata

setiap benda merupakan total massa dibagi dengan total volumenya. Satuan

SI massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg·m-3

). Massa jenis

merupakan salah satu karateristik benda termasuk batuan. Setiap benda yang

sama akan memiliki massa jenis yang sama, demikian sebaliknya. Setiap zat

memiliki massa jenis yang berbeda. Dan satu zat berapapun massanya

berapapun volumenya akan memiliki massa jenis yang sama[3]

. Rumus untuk

menentukan massa jenis adalah

............................................................... (1)

2.2 Porositas

Porositas adalah ukuran dari ruang kosong di antara material, dan merupakan

fraksi dari volume ruang kosong terhadap total volume, yang bernilai antara 0

dan 1, atau sebagai persentase antara 0-100%. Istilah ini digunakan di

berbagai kajian ilmu seperti farmasi, teknik manufaktur, ilmu tanah,

metalurgi, dan sebagainya.

Porositas bergantung pada jenis bahan, ukuran bahan, distribusi pori,

sementasi, riwayat diagenetik, dan komposisinya. Porositas bebatuan

umumnya berkurang dengan bertambahnya usia dan kedalaman. Namun hal

4

yang berlawanan dapat terjadi yang biasanya dikarenakan riwayat temperatur

bebatuan. [4]

Porositas merupakan hal yang sangat penting untuk mengukur ruang kosong

yang tersedia bagi tempat menyimpan fluida hidrokarbon. Porositas (Φ)

adalah kemampuan suatu batuan untuk menyimpan fluida. Porositas adalah

perbandingan ruang kosong /pori-pori dalam batuan dengan keseluruhan

volume batuan dikalikan dengan 100 (untuk menentukan persen).

...................................... (2)

........................... (3)

( )

( ) ( ) ........................................ (4)

......................................................... (5)

Banyak metode yang dikembangkan untuk menghitung porositas batuan.

Sebagian besar metode didesain untuk sampel core yang kecil, kira-kira

seukuran biji cemara. 3 parameter dasar yang dibutuhkan untuk menghitung

porositas yaitu bulk volume / volume keseluruhan batuan, volume butir, dan

volume pori-pori. Metode untuk menghitung bulk volume pada umumnya

dapat digunakan untuk menghitung porositas total dan effective porosity.[3]

Keterangan:

m1 : massa piknometer

m2 : massa piknometer dan alkohol

m3 : massa piknometer dan bahan

m4 : massa piknometer, bahan dan alkohol

BAB III

METODOLOGI

5

3.1. Waktu dan Tempat

Praktikum ini dilalakukan pada hari Senin, tanggal 7 April 2014 di

Laboratorium Fisika Material ITS

3.2. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah;

1) Batako,

2) Genteng,

3) Gergaji besi,

4) Palu geologi,

5) Oven,

6) Alkohol,

7) Aquades,

8) Jangka sorong,

9) Timbangan Digital,

10) Gelas, dan

11) Piknometer

3.3. Prosedur Praktikum

a. Pengukuran densitas batuan (padat)

1) Menyiapkan batuan yang akan diukur densitasnya

2) Mengukur massa masing-masing batuan tersebut dengan menggunakan

timbangan digital dengan pengulangan sebanyak 3 kali sehingga

didapatkan massa kering batuan

3) Mengukur berat masing-masing batuan dengan menggunakan Neraca

Newtonian dengan pengulangan sebanyak 3 kali sehingga didapatkan

berat kering batuan

6

4) Mencelupkan batuan pada air 150 ml selama 15 menit kemudian diukur

kembali dengan pengulangan sebanyak 3 kali sehingga didapatkan berat

basah batuan.

5) Menghitung densitas masing-masing batuan

b. Pengukuran densitas batuan (serbuk)

1) Membuat serbuk dari masing-masing batuan

2) Mengukur massa piknometer kosong (m1)

3) Mengukur massa piknometer yang diisi penuh dengan alkohol (m2)

4) Mengukur massa piknometer yang diisi sebagian dengan serbuk batuan

(m3)

5) Mengukur massa piknometer yang diisi dengan serbuk batuan (m3)

kemudian mengisinya dengan alkohol sehingga didapatkan (m4)

6) Melakukan percobaan untuk batuan yang lain

7) Menghitung densitas masing-masing batuan dengan menggunakan

rumus:

( )

( ) ( )

c. Pengukuran porositas batuan

1) Menghitung porositas masing-masing batuan dengan menggunakan data

yang didapatkan dari data percobaan 1 dan 2.

3.4. Variabel Praktikum

Variabel kontrol : massa piknometer,

Variabel bebas : bahan uji (batuan)

Variabel terikat : densitas dan porositas

7

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Pengamatan

Data hasil praktikum ini dapat dilihat pada lampiran 1

4.2 Pembahasan

A. Densitas

Dari data yang terdapat pada lampiran dan dengan menggunakan persamaan 1

kita memperoleh densitas batako dan genteng seperti pada table berikut ini.

Tabel 1 Densitas batuan menggunakan persamaan 1

No Jenis

Batuan massa (gr) Volume (cm3) ρbatuan (gr.cm-3)

1 Batako 4,967 10,757 0,462

2 Genteng 10,533 8,071 1,305

Selain menggunakan persamaan 1 kita dapat menggunakan persamaan 4

untuk mencari densitas batuan. Berikut ini table densitas batuan dengan

menggunakan persamaan 4

Tabel 2. Densitas batuan menggunakan persamaan 4

ρalkohol = 0,870 gr.cm-3

)*

No Jenis

Batuan m1 m2 m3 m4

ρbatuan

(gr.cm-3)

ρbatuan

(gr.cm-3)

1 Batako

15,1 36,9 16,5 37,8 2,437

2,489 30,9 74,3 32,8 75,3 1,837

36,8 123,9 39 125,5 3,191

2 Genteng 15,1 36,9 17,9 38,9 3,046

2,805 30,9 74,3 34,7 77 3,007

8

36,8 123,9 40,6 126,3 2,362

* ρalkohol (70%) diperoleh dari hasil perhitungan yang ada pada lampiran

Dari data ini kita dapat melihat ada perbedaan antara densitas dengan

menggunakan persamaan 1 dan 4. Adapun persen bedanya adalah;

Tabel 3. Perhitungan persen beda densitas batuan dengan menggunakan

persamaan 1 dan 4

No Jenis

Batuan

ρbatuan (gr.cm-3) Persen

Beda

(%)

Persamaan

1

Persamaan

4

1 Batako 0,462 2,489 438,968

2 Genteng 1,305 2,805 114,923

*

B. Porositas

Nilai porositas dapat dicari dengan mengunakan persamaan 2. Berikut ini

merupakan tabel hasil perhitungan porositas batuan.

Tabel 4. Hasil perhitungan porositas batuan

No Jenis

Batuan

Vporos

(cm-3) *

Vmatriks

(cm-3) * Vtotal (cm-3) Porositas (%)

1 Batako 2,567 1,996 4,563 56,256

2 Genteng 1,800 3,755 5,555 32,402

* Perhitungan Vporos dan Vmatriks dapat dilihat pada lampiran

Tabel ini menujukkan bahwa jumlah pori pada batako lebih banyak

daripada genteng. Hal ini sesuai dengan peruntukannya, batako dibuat

berpori agar dapat direkatkan dengan semen pada saat membuat

bangunan, sedangkan genteng porinya lebih sedikit agar air hujan tidak

menembus genteng.

9

10

BAB V

KESIMPULAN

Setiap benda memiliki karateristik tersendiri yang membedakan antara yang satu

dengan yang lainnya. Diantara karateristik yang membedakan itu adalah densitas

dan porositas. Dalam praktikum ini kita memperoleh densitas genteng lebih besar

daripada densitas batako. Selain densitas kita juga memperoleh bahwa porositas

genteng lebih kecil daripada porositas batako, dimana porositas genteng 32,402 %

dan porositas batako 56,256 %.

11

DAFTAR PUSTAKA

[1] Anonim. Bumi. http://id.wikipedia.org/ [12 April 2014]

[2] Rewisa. Densitas. http://rewisa.files.wordpress.com [12 April 2014]

[3] Nurrisma, dkk. 2014. Modul Praktikum Pra S2. Lab Material ITS:

Surabaya

[4] Anonim. Porositas. http://id.wikipedia.org/ [12 April 2014]

12

Lampiran I. Data Praktikum

1. Volume Batu

Tabel 5. Volume batu

No Jenis Batuan Panjang (cm) Lebar (cm) Tinggi (cm) Volume

(cm3)

Volume Rata-Rata

Setiap Batu (cm3)

1 Batako

Sampel 1 2,100 2,100 2,125 9,371

10,757 Sampel 2 2,250 2,140 2,205 10,617

Sampel 3 2,200 2,060 2,850 12,916

Sampel 4 2,155 2,145 2,190 10,123

2 Genteng

Sampel 1 2,310 2,310 1,335 7,124

8,071 Sampel 2 2,450 2,370 1,440 8,361

Sampel 3 2,340 2,290 1,800 9,645

Sampel 4 2,310 2,260 1,370 7,152

2. Massa Kering Batuan

Tabel 6. Massa kering batuan

No Jenis Batuan

Massa Kering (gr) Massa Kering

Rata-Rata Setiap

Sampel (gr)

Massa Kering

Rata-Rata

Setiap Benda

(gr)

Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3

13

1 Batako

Sampel 1 4,6 4,6 4,6 4,6

4,967 Sampel 2 5,2 5,2 5,2 5,2

Sampel 3 5,1 5,1 5,1 5,1

2 Genteng

Sampel 1 10 10 10 10,0

10,533 Sampel 2 11,3 11,3 11,3 11,3

Sampel 3 10,3 10,3 10,3 10,3

3. Massa Basah Batuan

Tabel 7. massa basah batuan

No Jenis Batuan

Massa Basah (gr) Massa Basah

Rata-Rata

(gr)

Massa Basah Rata-

Rata Setiap Benda (gr) Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3

1 Batako

Sampel 1 7,0 7,0 7,0 7,0

7,533 Sampel 2 7,9 7,9 7,9 7,9

Sampel 3 7,7 7,7 7,7 7,7

2 Genteng

Sampel 1 11,7 11,7 11,7 11,7

12,333 Sampel 2 13,3 13,3 13,3 13,3

Sampel 3 12,0 12,0 12,0 12,0

4. Massa Piknometer Kosong (m1)

14

Tabel 8. massa piknometer kosong (m1)

No Jenis Piknometer m2 (gr)

m1 (gr) Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3

1 Piknometer 25 ml 15,1 15,1 15,1 15,1

2 Piknometer 50 ml 30,9 30,9 30,9 30,9

3 Piknometer 100 ml 36,8 36,8 36,8 36,8

15

5. Massa Piknometer yang Diisi Penuh dengan Alkohol (m2)

Tabel 9. Massa piknometer yang diisi penuh dengan alkohol (m2)

No Jenis Piknometer m2 (gr)

m2 (gr) Pengukuran 1 Pengukuran 2 Pengukuran 3

1 Piknometer 25 ml 36,9 36,9 36,9 36,9

2 Piknometer 50 ml 74,3 74,3 74,3 74,3

3 Piknometer 100 ml 123,9 123,9 123,9 123,9

6. Massa Pikno Meter Yang Diisi dengan Serbuk Batuan (m3)

Tabel 10. Massa pikno meter yang diisi dengan serbuk batuan (m3)

No Jenis Batuan Jenis Piknometer m3(gr)

1 Batako

Piknometer 25 ml 16,5

Piknometer 50 ml 32,8

Piknometer 100

ml 39

2 Genteng

Piknometer 25 ml 17,9

Piknometer 50 ml 34,7

Piknometer 100

ml 40,6

7. Massa Pikno Meter Yang Diisi dengan Serbuk Batuan dan Alkohol (m4)

Tabel 11. Massa pikno meter yang diisi dengan serbuk batuan dan alkohol (m4)

No Jenis Batuan Jenis Piknometer m3(gr)

1 Batako

Piknometer 25 ml 37,8

Piknometer 50 ml 75,3

Piknometer 100

ml 125,5

2 Genteng

Piknometer 25 ml 38,9

Piknometer 50 ml 77

Piknometer 100

ml 126,3

16

17

Lampiran 2. Pengolahan Data

1. Massa Jenis Batuan dengan Menggunakan Persamaan 1

Tabel 12. Massa jenis batuan dengan menggunakan persamaan 1

No Jenis

Batuan massa (gr) Volume (cm3)

ρbatuan

(gr.cm-

3)

1 Batako 4,967 10,757 0,462

2 Genteng 10,533 8,071 1,305

2. Volume Poros

Tabel 13. Perhitungan volume poros

ρair = 1 gr.cm-3

No Jenis

Batuan mbasah (gr) mkering (gr)

Massa

Air

Dalam

Pori (gr)

Vporos

(cm3)

1 Batako 7,533 4,967 2,567 2,567

2 Genteng 12,333 10,533 1,800 1,800

3. Massa jenis alkohol (70%)

Tabel 14. Perhitungan massa jenis alkohol (70%)

No Valkohol

(Cm3) m1 (gr) m2(gr)

malkohol

(gr)

ρalkohol

(gr.cm-

3)

1 25 15,1 36,9 21,8 0,872

2 50 30,9 74,3 43,4 0,868

3 100 36,8 123,9 87,1 0,871

Massa Jenis Alkohol (gr.cm-3) 0,870

18

19

4. Matriks Batuan dengan Piknometer

Tabel 15. Perhitungan matriks batuan dengan piknometer

No Jenis

Batuan m1 m2 m3 m4 m2-m1 m3-m1 m4-m3

ρbatuan

(gr.cm-3)

ρbatuan

(gr.cm-3)

1 Batako

15,1 36,9 16,5 37,8 21,8 1,4 21,3 2,437

2,489 30,9 74,3 32,8 75,3 43,4 1,9 42,5 1,837

36,8 123,9 39 125,5 87,1 2,2 86,5 3,191

2 Genteng

15,1 36,9 17,9 38,9 21,8 2,8 21 3,046

2,805 30,9 74,3 34,7 77 43,4 3,8 42,3 3,007

36,8 123,9 40,6 126,3 87,1 3,8 85,7 2,362

5. Volume Matriks Batuan

Tabel 16. Perhitungan volume matriks batuan

No

Jenis

Batuan

Massa

Kering

Densitas

Matriks

Volume

Matriks

1 Batako 4,966666667 2,488508642 1,995841

2 Genteng 10,53333333 2,805035354 3,755152

6. Porositas Batuan

Tabel 17. Perhitungan porositas batuan

20

No Jenis

Batuan Vporos (cm3) Vmatriks (cm3) Vtotal (cm3)

Porositas

(%)

1 Batako 2,567 1,996 4,563 56,256

2 Genteng 1,800 3,755 5,555 32,402

21

7. Persen beda densitas

Tabel 18. Persen beda densitas

No Jenis

Batuan

ρbatuan (gr.cm-3) Persen

Beda

(%)

Persamaan

1

Persamaan

4

1 Batako 0,462 2,489 438,968

2 Genteng 1,305 2,805 114,923