KATA PENGANTAR Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan yang Maha Esa, yang atas rahmat-Nya maka kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah yang berjudul Minyak Bumi. Penulisan makalah adalah merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk menyelesaikan tugas mata pelajaran Kimia Semester II di SMA N 1 Kuta Utara.
Adapun di dalam makalah ini kami membahas tentang :
1. Apa itu Minyak Bumi, 2. Proses terbentuknya Minyak Bumi, 3. Komposisi Minyak Bumi, 4. Pengolahan Minyak Bumi, 5. Produk Hasil Pengolahan, dan 6. Akibat pembakaran bahan bakar fosil. Dalam penulisan makalah ini, kami merasa masih banyak kekurangan-kekurangan, baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang kami miliki. Untuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat penulis harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini.
Akhirnya kami berharap semoga makalah ini membantu teman-teman mengetahui secara garis besar tentang Minyak Bumi. Terimakasih kami ucapkan atas waktunya untuk membaca makalah kami.
Dalung, 8 Februari 2013
Penyusun DAFTAR ISI
Kata Pengantar .. i
Daftar Isi .. ii
BAB I Pendahuluan . 1 1.1 Latar Belakang . 1 1.2 Tujuan Penulisan . 2
BAB II Pembahasan . 3 2.1 Minyak Bumi . 3 2.2 Pembentukan Minyak Bumi . 4 2.3 Komposisi Minyak Bumi . 4 2.4 Pengolahan Minyak Bumi . 6 2.5 Produk Hasil Pengolahan . 7
2.6 Akibat Pembakaran Bahan Bakar Fosil . 13 BAB III Penutup . 16
3.1 Kesimpulan . 16 3.2 Saran . 16
Daftar Pustaka . 17
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Sumber energi yang banyak digunakan untuk memasak, kendaraan bermotor dan industri berasal dari minyak bumi, gas alam, dan batubara. Ketiga jenis bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan sisa-sisa organisme sehingga disebut bahan bakar fosil. Minyak bumi dan gas alam berasal dari jasad renik, tumbuhan dan hewan yang mati.
Sisa-sisa organisme itu mengendap di dasar bumi kemudian ditutupi lumpur. Lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh tekanan lapisan di atasnya. Sementara itu dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob menguraikan sisa-sisa jasad renik itu menjadi minyak dan gas. Selain bahan bakar, minyak dan gas bumi merupakan bahan industri yang penting. Bahan-bahan atau produk yang dibuat dari minyak dan gas bumi ini disebut petrokimia. Baru-baru ini puluhan ribu jenis bahan petrokimia tersebut dapat digolongkan ke dalam plastik, serat sintetik, karet sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, dan berbagai jenis obat.
Minyak bumi dan gas alam merupakan senyawa hidrokarbon. Rantai karbon yang menyusun minyak bumi dan gas alam memiliki jenis yang beragam dan tentunya dengan sifat dan karakteristik masing-masing. Sifat dan karakteristik dasar minyak bumi inilah yang
menentukan perlakuan selanjutnya bagi minyak bumi itu sendiri pada pengolahannya. Hal ini juga akan mempengaruhi produk yang dihasilkan dari pengolahan minyak tersebut.
Pengetahuan tentang minyak bumi dan gas alam sangat penting untuk kita ketahui, mengingat minyak bumi dan gas alam adalah suatu sumber eneri yang tidak dapat diperbaharui, sedangkan penggunaan sumber energi ini dalam kehidupan kita sehari-hari cakupannya sangat luas dan cukup memegang peranan penting atau menguasai hajat hidup orang banyak. Sebagai contoh minyak bumi dan gas alam digunakan sebagai sumber energi yang banyak digunakan untuk memasak, kendaraan bermotor, dan industri, kedua bahan bakar tersebut berasal dari pelapukan sisa-sisa organisme sehingga disebut bahan bakar fosil.
Oleh karen itu sebagai generasi penerus bangsa, kita juga harus memikirkan bahan bakar alternatif apa yang dapat digunakan untuk menggantikan bahan bakar fosil ini, jika suatu saat nanti bahan bakar ini habis.
1.2 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan dari makalah ini adalah:
a) Dapat mengetahui dan mendalami pengetahuan penyusun terkait minyak bumi.
b) Dapat mengetahui hasil pengolahan dari minyak bumi.
c) Dapat mengetahui manfaat serta kegunaan minyak bumi bagi kehidupan manusia.
d) Dapat mengetahui dampak yang ditimbulkan dari pembakaran minyak bumi yang tidak sempurna.
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Minyak Bumi Minyak Bumi merupakan campuran dari berbagai macam hidrokarbon, jenis molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana (baik yang rantai lurus maupun bercabang), sikloalkana, hidrokarbon aromatik, atau senyawa kompleks seperti aspaltena. Setiap minyak Bumi mempunyai keunikan molekulnya masing-masing, yang diketahui dari bentuk fisik dan ciri-ciri kimia, warna, dan viskositas.
Alkana, juga disebut dengan parafin, adalah hidrokarbon tersaturasi dengan rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya mengandung unsur karbon dan hidrogen dengan
rumus umum CnH2n+2. Pada umumnya minyak Bumi mengandung 5 sampai 40 atom karbon per molekulnya, meskipun molekul dengan jumlah karbon lebih sedikit/lebih banyak juga mungkin ada di dalam campuran tersebut. Alkana dari pentana (C5H12) sampai oktana (C8H18) akan disuling menjadi bensin, sedangkan alkana jenis nonana (C9H20) sampai heksadekana (C16H34) akan disuling menjadi diesel, kerosene dan bahan bakar jet). Alkana dengan atom karbon 16 atau lebih akan disuling menjadi oli/pelumas. Alkana dengan jumlah atom karbon lebih besar lagi, misalnya parafin wax mempunyai 25 atom karbon, dan aspal mempunyai atom karbon lebih dari 35. Alkana dengan jumlah atom karbon 1 sampai 4 akan berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai elpiji (LPG). Di musim dingin, butana (C4H10), digunakan sebagai bahan campuran pada bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan membantu mesin menyala pada musim dingin. Penggunaan alkana yang lain adalah sebagai pemantik rokok. Di beberapa negara, propana (C3H8) dapat dicairkan dibawah tekanan sedang, dan digunakan masyarakat sebagai bahan bakar transportasi maupun memasak. Sikloalkana, juga dikenal dengan nama naptena, adalah hidrokarbon tersaturasi yang mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya, dengan rumus umum CnH2n. Sikloalkana memiliki ciri-ciri yang mirip dengan alkana tapi memiliki titik didih yang lebih tinggi. Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon tidak tersaturasi yang memiliki satu atau lebih cincin planar karbon-6 yang disebut cincin benzena, dimana atom hidrogen akan berikatan dengan atom karbon dengan rumus umum CnHn. Hidrokarbon seperti ini jika dibakar maka akan menimbulkan asap hitam pekat. Beberapa bersifat karsinogenik. Semua jenis molekul yang berbeda-beda di atas dipisahkan dengan distilasi fraksional di tempat pengilangan minyak untuk menghasilkan bensin, bahan bakar jet, kerosin, dan hidrokarbon lainnya. Contohnya adalah 2,2,4-Trimetilpentana (isooktana), dipakai sebagai campuran utama dalam bensin, mempunyai rumus kimia C8H18 dan bereaksi dengan oksigen secara eksotermik: 2 C8H18(l) + 25 O2(g) 16 CO2(g) + 18 H2O(g) + 10.86 MJ/mol (oktana) Jumlah dari masing-masing molekul pada minyak Bumi dapat diteliti di laboratorium. Molekul-molekul ini biasanya akan diekstrak di sebuah pelarut, kemudian akan dipisahkan di kromatografi gas, dan kemudian bisa dideteksi dengan detektor yang cocok.
Pembakaran yang tidak sempurna dari minyak Bumi atau produk hasil olahannya akan menyebabkan produk sampingan yang beracun. Misalnya, terlalu sedikit oksigen yang
bercampur maka akan menghasilkan karbon monoksida. Karena suhu dan tekanan yang tinggi di dalam mesin kendaraan, maka gas buang yang dihasilkan oleh mesin biasanya juga mengandung molekul nitrogen oksida yang dapat menimbulkan asbut.
2.2 Pembentukan Minyak Bumi Proses terbentuknya minyak bumi dijelaskan berdasarkan dua teori, yaitu: 1) Teori Anorganik Teori Anorganik dikemukakan oleh Berthelok (1866) yang menyatakan bahwa minyak bumi berasal dan reaksi kalsium karbida, CaC2 (dan reaksi antara batuan karbonat dan logam alkali) dan air menghasilkan asetilen yang dapat berubah menjadi minyak bumi pada temperatur dan tekanan tinggi.
CaCO3 + Alkali CaC2 + HO HC = CH Minyak bumi 2) Teori Organik Teori Organik dikemukakan oleh Engker yang menyatakan bahwa minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan dan penguraian secara anaerob jasad renik (mikroorganisme) dari tumbuhan laut dalam batuan berpori.
2.3 Komposisi Minyak Bumi Komposisi minyak bumi dikelompokkan ke dalam empat kelompok, yaitu:
a) Hidrokarbon Jenuh (alkana) Dikenal dengan alkana atau parafin Keberadaan rantai lurus sebagai komponen utama (terbanyak) Sedangkan rantai bercabang lebih sedikit Senyawa penyusun diantaranya: 1. Metana CH4 2. Etana CH3 CH3 3. Propana CH3 CH2 CH3 4. Butana CH3 (CH2)2 CH3 5. n-heptana CH3 (CH2)5 CH3 6. iso oktana CH3 C(CH3)2 CH2 CH (CH3)2 b) Hidrokarbon Tak Jenuh (alkena) Dikenal dengan alkena Keberadaannya hanya sedikit Senyawa penyusunnya:
Etena, CH2 = CH2
Propena, CH2 = CH CH3 Butena, CH2 = CH CH2 CH3 a) Hidrokarbon Jenuh berantai siklik (sikloalkana) Dikenal dengan sikloalkana atau naftena Keberadaannya lebih sedikit dibanding alkana Senyawa penyusunnya :
d) Hidrokarbon aromatik Dikenal sebagai seri aromatik Keberadaannya sebagai komponen yang kecil/sedikit Senyawa penyusunannya:
a) Senyawa Lain Keberadaannya sangat sedikit sekali Senyawa yang mungkin ada dalam minyak bumi adalah belerang, nitrogen, oksigen
dan organo logam (kecil sekali) 2.4 Pengolahan Minyak Bumi Minyak mentah yang peroleh dari pengeboran berupa cairan hitam kental yang pemanfaatannya harus diolah terlebih dahulu. Pengeboran minyak bumi di Indonesia, terdapat di pantai utara Jawa (Cepu, Wonokromo, Cirebon), Sumatra (Aceh, Riau), Kalimantan (Tarakan, Balikpapan) dan Irian (Papua). Pengolahan minyak bumi melalui dua tahapan, diantaranya:
a. Pengolahan pertama,Pada tahapan ini dilakukan distilasi bertingkat memisahkan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan titik didihnya. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah. Sedangkan titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sangkup-sangkup yang disebut sangkup gelembung.
b. Pengolahan kedua, Pada tahapan ini merupakan proses lanjutan hasil penyulingan bertingkat dengan proses sebagai berikut:
1. 1. Perengkahan (cracking) 2. 2. Ekstrasi 3. 3. Kristalisasi 4. 4. Pembersihan dari kontaminasi
b. Ethyl Tertier Butil Eter (ETBE) Rumus molekul CH3 O C(CH3)3Tersier Amil Metil Eter (TAME) Rumus molekul CH3 O C(CH3)2 C2H5Metir Tersier Buthil Eter (MTBE) Rumus molekul CH3 O C(CH3)3 2.5.2 Bahan bakar gas Bahan bakar gas terdiri dari LNG (Liquified Natural Gas) dan LPG (Liquified Petroleum Gas)
Bahan baker gas biasa digunakan untuk keperluan rumah tangga dan indusri.
Elpiji, LPG (liquified petroleum gas,harfiah: gas minyak bumi yang dicairkan), adalah campuran dari berbagai unsur hidrokarbon yang berasal darigas alam. Dengan menambah tekanan dan menurunkan suhunya, gas berubah menjadi cair. Komponennya didominasi
propana C3H8 dan butana C4H10. Elpiji juga mengandung hidrokarbon ringan lain dalam jumlah kecil, misalnya etana C2H6 dan pentana C5H12. Dalam kondisi atmosfer, elpiji akan berbentuk gas. Volume elpiji dalam bentuk cair lebih kecil dibandingkan dalam bentuk gas untuk berat yang sama. Karena itu elpiji dipasarkan dalam bentuk cair dalam tabung-tabung logam bertekanan. Untuk memungkinkan terjadinya ekspansi panas dari cairan yang dikandungnya, tabung elpiji tidak diisi secara penuh, hanya sekitar 80-85% dari kapasitasnya. Rasio antara volume gas bila menguap dengan gas dalam keadaan cair bervariasi tergantung komposisi, tekanan dan temperatur, tetapi biasaya sekitar 250:1.
Tekanan di mana elpiji berbentuk cair, dinamakan tekanan uap-nya, juga bervariasi tergantung komposisi dan temperatur; sebagai contoh, dibutuhkan tekanan sekitar 220 kPa (2.2 bar) bagi butana murni pada 20 C (68 F) agar mencair, dan sekitar 2.2 MPa (22 bar) bagi propana murni pada 55C (131 F).
Menurut spesifikasinya, elpiji dibagi menjadi tiga jenis yaitu elpiji campuran, elpiji propana dan elpiji butana. Spesifikasi masing-masing elpiji tercantum dalam keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi Nomor: 25K/36/DDJM/1990. Elpiji yang dipasarkan Pertamina adalah elpiji campuran.
Sifat elpiji
Sifat elpiji adalah sebagai berikut:
Cairan dan gasnya sangat mudah terbakar Gas tidak beracun, tidak berwarna dan biasanya berbau menyengat Gas dikirimkan sebagai cairan yang bertekanan di dalam tangki atau silinder. Cairan dapat menguap jika dilepas dan menyebar dengan cepat. Gas ini lebih berat dibanding udara sehingga akan banyak menempati daerah yang
rendah. 2.5.3 Petrokimia Minyak bumi selain sebagai bahan bakar juga sebagai bahan industri kimia yang penting dan bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Bahan-bahan atau produk yang terbuat dari bahan dasarnya minyak dan gas bumi disebut petrokimia. Bahan-bahan petrokimia dapat digolongkan: plastik, serat sintetik, karet sintetik, pestisida, detergen, pelarut, pupuk, berbagai jenis obat dan vitamin.
2.5.3.1 Bahan Dasar Petrokimia Proses petrokimia umumnya melalui tiga tahapan, yaitu:
1. Mengubah minyak dan gas bumi menjadi bahan dasar petrokimia 2. Mengubah bahan dasar petrokimia menjadi produk antara, dan 3. Mengubah produk antara menjadi produk akhir yang dapat dimanfaatkan. Hampir semua produk petrokimia berasal dari tiga jenis bahan dasar yaitu:
1. Olefin (alkena-alkena) Olefin yang terpenting adalah etena (etilina), propena (propilena), butena (butilena) dan butadiena.
CH2 = CH2 CH2 = CH CH3 Etilena propilena
CH3 CH = CH CH3 CH2 = CH CH = CH2 Butilena butadiena
2. Aromatika (benzena dan turunannya)
Aromatika yang terpenting adalah benzena (C6H6), totuena (C6H5CH3) dan xilena (C6H4 (CH3)2 3. Gas Sintesis
Gas sintetis disebut juga syn-gas yang merupakan campuran karbon monoksida (CO) dan hidrogen (H2). Syn-gas dibuat dari reaksi gas bumi atau LPG melalui proses yang disebut stean reforming atau oksidasi parsial.
Reaksi stean reforming : CH4(g) + H2O CO(g) + 3H2(g) Reaksi oksidasi parsial : 2CH4(g) + O2 2CO(g) + 4H2(g)
2.5.3.2 Petrokimia dari Olefin Berikut ini beberapa petrokimia dari olefin dengan bahan dasar etilena:
1. Polietilena Polietilena adalah plastik yang paling banyak diproduksi yang digunakan sebagai kantong plastik dan plastik pembungkus/sampah.
2. PVC
PVC adalah polivinilkiorida yang merupakan plastik untuk pembuat pipa (pralon).
3. Etanol
Etanol adalah bahan yang sehari-hari kita kenal sebagai alkohol yang digunakan untuk bahan bakar atau bahan antar produk lain.
Alkohol dibuat dari etilena:
CH2 = CH2 + H2O CH3 CH2OH 4. Etilen glikol atau Glikol
Glikol digunakan sebagai bahan anti beku dalam radiator mobil di daerah beriklim dingin.
2.5.3.3 Petrokimia dari Aromatik Bahan dasar aromatik yang terpenting adalah benzena, toluena, dan xilena (BTX). Bahan dasar benzena umumnya diubah menjadi stirena, kumena dan sikloheksana
1. Stirena digunakan untuk membuat karet sinetik 2. Kumena digunakan untuk membuat fenol, selanjutnya fenol untuk membuat perekat 3. Sikloheksana digunakan terutama untuk membuat nylon 4. Benzena digunakan sebagai bahan dasar untuk membuat detergen. Bahan dasar untuk
toluena dan xilena untuk membuat bahan peledak (TNT), asam tereftalat (bahan pembuat serat).
2.5.3.4 Petrokimia dan gas-sinetik Gas sinetik merupakan campuran dari karbon monoksida dan hidrogen. Beberapa contoh petrokimia dari syn-gas sebagai berikut:
1. Amonia (NH3) N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Gas nitrogen dari udara dan gas hidrogennya dari syn-gas. Amonia digunakan untuk membuat pupuk [CO(NH2)2] urea, [(NH4)2SO4]; pupuk ZA dan (NH4NO3); amonium nitrat. 1. Urea [CO(NH2)2]
CO2(g) + 2NH3(g) NH2COH4(S) NH2CONH4(S) CO(NH2)2(S) + H2O(g)
1. Metanol (CH3OH) CO(g) + 2H3(g) CH3OH(g)
Sebagian besar metanol diubah menjadi formal-dehida dan sebagian digunakan untuk membuat serat dan campuran bahan bakar.
1. Formal dehida (HCHO) CH3OH(g) HCHO(g) + H2(g)
Formal dehida dalam air dikenal dengan formalin yang digunakan mengawetkan preparat biologi.
2.5.4 Naptha atau Petroleum eter biasa digunakan sebagai pelarut dalam industri.
2.5.5 Kerosin (minyak tanah) biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga. Selain itu kerosin juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan bensin melalui proses cracking.
2.5.6 Minyak tanah (bahasa Inggris: kerosene atau paraffin) adalah cairan hidrokarbon yang tak berwarna dan mudah terbakar. Dia diperoleh dengan cara distilasi fraksional dari petroleum pada 150C and 275C (rantai karbon dari C12 sampai C15). Pada suatu waktu dia banyak digunakan dalam lampu minyak tanah tetapi sekarang utamanya digunakan sebagai bahan bakar mesin jet (lebih teknikal Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8). Sebuah bentuk dari kerosene dikenal sebagai RP-1dibakar dengan oksigen cair sebagai bahan bakar roket. Nama kerosenediturunkan dari bahasa Yunani keros. Biasanya, kerosene didistilasi langsung dari minyak mentah membutuhkan perawatan khusus, dalam sebuah unit Merox atau, hidrotreater untuk mengurangi kadar belerangnya dan pengaratannya. Kerosene dapat juga diproduksi oleh hidrocracker, yang digunakan untuk mengupgrade bagian dari minyak mentah yang akan bagus untuk bahan bakar minyak. Penggunaanya sebagai bahan bakar untuk memasak terbatas di negara berkembang, di mana dia kurang disuling dan mengandung ketidakmurnian dan bahkan debris.
Bahan bakar mesin jet adalah kerosene yang mencapai spesifikasi yang diperketat, terutama titik asap dan titik beku. Kerosene juga bisa di gunakan untuk membasmi serangga seperti semut dan mengusir kecoa. Kadang di gunakan juga sebagai campuran dalam cairan pembasmi serangga.
2.5.7 Minyak solar atau minyak diesel, biasa digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin diesel pada kendaraan bermotor seperti bus, truk, kereta api dan traktor. Selain itu, minyak solar juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan bensin melalui proses cracking.
2.5.8 Minyak pelumas biasa digunakan untuk lubrikasi mesin-mesin.
2.5.9 Residu minyak bumi yang terdiri dari : Parafin , digunakan dalam proses pembuatan obat-obatan, kosmetika, tutup botol,
industri tenun menenun, korek api, lilin batik, dan masih banyak lagi. Aspal , digunakan sebagai pengeras jalan raya 2.6 Akibat yang Disebabkan Oleh Pembakaran Bahan Bakar Fosil 1. 1. Sumber Bahan Pencemaran 2. Pembakaran Tidak Sempurna 3. Menghasilkan asap yang mengandung gas karbon monoksida (CO), partikel karbon
(jelaga), dan sisa bahan bakar (hidroksida). 4. Pengotor dalam Bahan Bakar 5. Bahan bakar fosil mengandung sedikit belerang yang akan menghasilkan oksida
belerang (SO2 atau SO3). 6. Bahan Aditif (Tambahan) dalam Bahan Bakar 7. Bensin yang ditambahi tetraethyllead (TEL) yang punya rumus molekul Pb(C2H5)4 akan
menghasilkan partikel timah hitam berupa PbBr2. 2. Asap Buang Kendaraan Bermotor a. Gas Karbon Dioksida (CO2) Sebenarnya, gas karbon dioksida tidak berbahaya. Tetapi, gas karbon dioksida tergolong gas rumah kaca, sehingga peningkatan kadar gas karbon dioksida di udara dapat mengakibatkan peningkatan suhu permukaan bumi yang disebut pemanasan global. b. Gas Karbon Monoksida (CO) Gas karbon monoksida tidak berwarna dan berbau, sehingga kehadirannya tidak diketahui. Gas karbon monoksida bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran
pernapasan, dan paru-paru. Bila masuk ke dalam darah melalui pernapasan, gas karbon monoksida bereaksi dengan hemoglobin darah, membentuk karboksihemoglobin (COHb).
CO + Hb COHb Hemoglobin seharusnya bereaksi dengan oksigen menjadi oksihemoglobin (O2Hb) dan dibawa ke sel-sel jaringan tubuh yang memerlukan.
O2 + Hb O2Hb Namun, afinitas gas karbon monoksida terhadap hemoglobin sekitar 300 kali lebih besar daripada oksigen. Bahkan hemoglobin yang telah mengikat oksigen dapat diserang oleh gas karbon monoksida.
CO + O2Hb COHb + O2 Jadi, gas karbon monoksida menghalangi fungsi vital hemoglobin untuk membawa oksigen bagi tubuh.
Cara mencegah peningkatan gas karbon monoksida di udara adalah dengan mengurangi penggunaan kendaraan bermotor dan pemasangan pengubah katalitik pada knalpot.
c. Oksida Belerang (SO2 dan SO3) Belerang dioksida yang terhisap pernapasan bereaksi dengan air di dalam saluran pernapasan, membentuk asam sulfit yang dapat merusak jaringan dan menimbulkan rasa sakit. Bila SO3 terhisap, yang terbentuk adalah asam sulfat (lebih berbahaya). Oksida belerang dapat larut dalam air hujan dan menyebabkan terjadi hujan asam. d. Oksida Nitrogen (NO dan NO2) Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar udara biasa ditandai dengan lambang NOx. Ambang batas NOx di udara adalah 0,05 ppm. NOx di udara tidak beracun (secara langsung) pada manusia, tetapi NOx ini bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asbut (asap-kabut). Asbut menyebabkan berkurangnya daya pandang, iritasi pada mata dan saluran pernapasan, menjadikan tanaman layu, dan menurunkan kualitas materi. e. Partikel Timah Hitam
Senyawa timbel dari udara dapat mengendap pada tanaman sehingga bahan makanan terkontaminasi. Keracunan timbel yang ringan dapat menyebabkan gejala keracunan timbel, seperti sakit kepala, mudah teriritasi, mudah lelah, dan depresi. Keracunan yang lebih hebat menyebabkan kerusakan otak, ginjal, dan hati.
3. Pengubah Katalitik Salah satu cara untuk mengurangi bahan pencemar yang berasal dari asap kendaraan bermotor adalah memasang pengubah katalitik pada knalpot kendaraan. Pengubah katalitik berupa silinder dari baja tahan karat yang berisi suatu struktur berbentuk sarang lebah yang dilapisi katalis (biasanya platina). Pada separuh bagian pertama dari pengubah katalitik, karbon monoksida bereaksi dengan nitrogen monoksida membentuk karbon dioksida dan gasnitrogen.
katalis
2CO(g) + 2NO(g) 2CO2(g) + N2(g) Gas-gas racun gas tak beracun Pada bagian berikutnya, hidrokarbon dan karbon monoksida (jika masih ada) dioksidasi membentuk karbon dioksida dan uap air. Pengubah katalitik hanya dapat berfungsi jika kendaraan menggunakan bensin tanpa timbel.
1. 4. Efek Rumah Kaca Berbagai gas dalam atmosfer, seperti karbon dioksida, uap air, metana, dan senyawa keluarga CFC, berlaku seperti kaca yang melewatkan sinar tampak dan ultraviolet tetapi menahan radiasi inframerah. Oleh karena itu, sebagian besar dari sinar matahari dapat mencapai permukaan bumi dan menghangatkan atmosfer dan permukaan bumi. Tetapi radiasi panas yang dipancarkan permukaan bumi akan terperangkap karena diserap oleh gas-gas rumah kaca.
Efek rumah kaca berfungsi sebagai selimut yang menjaga suhu permukaan bumi rata-rata 15C. Tanpa karbon dioksida dan uap air di atmosfer, suhu rata-rata permukaan bumi diperkirakan sekitar 25C. Jadi, jelaslah bahwa efek rumah kaca sangat penting dalam menentukan kehidupan di bumi. Akan tetapi, peningkatan kadar dari gas-gas rumah kaca dapat menyebabkan suhu permukaan bumi menjadi terlalu tinggi sehingga dapat mneyebabkan berbagai macam kerugian.
5. Hujan Asam Air hujan biasanya sedikit bersifat asam (pH sekitar 5,7). Hal itu terjadi karena air hujan tersebut melarutkan gas karbon dioksida yang terdapat dalam udara, membentuk asam karbonat. CO2(g) + H2O(l) H2CO3(aq) Asam Karbonat
Air hujan dengan pH kurang dari 5,7 disebut hujan asam. a. Penyebab Hujan Asam SO2(g) + H2O(l) H2SO3(aq) asam sulfit
SO3(g) + H2O(l) H2SO4(aq) asam sulfat
2NO2(g) + H2O(l) HNO2(aq) + HNO3(aq) asam nitrit asam nitrat
b. Masalah yang Ditimbulkan Hujan Asam
- Kerusakan Hutan
- Kematian Biota Air
- Kerusakan Bangunan
Bahan bangunan sedikit-banyak mengandung kalsuim karbonat. Kalsium karbonat larut dalam asam, maka dapat bereaksi.
CaCO3(s) + 2HNO3(aq) Ca(NO3)2(aq) + H2O(l) + CO2(g) c. Cara Menangani Hujan Asam
- Menetralkan asam
- Mengurangi emisi SO2
- Mengurangi emisi oksida nitrogen
BAB III P E N U T U P
3.1. Kesimpulan Proses pembentukan minyak bumi yaitu berasal dari reaksi kalsium karbida, CaC2 (dari reaksi antara batuan karbonat dan logam alkali) dan air yang menghasilkan asetilena yang dapat berubah menjadi minyak bumi pada temperatur dan tekanan tinggi. Produk hasil pengolahan minyak bumi antara lain : Bahan bakar, napta, gasoline, kerosin, minyak solar, minyak pelumas dan residu. Minyak bumi selain bahan bakar juga sebagai
bahan industri kimia yang penting dan bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari yang disebut petrokimia.
Dampak yang ditimbulkan dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna Pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna, akan menghasilkan senyawa-senyawa kimia yang dalam bentuk gas dapat mencemari udara dan kadang-kadang mengasilkan partikel-pertikel yang menimbulkan asap cukup tebal, sehingga dapat menyebabkan terjadinya pencemaran udara.
Pencemaran lain adalah gas karbon monoksida, Co, gas ini berbahaya pada tubuh manusia karena lebih mudah terikat pada hemoglobin darah, sehingga kemampuan darah mengikat oksigen menjadi menurun.
3.2 Saran Oleh karena minyak bumi itu proses pembentukannya lama, maka kita harus berhemat dalam pemanfaatannya, agar minyak bumi itu tidak cepat habis. Dan penggunaan bensin / bahan bakar haruslah yang tidak berdampak negatif terhadap lingkungan alam sekitarnya
DAFTAR PUSTAKA
Chang, Raymond.2002.Chemistry.edisi ke-7 New York : McGraw Hill
Departemen pendidikan dan Kebudayaan. 1995. Glosarium Kimia. Jakarta Balai Pusaka
Ika Ratna Sari, S.Pd. 2006. Metode Belajar Efektif Kimia : Jawa Tengah. CV Media Karya Putra.
http://sideofardeliaini.wordpress.com/2013/02/24/makalah-minyak-bumi/ http://amboinas.wordpress.com/2009/06/05/makalah-tentang-minyak-bumi/
http://cassanarief.blogspot.com/2012/05/makalah-kimia-tentang-minyak-bumi-dan.html -
Fraksi-fraksi Minyak Bumi (LNG, LPG, Petroleum Eter, Bensin, Kerosin, Solar, Oli, Lilin, Aspal) - Senyawa hidrokarbon yang banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari contohnya minyak bumi. Karena pentingnya minyak bumi bagi kelangsungan hidup kita, maka pada bab ini akan dibahas proses terbentuknya minyak bumi, penyulingan minyak bumi, fraksi-fraksi minyak bumi, dan dampak pembakaran minyak bumi.
Sekarang ini pemakaian minyak bumi semakin meningkat dengan meningkatnya berbagai macam industri. Karenaselain untuk rumah tangga pemakaian minyak bumi dalam industri menjadi sangat vital, bahkan menduduki peringkat pertama dalam pemakaian bahan bakar. Permasalahan minyak bumi tidak lagi menjadi masalah ekonomi tetapi sudah menjadi masalah politik. Permasalahan yang muncul belakangan ini adalah semakin menipisnya cadangan minyak bumi di seluruh dunia. Mengapa bisa terjadi? Perlu kiranya kita tahu bagaimana proses terbentuknya minyak bumi.
Minyak bumi terbentuk dari peruraian senyawa-senyawa organik dari jasad mikroorganisme jutaan tahun yang lalu di dasar laut. Hasil peruraian yang berbentuk cair akan menjadi minyak bumi dan yang berwujud gas menjadi gas alam. Proses peruraian ini berlangsung sangat lamban sehingga untuk membentuk minyak bumi dibutuhkan waktu yang sangat lama. Itulah sebabnya minyak bumi termasuk sumber bahan alam yang tidak dapat diperbarui, sehingga dibutuhkan kearifan dalam eksplorasi dan pemakaiannya. Untuk mendapatkan minyak bumi ini dapat dilakukan dengan pengeboran.
Minyak bumi merupakan campuran senyawa-senyawa hidrokarbon. Untuk dapat dimanfaatkan perlu dipisahkan melalui distilasi bertingkat, yaitu cara pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya pada kolom bertingkat. Komponen utama minyak bumi dan gas alam adalah alkana.
Gas alam mengandung 80% metana, 7% etana, 6% propana, 4% butana dan isobutana, sisanya pentana. Untuk dapat dimanfaatkan gas propana dan butana dicairkan yang dikenal sebagai LNG (Liquid Natural Gas). Karena pembakaran gas alam murni lebih efisien dan sedikit polutan, maka gas alam banyak digunakan untuk bahan bakar industri dan rumah tangga. Dalam tabung kecil sering digunakan untuk kemah, barbekyu, dan pemantik api. LNG juga banyak digunakan untuk bahan dasar industri kimia seperti pembuatan metanol dan pupuk.
Senyawa penyusun minyak bumi: alkana, sikloalkana, dan senyawa aromatik. Di samping itu terdapat pengotor berupa senyawa organik yang mengandung S, N, O, dan organo logam. Dari hasil distilasi bertingkat diperoleh fraksifraksi LNG, LPG, petroleum eter, bensin, kerosin, solar, oli, lilin, dan aspal.
Tabel 1. Fraksi-fraksi minyak bumi
Fraksi Jumlah atom C Titik didih (C) Kegunaan
Gas 14 (160)30 Bahan bakar LPG, sumber hidrogen, bahan baku sintesis senyawa organik.
Petroleum eter 56 3090 Pelarut.
Bensin (gasoline) 512 70140 Bahan bakar kendaraan.
Nafta (bensin berat) 612 14080 Bahan kimia (pembuatan plastik, karet sintetis, detergen, obat, cat, serat sintetis, kosmetik), zat aditif bensin.
Minyak tanah (kerosin), 914 180250 Rumah tangga.
Avtur (Aviationturbine kerosene)
Bahan bakar mesin pesawat terbang.
Solar dan minyak diesel 1218 270350 Bahan bakar diesel, industri.
Pelumas (Oli) 1822 350 ke atas Pelumas.
Parafin/lilin/malam 2030 350 ke atas Lilin, batik, korek api, pelapis kertas bungkus, semir sepatu.
Aspal 25 ke atas 350 ke atas Pengaspalan jalan, atap bangunan, lapisan antikorosi, pengedap suara pada lantai.
Bensin akhir-akhir ini menjadi perhatian utama karena pemakaiannya untuk bahan bakar kendaraan bermotor sering menimbulkan masalah. Kualitas bensin ditentukan oleh bilangan oktan, yaitu bilangan yang menunjukkan jumlah isooktan dalam bensin.
Bilangan oktan merupakan ukuran kemampuan bahan bakar mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin. Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang mengandung senyawa nheptana dan isooktan. Misalnya bensin premium yang beredar di pasaran dengan bilangan oktan 80 berarti bensin tersebut mengandung 80% isooktan dan 20% nheptana.
Bensin super mempunyai bilangan oktan 98 berarti mengandung 98% isooktan dan 2% nheptana. Pertamina meluncurkan produk bensin ke pasaran dengan 3 nama, yaitu: premium (bilangan oktan 8088), pertamax (bilangan oktan 9192) dan pertamax plus (bilangan oktan 95). Penambahan zat antiketukan pada bensin bertujuan untuk memperlambat pembakaran bahan bakar. Untuk menaikkan bilangan oktan antara lain ditambahkan MTBE (Metyl Tertier Butil Eter), tersier butil alkohol, benzena, atau etanol.
Penambahan zat aditif Etilfluid yang merupakan campuran 65% TEL (Tetra Etil Lead/Tetra Etil Timbal), 25% 1,2-dibromoetana dan 10% 1,2-dikloro etana sudah ditinggalkan karena menimbulkan dampak pencemaran timbal ke udara. Timbal (Pb) bersifat racun yang dapat menimbulkan gangguan kesehatan seperti pusing, anemia, bahkan kerusakan otak. Anemia terjadi karena ion Pb2+ bereaksi dengan gugus sulfhidril (SH) dari protein sehingga menghambat kerja enzim untuk biosintesis hemoglobin. Reaksinya:
ProteinSH + Pb2+ + SHprotein proteinSPbSprotein + 2H+
Permintaan pasar terhadap bensin cukup besar maka untuk meningkatkan produksi bensin dapat dilakukan cara-cara :
1. Cracking (perengkahan), yaitu pemecahan molekul besar menjadi molekul-molekul kecil. Contoh:
C10H22(l) C8H18(l) + C2H4(g)
2. Reforming, yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang.
3. Alkilasi atau polimerisasi, yaitu penggabungan molekulmolekul kecil menjadi molekul besar. Contoh:
a. propena + butena bensin
b. isobutana + isobutena isooktana
Dampak pembakaran bensin dapat diatasi dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Produksi bensin ramah lingkungan (tanpa timbal). 2. Penggunaan converter katalitik pada sistem pembuangan kendaraan. 3. Penggunaan Electronic Fuel Injection (EFI) pada sistem bahan bakar. 4. Penghijauan atau pembuatan taman kota. 5. Penggunaan energi alternatif.
Mutu dan Kualitas Bensin, Bilangan Oktan, Kertakan Katalitik dan Kukus - Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang paling dibutuhkan manusia saat ini. Komponen utama penyusun bensin yaitu n-heptana dan iso-oktana. Peningkatan kuantitas dan kualitas bensin dalam pengolahan minyak bumi dilakukan melalui proses kertakan (cracking) dan reformasi fraksi-fraksi bertitik didih tinggi. Ada dua jenis kertakan yang biasanya dilakukan pada fraksi bensin.
1. Kertakan katalitik, adalah proses memanaskan bahan bakar bertitik didih tinggi di bawah tekanan dengan penambahan katalis (tanah liat aluminium silikat dicuci dengan asam dan dijadikan bubuk halus). Dalam kondisi demikian, molekul besar akan patah-patah menjadi fragmen kecil.
2. Kertakan kukus, adalah suatu teknik mengubah alkana menjadi alkena. Reformasi katalitik mengubah senyawa alifatik menjadi senyawa aromatik. Alkena dan senyawa aromatik yang terbentuk dimanfaatkan sebagai bahan baku plastik dan senyawa sintetik organik.
Proses kertakan akan menghasilkan alkana bercabang dan senyawa aromatik yang mengurangi suara ketukan (knocking). Sebagaimana Anda ketahui bahwa penyusun utama bensin yaitu alkana rantai lurus dan isooktana. Alkana rantai lurus tersebut memiliki titik didih yang lebih tinggi dari isooktana, sehingga di dalam mesin tidak terbakar sempurna. Tidak sempurnanya proses pembakaran tersebut menimbulkan suara ketukan pada mesin ketika mobil dipercepat, maupun pada tanjakan. Hal ini menyebabkan mesin aus. Untuk mengurangi hal tersebut, bensin berkualitas harus lebih banyak terdiri dari alkana rantai cabang dan senyawa aromatik.
Kualitas bensin ditentukan berdasarkan bilangan oktan, yaitu angka yang menunjukkan persentase isooktana (2,2,4trimetilpentana) dalam bensin. Bilangan oktan 100 berarti bensin tersebut setara dengan isooktana murni dalam hal sifat pembakaran. Sedangkan bilangan oktan 0 berarti bensin tersebut setara dengan heptana murni. Bilangan oktan 75 berarti bensin tersebut terdiri dari 75% isooktana
dan 25% heptana. Semakin tinggi bilangan oktan, semakin baik kualitas bensin tersebut. Bensin premium memiliki bilangan oktan 85, dan bensin super memiliki bilangan oktan 98. Dimungkinkan diperoleh bilangan oktan lebih dari 100 karena beberapa senyawa memiliki karakteristik bakar lebih baik daripada isooktana.
Penambahan zat aditif ke dalam bensin bertujuan untuk mengurangi ketukan dan meningkatkan bilangan oktan. Efisiensi energi yang tinggi diperoleh dari bensin yang memiliki rantai karbon yang bercabang banyak. Adanya komponen bensin berantai lurus menghasilkan energi yang kurang efisien, artinya banyak energi yang terbuang sebagai panas bukan sebagai kerja mesin, dan hal ini menyebabkan terjadinya knocking atau ketukan pada mesin. Ketukan pada mesin ini menyebabkan mesin menjadi cepat rusak.
Beberapa zat aditif yang biasa digunakan dan memiliki bilangan oktan lebih dari 100 yaitu benzena, t-butilalkohol [(CH3)3COCH], dan t-butil metil eter [(CH3)3COCH3]. Terkadang digunakan juga campuran zat aditif dalam bensin bertimbal yaitu etilfluid: 65% tetraetil timbal TEL (tetraetil lead) [(CH3CH2)4Pb], 25% 1,2-dibromoetana (BrCH2CH2Br), dan 10% 1,2-dikloroetana (ClCH2CH2Cl). Senyawa-senyawa hidrokarbon yang telah terhalogenasi tersebut bermanfaat untuk mengubah timbal yang dihasilkan pada pembakaran bensin menjadi timbal (II) bromida (PbBr2) yang mudah menguap agar mudah dibuang bersama gas buang lainnya.
Penggunaan tetraetil timbal dalam bensin akan segera dihentikan karena menimbulkan pencemaran udara yang sangat parah. Untuk itu sekarang sedang digalakkan penggunaan bensin tanpa timbal, yaitu dengan mengganti TEL dengan
MTBE (metil tersier butil eter), yang memiliki fungsi sama untuk meningkatkan bilangan oktan, tetapi tidak melepaskan timbal di udara.
