LAPORAN PRAKTIKUM SELF POTENSIAL (Laporan ini dibuat untuk memenuhi tugas matakuliah Metode Survei Geofisik) Oleh : Irwan Romadon (M0212046) JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015
A. LATAR BELAKANG Geolistrik merupakan salah satu metode Geofisika yang mempelajari sifat aliranlistrik di dalam bumi dan bagaimana mendeteksinya di permukaan bumi. Ada beberapa macam metode Geolistrik, antara lain : Self Potential (SP), Resistivitas,Induced Polarization (IP), Elektromagnet, Arus Telluric, Magnetotelluric dan lain-lain.metode Self Potential atau Potensial Diri merupakan salah satu metode geofisika yang pasif, artinya dalam melakukan pengukuran tidak perlu menginjeksikan arus kedalam tanah dan hanya megukur tegangan statis alam pada titik-titik pengukuran. B. TUJUAN Tujuan utama dari survei geofisika, khususnya metode Self Potential adalah 1. Mengenalkan metode yang dipakai dalam eksplorasi geolistrik dengan menggunakan metode Self Potential. 2. Mengenalkan prinsip dan cara kerja alat yang dipakai dalam metode Self Potential. 3. Memperoleh gambaran struktur lapisan bawah permukaan bumi dari variasi distribusi tegangan statis yang terukur. C. LOKASI SURVEI Praktikum metode self potensial ini dilakukan di taman di depan Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta. D. TINJAUAN PUSTAKA Potensial diri yang terjadi di bumi disebabkan adanya reaksi elektrokimia ataupun aktifitas mekanik, tetapi faktor utama penyebab terjadinya potensial tersebut yaitu adanya air bawah tanah. Mekanisme munculnya potensial diri dapat melalui 4 cara (Telford, 1976), antara lain : 1. Potensial Elektrokinetik Potensial elektrokinetik terjadi secara mekanik, biasa disebut dengan aliran potensial. Potensial ini dapat diamati pada larutan yang bekerja pada kapiler atau medium yang berpori, dimana larutan tersebut mempunyai resistivitas listrik ( ) dan viskositas ( ). P.. Ek 4 (1)
Keterangan : = potensial absorbsi (volt) P = perbedaan tekanan (N/m2) = konstanta dielektrikum larutan = viskositas (Joule.dt/m2) Besarnya potensial absorpsi merupakan potensial dari 2 lapisan (padat-cair) antara padatan dan larutan. Potensial ini secara umum tidak terlalu penting, akan tetapi efek aliran ini dapat megakibatkan adanya anomali yang biasanya besar dan berhubungan dengan topografi. 2. Potensial Liquid-Junction (Difusi) Potensial ini disebabkan oleh perbedaan mobilitas dari variasi ion dalam larutan yang konsentrasinya berbeda. Besarnya harga potensial ini dapat dituliskan sebagai berikut : R ( Ia Ic) C1 Ed log Fn( Ia Ic) C2 (2) Keterangan : R = konstanta gas (8,31 Joule/oC) F = konstanta Faraday (9,65 x 104 Cal/mol)= temperatur absolut (K) n = valensi Ia, Ic = mobilitas anion dan kation C1, C2 = konsentrasi larutan (mol/m3) 3. Potensial Shale (Nernst) Bila dua elektroda logam yang identik dicelupkan dalam larutan yang homogen, maka tidak terjadi beda potensial pada kedua elektroda tersebut. Jika konsentrasi pada kedua larutan diubah, maka akan timbul beda potensial, dituliskan sebagai berikut : R C Es log 1 Fn C 2 (3) Kombinasi antara potensial difusi dengan potensial Nernst disebut potensial diri elektrokimia atau potensial diri statis. 4. Potensial Mineralisasi Jika dua elektroda logam yang berbeda dicelupkan pada larutan yang homogen, maka akan timbul beda potensial diantara kedua elektroda tersebut. Potensial kontak elektrolit ini searah dengan potensial diri statis, hal ini ada hubungannya antara penyebab utama potensial yang besar dengan daerah mineral tersebut dan dikenal dengan sebagai potensial mineralisasi.
Potensial ini mempunyai harga relatif negatif di atas deposit (pirit, kalsiopirit, pirotit, magnetit, dan grafit) dan cukup stabil menrut waktu. Kebenaran teori tersebut masih belum secara pasti. Teori awal menghubungkan potensial mineralisasi bagian teroksidasi dari tubuh mineral yang berada di bawah permukaan air, tetapi tidak dapat digunakan dalam oksidasi grafit karena menunjukkan harga anomali yang besar untuk potensial diri tetapi tidak berlaku terhadap proses oksidasinya. Polarisasi yang terjadi pada tanah disebabkan adanya perbedaan aktifitas kimia yang mineralnya berhubungan atau kontak dengan larutan dan menyebabkan terjadinya aliran arus yang mengakibatkan perubahan kuantitas ion pada mineral sehingga timbul potensial. Pengukuran di lapangan menunjukkan beberapa mineral harus berada di zona oksidasi agar anomali potensial diri terlihat di permukaan. Hal ini dikarenakan zona penyebab anomali memiliki perbedaan potensial yang terbentuk di zona oksidasi dan posisi yang berada di bawahnya. Namun penjelasan ini memiliki kelemahan yaitu pada grafit yang sering kali merupakan sumber anomali yang besar, tetapi tidak terjadi oksidasi yang besar, begitu juga dengan sulfida metal yang terjadi sebaliknya. Besar efek potensial diri ini sesuai dengan hipotesa Sato dan Mooney dengan melakukan percobaan meletakkan dua elektroda yang bersifat elektrokimia mengalami reaksi setengah yang berlawanan, satu bersifat katoda terletak di atas permukaan air tanah dan lainya anoda di bawah permukaan air tanah. Di katoda mengalami reaksi penambahan elektron dan sebaliknya di anoda mengalami pengurangan elektron. Besar seluruh efek potensial diri tersebut dapat diterangkan melalui adanya perbedaan dalam potensial oksidasi dengan larutan pada dua setengah sel elektroda. E. ALAT DAN BAHAN 1. Multimeter 2. Kabel 3. Meteran 4. Porous pot 5. Multimeter 6. Ember 7. Larutan CuSO4 F. DATA
G. PEMBAHASAN H. KESIMPULAN I. DAFTAR PUSTAKA