D. Senyawa Hidrokarbon Dalam Kehidupan Sehari-Hari

            Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak bumi. Senyawa yang terdapat di dalam minyak bumi tersebut umumnya mengandung senyawa hidrokarbon. Di antaranya adalah senyawa alkana. Contohnya, golongan alkana yang mempunyai jumlah C sebanyak 1 sampai 4dan berwujud gas digunakan sebagai bahan bakar. Gas yang termasuk gas alkana ini adalah gas alam atau Liquefied Natural Gas (LNG) dengan komposisi terbesarnya adalah metana. Adapun, Liquefied Petroleum Gas (LPG) adalah gas alkana dengan komposisi terbesar adalah butana.

            Alkana rantai lurus dengan atom sebanyak 5 sampai 18 berwujud cair. Contoh senyawa tersebut antara lain bensin, kerosin atau minyak tanah, dan solar. Alkana berwujud cair tersebut juga banyak digunakan sebagai bahan bakar. Adapun alkana yang mempunyai atom C > 18 berwujud padat, contohnya lilin dan aspal. Turunan senyawa karbon yang berasal dari minyak bumi dapat digunakan untuk pembuatan pupuk, pestisida, plastik, dan bahan pakaian.

            Senyawa hidrokarbon memiliki banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Dalam industri, senyawa hidrokarbon sederhana umumnya digunakan sebagai bahan baku untuk  proses industri lebih lanjut yang memiliki manfaat lebih besar.

 

1. Metana                  

            Metana merupakan komponen  utama gas alam. Metana murni tidak berbau, tetapi jika digunakan untuk keperluan komersial biasanya ditambahkan  sedikit belerang untuk mendeteksi kebocoran yang mungkin terjadi. Pembakaran metana menghasilkan lebih sedikit karbon dioksida dibandingkan bahan bakar lain sehingga lebih ramah lingkungan.

            Metana (CH­₄) adalah gas rumah kaca non-CO₂ yang relatif kuat bertanggung jawab pada pemanasan global. Metana dibuat secara alami dalam proses metanogenesis oleh berbagai mikroorganisme. Meskipun gas ini adalah prioritas untuk instalasi global, ia juga memiliki nilai sebagai sumber energi. Kandungan gas jauh lebih rendah daripada kandungan CO₂ di atmosfer. Namun potensi pemanasan global telah memperkirakan 25 kali lebih besar dari CO₂.

            Gas metana merupakan anggota yang paling sederhana dari parafin hidrokarbon. Gas ini memiliki rumus kimia CH₄, lebih ringan dari udara, memiliki berat jenis 0,554. Metana gas yang diproduksi di lingkungan yang mengandung sedikit atau tanpa oksigen oleh bakteri yang membusuk di dalam bahan-bahan organik seperti rumput dan kayu.

            Sebagian gas alam terdiri dari metana. Karena dapat digunakan sebagai bahan bakar di rumah-rumah, perusahaan, dan pabrik-pabrik, metana merupakan sumber penting dari beberapa bahan kimia organik. Gas metana banyak dihasilkan oleh mikroorganisme. Dihasilkan ditempat yang lembab tanpa oksigen dari bakteri yang membusuk didalam sampah organik. Gas metana dapat menghasilkan karbon pada suhu tinggi untuk menghasilkan karbon monoksida dan hidrogen. Kegunaan metana adalah sebagai berikut:

 

1)        Sebagai Bahan Bakar (biogas) Untuk Memasak

Akhir-akhir ini metana gas banyak digunakan oleh manusia sebagai bahan bakar. Hal ini karena sifat yang dimiliki oleh gas itu, yaitu mudah terbakar. Seiring bertambahnya pengetahuan, manusia dapat memperoleh gas metana dengan cara yang cepat dan jumlah yang banyak, seperti halnya  dengan meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan bakteri yang dapat menghasilkan gas tersebut. Mereka menciptakan tempat tertutup tempat hanya ada sedikit udara yang dapat memasukinya, atau bahkan tidak ada udara sama sekali.

            Proses ini dilakukan agar proses fermentasi anaerobik oleh bakteri dapat berjalan secara optimal. Fermentasi anaerobik adalah proses pengolahan makanan yang dilakukan oleh bakteri anaerobik tanpa oksigen yang akan menghasilkan gas metana secara optimal. Gas metana yang dihasilkan dalam proses fermentasi tersebut dapat dimanfaatkan sebagai salah satu bahan bakar alternatif, misalnya untuk generator, yaitu, agar alat tersebut dapat digunakan dan menghasilkan daya listrik dapat digunakan sebagai penerangan atau dapat juga digunakan sebagai bahan bakar kompor gas untuk memasak.

            Walau belum dikelola secara professional dan menyeluruh, gas metana sudah digunakan oleh sebahagian masyarakat Indoneia sebagai bahan bakar untuk memasak. Namun hal ini hanya bisa dilakukan oleh masyarakat yang hidup di dekat pembuangan sampah akhir. Contohnya adalah TPA Puuwatu di Kota Kendari, Sulawesi Tenggara dan TPA Talangagung di Kabupaten Malang. Saat ini masyarakat sudah tidak pernah membeli elpiji atau bahan bakar lain yang umum digunakan oleh masyarakat Indonesia.

Dengan menggunakan gas metana yang disalurkan melalui pipa-pipa ke rumah masing-masing, mereka bisa menikmati bahan bakar biogas gratis.

 

2)        Sebagai Bahan Bakar  Kendaraan

Gas metana juga menghasilkan karbon dioksida yang lebih sedikit atau lebih rendah dari hidrokarbon lainnya. Hal tersebutlah yang membuat gas metana sebagai hidrokarbon yang paling mudah, akantetapi menghasilkan panas yang lebih banyak per satuan massanya. Pemanfaatan gas metana biasanya disalurkan ke rumah-rumah penduduk dengan tujuan rekreasi dan memasak. Dalam konteks ini dikenal sebagai gas alam, yang dianggap memiliki kandungan energi sebesar 39 megajoule per meter kubik, atau 1.000 BTY per kaki kubik standar.

Metana dakam bentuk gas alam juga digunakan sebagai bahan bakar kendaraan dan lebih ramah lingkungan dibandingkan bahan bakar lain seperti bensin dan solar.

 

3)   Bahan Pembuatan Pupuk

            Salah satu sumber dari gas metana adalah dari kotoran hewan, kotoran hewan ternak yang telah hilang gasnya (bubur) dapat digunakan sebagai pupuk organik. Pupuk ini memiliki sesuatu yang sangat dibutuhkan oleh tanaman seperti protein, selulosa, lignin, dan lain-lain yang tidak terdapat dalam pupuk kimia. Namun penggunaannya lebih baik setelah gas metananya hilang.

 

4)   Sebagai Pembangkit Tenaga Listrik

Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi sekarang ini, menjadikan sampah organik sebagai salah satu sumber gas metana (CH₄) dalam proses mikrobiologi. Gas tersebut akan dialirkan pada generator  inlet untuk digunakan sebagai salah satu sumber energi untuk penerangan, penggerak mesin, juga daya listrik yang sangat penting dalam kehidupan sehari-hari.

            Selain untuk memasak, gas metana bisa digunakan sebagai sumber energi listrik. Dengan membakar gas metana dalam gas turbin, maka akan dihasilkan energi listrik. Saat ini masyarakat di lingkungan TPA sudah bisa menikmati penerangan lampu dengan sumber energi metana yang dihasilkan dari sampah-sampah tersebut.

 

5)  Sebagai Campuran Ban

            Pembakaran yang tidak sempurna dari gas metana menghasilkan karbon hitam. Dimana karbon tersebut dapat digunakan sebagai agen penguat dalam karet yang digunakan untuk industri ban mobil.

            Gas metana juga memiliki dampak negatif. Jika seseorang terhirup gas metana, orang tersebut akan mengalami sakit kepala, berkurangnya tingkat oksigen dalam tubuh, dehidrasi, mual, muntah, jantung berdebar-debar, detak  jantung lebih cepat, masalah kognitif, mengurangi kondisi motorik, meningkatnya flu, gelisah, lesu, dan lain sebagainya.

 

2. Etana

            Etana adalah gas hidrokarbon yang terbuat dari minyak bumi. Etana adalah yang kedua (pertama adalah metana) dalam senyawa hidrokarbon petrokimia sederhana dalam keluarga senyawa terkait bernama “alkana”, yang semuanya memiliki fitur yang hanya berisi ikatan tunggal antara atom karbon.       

            Setelah metana, etana merupakan komponen gas terbesar kedua gas alam. Gas alam dari ladang gas yang berbeda bervariasi dalam volume konten etana mulai kurang dari 1% hingga lebih dari 6%.            Sebelum tahun 1960-an, etana dan molekul yang lebih besar biasanya tak lepas dari komponen lain dari gas alam, tetapi hanya dibakar bersama dengan metana sebagai bahan bakar.

            Etana pertama kali ditemukan oleh Michael Faraday, seorang ahli kimia Inggris dan fisikawan pada tahun 1834, oleh elektrolisis (metode menggunakan arus listrik searah (DC) untuk mendorong reaksi kimia yang dinyatakan non-spontan) dari larutan kalium asetat. Dia mengira produk hidrokarbon reaksi ini untuk metana, dan tidak menyelidiki lebih lanjut. Kesalahan ini diperbaiki pada tahun 1864 oleh Carl Schorlemmer, seorang ahli kimia Jerman yang menunjukkan bahwa produk tersebut sebenarnya etana. Nama “etana” berasal dari nama Yunani “Aither”, yang berarti “udara atas”.

            Etana memiliki sifat antara lain:

§   Rumus kimia gas etana adalah C₂H₆.

§   Etana adalah hidrokarbon yang ada di alam sebagai gas yang tidak berbau dan tidak berwarna pada suhu dan tekanan standar.

§   Ini adalah senyawa yang stabil dan menunjukkan ketahanan terhadap reaktivitas.

§   Memiliki massa molar 30.07 gram per mol (g/mol).

§   Titik leleh etana adalah -181,76 ℃ (89,34 ᵒK) dan titik didih berdiri di -88,6 ℃ (184,5 ᵒK)

§   Etana larut dalam pelarut polar seperti air karena sifat non polarnya. Pada dasarnya, kelarutan etana cukup rendah untuk pembentukan larutan homogen.

Pada suhu kamar, etana juga sangat mudah terbakar. Pembakaran sempurna gas menghasilkan karbon dioksida dan air bersama dengan rilis 1561 kilo joule per mol (kJ/mol). Reaksi kimianya adalah: 2C₂H₆ + 7O₂  → 4CO₂ + H₂O + 63.170 kJ.

Etana dapat dibuat di laboratorium dengan metode yang disebut “elektrolisis Kolbe”. Dalam metode ini, larutan garam asetat (CH3COO-), turunan dari asam asetat dielektrolisa. Pada anoda, asetat teroksidasi untuk menghasilkan karbon dioksida dan metil (CH₃). Radikal, dan radikal metil yang sangat reaktif bergabung untuk menghasilkan etana. Reaksi kimia adalah:

          CH₃COO → CH₃ + CO₂ + e^-

 

          CH₃ + CH₃ → C₂H₆

Kimiawi etana juga melibatkan reaksi radikal bebas. Radikal bebas adalah atom, molekul, atau ion dengan elektron yang tidak berpasangan pada konfigurasi kulit terbuka (tidak sepenuhnya diisi dengan elektron). Radikal bebas mungkin memiliki muatan positif, negatif, atau nol. Reaksi radikal bebas adalah reaksi kimia yang melibatkan radikal bebas. Etana dapat bereaksi dengan halogen (serangkaian unsur nonlogam dari Golongan 17 dari tabel periodik), terutama klorin dan bromin, dengan halogenasi radikal bebas. Halogenasi adalah reaksi kimia yang menggabungkan atom halogen dalam molekul. Reaksi ini berlangsung melalui penyebaran etil (C₂H₅). Radikal dengan membentuk etil klorida dan radikal klorin. Radikal klorin bereaksi dengan etana pada langkah berikutnya untuk membentuk asam radikal Hydrochloric etil. Dalam industri kimia, reaksi kimia lebih selektif digunakan untuk produksi setiap halocarbon dua-karbon tertentu. Reaksinya adalah sebagai berikut:

      C₂H₅ + Cl₂  → C₂H₅Cl + Cl

 

      Cl + C₂H₆  → C₂H₅ + Cl

Penggunaan utama dari etana adalah industri kimia dalam produksi etena (etilena) oleh retak uap. Steam cracking adalah proses petrokimia dengan memecahkan hidrokarbon jenuh menjadi hidrokarbon lebih kecil, sering tak jenuh. Ini adalah metode industri utama untuk memproduksi alkena ringan (ikatan ganda antara atom karbon), terutama etena  (atau etilena) dan propena (atau propilena).Etana disukai untuk produksi etena karena retak uap etana cukup selektif untuk etena, sedangkan retak uap hidrokarbon yang lebih berat menghasilkan campuran produk yang lebih buruk pada eten.

Etana dapat digunakan sebagai refrigeran dalam sistem pendingin cryogenic. Dalam penelitian ilmiah, etana cair digunakan untuk berubah menjadi kaca sampel kaya air untuk mikroskop elektron. Vitrifikasi air didorong oleh pendinginan cepat. Sebuah lapisan tipis air dengan cepat tenggelam dalam etana cair pada suhu -150 ℃ atau lebih dingin, membeku terlalu cepat menjadi air mengkristal. Pembekuan cepat ini tidak mengganggu struktur benda-benda lembut yang hadir dalam keadaan cair, karena pembentukan kristal es dapat dilakukan.

            Penggunaan komersial, Ethylene merupakan produk utama komersial, banyak digunakan untuk mempercepat proses pematangan makanan, pembuatan gas las, dan komponen utama produksi “Levinstein sulfur mustard”, gas senjata kimia beracun.

 

3. Propana

            Propana adalah senyawa alkana tiga karbon (C₃H₈) yang berwujud gasdalam keadaan normal,tetapi dapat dikompresi menjadi cairan yang mudah dipindahkan dalam kontaineryang tidak mahal. Senyawa ini diturunkan dari produk petroleum lain pada pemprosesan minyak bumi atau gas alam. Propana umumnya digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin, barbeque (pemanggang), dan di rumah-rumah.

            Komposisi gas elpiji umumnya propana (sekitar 90%), butana, dan propilena serta sedikit bahan pemberi bau. Propana juga digunakan sebagai bahan baku pembuatan pelarut propil alkohol dan bahan baku untuk industri petrokimia.

            Propana selain berfungsi sebagai bahan bakar, propana dikenal juga sebagai LPG (liquified petroleum gas – gas petroleum cair) yang dapat berupa campuran dengan sejumlah kecil propena, butana, dan butena. Kadang ditambahkan juga etanetiol sebagai bahan pemberi bau agar dapat digunakan sebagai deteksi jika terjadi kebocoran. Di Amerika Utara, komposisi utama LPG adalah propana (paling tidak 90%), dengan tambahan butana dan propena. Ini adalah standar HD5, yang awalnya dibuat terutama untuk bahan bakar kendaraan.

 

4. Etena

            Etena digunakan untuk membuat politena (polietilena), suatu polimer plastik. Etena juga digunakan untuk membuat etilena glikol, stirena, kloroetana (digunakan untuk membuat TEL, suatu bahan aditif pada bensin), dan untuk membuat alkohol secara industri.

 

5. Propena (Propilena)

            Propena digunakan sebagai bahan baku industri petrokimia untuk pembuatan polimer polipropilena. Propilena merupakan jenis plastik yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, misalnya untuk botol plastik. Poliprena merupakan polimer untuk membuat seratsintetis, materipengepakan, dan peralatan masak.

 

6. Etuna

            Etuna dapat digunakan untuk mempercepat pematangan buah. Gas ini dapat diperoleh dari hasil reaksi karbit (CaC₂) dengan air. etuna juga digunakan untuk bahan bakar bola lampu oksiasetilena yang digunakan untuk memotong dan menyambung logam (untuk mengelas). Etuna digunakan untuk membuat vinil klorida (CH₂=CHCl) yang merupakan monomer untuk pembuatan plastik polivinil klorida (PVC).

Daftar Rujukan

- Manfaat Gas Metana - Batu Bara Dalam Kehidupan Sehari-hari. Tersedia di https://manfaat.co.id.         Tanggal akses 19 - 12 - 2019. Pukul 10.00 WIB.

- Pengertian Etana, Etana, Sifat Dan Penggunaan Etana. Tersedia di https://usaha321.net. Tanggal akses      23 - 12 - 2019. Pukul 10.00 WIB.

- 5 Kegunaan Gas Metana Bagi Kehidupan Sehari-hari. Tersedia di https://gasdepo.co.id. Tanggal akses     23 - 12 - 2019. Pukul 11.00 WIB .

- Propana Sebagai Bahan Bakar Alternatif. Tersedia di infostudiokimia.blogspot.com. Tanggal di lihat     25 - 12 - 2019. Pukul 10.00 WIB.