## Indonesian Journal of Pure and Applied Chemistry
journal homepage: http://jurnal.untan.ac.id/index.php/IJoPAC
ANALISIS UKURAN PARTIKEL SILIKA HASIL EKSTRAKSI DARI BATU PADAS ASAL KABUPATEN KETAPANG KALIMANTAN BARAT
Risya Sasri 1* , Nurlina 1 , Lia Destiarti 1 , Intan Syahbanu 1
1 Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Tanjungpura, Kalimantan Barat, Indonesia
* Corresponding author: risya@untan.ac.id ARTICLE INFO

## ABSTRACT
Article history: Received 21 May 2018 Accepted 28 May 2018 Available online 26 June 2018 Keywords: Silika Batu padas Ukuran partikel image-J Analysis  of  particle  size  of  silica  was  extracted  from  rocks  from Ketapang  Regency,  West  Kalimantan  based  on  characterization using scanning electron microscope (SEM) have been carried out. The analysis was performed to determine the particle size change in extraction silica without and with activation using acid solution. SEM  image  processing  was  performed  on  a  10 μ m  scale  at  350x magnification  through  the  image-J  software  to  determine  the particle size distribution. The results of the analysis showed that the  area  and  diameter  of  the  silica  particle  extracted  from  rocks were 3,935 μ m 2 and 3,147 μ m (without activation) and 4,28 μ m 2 and 3,267 μ m (activated) respectively.
© 2018 IJoPAC. All rights reserved

## 1. Pendahuluan
Batu  padas  merupakan  batuan alam  hasil  sedimen  yang  banyak  terdapat  di  Kabupaten Ketapang  Provinsi  Kalimantan  Barat.  Batu  padas  mengandung  sejumlah  besar  SiO 2 yaitu sebanyak  70-95%  dalam  bentuk  silika,  besi  oksida,  dan  silika  tanah,  serta  mengandung aluminium  oksida  (Al 2 O 3 )  sebanyak 2–10  % [1] .  Sejauh  ini  pemanfaatan  batu  padas  masih terbatas  untuk  campuran  bahan  bangunan  dan  belum  dikembangkan  sebagai  material  maju. Silika  dari  sumber  batu  padas  dapat  dikembangan  sebagai  material  maju  dengan memperhatikan  karakteristik  sifat  seperti  ukuran  partikel.  Modifikasi  ukuran  partikel  akan mempengaruhi  luas  permukaan  dan  pori  silika,  sehingga  dapat  menghasilkan  fungsi  aplikasi yang bervariasi.
Karakterisasi  penentuan  ukuran  atau  distribusi  partikel  dapat  dilakukan  dengan  analisis menggunakan scanning electron microscope (SEM) dan transmition electron microscope (TEM). Karakterisasi  dengan  SEM  dan  TEM  memberikan  hasil  berupa  gambar  digital  yang  memuat topografi  permukaan.  Penentuan  ukuran  dan  distribusi  partikel  dilakukan  dengan  mengolah gambar digital  SEM  melalui  program  pengolah  data Image-J [2] . Image-J adalah  program perangkat  lunak  yang  digunakan   untuk  pengolahan  gambar  digital  berbasis  Java  yang  dibuat oleh  Wayne  Rasband  dari Research  Services  Branch,  National  Institute  of  Mental  Health, Bethesda, Maryland , USA [3] . Penggunaan Image-J dalam analisis gambar digital telah digunakan secara luas dalam bidang kesehatan dan biologi [4] .
Pada  kajian  ini  dilakukan  penentuan  ukuran  partikel  silika  hasil  ekstraksi  dari  batu  padas menggunakan hasil data analisis SEM. Gambar digital SEM akan diolah menggunakan image-J
untuk  mendapatkan  distribusi  ukuran  partikel.  Selanjutnya  akan  ditentukan  sebaran  pola distribusi sehingga diperoleh luas dan diameter partikel rata-rata.

## 2. Bahan dan Metode

## 2.1 Sampel
Sampel  yang  digunakan  adalah  silika  hasil  ekstraksi  dari  batu  padas  tanpa  dan  dengan aktivasi  oleh larutan asam  klorida  (HCl)  yang  dikarakterisasi  dengan  SEM.  Gambar  SEM  yang digunakan masing-masing berada pada skala 10 μ m dengan perbesaran 350x.

## 2.2 Penentuan Ukuran Partikel
Penentuan ukuran partikel dari gambar digital SEM dilakukan dalam beberapa tahap. Tahap pertama  dilakukan  pengolahan  data  menggunakan software  image-J untuk  memperoleh distribusi  luas  area  dari  setiap  pencitraan  dari  gambar  digital.  Gambar  digital  dari  hasil  SEM terlebih  dahulu  akan  diatur  tingkat  pendefinisian  antara  objek  dan  latar  belakangnya menggunakan Threshold .  Analisis  dilakukan  dengan  menggunakan  cara Analyze  >  Analyze Particles ,  dan  dihasilkan  data  luas  area  seluruh  partikel  yang  terdefinisi.  Selanjutnya  dengan mengasumsikan partikel berbentuk bola maka dari luas area rata-rata ( A ) yang dihasilkan dapat dihitung diameter partikelnya ( d ) dengan menggunakan persamaan:
d= 2 (1)

## 3. Hasil dan Pembahasan
Silika  hasil ekstraksi  dari  batu  padas  diperoleh  dari  hasil  penelitian  sebelumnya  yang dilaporkan  oleh  Nurlina,  dkk. [5] .  Batu  padas  sebagai  sumber  silika  diaktivasi  dengan  larutan asam berupa larutan HCl sebelum dimulainya proses ekstraksi. Aktivasi asam dilakukan untuk melarutkan mineral-mineral yang terdapat didalam batu padas sehingga dapat memaksimalkan silika  yang  terbentuk.  Perolehan  silika  dari  batu  padas  teraktivasi  asam  menghasilkan kristalinitas  yang  lebih  baik  dibandingkan  silika  dari  batu  padas  tanpa  aktivasi.  Hal  ini dibuktikan  dengan  meningkatnya  intensitas  puncak  difraktogram  sinar-X    pada  2 θ 26,34 o - 26,54 o untuk  batu  padas  teraktivasi  asam  dibandingkan  dengan  batu  padas  tanpa  aktivasi [5] . Silika hasil ekstraksi selanjutnya dikarakterisasi menggunakan SEM. Analisis SEM menghasilkan gambar digital dari pola permukaan silika hasil ekstraksi dari batu padas.
Gambar  digital  SEM  dari  kedua  sampel,  selanjutnya  ditentukan  ukuran  partikel menggunakan  pengolahan  data  dengan image-J .  Pengolahan  gambar  digital  menggunakan image-J ,  dilakukan  dalam  beberapa  tahap.  Tahap  pertama  dilakukan  kalibrasi  gambar  digital dalam pengaturan program tersebut, yang dilanjutkan dengan pengaturan skala gambar. Skala gambar disesuaikan dengan skala yang tercantum dari hasil gambar digital yaitu dengan acara Analyze  >  set  scale .  Langkah  berikutnya  dilakukan  pendefinisian  area  gambar  yang  akan dianalisis dengan cara memilih area kemudian menuju Image > duplicate . Dilanjutkan dengan penajaman gambar untuk pendefinisian pola yaitu dengan menuju Process > FFT > bandpass filter .  Tahap  ini  akan  menampilkan  ketajaman  gambar  yang  memudahkan  pendefinisian  area. Ketajaman  gambar  dapat  diatur  dengan  mengatur  besar  atau  kecilnya pixels  unit yang digunakan. Tahapan selanjutnya dilakukan pendefinisian area menggunakan threshold dengan cara Image > adjust > threshold . Pada tahapan ini dilakukan pula pengaturan objek dan
latar  belakang  gambar  digital.  Selanjutnya  pada  tahapan  akhir  dilakukan  pengukuran  partikel dengan  menuju Analyze  >  Analyze  Particle .  Hasil  pengukuran  ini  akan  menampilkan  data ukuran  luas  area  untuk  seluruh  area  yang  terdefinisi.  Gambar 1 menyajikan  hasil  pengolahan gambar  SEM  menggunakan image-J melalui thresholding dan  gambar outline silika  hasil ekstraksi dari batu padas tanpa aktivasi dan teraktivasi asam.
(a) (b)
Gambar 1. Hasil pengolahan gambar SEM menggunakan image-J melalui thresholding dan gambar outline silika hasil ekstraksi dari batu padas tanpa aktivasi dan teraktivasi
Luas  area  yang  dihasilkan  dari  pengukuran analyze  particle pada  pengolahan image-J selanjutnya  diolah  untuk  mendapatkan  luas  dan  ukuran  diameter  partikel.  Partikel  dalam gambar  digital didefinisikan  sebagai  partikel  yang  berbentuk  bola  sehingga  dengan menggunakan persamaan (1) dapat dicari hubungan luas area dengan ukuran diameter partikel. Tabel  1  menyajikan  hasil  perhitungan  ukuran  partikel  yang  meliputi  luas  permukaan  dan diameter  rata-rata  partikel.  Hasil  perhitungan  menunjukkan  terjadi  peningkatan  luas permukaan dan diameter rata-rata pada silika hasil ekstraksi setelah dilakukannya aktivasi. Pola distribusi diameter partikel dalam bentuk histogram tersaji pada Gambar 2.
Gam bar di gi tal asl i Gam bar Th re sh ol d Gam bar O ut lin e
Tabel 1. Hasil perhitungan ukuran partikel rata-rata
Sampel Luas permukaan rata- rata ( μ m 2 )
Diameter rata-rata ( μ m) Tanpa aktivasi 3,935 3,147 Teraktivasi 4,28 3,267
(a)
(b)
Gambar 2. Histogram pola distribusi diameter partikel silika hasil ekstraksi tanpa aktivasi
(a) dan teraktivasi (b)
Pola distribusi ukuran partikel silika menunjukkan bahwa diameter partikel pada rentang 3 – 5 μ m  memiliki  frekuensi  yang  tinggi.  Hal  ini  menandakan  bahwa  dari  area  pendefinisian diperoleh  mayoritas  ukuran  diameter  partikel  berada  pada  rentang  nilai  tersebut,  yang  juga sesuai  dengan  hasil  perhitungan  (tersaji  pada  Tabel  1).  Berdasarkan  hasil  analisis  partikel terhadap kedua sampel, diperoleh hasil bahwa analisis partikel dapat dilakukan menggunakan pengolah  data image-J dan  dapat  diterapkan  dalam  pengolahan  gambar  digital  SEM.  Hasil analisis  partikel  tersebut  harus  dilakukan  perbandingan  lebih  lanjut  dengan particle  size analyzer .  Hal  ini  dilakukan  agar  diperoleh  tingkat  akurasi  dan  validasi  dalam  analisis  ukuran partikel menggunakan pengolahan data berbasis image-J .

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  ukuran  partikel  silika  hasil  ekstraksi  dari  batu  padas  tanpa aktivasi dan teraktivasi diperoleh luas dan diameter partikel berturut-turut adalah 3,935 μ m2 dan 3,147 μ m (tanpa aktivasi) serta 4,28 μ m2 dan 3,267 μ m (teraktivasi).

## Ucapan Terima Kasih
Terima  kasih  ditujukan  kepada  Fakultas  Matematika  dan  Ilmu  Pengetahuan  Alam Universitas  Tanjungpura  Pontianak  yang  telah  memfasilitasi  penelitian  ini  melalui  dana penelitian DIPA Fakultas MIPA tahun anggaran 2016.

## Referensi
[1]. Grible   C. D.  Routly’s  Elements  of Mineralogi. Edisi 27. 1988. Ijnwn Hyman, London. [2]. Kurniawan  C.,  Waluyo  T.B.,  Sebayang  P.    Analisis  Ukuran  Partikel  Menggunakan  Free Software Image-J. Prosiding Seminar Nasional Fisika. 2011.
[3]. Podlasov  A.,  Eugene  A. Working  and  Development  with  ImageJ:  A  Student  Reference , Joensuu: Departement of Computer Science, University of Joensuu. 2003.
[4]. Abramoff    M.  D.,    Magalhaes  P.J.,  Ram  S.J.    Image  Processing  with  ImageJ. Biophotonic International . Laurin Publishing. 2004.
[5]. Nurlina, Sasri R., Destiarti L., Syahbanu I. Pengaruh Konsentrasi Larutan NaOH Terhadap Karakteristik  Silika  Hasil  Ekstraksi  Dari  Batu  Padas  Asal  Kalimantan  Barat.  Prosiding Seminar Nasional Penerapan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi. Universitas Tanjungpura. Pontianak, 23-24 Mei 2017: hlm. 165-169.