PERTEMUAN 11-12

1. PERTEMUAN 11-12 KEMASAMAN DAN ALKALINITAS (Asam dan basa)

2. SEKUENS • Definisi dan peranan reaksi tanah • Konsepsi kimia asam dan basa • Formulasi kemasaman dan akalinitas • Sumber-sumber kemasaman tanah • Kapasitas menyangga • Netralisasi kemasaman tanah dan pengapuran • Tanah dipengaruhi garam • Kualitas air irigasi

3. 1. DEFINISI DAN PERANAN REAKSI TANAH Pada umumnya reaksi tanah baik tanah gambut maupun tanah mineral menunjukkan sifat kemasaman atau alkalinitas tanah yang dinyatakan dengan nilai pH. Nilai pH menunjukkan banyaknya konsentrasi ion Hidrogen (H+) di dalam tanah. Makin tinggi kadar ion H+ di dalam tanah, semakin masam tanah tersebut. Reaksi tanah merupakan suatu istilah yang digunakan untuk menyatakan reaksi asam atau basa dalam tanah. Sejumlah proses dalam tanah dipengaruhi oleh reaksi tanah dan biokimia tanah yang berlansung spesifik. Pengaruh lansung reaksi tanah adalah pada: • laju dekomposisi mineral tanah dan bahan organik, • pembentukan mineral lempung, • pertumbuhan tanaman. Pengaruh tidak lansungnya terhadap kelarutan dan ketersediaan hara tanaman. Sebagai contoh perubahan konsentrasi fosfat dengan perubahan pH tanah. Konsentrasi ion H+ yang tinggi bisa meracun bagi tanaman.

4. 2. KONSEPSI KIMIA ASAM DAN BASA Untuk memahami dan mengendalikan sistim asam basa tanah, maka diperlukan pengertian tentang 3 konsep utama asam dan basa. • Teori Arhenius,1884. Menurutnya, asamadalahsuatuzat yang apabiladilarutkandalam air akanmenghasilkan ion H+ dimanaion tersebutmerupakansatu-satunya ion yang adadalamlarutan. Basamerupakanzat yang apabiladi-larutkandalam air akanterionisasimenghasilkan ion OH-, dan ion tersebutmerupakanion satu-satunya yang ada di dalamlarutan. HCl H+ + Cl- (asam) NaOH Na+ + OH- (basa)

5. b. Teori Bronsted-Lowry, 1923, yang berbunyisuatuzatpemberi proton (proton donor) disebutasamdansuatuzat penerimapoton (proton aksptor) disebutbasa. HCl + H2O H3O+ + Cl- Asam-basa konjugasi Dari definisitersebutmakasuatuasamsetelahmelepas proton akanmembentukbasakonjugasidariasamtersebut. Demikian pula denganbasa, setelahmenerima proton akanmembentukasamkonjugasidaribasatersebut. Pasangan asam-basa ini disebut pasangan konjugasi. Dimana Cl- merupakan basa konjugasi dari asam HCl.

6. C. Teori Lewis, 1932, menyatakanbahwabasaadalahzat yang memilikisatusatu atau lebihpasanganelektronbebas yang dapat di-berikankepadazat lain sehinggaterbentukikatankovalenkoordinasi, sedangkanasamadalahzat yang dapatmenerimapasanganelektrontersebut. .. .. H+ + :O: H+ H:O:H H+ menerima sepasang elektron sehingga merupakan asam. OH- menyumbang sepasang elektron, sehingga disebut sebagai basa.

7. 3. FORMULASI KEMASAMAN DAN ALKALINITAS Untuk mengambarkan kondisi kemasaman dan alkalinitas (basa) tanah, digunakan kombinasi teori Arrhenius dan Bronsted-Lowry. Untuk menggambarkan kondisi ini digunakan istilah pH, yang didefinisikan sebagai: 1 pH = log = -log [H+] [H+]

8. Reaksitanahmenunjukankemasamandanalkalinitastanah yang di nyatakandengannilai pH. pH = Log 1/ [H+] = - log [H+], pH = 0 -14 pH netral  pH = Log 1/10-7 = - Log 10-7 = 7 Kandungan ion H+ = 10-7 mol/liter Contoh : [H+] = 10-3  pH = 3 [H+] = 10-7  pH = 7 Tanah masam : tanah dengan pH rendah karena [H+] tinggi. Timbulnya kemasaman tanah di alam, proses ini berlangsung bersamaan dengan proses pembentukan dan penuaan.

9. Reaksi (pH) pada berbagai tanah secara umum dapat berkisar dari 3 sampai 11. Secara sederhana, tanah dengan pH = 7 disebut netral, pH < 7 disebut masam, dan pH>7 disebut alkalis. Tingkat keasaman luar biasa sangat kuat kuat sedang agak agak kuat luar biasa Tanah dengan pH di bawah 3 seperti tanah gambut atau yang tercemar limbah industri. Sebaliknya, secara ekstrim terdapat tanah dengan pH di atas 11, seperti tanah salin, sodik, dan salin-sodik.

10. Secara teoritis, angka pH berkisar antara 1 sampai 14. Angka satu berarti kepekatan ion hidrogen di dalam tanah ada 10‑1atau 1/10 gmol/l. Tanah pada kepekatan ini sangat asam. Sementara angka 14 berarti kepekatan ion hidrogennya 10‑14 gmol/l. Tanah pada angka kepekatan ini sangat basa. Tanah‑tanah yang ada di Indonesia sangat bervariasi tingkat keasamannya. Ada tanah yang masam seperti Podsolik Merah Kuning, dan latosol Tanah yang alkalis seperti Mediteran Merah Kuning dan Grumosol. Bagi tanah-­tanah yang bereaksi masam, seringkali tidak atau kurang sesuai bagi pertumbuhan tanaman. Oleh karena itu pada tanah‑tanah demikian sering dilakukankan pengapuran (liming). bahan- bahan yang digunakan untuk menaikkan pH tanah yang bereaksi masam menjadi mendekati netral dengan harga pH sekitar 6,5.

11. 4. SUMBER-SUMBER KEMASAMAN TANAH Penyebab kemasaman tanah, adalah: • Kandungan aluminium (Al) • Hidrolisis Fe • Garam-garam terlarut, misalnya garam terlarut alamiah CaCO3, garam terlarut akibat pemupukan (urea, KCl, TSP) • Humus (asam lemah karboksil –COOH dan fenol –C6H4OH) • Mineral-mineral aluminosilikat dan oksida-oksida Al dan Fe

12. 5. KAPASITAS MENYANGGA Selain bersifat masam dan alkalin, larutan air tanah memiliki kemampuan penyangga, yaitu kemampuan larutan yang dapat mempertahankan/menyangga nilai pH tertentu. Sifat yang paling menonjol dari larutan penyangga ini seperti pH larutan penyangga hanya berubah sedikit pada penambahan sedikit asam kuat. Larutan penyangga merupakan larutan yang dibentuk oleh reaksi suatu asam lemah dengan basa konjugatnya ataupun oleh basa lemah dengan asam konjugatnya. Reaksi ini disebut sebagai reaksi asam-basa konjugasi. Komponen larutan penyangga terbagi menjadi: • Larutan penyangga yang bersifat asam, Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain. • Larutan penyangga yang bersifat basa, Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.

13. 6. NETRALISASI KEMASAMAN TANAH DAN PENGAPURAN Kemasaman tanah merupakan masalah utama yang dihadapi diwilayah iklim tropika basah. Tanah yang menempati wilayah tropika basah bereaksi masam. Luastanahmasam di dunia 37,774 juta km2, sedangkan yang mempunyaisubsoil masam 29,181 jutakm2. Tanah masamtersebuttersebarluas di daerahbercurahhujantinggi, termasuk40% daritanah di daerahtropik. Luas tanah masam lahan kering di Indonesia 55,58 juta ha (29,1 % dariluas tanah di Indonesia) yang tersebar terutama di Sumatera,Kalimantan danIrian Jaya (Setijono, 1982). Kemasamantanahmembatasiproduktivitastanamandibanyaktempatdi dunia

14. Potensi Tanah Masam Tanah masam nilai pH rendah - Jenis tanah podsolik adalah tanah bereaksi masam paling luas di Indonesia sekitar 38,437 juta ha - Latosol dan aluvial usaha pertanian • Podsol dan organosol tidak sesuai untuk budidaya intensif pengembangan tanah untuk budidaya intensif (pertanian, perkebunan, hutan tanaman (HTI). Perlu diupayakan pengendalian kemasaman tanahnya

15. CARA MENGATASI TANAH MASAM • Penambahan BO • Pengapuran, Kapur adalah setiap bahan yang mengandung Ca maupun Mg yang dapat diberikan kepada tanah untuk menaikan Ph. Pengapuran adalah pemberian bahan-bahan kapur untuk meningkatkan pH tanah yang bereaksi masam menjadi mendekati netral yaitu sekitar 6,5 – 7 • penanaman jenis pohon yang toleran terhadap Al dan Mn • Pemupukan

16. BENTUK-BENTUK KAPUR • kapurkalsit (CaCO3) • kapurdolomit (CaMg(CO3)2) • kapur bakar, quick lime (CaO) CaCO3 + panas -- CaO + CO2 • kapur hidrat, slaked lime (Ca(OH)2) CaO + H2O - Ca (OH)2 + panas

17. 7. TANAH DIPENGARUHI GARAM Salah satu kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan adalah adanya tanah salin/tanah dipengaruhi garam. Tanah salin merupakan tanah yang mempunyai kandungan garam NaCl yang cukup tinggi. Tanah dengan kandungan garam yang tinggi dibedakan dalam tanah salin, tanah sodik dan tanah salin-sodik. Kandungan garam yang tinggi dapat berpengaruh pada penyerapan air yang dilakukan oleh biji. Bila tanah terlalu Salin dan NaCl yang diserap terlalu banyak maka akan menghambat proses metabolisme dalam benih. Konsentrasi NaCl yang terlalu pekat maka akan menyebabkan cairan dalam benih akan keluar sehingga dapat merusak benih sehingga benih tidak dapat berkecambah dengan baik

18. Tanah salin terjadi di daerah-daerah dekat pantai, terjadi karena penyusupan air laut ke darat melalui saluran permukaan maupun jalur-jalur di bawah tanah.  Tanah-tanah dipengeruhi oleh konsentrasi yang tinggi garam natrium melelui dua cara.  Yang paling sederhana, tanah-tanah pantai pada saat pasang surut digenangi oleh air laut paling tidak sekali dalam setahun, didominasi oleh ion-ion Na+ dan Cl- dan berciri basah (rawa bergaram).  Atau daerah pedalaman yang sangat kering di mana evaporasi yang terjadi melebihi presipitasi, influx air yang mengandung garam terlarut pada konsentrasi yang sangat rendah, pada jangka waktu yang lama, bisa menyebabkan akumulasi secara besar-besaran garam di lapisan tanah sebelah atas karena air tanah bergerak lebih lebih banyak ke atas dan karena pencucian yang minimal (Fitter dan M. Hay, 1981). Atau di daerah yang terkena tsunami. Tingkat salinitas tanah dipengaruhi oleh karakteristik lumpur yang terbawa oleh tsunami ke lahan pertanian dan tingkat permeabilitas tanah. Garam-garam telah bergerak ke dalam lapisan tanah yang lebih dalam, khsusunya pada tanah yang teksturnya lebih kasar,

19. 8. KUALITAS AIR IRIGASI Tidaksemua air cocokuntukdipergunakanbagiirigasi. Air yang tidak dapatdigunakan mengandung: 1.bahan-bahankimia yang beracunbagitumbuh-tumbuhanatau orang yang memakantanamanitu. 2.bahan-bahankimia yang bereaksidengantanahuntukmenimbulkanciri-cirilengastanah yang tidakmemuaskan. 3.bakteriyang membahayakan orang ataubinatang yang memakantanaman yang diairidengan air itu. Sebenarnya, konsentrasisuatusenyawadalamlarutantanahlah yang menentukanbesarnyabahaya, Padapermulaan,irigasidengan air yang buruktidakadabahaya yang terlihat, tetapidenganberlalunyawaktu, makakonsentrasigaramdidalamtanahdapatmeningkat, karenalarutantanahterkonsentrasiolehpenguapan. Drainasebebasdaritanahmemungkinkangerakangaram-garamkebawahdanmembantupencegahanterjadinyapenumpukan yang berat. Drainasetanahbuatanmungkindiperlukan, jikadrainasealamiahtidakmencukupi.          Konsentrasigaram yang tinggikadang-kadangdapatdihindaridenganmencampuri air garamtersebutdengan air bermutubaikdarisuatusumber lain, sehinggakonsentrasiakhirnyamasihdalambatas-batas yang aman. Presipitasidiluarmusimtanamakanmembantupembilasangaramdari air.

20. THE END