SIFAT KIMIA TANAH : reaksi tanah

PERTEMUAN KE 7
ILMU TANAH PMP 2113
SETYA WIDI AYUNING P., S.Pi, MP
LITERATUR
Tan Kim Howard. 1982. Principles of Soil
Chemistry. Mercel Dekker. Inc. New York
 H.L. Bohn., B. L. McNeal., and G.A
O’Connor. 1979. Soil Chemistry. John
Willey&Sons
 D.L. Sparks. 1995. Environmental Soil
Chemistry. Academic Press. San Diego
 H. D. Foth. 1984. Fundamental of Soil
Science. John Willey&Sons

PENDAHULUAN
BAHAN TANAH TERDIRI DARI 4 KOMPONEN:
a) Bahan Padat Mineral :
sibir batuan, mineral primer, lapukan batuan &
mineral sekunder
b) Bahan Padat Organik :
Sisa&rombakan jaringan jasad, penghuni tanah
dan zat humik
c) Air :
Terdiri dari zat2 terlarut
d) Udara

PENDAHULUAN
 Koloid
Tanah adalah partikel atau zarah
tanah terkecil yg berukuran < 1 µ (1 µ =
0,001 mm )
 Memiliki luas permukaan yang sangat tinggi
per satuan berat (massa)
 Reaksi kimia berlangsung pd permukaan
koloid
 Pada beberapa jenis tanah, permukaan
koloid bermuatan negatif (-)
SISTEM KOLOIDAL
1) LIOFILIK
Fase terdispersi berinteraksi dgn medium
dispersi
2) LIOFOBIK :
Fase terdispersi TIDAK berinteraksi dgn medium
dispersi
Dimana :
MEDIUM DISPERSI : adalah AIR
a. HIDROFILIK (Koloid Tanah
TIDAK )
b. HIDROFOBIK (Mineral Liat
)
Pengertian2 Pada KOLOID
TANAH
MISEL (KOMPLEKS JERAPAN):
Butir koloidal yg diselaputi kulit hidrasi
(Hydration shell)
 ADSORPSI (PENJERAPAN) :
Konsentrasi bahan Pada Permukaan
Koloidal
 ABSORPSI (PENYERAPAN) :
Retensi suatu bahan di dlm bahan lainnya
 SORPTION (ERAP) :
Jika Adsorpsi & Absorpsi sukar dibedakan

MACAM-MACAM KOLOID TANAH
a) Koloid Anorganik (Koloid Mineral) :
 Koloid liat silikat (fraksi lempung) dan
 liat non silikat (Oksida dan Hidroksida):
mineral tanah Al,Fe,Ca
b) Koloid Organik (Humus) :
senyawa kompleks yg resisten berwarna coklat,
amorf, koloidal berasal dari sisa-2 jazad hidup yg
telah dimodifikasi oleh mikroorganisme
KOLOID ANORGANIK
A. LIAT SILIKAT
Memiliki struktur lempeng : terdpt 2 permukaan
 Susunan : mengandung Si, Al / Mg, dan O
 Sifat & Ciri :
a) Berbentuk kristal
b) Bermuatan negatif
c) Dpt menjerap air
d) Dpt menjerap&mempertukarkan kation
e) Memiliki permukaan yg luas
f) Garam bersifat masam

KOLOID ANORGANIK
A. LIAT SILIKAT
Bentuk dasar yg
membentuk
struktur mineral
Liat :
a) Tetrahedral
b) Oktrahedral



Permukaan koloid tanah bermuatan negatif atau positif, yang
dapat menarik atau menolak ion-ion yang muatannya
berlawanan bersama dengan molekul air.
Ion-ion yang tertarik (terjerap) pd permukaan koloid ini (Iontukar) dapat diserap oleh akar tanaman.
A. LIAT SILIKAT
PENGGOLONGAN LIAT SILIKAT :
1) KRISTALIN :
a. Tipe 1 : 1
 Susunan : 1 Si-Tetrahedron + 1 Al-Oktahedron
 Nama Mineral : Kaolinit, Haloisit
 Sifat : Kaku karena masing-masing unit terikat oleh
ikatan H (ikatan lemah, namun bila banyak jd kuat)
b. Tipe 2 : 1
 Susunan : 2 Si-Tetrahedron + 1 Al-Oktahedron
 Nama Mineral : Montmorilonit, Vermikulit, Illit
 Sifat : mudah mengembang-mengerut karena
masing2 unit terikat oleh ikatan kuat yi ikatan O
STRUKTUR DASAR MINERAL LIAT
SILIKAT
A. LIAT SILIKAT
LANJUTAN
PENGGOLONGAN LIAT SILIKAT :
1) KRISTALIN :
c. Tipe 2 : 1 : 1
 Susunan : 2 Si-Tetrahedron + 1 Al-Oktahedron + 1
Mg(OH)2
 Nama Mineral : Klorit
 Sifat : mengembang-mengerut
2) NON KRISTALIN
 Nama Mineral : Fe & Al Hidroksida (Alofan dan
Imogolit)
 Terbentuk dari abu Volkan (Andosol)
KOLOID ANORGANIK
B. HIDRUS OKSIDA Fe dan Al
Terdapat pada tanah Oxisol atau Latosol
Merah, Latosol Coklat
 Memiliki sifat fisika tanah baik namun kimia
tanah jelek
 Nama Mineral : Gibsit (Al2O3), Hematit (Fe2O3),
Goethit (Fe2O3.H2O), Limonit (Fe2O3.3H2O)

KOLOID ORGANIK
HUMUS
Pengertian :
Merupakan senyawa rumit yang tahan lapuk
tersusun ats poliuronida dan Lignin, bewarna
hitam kecoklatan, berbentuk amorf, berasal dari
jaringan tumbuhan & hewan yg telah diubah oleh
MO tanah
 Pengaruh :
Warna tanah hitam, plastisitas rendah, kohesi
rendah, kapasitas menahan air dan hara tinggi
 Susunan : C, H, O

HUMUS
Partikel humus merupakan asam-asam organik
yg umummnya bermuatan negatif, sehingga
mampu menjerap kation-kation
 Nilai KTK 200 < 300 me/100g
 Humus dpt mengurangi kadar kemasaman
tanah karena keberadaan Al3+ dpt diikat oelh
Humus membentuk IKATAN KHELAT
(Chellating Bond).
 Humus ini bertindak sbg Ligand bermuatan
negatif dgn ion Al3+

PENGGOLONGAN Berdasarkan
KELARUTAN
a) Asam Fulvit : BM teringan, warna termuda,
larut dlm asam dan basa
b) Asam Humik : BM sedang, warna sedang,
Larut dlm Basa, Tidak Larut dlm Asam
c) Asam Humin : BM Terberat, Warna Gelap,
Tidak Larut dlm Asam dan Basa
MUATAN KOLOID
Koloid bermuatan negatif
 Jenis muatan negatif :
a) Muatan tergantung pH
Pembentukan karena disosiasi Hidrogen dan
Pinggiran kristal yg patah

Muatan tetap
Pembentukan karena Substitusi Isomorfik (Si
oleh Al, Al oleh Mg)
b)
SUMBER MUATAN NEGATIF
SYARAT SUBSTITUSI ISOMORFIK:
 Ukuran ion sama, Na+ - Ca2+ , Mg2+ - Fe2+
 Perbedaan ukuran ≤ 15%
 Valensi tidak boleh berbeda > 1 unit
SOURCE OF CHARGES ON
MINERAL SOIL COLLOIDS
SUMBER MUATAN NEGATIF
SUMBER MUATAN NEGATIF
PADA MINERAL LIAT
1. Kelebihan muatan negatif pd ujung-ujung
patahan kristal baik pada Si-tetrahedron
maupun Al-Oktahedron
2. Disosiasi H+ dari gugus OH yg terdapat pd
tepi atau ujung kristal
Disosiasi terjadi apabila pH tanah mengalami
kenaikan
muatan suatu koloid tergantung
pd pH
3. Substitusi isomorfik
SUMBER MUATAN
SUBSTITUSI ISOMORF : (Umum pd Liat 2 : 1)
a. Substitusi dlm lembar kristalin satu atom
oleh atom lain berukuran sama dgn valensi
lebih rendah
b. Muatan permanen dan tdk dipengaruhi oleh
pH tanah
 PATAHAN KISI : (umum pd liat 1 : 1)
a. Merupakan kisi lembar Al dan Si dmna atom
H+ sbg bagian dr ion Hidroksil yg diikat kuat
oleh atom O pd kondisi masam
b. Muatan patahan kisi = Netral.

SUMBER MUATAN
LANJUTAN
 PATAHAN KISI
c. Jika pH tanah > 6 atom H+ diikat agak
lemah dan dapat dipertukarkan dgn kation
Ca2+ dan Mg2+
d. Muatan tersebut tergantung pH (pHdependent charge)
PROSES PERTUKARAN
Ca2+ -
Koloid
+ 2H+
2H+-
Koloid
+Ca2+
H+ menggantikan Ca2+ akibat penjerapan oleh koloid
tanah
Ca-X + 2 H+
2 H-X + Ca2+
Dimana X = fase padatan tanah
Ca(ad) + 2 H+
2 H(ad) + Ca2+
X(ad) = “KATION X TERJERAP”
JERAPAN (ADSORPTION): pengikatan ion (Ca2+,
Mg2+, K+ ) pada permukaan koloid liat&humus
KATION TERJERAP
a. Tanah daerah Arid
Kation basa Ca2+ , Mg2+ , K+ , Na+ , NH
b. Tanah daerah Humid
Kation asam (Al3+ , Fe2+ & H+) dan juga Kation
Basa (Ca2+ & Mg2+)
c. Kekuatan Jerapan
Al3+ > Ca2+ = Mg2+ > K+ = NH4+ > Na+
SUMBER MUATAN PD HUMUS
SUMBER MUATAN NEGATIF : akibat gugus
karboksil dan gugus phenol
 Muatan pd koloid humus tergantung pd pH :
Dlm kedaan masam, H+ dipegang kuat dalam
gugusan karboksil atau phenol (namun ikatan
tersebut menjadi kurang kekuatannya bila pH
menjadi lebih tinggi)

Sehingga terjadi disosiasi H+
Muatan Negatif semakin tinggi
TERIMA KASIH