B.  Mutu Bensin

Bensin adalah campuran isomer-isomer heptana (C₇H₁₆) dan oktana (C₈H₁₈). Nama lain dari bensin adalah petrol atau gasolin. Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang paling komersial, paling banyak diproduksi dan digunakan, sebab ia berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor yang menjadi alat transportasi manusia sehari-hari. Fraksi bensin dalam minyak bumi sebetulnya relatif sedikit. Oleh Karena itu, pada pengolahan minyak bumi dilakukan proses cracking, yaitu pemutusan hidrokarbon yang rantainya panjang. Minyak bumi dipanaskan pada suhu 800 ^°C, agar fraksi berantai panjang yang kurang komersial pecah menjadi fraksi bensin yang rantainya lebih pendek.

Oksidasi oleh gas O₂ (udara) akan menghasilkan energi untuk menjalankan mesin kendaraan. Efisiensi energi yang tinggi diperoleh dari komponen bensin yang memiliki rantai karbon bercabang banyak. Adapun komponen bensin yang berantai lurus atau bercabang sedikit akan menghasilkan energi yang kurang efisien, artinya energi banyak terbuang dalam bentuk  panas, bukan sebagai kerja untuk menggerakan mesin. Kurang efisiensi ini ditandai dengan suara ketukan (knocking) pada mesin kendaraan. Jadi, sedapat mungkin suara ketukan itu harus dikurangi, artinya bensin dibuat seefisien mungkin dalam menghasilkan energi.

Di dalam bensin terdapat dua senyawa hidrokarbon sebagai komponen utama, yaitu n-heptana dan isooktana. Struktur kedua hidrokarbon tersebut adalah sebagai berikut.

 

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₂ – CH₃

n-heptana

 

           CH₃

           │

CH₃ – C – CH₂ – CH – CH₃

           │              │

           CH₃          CH₃

2,2,4-trimetil pentana (isooktana)

 

Bensin yang kaya dengan alkana (berantai karbon lurus) sangat mudah terbakar sehingga menimbulkan ketukan (knocking) dalam motor bakar. Knocking terjadi karena bahan bakar terbakar sangat cepat sehingga meledak dalam silinder dan mendorong piston dengan keras. Sampai sekarang, dikenal tiga macam bensin, yaitu premium, premix, dan super TT. Mutu bensin ditentukan oleh jumlah letupan (knocking) yang ditimbulkan pada saat digunakan. Letupan disebabkan pembakaran terjadi terlalu dini, yaitu terjadi sebelum piston berada pada posisi yang tepat. Letupan akan terdengar  jika mobil dipercepat pada tanjakan. Makin banyak letupan, makin rendah mutu bensin. Adanya letupan menyebabkan mesin berbunyi menggelitik, mengurangi efisiensi pembakaran bahan bakar, dan dapat menyebabkan rusak mesin.

Bensin jenis premix yang memiliki bilangan oktana 94 setara mutunya dengan campuran 94% isooktana dan 6% n-heptana. Walaupun  demikian, premix tidak hanya terdiri atas 94% isooktana dan 6% n-heptana, tetapi terdiri atas banyak hidrokarbon yang mutunya setara dengan campuran itu. Pada umumnya, bensin premium memiliki bilangan oktana 80-85, sedangkan bensin super TT memiliki bilangan oktana 98.

Kualitas bensin ditentukan dengan bilangan oktana (angka oktana)

 

 

 

 

Persentase iso-oktana dalam suatu bensin disebut bilangan oktan (nilai oktan). Makin  tinggi harga bilangan oktan suatu  bensin, makin efisien bensin tersebut menghasilkan energi. Bensin hasil distilasi masih banyak menimbulkan letupan jika digunakan. Hal ini disebabkan sebagian besar bensin hasil distilasi berupa hidrokarbon rantai lurus. Oleh karena itu, bensin harus diolah terlebih dahulu sebelum digunakan. Pengolahan bertujuan untuk menaikkan bilangan oktana.

 

Tabel 2.2 Bilangan oktan beberapa hidrokarbon

Nama	Rumus	Bilangan Oktan
Heksana Sikloheksana Benzena Isooktana	C6H16 C6H12 C6H6 C8H8	25 82 100 100

 

Untuk meningkatkan mutu bensin dilakukan dengan cara menambahkan bahan aditif yang dikenal dengan TEL (tetra ethyl lead) atau timbal tetra etil. Rumus kimia TEL adalah Pb(C₂H₅)₄, suatu zat yang mampu mempercepat pembakaran bensin agar efisiensinya maksimum. Penambahan TEL dapat menaikkan angka oktan 80 – 90%. Misalnya, bensin premium memiliki angka oktan 88, artinya mutu bahan bakar tersebut sama dengan campuran 88% isooktana dan 12% n-heptana.

Penggunaan TEL dapat menaikkan mutu bensin. Akan tetapi, juga menghasilkan gas buang atau debu PbBr₂ yang mencemari lingkungan. Knalpot kendaraan bermotor akan membuang debu-debu timbal (Pb) ke udara, dan jika debu itu terhisap oleh manusia dalam kadar yang tinggi menyebabkan beberapa enzim pertumbuhan tidak aktif. Akibatnya bagi anak-anak adalah berat badan berkurang serta perkembangan sistem syaraf lambat, sedangkan pengaruh keracunan timbal bagi orang dewasa adalah selera makan hilang, cepat lelah, dan iritasi saluran pernafasan.

Kini telah dikembangkan zat aditif untuk menaikkan mutu bensin yang bebas timbal (unleaded gasoline), yaitu metil tersier butil eter (MTBE). Fungsi MTBE disebut sama dengan fungsi TEL tetapi tidak banyak menghasilkan PbBr₂. Campuran bensin premium dengan MTBE disebut bensin Pertamax. Misalnya, Pertamax -92, artinya bensin premium dengan 20% MTBE dan angka oktannya 92.

Beberapa zat aditif lain yang digunakan untuk menaikkan angka oktan adalah oksigenat alkohol dan eter. Oksigenat alkohol yang telah dipakai, yaitu etanol (produk dari Amerika Serikat) dan campuran metanol dan tersier-butil alkohol (TBA) yang dikenal dengan nama axinol.

Beberapa hal yang perlu diawasi dalam penggunaan bensin sebagai bahan bakar adalah sebagai berikut.

1.    1.  Pembakaran bensin yang tidak sempurna akan menghasilkan gas karbon monoksida (CO), karbon     dioksida (CO₂), dan jelaga (C).  Reaksi pembakaran bensin adalah

CxHy  +  O2    →      C(s)  +  CO(g)  +  CO2 (g)  +  H2O(g)

 

 

 

Zat karbon dan gas karbon dioksida dapat mencemari udara. Gas karbon monoksida (CO) dapat bersifat racun sehingga berbahaya bagi kesehatan manusia. Gas CO yang masuk dalam tubuh manusia akan mengikat hemoglobin dalam darah membentuk HbCO (karboksi hemoglobin) sehingga peredaran darah dalam tubuh akan terganggu. Apabila keadaan ini berlangsung cukup lama dan terus-menerus, maka manusia akan mati karena kekurangan oksigen.

2.    2.   Penggunaan TEL sebagai aditif dapat menyebabkan pencemaran udara oleh logam Pb, yang keluar      bersama asap sisa hasil pembakaran bensin.

3.     3.  Adanya unsur belerang (S) dalam minyak bumi dapat menyebabkan pencemaran udara. Hal itu karena belerang yang terbakar bersama minyak bumi akan menghasilkan gas SO₂ yang merupakan salah satu penyebab terjadinya hujan asam.

Akan tetapi perlu segera dikemukakan bahwa baik memakai timbal, maupun tidak bertimbal, bensin tetap memegang rekor sebagai biang keladi pencemaran udara! Asap buangan kendaraan bermotor merupakan sumber utama gas karbon monoksida (CO) yang beracun.

Gas CO memiliki kemampuan untuk terikat kuat pada hemoglobin, suatu protein dalam darah yang bertugas mengangkut O₂ dari paru-paru ke seluruh tubuh. Daya ikat hemoglobin terhadap CO dua ratus lebih kuat daripada  terhadap O₂. Jika kita menghisap udara yang mengandung O₂ dan CO, kedua gas ini berkompetisi untuk terikat pada hemoglobin, dan CO selalu tampil sebagai pemenang. Jadi, yang lebih dahulu diikat hemoglobin adalah CO, baru kemudian O₂. Sekiranya CO terlalu banyak, bisa-bisa O₂ tidak diikat, sehingga tubuh kita kekurangan oksigen untuk metabolisme sel-sel.

Berdasarkan penelitian, seseorang yang menghirup udara dengan kadar 100 ppm CO selama satu jam akan kehilangan 60 % dari jatah O₂ yang seharusnya diterima dari udara segar. Di kota-kota besar yang umumnya lalu lintas kendaraan cukup sibuk, kadar CO di udara mencapai 50 ppm, bahkan di daerah sekitar lampu-lampu setopan dapat mencapai 120 ppm. Kadar CO di udara yang diperbolehkan (belum membahayakan jika diisap) adalah di bawah 100 ppm (0,01%). Udara dengan kadar CO 100 ppm dapat menyebabkan sakit kepala dan cepat lelah. Menghirup udara dengan kadar CO 750 ppm dapat menyebabkan kematian. Oleh karena itu, janganlah menghidupkan mesin otomobil terlalu lama dalam garasi yang tertutup!

 

 

  Latihan 2.1

1.    Pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi dilakukan berdasarkan perbedaan………..

A.      titik didih                                                         D.  reaksi adisi

B.       ikatan kimia                                                      E.  berat jenis

C.       massa molekul

 

2.    Yang tidak termasuk minyak bumi adalah…………………………..

A.      minyak tanah                                                    D.  nafta

B.       solar                                                                  E.  minyak atsiri

C.       bensin

 

3.    Fraksi minyak bumi yang dihasilkan pada suhu 140^°C – 180 ^°C adalah…………….

A.      kerosin                                                              D. bensin

B.       residu                                                                E.  nafta

C.       solar

 

4.    Hasil sulingan (distilat) minyak bumi yang memiliki titik didih paling tinggi adalah……..

A.  bensin                                                                 D.  kerosin

B.  solar                                                                    E.   nafta                   

C.  residu

  

5.    Manakah fraksi minyak bumi di bawah ini yang tersusun menurut kenaikan titik didih?

A.  solar, kerosin, bensin                                          D.   bensin,kerosin, solar

B.  bensin, solar, kerosin                                          E.   solar, bensin, kerosin

C.  kerosin, bensin, solar

 

6.    Bensin kendaraan bermotor jangan dihidupkan dalam ruang tertutup, sebab salah satu gas hasil pembakaran bensin bersifat racun, yaitu………………

A.      NO₂                                                                  D.  H₂O

B.       CO                                                                    E.  CO₂

C.       NO

 

7.    Logam pencemaran udara yang dihasilkan dari pembakaran bensin adalah……..

A.  Sn                                                                       D.  Fe

B.  Ni                                                                        E.  Hg

C.  Pb

  

8.    Kadar CO di udara yang masih aman (belum membahayakan) jika diisap adalah………..

A.      Di bawah 100 ppm                                           D.   250 – 500 ppm

B.       100 – 200 ppm                                                 E.   500 – 1000 ppm

C.       200 – 250 ppm