PENENTUAN KADAR UNSUR TIMBAL (Pb), MANGAN ( Mn), ZINK (Zn), BESI (Fe), MAGNESIUM (Mg) PADA DEBU DAN TANAH ERUPSIGUNUNG SINABUNG DIKABUPATEN KARO, SUMATERA UTARA SKRIPSI AGIL ANTONO 150822037 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
PENENTUAN KADAR UNSUR TIMBAL (Pb), MANGAN ( Mn), ZINK (Zn), BESI (Fe), MAGNESIUM (Mg) PADA DEBU DAN TANAH ERUPSI GUNUNG SINABUNG DI KABUPATEN KARO, SUMATERA UTARA SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains AGIL ANTONO 150822037 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2017
ii PERSETUJUAN Judul : Penentuan Kadar Unsur Timbal (Pb), Mangan (Mn), Zink (Zn), Besi (Fe), Magnesium (Mg) Pada Debu dan Tanah Erupsi Gunung Sinabung Di Kabupaten Karo, Sumatera Utara Kategori : Skripsi Nama : Agil Antono NIM : 150822037 Program Studi : Kimia(S1) Departemen Fakultas : Kimia :Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) (USU) Disetujui di Medan, Agustus 2017 Komisi Pembimbing Pembimbing 2, Pembimbing 1, Prof.Dr.Harry Agusnar,M.Sc.,M.Phill NIP.195308171983031002 Prof.Dr.Zul Alfian.M.Sc NIP.195504051983031002 Diketahui/Disetujui oleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si NIP. 19740405199932001
iii PERNYATAAN PENENTUAN KADAR UNSUR TIMBAL (Pb), MANGAN (Mn), ZINK (Zn), BESI (Fe), MAGNESIUM (Mg) PADA DEBU DAN TANAH ERUPSI GUNUNG SINABUNG DI KABUPATEN KARO, SUMATERA UTARA SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Agustus 2017 AGIL ANTONO 150822037
iv PENGHARGAAN Bismillahirrahmanirrahim Alhamdulilah, dengan mengucap puji dan syukur kehadirat Allah SWT dengan karunia-nya Alhamdulillah saya dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai salah satu syarat untuk meraih gelar Sarjana Kimia pada Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Serta shalawat dan salam saya sampaikan kepada Nabi Besar Muhammad SAW sebagai suri tauladan, semoga kita mendapat syafaat dari beliau, Amin Rabbal Alamin. Selanjutnya saya menyampaikan penghargaan dan cinta kasih yang terdalam dan tulus kepada Ayahanda Mardi dan Ibunda Misna yang telah memberikan dukungan baik secara moril maupun materi yang tiada hentinya kepada penulis serta seluruh keluarga besar yang telah memberikan doa dan motivasinya. Kepada Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku dosen pembimbing 1 dan Prof. Dr. Harry Agusnar, M.Sc. M.Phill selaku dosen pembimbing 2 yang telah membantu dan memberikan bimbingan dan arahannya sehingga terselesaikan skripsi ini dan Kepada Ibu Dr. Cut Fatimah Zuhra, M.Si dan Bapak Dr. Firman Sebayang, MS serta seluruh dosen dan staff serta pegawai FMIPA USU yang telah memberikan ilmu dan arahan selama pendidikan saya. Untuk seluruh teman-teman semuanya saya mengucapkan terimakasih atas dukungan dan doanya dan terimakasih juga kepada Iqbal Muttaqin,Bernard Ginting dan Rosnani Harahap serta stambuk 2015 kimia ekstensi yang telah banyak membantu saya dalam penelitian. Saya menyadari skripsi ini masih banyak kekurangan, karena keterbatasan maupun pengetahuan. Oleh karena itu, saya mengharapkan saran dan masukan yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua. Penulis Agil Antono
v PENENTUAN KADAR UNSUR TIMBAL (Pb), MANGAN (Mn), ZINK (Zn), BESI (Fe), MAGNESIUM (Mg) PADA DEBU DAN TANAH ERUPSI GUNUNG SINABUNG DI KABUPATEN KARO, SUMATERA UTARA ABSTRAK Telah dilakukan penelitian tentang penentuan kadar unsur Timbal ( Pb) Mangan (Mn), Zink (Zn), Besi (Fe), dan Magnesium (Mg) pada debu dan tanah erupsi gunung Sinabung di Kabupaten Karo, Sumatera Utara dengan menggunakan metode kualitatif dan kuantitatif yaitu dengan menggunakan alat ICP ( Inductively Couple Plasma ), XRD ( X-Ray Difraction) dan XRF ( X-Ray Fluoresence). Sampel debu dan tanah di destruksi basah menggunakan HNO3(p) selama 2jam. Kemudian sampel di diamkan selama 30 menit, di saring dan diencerkan dengan aquadest 50 ml kemudian di uji dengan ICP. Dari hasil penelitian kadar debu erupsi gunung Sinabung dihasilkan yaitu Kadar unsur Timbal (Pb) sebesar 0,049 ppm, Mangan (Mn) sebesar 1,200 ppm, Zink (Zn) sebesar 0,265 ppm, Besi (Fe) sebesar 97,50 ppm dan Magnesium (Mg) sebesar 3,888 ppm sedangkan dari hasil penelitian kadar tanah erupsi gunung Sinabung yaitu kadar unsur Timbal (Pb) sebesar 0,126 ppm, Mangan (Mn) sebesar 2,428 ppm, Zink (Zn) sebesar 0,467 ppm, Besi (Fe) sebesar 173,91 ppm dan Magnesium (Mg) sebesar 12,59 ppm. Dari hasil penelitian tersebut Kadar Logam pada Tanah hasil erupsi gunung Sinabung lebih tinggi dariada kadar debu hasil eruspi gunung Sinabung. Dari hasil penelitian yang didapatkan disimpulkan bahwa kadar logam dan mineral Pb, Mn, Zn, Fe, dan Mg pada debu dan tanah hasil erupsi gunung Sinabung sudah memenuhi kualitas standar SNI Nomor 7387-2009. Kata kunci : Erupsi, Debu, Tanah, ICP, Logam Pb, Mn, Zn, Fe, dan Mg.
vi DETERMINATION OF TIMBAL (Pb), MANGAN (Mn), ZINK (Zn), BESI (Fe), MAGNESIUM (Mg) ON THE DUST AND LAND ERUPTION MOUNTAIN SINABUNG IN KARO DISTRICT, NORTH SUMATERA ABSTRACT The determination of lead (Pb), Mangan (Mn), Zinc (Zn), Iron (Fe) and Magnesium (Mg) on the dust and land eruption mountain Sinabung in Karo district, North Sumatera using qualitative and quantitative methods by using ICP ( Inductively Couple Plasma), XRD (X-Ray Difraction) and XRF (X-Ray Fluorosence). Samples of dust and land in wet destruction using HNO3(p) for 2 hours. Then the sample was allowed to stand for 30 minutes, filtered and diluted with 50 ml aquadest then tested with ICP. The results of the eruption dust eruption of mount Sinabung resulted in the Lead element concentration (Pb) of 0,049 ppm, Mangan (Mn) of 1,200 ppm, Zinc (Zn) of 0,265 ppm, Iron (Fe) 97,50 ppm and Magnesium (Mg) of 3,888 ppm. While the result of the soil eruption of mount Sinabung is the content of Lead element (Pb) of 0,126 ppm, Mangan (Mn) of 2,428 ppm, Zinc (Zn) of 0,467 ppm, Iron (Fe) of 173,91 ppm and Magnesium (Mg) of 12,559 ppm. From the results of theses studies the metal content of the soil eruption of mount Sinabung higher than the eruption dust eruption results of mount Sinabung. From the result of the research, it can be concluded that the levels of metals and minerals of Pb, Mn, Zn, Fe, and Mg in dust and land erupted from mount Sinabung already meet the standart SNI Number 7387-2009. KeyWord : Eruption, Dust, Land, ICP, Metal, Pb, Mn, Zn, Fe and Mg.
vii DAFTAR ISI Halaman Persetujuan ii Pernyataan iii Penghargaan iv Abstrak v Abstract vi Daftar Isi vii Daftar Tabel ix Daftar Gambar x Daftar Lampiran xi Bab 1 Pendahuluan 1 1.1. Latar Belakang 1 1.2. Rumusan Masalah 3 1.3. Tujuan Penelitian 3 1.4. Pembatasan Masalah 3 1.5. Manfaat Penelitian 4 1.6. Lokasi Penelitian 4 1.7. Metodologi Penelitian 5 Bab 2 Tinjuan Pustaka 6 2.1. Gunung Berapi 6 2.1.1. Klasifikasi Gunung Berapi Indonesia 7 2.2.Debu Vulkanik 8 2.3.Efek Debu Vulkanik 10 2.3.1.Kesuburan Tanah 10 2.3.2. Tanaman 10 2.4. Logam 11 2.4.1. Logam Berat 12 2.4.2 Timbal (Pb) 12 2.4.3. Mangan (Mn) 15 2.4.4. Zink (Zn) 16 2.9.5. Besi (Fe) 17 2.4.6.Magnesium (Mg) 19 2.5. Destruksi 19 2.5.1. Destruksi Kering 19 2.5.2. Destruksi Basah 21 2.6. Sprektrometri ICP-OES Variant Liberty 22 2.6.1. Prinsip Kerja Alat ICP 22 2.6.2. Instrumentasi ICP 23 Bab 3 Metode Penelitian 27 3.1. Alat dan bahan 27 3.1.1.Alat-alat 27 3.1.2.Bahan-bahan 27
viii 3.2. Prosedur Percobaan 28 3.2.1.Metode Pengambilan Sampel 28 3.2.2.Preparasi Sampel 28 3.2.3.Pembuatan Larutan HNO3 5% 28 3.3.Bagan Penelitian 29 3.3.1. Debu 29 3.3.2. Tanah 29 Bab 4 Hasil dan Pembahasan 30 4.1. Hasil Penelitian 30 4.2. Hasil Analisa Debu Erupsi Gunung Sinabung 36 4.3. Hasil Analisa Tanah Erupsi Gunung Sinabung 37 4.4. Pembahasan 38 Bab 5 Kesimpulan dan Saran 40 5.1.Kesimpulan 41 5.2. Saran 41 Daftar Pustaka 42 Lampiran 45
ix DAFTAR TABEL Halaman Tabel 4.1. Kondisi Alat ICP-OES II Variant Liberty 30 Tabel 4.2. Data Konsentrasi Larutan Standar Pb 31 Tabel 4.3. Data Konsentrasi Larutan Standar Mn 32 Tabel 4.4. Data Konsentrasi Larutan Standar Zn 33 Tabel 4.5. Data Konsentrasi Larutan Standar Fe 34 Tabel 4.6. Data Konsentrasi Larutan Standar Mg 35 Tabel 4.7. Kandungan Logam Dan Mineral Hasil Debu Erupsi Desa Gajah Kec.Simpang Empat, Kab Karo, Sumut 36 Tabel 4.8. Kandungan Logam Dan Mineral Hasil Debu Erupsi Desa Sigarang-Garang Kec.Naman Teran, Kab Karo, Sumut 36 Tabel 4.9. Kandungan Logam Dan Mineral Hasil Debu Erupsi Desa Tganderket Kec.Tiganderket, Kab Karo, Sumut 36 Tabel 4.10. Kandungan Logam Dan Mineral Hasil Tanah Erupsi Desa Gajah Kec.Simpang Empat, Kab Karo, Sumut 37 Tabel 4.11. Kandungan Logam Dan Mineral Hasil Tanah Erupsi Desa Sigarang-Garang Kec,Naman Teran Kab Karo, Sumut 37 Tabel 4.12. Kandungan Logam Dan Mineral Hasil Tanah Erupsi Desa Gajah Kec.Tiganderket, Kab Karo, Sumut 37 Tabel 4.13. Kadar Logam Desa Gajah Kec.Simpang Empat, Kab Karo Sumut 39 Tabel 4.14. Kadar Logam Desa Sigarang-garang Kec.Naman Teran, Kab Karo, Sumut 39 Tabel 4.15. Kadar Logam Desa Tiganderket Kec. Tiganderket, 40 Kab, Karo, Sumatera Utara
x DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 4.1.:Kurva Kalibrasi Standar Unsur Timbal (Pb) 31 Gambar 4.2.:Kurva Kalibrasi Standar Unsur Mangan (Mn) 32 Gambar 4.3.:Kurva Kalibrasi Standar Unsur Zinki (Zn) 33 Gambar 4.4.:Kurva Kalibrasi Standar Unsur Besi (Fe) 34 Gambar 4.5. Kurva Kalibrasi Standar Unsur Magnesium (Mg) 35 Gambar 4.6. Grafik Debu Erupsi Gunung Sinabung 38 Gambar 4.7. Grafik Tanah Erupsi Gunung Sinabung 38
xi DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Data Kualitatif Uji Debu Erupsi Gunung Sinabung Dengan Alat XRD 45 Lampiran 2. Data Kualitatif Uji Tanah Erupsi Gunung Sinabung Dengan Alat XRD 46 Lampiran 3. Data Kualitatif Uji Tanah Erupsi Gunung Sinabung Dengan Alat XRF 48 Lampiran 4. Gambar Alat ICP-OES Variant Liberty 49 Lampiran 5. Gambar Peta Gunung Sinabung Kab. Karo, Sumut 49