KIMIA DASAR II D3 TEKNIK PENGOLAHAN MIGAS

KIMIA DASAR II D3 TEKNIK PENGOLAHAN MIGAS

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Kimia Organik

Kimia organik adalah percabangan studi ilmiah dari ilmu kimia mengenai struktur, sifat, komposisi, reaksi, dan sintesis senyawa organik. Senyawa organik dibangun terutama oleh Karbon dan Hidrogen, dan dapat mengandung unsur-unsur lain seperti Nitrogen, Oksigen, Fosfor, Halogen dan Belerang. Definisi asli dari kimia organik ini berasal dari kesalahpahaman bahwa semua senyawa organik pasti berasal dari organisme hidup, namun telah dibuktikan bahwa ada beberapa pengecualian. Bahkan sebenarnya, kehidupan juga sangat bergantung pada kimia anorganik. Sebagai contoh, banyak enzim yang mendasarkan kerjanya pada logam transisi seperti besi dan tembaga, juga gigi dan tulang yang komposisinya merupakan campuran dari senyama organik maupun anorganik. Contoh lainnya adalah larutan HCl, larutan ini berperan besar dalam proses pencernaan makanan yang hampir seluruh organisme (terutama organisme tingkat tinggi) memakai larutan HCl untuk mencerna makanannya, yang juga digolongkan dalam senyawa anorganik. Mengenai unsur karbon, kimia anorganik biasanya berkaitan dengan senyawa karbon yang sederhana yang tidak mengandung ikatan antar karbon misalnya oksida, garam, asam, karbid, dan mineral. Namun hal ini tidak berarti bahwa tidak ada senyawa karbon tunggal dalam senyawa organik misalnya metan dan turunannya.Terlepas dari bahan dasar karbon, kimia anorganik hanya menguraikan senyawa karbon sederhana, dengan struktur molekul yang tidak mengandung karbon menjadi rantai karbon (seperti: dioksida, asam, karbonat, karbida, dan mineral). Hal ini tidak berarti bahwa senyawa karbon tunggal tidak ada (yaitu: metana dan turunan sederhana). Biokimia sebagian besar menguraikan kimia protein (dan biomolekul lebih besar). Karena sifat yang spesifik, senyawa berantai karbon banyak menampilkan keanekaragaman senyawa organik yang ekstrim dan penerapan yang sangat luas. Senyawa-senyawa tersebut merupakan dasar atau unsur pokok beberapa produk (cat, plastik, makanan, bahan peledak, obat-obatan, petrokimia, beberapa nama lainnya) dan (terlepas dari beberapa pengecualian) bentuk senyawa merupakan dasar dari proses hidup. Perbedaan bentuk dan reaktivitas molekul kimia menetapkan beberapa fungsi yang mengherankan, seperti katalis enzim dalam reaksi biokimia yang mendukung sistem kehidupan. Pembiakan otomatis alamiah dalam kimia organik dalam kehidupan seluruhnya. Kecenderungan dalam kimia organik termasuk sintesis kiral, kimia hijau, kimia gelombang mikro, fullerene (karbon alotropis) dan spektroskopi gelombang mikro.

1.2. Senyawa KimiaSenyawa kimia adalah zat kimia yang terbentuk dari dua atau lebih unsur kimia, dengan rasio tetap yang menentukan komposisi. Contohnya, dihidrogen monoksida (air, H2O) adalah sebuah senyawa yang terdiri dari dua atom hidrogen untuk setiap atom oksigen.Umumnya, rasio tetap ini harus tetap karena sifat fisikanya, bukan rasio yang dipilih manusia. Oleh karena itu, material seperti kuningan, superkonduktor YBCO, semikonduktor "aluminium galium arsenida", atau coklat dianggap sebagai campuran atau aloy, bukan senyawa.

Ciri-ciri yang membedakan senyawa adalah dia memiliki rumus kimia. Rumus kimia memerikan rasio atom dalam zat, dan jumlah atom dalam molekul tunggalnya (oleh karena itu rumus kimia etena adalah C2H4 dan bukan C

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Hidrogen" \o "Hidrogen" H2. Rumus kimia tidak menyebutkan apakah senyawa tersebut terdiri atas molekul; contohnya, natrium klorida (garam dapur, Na

HYPERLINK "http://id.wikipedia.org/wiki/Klorida" \o "Klorida" Cl adalah senyawa ionik.Senyawa dapat wujud dalam beberapa fase. Kebanyakan senyawa dapat berupa zat padat. Senyawa molekuler dapat juga berupa cairan atau gas. Semua senyawa akan terurai menjadi senyawa yang lebih kecil atau atom individual bila dipanaskan sampai suhu tertentu (yang disebut suhu penguraian).Pemanfaatan Senyawa Kimia Alami Sebagai Alternatif Pengendalian Hama Tanaman.

Penggunaan pestisida kimia dalam pengendalian hama tanaman saat ini banyak menimbulkan dampak negatif. Masalah pencemaran lingkungan merupakan akibat yang jelas terlihat, selain itu penggunaan pestisida secara terus menerus juga dapat menyebabkan resistensi hama dan bahkan meninggalkan residu pestisida pada produk hasil pertanian yang bisa berbahaya apabila dikonsumsi manusia. Oleh karena itu diperlukan upaya pengendalian hama secara ramah lingkungan, seperti penggunan pestisida nabati atau biopestisida.

Selain dengan pestisida nabati ada salah satu cara pengendalian hama tanaman secara ramah lingkungan yaitu dengan memanfaatkan senyawa-senyawa kimia yang terdapat dalam tumbuhan dan serangga (hama). Serangga menggunakan senyawa kimia untuk berkomunikasi dengan serangga lain, demikian juga dengan tumbuhan memiliki senyawa kimia yang dikeluarkan untuk menarik serangga penyerbuk (attractant), ataupun untuk mempertahankan diri (protectant). Dengan memanipulasi senyawa-senyawa yang dihasilkan oleh serangga ataupun tanaman diharapkan akan dapat menurunkan populasi hama dengan cara menghambat kehadiran hama tersebut dalam suatu areal pertanaman budidaya.

Sebelum dijelaskan tentang cara memanipulasi senyawa kimia yang disekresikan oleh serangga dan tumbuhan untuk pengendalian hama, perlu diketahui terlebih dahulu mengenai jenis-jenis senyawa kimia tersebut.

1.3. Senyawa OrganikSenyawa organik adalah golongan besar senyawa kimia yang molekulnya mengandung karbon, kecuali karbida, karbonat, dan oksida karbon. Studi mengenai senyawaan organik disebut kimia organik. Banyak di antara senyawaan organik, seperti protein, lemak, dan karbohidrat, merupakan komponen penting dalam biokimia.Di antara beberapa golongan senyawaan organik adalah senyawa alifatik, rantai karbon yang dapat diubah gugus fungsinya; hidrokarbon aromatik, senyawaan yang mengandung paling tidak satu cincin benzena; senyawa heterosiklik yang mencakup atom-atom nonkarbon dalam struktur cincinnya; dan polimer, molekul rantai panjang gugus berulang.

Pembeda antara kimia organik dan anorganik adalah ada/tidaknya ikatan karbon-hidrogen. Sehingga, asam karbonat termasuk anorganik, sedangkan asam format, asam lemak pertama, organik.

Nama "organik" merujuk pada sejarahnya, pada abad ke-19, yang dipercaya bahwa senyawa organik hanya bisa dibuat/disintesis dalam tubuh organisme melalui vis vitalis - life-force.

Adapun ciri khas daro atom karbon adalah sebagai berikut:

Atom karbon dengan nomor atom 6 mempunyai susunan elektron K = 2, L = 4, jadi mempunyai 4 elektron valensi dan dapat mernbentuk empat ikatan kovalen, serta dapat digambarkan dengan rumus Lewis sebagai berikut, umpamanya untuk CH4.

Diagram sederhana dari molekul metana

INCLUDEPICTURE "http://free.vlsm.org/v12/sponsor/Sponsor-Pendamping/Praweda/image/putih%203x3.gif" \* MERGEFORMATINET

H H\/ C/\HH Empat ikatan kovalen dari molekul metanaSelain itu atom karbon mempunyai kemampuan untuk membentuk ikatan dengan atom karbon lain membentuk rantai karbon yang terbuka atau tertutup/berlingka.

Contoh-contoh rantai karbon dapat digambarkan dengan rumus struktur : ||

|||- C - C -

- C - C - C - ||

|||

rantai terbuka rantai terbuka dan bercabang

| | - C - C - | | - C - C - | | rantai tertutupSekarang terjawablah mengapa jumlah senyawa karbon demikian banyaknya walaupun jumlah jenis unsur pembentuknya sedikit.

1.4. Klasifikasi HidrokarbonKita mulai dengan klasifikasi hidrokarbon yang merupakan senyawa yang hanya tersusun oleh karbon dan hidrogen. Sedangkan senyawa karbon lainnya dapat dipandang sebagai turunan dari hidrokarbon. Hidrokarbon masih dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: hidrokarbon alifatik, termasuk di dalamnya adalah yang berantai lurus, yang berantai cabang, dan rantai melingkar, dan kelompok kedua, hidrokarbon aromatik yang mengandung cincin atom karbon yang sangat stabil. Hidrokarbon alifatik masih dapat dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan kelipatan ikatan karbon-karbon; hidrokarbon jenuh yang mengandung ikatan tunggal karbon-karbon; dan hidrokarbon tak jenuh yang mengandung paling sedikit satu ikatan rangkap dua karbon-karbon atau ikatan rangkap tiga.

Senyawa hidrokarbon terdiri atas karbon dan hidrogen. Bagian dari ilmu kimia yang membahas senyawa hidrokarbon disebut kimia karbon. Dulu ilmu kimia karbon disebut kimia organik, karena senyawa-senyawanya dianggap hanya dapat diperoleh dari tubuh makhluk hidup dan tidak dapat disintesis dalam pabrik. Akan tetapi sejaka Friedrich Wohler pada tahun 1928 berhasil mensintesis urea (suatu senyawa yang terdapat dalam air seni) dari senyawa anorganik, amonium sianat dengan jalan memanaskan amonium sianat tersebut. Begitu keberhasilan Wohler diketahui, banyaklah sarjana lain yang mencoba membuat senyawa karbon dari senyawa anorganik. Lambat laun teori tentang daya hidup hilang dan orang hanya menggunakan kimia organik sebagai nama saja tanpa disesuaikan dengan arti yang sesungguhnya. Sejaka saat itu banyak senyawa karbon berhasil disintesis dan hingga sekarang lebih dari 2 juta senyawa karbon dikenal orang dan terus bertambah setiap harinya. Apa sebabnya jumlah senyawa karbon sedemikian banyak bila dibandingkan dengan jumlah senyawa anorganik yang hanya sekitar seratus ribuan.

Selain perbedaan jumlah yang sangat mencolok yang menyebabkan kimia karbon dibicarakan secara tersendiri , karena memang terdapat perbedaan yang sangat besar antara senyawa karbon dan senyawa anorganik seperti yang dituliskan berikut ini.Tabel 1.1 Perbedaan antara Senyawa Karbon dan Senyawa AnorganikSenyawa karbonSenyawa anorganik

membentuk ikatan kovalen

dapat membentuk rantai karbon

non elektrolit

reaksi berlangsung lambat

titik didih dan titik lebur rendah

larut dalam pelarut organic membentuk ikatan ion

tidak dapat membentuk rantai karbon

elektrolit

reaksi berlangsung cepat

titik didih dan titik lebur tinggi

larut dalam pelarut pengion

Hidrokarbon (HC) merupakan golongan senyawa yang banyak terdapat di alam sebagai minyak bumi. Indonesia banyak menghasilkan minyak bumi yang mempunyai nilai ekonomi tinggi, diolah menjadi bahan bakar motor, minyak pelumas, dan aspal.

BAB II

ALKANA

2.1. Pendahuluan

Alkana adalah sebuah Hirokarbon jenuh alisiklik. Alkana termasuk senyawa alifatik. Dengan kata lain, alkana adalah sebuah rantai karbon panjang dengan ikatan-ikatan tunggal.

Pelajaran kimia organik selalu dimulai dengan pembahasan mengenai alkana karena :

1. Alkana merupakan bahan baku utama bagi pembuatan senyawa-senyawa organik yang lain.

2. Tata nama alkana merupakan dasar dari nama-nama seluruh senyawa organik.

3. Berdasarkan struktur molekul, golongan-golongan senyawa organik dapat dianggap sebagai turunan dari alkana.

2.2.Pengertian AlkanaAlkana adalah senyawa-senyawa hidrokarbon yang seluruh ikatannya jenuh (tunggal). Dalam molekul alkana tidak ada ikatan rangkap.

Methana merupakan salah satu hidrokarbon dari golongan alkana. Urutan nama-nama hidrokarbon golongan alkana adalah metana, etana, propana, butana, pentana, heksana, heptana, oktana, nonana, dekana dan seterusnya. Rumus umum alkana adalah CnH2n+2. Methana adalah golongan alkana yang memiliki satu buah atom karbon C. Dengan rumus diatas maka rumus methana adalah CH4. Pada suhu STP (Standard Temperature Pressure) gas metan ini berwujud gas. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan hidup, terutama untuk bahan bakar, gas metana ini harus dicairkan terlebih dulu disebut Gas Alam Cair atau lebih dikenal dengan LPG (elpiji).

Reaksi pembakaran hidrokarbon selalu menghasilkan karbon dioksida dan air. Sangat mudah terbakar merupakan salah satu sifat methana. Hidrokarbon yang paling sederhana merupakan suatu deret senyawa yang memenuhi rumus umum CnH2n+2 yang disebut alkana atau parafin. Suku pertama sampai dengan suku kesepuluh dari senyawa alkana dapat diperoleh dengan mensubstitusi harga n seperti dalam table erikut.Tabel 2.1. Suku pertama sampai suku kesepuluh senyawa alkana

Suku ke - nRumus molekulNama AlkanaTitik Didih (oC/atm)Massa 1 mol dalam gram

1CH4Metana-16116

2C2H6Etana-8930

3C3H8Propana-4444

4C4H10Butana-0,558

5C5H12Pentana3672

6C6H14Heksana6886

7C7H16Heptana98100

8C8H18Oktana125114

9C9H20Nonana151128

10C10H22Dekana174142

Berdasarkan tabel tersebut di atas, dapat kita amati bahwa selisih antara rumus molekul pertama dan berikutnya selalu sama yaitu CH2 dan pada kolom massa 1 mol dalam gram selisih dari suku pertama ke suku berikutnya selalu sama yaitu 14 satuan massa atom. Dengan adanya kecenderungan kesamaan antara suku pertama ke suku berikutnya, maka deret ini biasa juga disebut deret homolog (deret sepancaran).

Alkana atau parafin merupakan senyawa penting bahan bakar dan sebagai bahan mentah untuk mensintesis senyawa-senyawa karbon lainnya. Alkana merupakan salah satu senyawa Hidrokarbon (HC) yang banyak terdapat dalam minyak bumi dan dapat dipisahkan menjadi bagian-bagian yang lebih spesifik dengan menggunakan Distilat bertingkat. Suku pertama sampai dengan suku ke-empat senyawa alkana berwujud gas pada suhu kamar. Metana biasa juga disebut gas alam yang banyak digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga / industri. Gas propana dapat dicairkan pada tekanan tinggi dan digunakan pula sebagai bahan bakar yang disebut LPG (Liquified Petroleum Gas). LPG dijual dalam tangki-tangki baja dan diedarkan ke rumah-rumah. Gas butana lebih mudah mencair daripada propana dan digunakan sebagai geretan rokok. Oktana mempunyai titik didih yang dapat digunakan sebagai bahan bakar motor. Alkana-alkana yang bersuhu tinggi terdapat dalam kerosin (minyak tanah), bahan bakar diesel, bahan pelumas dan parafin yang banyak digunakan untuk membuat lilin.

Bagaimana sifat-sifat senyawa karbon yang termasuk dalam satu deret homolog seperti yang telah kita pelajari sebelumnya. Coba kembali perhatikan table tersebut di atas dimana terdapat salah satu sifat yaitu titik didih. Titik didih akan semakin tinggi apabila Massa molkul relatifnya juga semakin besar. Hal ini menggambarkan bahwa wujud gas akan berubah pada suhu kamar menjadi wujud cair dan selanjutnya akan menjadi padat.

Dalam kimia karbon merupakan salah satu hal penting bagi kita untuk dapat menuliskan rumus molekul dan rumus struktur dari suatu senyawa. Rumus molekul menyatakan banyaknya atom setiap unsur yang terdapat dalam suatu molekul. Sedangkan rumus struktur menggambarkan bagaimana atom-atom tersebut terikat satu sama lain. Karena atom karbon (C) merupakan unsure penyusun utama dari semua senyawa karbon maka kita harus mampu menggambarkan rangka karbon dalam suatu molekul senyawa karbon. Setiap atom karbon dikelilingi secara tetrahedral oleh atom-atom terikat dalam gambaran tiga dimensi. Akan tetapi biasanya molekul-molekul senyawa karbon cukup digambarkan dengan gambaran dua dimensi saja.

Sifat alkana sangat berhubungan dengan rantai structural molekulnya. Jika rantai karbon dari suatu gugus alkana atau memiliki rantai cabang, maka setelah menuliskan rantai atom karbonnya tinggal menambahkan atom-atom hydrogen pada ikatan atom karbon yang masih kosong pada setiap atom karbon yang ada pada senyawa tersebut.

Contoh:

1. Molekul Pentana

a. Buatlah rantai karbon untuk Pentana

C C C C C

b. Tambahkan atom-atom hydrogen pada ikatan atom karbon yang masih kosong

H H H H H

H C C C C C H

H H H H H

c. Rumusan tersebut di atas dapat dituliskan dalam bentuk yang lebih sederhana seperti berikut:

CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 atau CH3CH2CH2CH2CH3

Atau yang lebih sederhana lagi yaitu : C5H12

2.3. Tata Nama Alkana

Rumus umum untuk alkana adalah :

Alkana yang paling sederhana adalah metana dengan rumus CH4. Nama lain dari alkana adalah parafin. Mulai dari butana, alkana dengan rantai karbon tidak bercabang diberi awalan n- (normal) untuk dapat membedakannya dengan alkana lain yang memiliki rantai cabang dengan jumlah atom Carbon pada rantai induknya sama. Penamaan ini sangat penting karena ada alkana yang merupakan isomer rantai lurus dan ada juga rantai cabang yang memiliki sifat yang berbeda.

Seluruh anggota alkana berakhiran ana. Rantai Carbon lurus Alkana dengan jumlah atom 1 4 disebut Metana (CH4), Etana (C2H6), Propana (C3H8), Butana (C4H10).

Berikut langkah-langkah yang digunakan dalam pemberian nama untuk gugus alkana yang memiliki rantai cabang:

1. Cari rantai karbon terpanjang

2. Beri nomor pada rantai tersebut dimulai dari ujung yang paling dekat dengan rantai cabang

3. Beri nama pada cabang-cabangnya (gugus alkil)

4. Penamaan alkana dimulai dari nomor terdapatnya rantai cabang, nama cabang dan nama rantai utama/terpanjang dari isomerisasi tersebut.

Contoh:

CH3 CH3

1. CH3 C CH2 CH CH3 : 2,2,4 - trimetil pentana (iso oktana) CH3

CH3

2. CH3 C CH3

: 2,2,- dimetil propane (neopentana) CH3 C2H5 CH33. CH3 C CH2 CH2 CH CH2 CH3 :2,2,5 trimetil heptana CH3Jika kita sudah memahami cara membuat rumusan sederhana dari gugus alkana, sekarang mari kita mempelajari bagaimana member nama pada isomer butana tersebut. Untuk bisa menjawab pertanyaan tersebut, marilah kita gunakan aturan tata nama yang diterbitkan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Rantai karbon terpanjang dalam suatu molekul ditentukan sebagai rantai induk. Carilah namanya pada tabel suku pertama sampai suku ke-sepuluh senyawa alkana dan letakkan di bagian belakang.

Untuk isomer bercabang diberi nama sebagai turunan rantai lurus dimana satu atau beberapa atom hydrogen diganti dengan pecahan alkana. Pecahan alkana ini disebut gugus alkil dan biasa dituliskan dengan symbol R (dari kata radikal) dan mempunyai rumus umum:

Jika n diganti dengan angka-angka maka akan diperoleh rumusan struktur sederhana seperti pada tabel berikut.Tabel. 2.2. Beberapa Gugus Alkil

Gugus ke-n

R (gugus alkil)

(- CnH2n+1)Rumus struktur terinciRumus struktur sederhanaNama

1 CH3 H

C H

H CH3Metil

2 C2H5 H H

C C H

H H CH2-CH3Etil

3 C3H7 H H H

C C C H

H H H

CH2-CH2-CH3Propil

4 C4H9 H H H H

C C C C H

H H H H CH2-CH2- CH2-CH3Butil

5 C5H11 H H H H H

C C C C C H

H H H H H CH2-CH2- CH2- CH2-CH3Pentil

Demikian penamaan untuk gugus alkil berikutnya, akan tetapi perlu juga diketahui bahwa alkil sebagai rantai cabang tentunya jarang yang rantai atom karbonnya panjang. Dalam pemberian nama pada gugus alkana, letakkan nama gugus cabang ini di depan nama rantai induknya.Perbedaan rumus struktur alkana dengan jumlah atom C yang sama akan menyebabkan perbedaan sifat pada alkana yang bersangkutan. Banyaknya kemungkinan struktur senyawa karbon, menyebabkan perlunya pemberian nama yang dapat menunjukkan jumlah atom C dan rumus strukturnya. Aturan pemebrian nama pada hidrokarbon telah dikeluarkan oleh IUPAC dengan tujuan agar dapat dipergunakan secara Internasional.

Adapun aturan tata nama alkana tersebut adalah sebagai berikut:

1. Rantai tidak bercabang (rantai lurus) Jika rantai karbon terdiri dari empat atom karbon atau lebih, maka nama alkananya diberi awalan n- (normal).

Contoh:

a. CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3

: n pentanab. CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 : n heksana2. Jika rantai karbon tersebut memiliki rantai cabang, maka:

a. Tentukan rantai induk

yaitu rantai atom karbon (C) terpanjang mulai dari ujung yang satu ke ujung yang lain. Rantai induk tersebut diberi nama alkananya sesuai dengan jumlah atom karbonnya.

Contoh:

CH3 CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

CH3Dari rumus bangun tersebut di atas, kita dapat menentukan bahwa rantai induk terdiri dari 7 atom karbon ( C ), sehingga diberi nama Heksana.b. PenomoranBerilah nomor pada rantai induk dari ujung yang paling dekat dengan rantai cabang.

Contoh:

1CH3 2CH 3CH2 4CH2 5CH2 6CH2 7CH3

CH3Penomoran pada rumusan di atas, kita mulai dari sebelah kiri karena rantai cabang lebih dekat ke ujung sebelah kiri.c. Tentukan cabang

Yaitu atom C yang terikat pada rantai karbon induk. Rantai cabang yang dihasilkan dari struktur seperti ini adalah gugus alkil kemudian berilah nama pada gugus alkil tersebut sesuai dengan struktur alkilnya.

Tabel 2.3. Nama Alkil

Gugus AlkilNama Alkil

CH3 Metil

CH3 CH2 atau C2H5 Etil

CH3 CH2 CH2 atau C3H7 Propil

CH3 CH

CH3Isopropil

CH3 CH2 CH2 CH2 atau C4H9 Butil

CH3 CH CH2

CH3Isobutil

CH3 CH2 CH

CH3Sekunder Butil

CH3CH3 C

CH3Tersier Butil

d. Urutan penulisan nama

Urutan penulisan nama untuk alkana bercabang dapat diurutkan seperti berikut:

Nomor cabang nama cabang nama rantai induk.

Apabila terdapat lebih dari satu alkil sejenis, maka tuliskanlah nomor-nomor cabang dari alkil sejenis dan berikanlah nama pada awalan alkil tersebut dengan di (dua), tri (tiga), tetra (empat), penta (lima) dan seterusnya.

Contoh:

1CH3 2CH 3CH 4CH2 5CH2 6CH2 7CH3

CH3 CH3Berdasarkan rumusan struktur yang ada, kita dapat memberikan penamaan sesuai dengan aturan yang ada di atas, sehingga nama dari struktur tersebut adalah : 2,3 dimetil heptana.3. Tambahan untuk penomoran khususa. Jika terdapat beberapa pilihan rantai induk yang sama panjang, maka pilihlah rantai induk yang memiliki cabang lebih banyak.

Contoh:

I.

CH2 CH3

1CH3 2CH 3CH 4CH2 5CH3

CH3

II.

2CH2 1CH3

CH3 CH 3CH 4CH2 5CH3

CH3

Dari kedua jenis struktur alkana di atas, dapat kita simpulkan bahwa pada struktur I Rantai induk karbon = 5 dan memiliki 2 cabang (2 metil dan 3 etil), sedangkan untuk struktur ke II kita peroleh Rantai induk karbon = 5 dan memiliki 1 cabang (isopropil). Berdasarkan struktur tersebut, maka kita dapat menetapkan bahwa struktur pertamalah yang memenuhi ketentuan tersebut yaitu 3 etil 2 metil pentana.b. Gugus alkil dengan jumlah atom C yang lebih banyak diberi nomor yang lebih kecil.Contoh :

CH2 CH3

1CH3 2CH2 3CH 4CH 5CH2 6CH3

CH3Coba perhatikan contoh di atas, jika penomoran dimulai dari kiri, kita akan peroleh rantai cabang gugus etil pada no.3, dan jika penomoran dimulai dari kanan, kita akan peroleh rantai cabang gugus metil pada no.3. Akan tetapi kita perlu memahami bahwa sebagaimana ketentuan sebelumnya bahwa penomoran rantai induk karbon, dimulai dari ujung yang paling dekat dengan rantai cabang yang memiliki atom C lebih banyak. Dengan demikian kita dapat menentukan bahwa untuk contoh soal di atas, penomoran yang tepat adalah dari kiri ke kanan, yaitu 3 etil 4 metil heksana.2.4. Pembuatan AlkanaSumber utama alkana adalah dari minyak bumi. Semua bahan bakar yang kita gunakan sehari-hari seperti minyak tanah, gas LPG, bensin, lilin dan lain-lain adalah merupakan campuran alkana. Untuk memperoleh alkana yang murni tanpa tercampur dengan alkana yang lain, berikut adalah beberapa cara yang dapat digunakan.

1. Sintesis Wurtz

Cara ini ditemukan oleh Adolphe Wurtz (1817 1884) dari Perancis. Jika alkilhalida (haloalkana) direaksikan dengan logam Natrium maka terbentuklah alkana. Pada sintesis Wurtz dua molekul alkilhalida akan menghasilkan satu molekul alkana, dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

CH3 Cl + Na

CH3 CH3 + 2NaCl

CH3 Cl + Na

Etana

Atau dapat disederhanakan dengan rumusan:

2CH3 Cl + Na

CH3 CH3 + 2NaCl

2. Sintesis GrignardFrancois Auguste Victor Grignard (1871 1935) memperoleh hadiah Nobel pada tahun 1912, karena telah menemukan suatu zat yang sangat berguna untuk pembuatan senyawa senyawa organic. Zat itu adalah alkil magnesium halida (RMgX) yang sekarang kita kenal dengan nama senyawa Grignard. Senyawa Grignard jika direaksikan dengan air akan menghasilkan alkana.Contoh:

1. CH3 Mg Br

+ H2O CH4 + MgOHBr

Metil Magnesium Bromida

Metana

2. CH3 CH2 Mg I + H2O CH3 CH3 + MgOHI

Etil magnesium Iodida

Etana3. Sintesis Dumas

Cara ini diperkenalkan oleh Jean Andre Dumas (1800 1884). Jika garam Natrium Karboksilat, misalnya Natrium Asetat dipanaskan bersama-sama dengan NaOH maka akan menghasilkan alkana, dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

O

CH3 C

+ NaOH

CH4 + Na2CO3

ONa

Metana Natrium Asetat

(garam dari asam cuka)

Alkana yang terbentuk sesuai dengan alkil yang dikandung oleh garam Natrium karboksilat.

4. Mereaksikan Alkena dengan gas Hidrogen.Contoh :

C2H4 + H2

C2H6

Etena

Etana2.5. Isomer Alkana

Atom C mampu membentuk senyawa hidrokarbon rantai lurus maupun bercabang. Alkana dengan jumlah atom C yang sama akan mempunyai struktur yang berbeda. Semakin banyak jumlah atom C, maka akan semakin banyak pula struktur molekul yang dapat dibentuk. Dua atau lebih senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi mempunyai struktur molekul yang berbeda dinamakan isomer.

Metana (CH4), etana (C2H6) dan propana (C2H6) tidak mempunyai isomer karena hanya ada satu struktur yang juga dapat dituliskan seperti berikut:

Metana:CH4

Etana

:CH3 CH3

Propana:CH3 CH2 CH3a. Butana (C4H10) mempunyai 2 isomer karena ada dua struktur yang dapat dibentuk yaitu:

1. CH3 CH2 CH2 CH3

: n- butana

2. CH3 CH CH3

: 2 metil propane

CH3b. Pentana (C4H10) mempunyai 3 isomer yaitu:

1. CH3 CH2 CH2 CH2 CH3: n- pentane

2. CH3 CH CH2 CH3

: 2 metil butana

CH3

CH3

3. CH3 C CH3

: 2,2 dimetil propana

CH3Uji pemahaman: Buatlah masing-masing 4 isomerisasi dari Heksana dan Oktana. Tabel 2.3. Jumlah Isomer Alkana untuk Sepuluh Suku Pertama

SukuRumus molekulJumlah IsomerSukuRumus molekulJumlah Isomer

1CH416C6H145

2C2H617C7H169

3C3H818C8H1818

4C4H1029C9H2035

5C5H12310C10H2275

2.6. Penggunaan Alkana

Adapun penggunaan alkana dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut:

1. Metana

: Zat bakar, sintesis dan carbon black (tinta, cat, semir, ban)

2. Propana, Butana, Isobutana: Zat bakar LPG

3. Pentana, Heksana, Heptana: sebagai pelarut pada sintesis

Tabel 2.4. Fraksi tertentu dari Distilasi langsung Minyak BumiTD (oC)Jumlah CNama FraksiPenggunaan

< 301 4GasBahan bakar gas

30 1805 10BensinBahan bakar mobil

18023011 12Minyak TanahBahan bakar memasak

23030513 17Minyak Gas RinganBahan bakar diesel

30540518 25Minyak Gas BeratBahan bakar pemanas

2.7. Sifat-sifat AlkanaAlkana merupakan senyawa hidrokarbon jenuh yang seluruh ikatannya tunggal. Sebagai hidrokarbon jenuh, alkana memiliki jumlah atom H yang maksimum. Alkana juga dinamakan parafin (dari parum affinis), karena sukar bereaksi dengan senyawa senyawa lainnya. Kadang-kadang alkana juga disebut sebagai hidrokarbon batas karena batas kejenuhan atom-atom H telah tercapai.

Setiap senyawa yang merupakan anggota alkana dinamakan suku. Suku alkana ditentukan oleh jumlah atom C dalam senyawa tersebut. Suku pertama alkana adalah metana (CH4). Dalam molekul metana satu ato C terikat pada empat atom H.

Metana dapat menurunkan senyawa alifatik lainnya. Jika satu atom H pada metana diganti dengan atom C, maka akan terbentuk suku kedua alkana yaitu etana. Berdasarkan tetravalensi atom C, maka atom C kedua akan mengikat 3 atom H sehingga rumus molekul etana adalah C2H6.

a. Sifat Fisik

1. Semua alkana merupakan senyawa polar sehingga sukar larut dalam air. Pelarut yang baik untuk alkana adalah pelarut non polar misalnya eter. Jika alkana bercampur dengan air, lapisan alkana berada di atas, sebab massa jenisnya lebih kecil daripada 1.

2. Pada suhu kamar, empat suku pertama berwujud gas, suku ke lima hingga suku ke 16 berwujud cair dan suku di atasnya berwujud padat.3. Semakin banyak atom C, maka titik didih juga akan semakin tinggi. Untuk alkana yang berisomer (jumlah atom C sama banyak) semakin banyak cabang, titik didih semakin kecil.

b. Sifat Kimia

1. Pada umumnya alkana sukar bereaksi dengan senyawa lain.

2. Dalam oksida berlebih, alkana dapat terbakar menghasilkan kalor, karbon dioksida dan uap air.

3. Jika alkana direaksikan dengan unsur-unsur halogen (F2, Cl2, Br2, I2) atom-atom H pada alkana akan digantikan oleh atom-atom halogen.

Senyawa karbon yang disebut juga senyawa organic yang akan dibahas pada kesempatan ini hanyalah senyawa organic yang sederhana dengan pengelompokan golongan berdasarkan gugus fungsional yang telah dibahas sebelumnya. Berdasarkan gugus fungsionalnya senyawa organic dikelompokkan menjadi enam yaitu Alkohol, Alkoksi, Alkanal, Alkanon, Asam Alkanoat dan Alkil Alkanoat.A. Alkohol

1. Rumus Umum

Senyawa alkohol atau alkanol dapat dikatakan senyawa alkana yang satu atom H-nya diganti oleh OH. Dengan terjadinya penggantian tersebut maka kita akan memperoleh rumus molekul alcohol seperti yang ada pada table berikut.

Rumus umum senyawa Alkohol adalah :

Dimana : R = gugus alkil

OH = hidroksil

Secara umum, rumus golongan senyawa alcohol dapat juga dituliskan seperti berikut: Table 2.4. Gugus Alkil dan Rumus Molekul AlkoholnyaSuku ke-nR (Alkil)Rumus Molekul Alkohol

1CH3CH3 OH

2C2H5C2H5 OH

3C3H7C3H7 OH

2. Tata NamaPenamaan senyawa alcohol prinsipnya ada dua cara yaitu:

1) Dengan aturan IUPAC yaitu menggunakan senyawa alkananya dengan menggantikan akhiran ana dalam tata nama alkana menjadi anol dalam alkoholnya.

2) Dengan system trivial yaitu dengan menyebutkan nama gugus alkilnya diikuti kata alcohol.Table 2.5. Contoh Penamaan Alkohol

AlkanaAlkohol

Rumus MolekulNamaRumus MolekulNama IUPACNama Trivial

CH4MetanaCH3 OHMetanolMetil Alkohol

C2H6EtanaC2H5 OHEtanolEtil Alkohol

C3H8PropanaC3H7 OHPropanolPropil Alkohol

C4H10ButanaC4H9 OHButanolButil Alkohol

3. Untuk senyawa-senyawa alcohol dengan rumus struktur bercabang aturan penamaannya adalah sebagai berikut:1) Tetapkan rantai utama dengan cara memilih deretan C paling panjang yang mengikat gugus fungsi OH, kemudian berilah nama sesuai dengan nama alkoholnya.

2) Pemberian nomor pada rantai utama dimulai dari ujung yang memberikan nomor terkecil bagi atom C yang mengikat gugus OH. Langkah selanjutnya adalah dengan memberikan senyawa-senyawa hidrokarbon.Contoh:

CH3

1CH3 2CH 3CH 4CH3: 3-metil-2-butanol

OH

4. Klasifikasi AlkoholBerdasarkan perbedaan letak terikatnya gugus OH pada atom C. Alkohol dibedakan menjadi tiga yaitu:

1) Alkohol Primer yaitu jika gugus OH Pada atom C Primer (atom C yang mengikat 1 atom C yang lain secara langsung).Contoh:1CH3 2CH2 3CH2 4CH2 OH: n-butanol

2) Alkohol Sekunder yaitu jika gugus OH terikat pada atom C sekunder (atom C yang mengikat secara langsung dua atom C yang lain).

Contoh:

1CH3 2CH 3CH2 4CH3: 2-butanol

OH

3) Alkohol Tersier yaitu jika gugus OH terikat pada atom C tersier (atom C yang mengikat secara langsung 3 atom C yang lain secara langsung).

Contoh:

CH3

1CH3 2C 3CH3

: 2-metil-2-propanol

OH

Secara fisik akan sulit untuk membedakan antara alcohol primer, sekunder dan tersier karena bau dan warna dari ketiganya hampir sama. Cara yang dapat digunakan untuk membedakan ketiganya adalah mengoksidasi dengan menggunakan KMnO4, K2Cr2O7 atau O2 dengan perbedaan sebagai berikut:a. Alkohol Primer jika dioksidasi akan dihasilkan aldehidnya dan jika dioksidasi lebih lanjut maka akan dihasilkan senyawa asam karboksilatnya.b. Alkohol Sekunder jika dioksidasi akan dihasilkan senyawa alkanonnya.c. Alkohol Tersier tidak dapat dioksidasi.

5. Sifat-Sifat AlkoholSecara umum senyawa alcohol mempunyai beberapa sifat seperti berikut:

1. Mudah terbakar

2. Mudah bercampur dengan air

3. Bentuk fase pada suhu ruang:

Dengan C1 C4 berupa gas atau cair

Dengan C5 C9 berupa cairan kental seperti minyak

Dengan C10 atau lebih berupa padat.

4. Pada umumnya alkohol mempunyai titik didih yang cukup tinggi dibandingkan alkananya. Hal ini disebabkan adanya ikatan hydrogen atas molekulnya.

6. Beberapa reaksi spesifik dari Alkohol

a) Reaksi alkohol dengan logam-logam aktif (Na, K, Mg dll) akan ditandai dengan terbentuknya gas H2. Semua jenis alcohol akan bereaksi dengan logam aktif tersebut.

R OH + X

R OX + H2Contoh:

CH3 CH2 OH + Na CH3 CH2 ONa + H2

Etanol

Natrium Etanoatb) Alkohol akan bereaksi dengan asam karboksilat membentuk senyawa ester. Reaksi ini sering dikenal dengan nama Reaksi Esterifikasi.

Reaksi antara alcohol dengan logam aktif dan reaksi esterifikasi biasanya digunakan untuk mengidentifikasi terdapatnya alcohol dalam suatu zat.

7. Penggunaan AlkoholAda beberapa contoh penggunaan alkohol dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

a. Pada umumnya alkohol digunakan sebagai pelarut.

b. Etanol dengan kadar 76% digunakan sebagai zat antiseptik.

c. Etanol juga banyak digunakan sebagai bahan pembuat plastik, bahan peledak dan kosmetik.d. Campuran etanol dengan methanol digunakan sebagai bahan bakar yang biasa dikenal dengan nama spritus.

e. Etanol banyak digunakan sebagai bahan dasar pembuatan minuman keras.

f. Methanol dapat digunakan sebagai pelarut, antifreeze radiator mobil, sintesis, formaldehid, metil amina, metil klorida, metil salisilat dll.

B. Eter / Alkoksi Alkana1. Rumus Umum

Eter atau alkoksi alkana adalah golongan senyawa yang mempunyai dua gugus alkil yang terikat pada satu atom oksigen. Dengan demikian eter mempunyai rumus umum :

Dimana : R dan R adalah gugus alkil dengan rumusan struktur boleh sama atau berbeda.Contoh:

1) CH3 CH2 O CH2 CH3

Dari contoh struktur di atas dapat kita analisa dengan menyimpulkan bahwa nilai R = R = CH2 CH3 (etil).

2) CH3 O CH2 CH2 CH3

Dari contoh struktur di atas dapat kita analisa dengan menyimpulkan bahwa: R = CH3 (metil) sedangkan

R = CH2 CH2 CH3 (propil).2. Penamaan EterPada umumnya, eter mengandung unsur C, H dan O.Ada dua cara penamaan senyawa-senyawa eter:

a. Menurut IUPAC, eter diberi nama sesuai dengan nama alkananya dengan awalan alkoksi dengan ketentuan sebagai berikut:

Rantai karbon terpendek yang mengikat gugus fungsi O ditetapkan sebagai gugus fungsi alkoksinya.

Rantai karbon yang lebih panjang diberi nama sesuai senyawa alkananya

b. Menurut aturan trivial, penamaan eter sebagai berikut:

Menyebutkan nama kedua gugus alkil yang mengapit gugus O kemudian diberi akhiran eter.

Tabel 2.6. Contoh Tata Nama Eter

Rumus Struktur EterNama IUPACNama Trivial

CH3CH2OCH2 CH3Etoksi EtanaDietil Eter/Etil Etil Eter

CH3OCH2CH2 CH3Metoksi PropanaMetil Propil Eter

CH3CH2OCH2CH2 CH3Etoksi PropanaEtil Propil Eter

c. Sifat sifat EterBerbeda dengan senyawa-senyawa alkohol, eter mempunyai sifat-sifat seperti berikut:

a. Titik didih rendah sehingga mudah menguap

b. Sulit larut dalam air karena kepolarannya rendah

c. Sebagai pelarut yang baik, dimana senyawa-senyawa organik yang tidak larut dalam air.

d. Mudah terbakar

e. Pada umumnya bersifat racun

f. Bersifat anastetik (membius)

g. Eter sukar bereaksi kecuali dengan asam halide kuat seperti HI dan HBr.

Dan dapat dituliskan seperti pada persamaan berikut:

R O R + HX R O H + RXContoh:

CH3 O CH2 CH3 + HBr CH3 CH2 OH + CH3Br

Metoksi Etana As.Bromida Etanol Bromo Metan3. Kegunaan EterSenyawa-senyawa eter yang umum digunakan dalam kehidupan sehari-hari antara lain:

1. Dietil eter (etoksi etana) biasanya digunakan sebagai pelarut senyawa-senyawa organik. Selain itu, dietil eter banyak digunakan sebagai zat arestesi (obat bius) di rumah sakit.2. MTBE (Metil Tersier Butil Eter)

CH3

CH3 C O CH3

CH3Senyawa eter ini digunakan untuk menaikkan angka oktan bensin menggantikan kedudukan TEL/TML, sehingga dapat diperoleh bensin yang ramah lingkungan karena tidak menghasilkan debu timbal (Pb2+) seperti jika kita menggunakan TEL/TML.BAB IIIALKENA

Alkena tergolong hidrokarbon tidak jenuh yang mengandung satu ikatan rangkap dua antara dua atom C yang berurutan. Jadi rumus umumnya mempunyai 2 atom H lebih sedikit dari alkana karena itu rumus umumnya menjadiCnH2n+2-2 = CnH2n. Kekurangan jumlah atom H pada alkena dibandingkan dengan jumlah atom H pada alkana dapat dijelaskan sebagai berikut. Perhatikan untuk n = 2, pada alkana adalah C2H6 sedang pada alkena adalah C2H4.Contoh:

HHHH|| ||HC CH berubah menjadi H - C = C - H||HH

Kedua atom H di bawah harus dibebaskan supaya elektron-elektron atom C yang tadinya dipakai untuk membentuk ikatan kovalen dengan atom H dapat dialihkan untuk membentuk ikatan kovalen dengan sesama atom karbon. Alkena mengandung satu ikatan rangkap dua antara dua atom C, maka suku pertama alkena harus mengandung dua atom C. Jadi n = 2, dan beberapa suku lain dapat Anda lihat pada tabel berikut ini. Tabel 3.1. Lima suku pertama alkena

Suku keRumus StrukturNama Alkena

12345CH2 = CH2CH2 = CH - CH3CH2 = CH - CH2 - CH3CH2 = CH - CH2 - CH2 - CH3CH2 = CH - CH2 - CH2 -CH2 - CH3EtenaPropena 1- Butena 1- Pentena1- Heksena

Nama alkena berbeda dengan alkana hanya pada bagian belakang, jadi bagian yang menunjuk pada jumlah tidak berubah. Bagaimana memberi nama alkena yang bercabang? Secara garis, besar tidak berbeda dengan cara memberi nama alkana yang bercabang, tetapi pada penentuan rantai induk yang terpanjang harus rantai yang mengandung ikatan rangkap. Jadi ikatan rangkapnya diutamakan dengan nomor terkecil. Sebagai contoh lihatlah rumus struktur berikut ini.

HHHH||||1C = 2C - 3C - 4C H :3-metil-1-butena (bukan 2-metil-3-butena)|||HCH3H Pada alkana tidak ada bagian dari rumus strukturnya yang mempunyai ciri khas, sebaliknya pada alkena ada bagian dari rumus strukturnya yang mengandung satu ikatan rangkap dua. Bagian ini (-C=C-) disebut gugus fungsional. Suku alkena yang banya dikenal adalah etena (etilena) dan propena (propilena) yang merupakan bahan dasar untuk membuat plastik polietena (politena) dan polipropilen.Etena atau etilena adalah senyawa alkena paling sederhana yang terdiri dari empat atom hidrogen dan dua atom karbon yang terhubungkan oleh suatu ikatan rangkap. Karena ikatan rangkap ini, etena disebut pula hidrokarbon tak jenuh atau olefin.Alkena dibuat dari alkana melalui proses pemanasan atau dengan bantuan katalisator (kraking). Alkena pada suku rendah digunakan sebagai bahan baku industri plastic, karet sintetik dan alkohol.

Reaksi-reaksi pada Alkena adalah sebagai berikut:

Alkena lebih reaktif daripada alkana. Hal ini disebabkan karena adanya ikatan rangkap dua ( C = C). Reaksi-reaksi terpenting dalam alkena adalah reaksi adisi dengan H2, adisi dengan halogen (X2) dan adisi dengan asam halida (HX); reaksi pembakaran dan polimerisasi.a. Pembakaran

Seperti halnya alkana, alkena merupakan suku rendah yang mudah terbakar. Jika dibakar di udara terbuka, maka alkena akan menghasilkan lebih banyak JELAGA daripada alkana. Hal ini terjadi karena alkena mempunyai kadar C lebih tinggi daripada alkana sehingga dalam pembakarannyapun membutuhkan lebih banyak oksigen.

Pembakaran sempurna alkena menghasilkan gas CO2 (Karbon di Oksida) dan uap air.

b. Reaksi adisi (penambahan = penjenuhan)Pada reaksi adisi gas HX (X = Cl, Br, I) terhadap alkena berlaku aturan Marcovnicov yaitu: Jika atom C yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom H yang berbeda, maka atom X akan terikat pada atom C yang sedikit mengikat atom H.Contoh:

CH2 = CH CH3 + HBr

CH2 CH CH3

H Br

Jika atom C yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom H sama banyak, maka atom X akan terikat pada atom C yang mempunyai rantai C paling panjang.Contoh:

CH3 CH2 CH = CH CH3 + HCl

CH3CH2 CH CH CH3

Cl H

c. Polimerisasi Adanya reaksi penggabungan molekul-molekul sederhana menjadi molekul yang besar.

Molekul sederhana yang mengalami polimerisasi disebut monomer sedangkan hasil dari polimerisasi itu sendiri disebut polimer. Polimerisasi pada alkena terjadi berdasarkan reaksi adisi.

Adapun proses polimerisasi adalah sebagai berikut:

1. Mula-mula ikatan rangkap terbuka, sehingga terbentuk gugus dengan dua elektron yang tidak berpasangan.

2. Elektron-elektron yang tidak berpasangan tersebut, selanjutnya akan membentuk ikatan antar gugus sehingga membentuk rantai.

BAB IV

ALKUNA

Alkuna merupakan deret senyawa hidrokarbon tidak jenuh yang dalam tiap molekulnya mengandung satu ikatan rangkap 3 diantara dua atom C yang berurutan. Untuk membentuk ikatan rangkap 3 atau 3 ikatan kovalen diperlukan 6 elektron, sehingga tinggal satu elektron pada tiap-tiap atom C tersisa untuk mengikat atom H. Jumlah atom H, yang dapat diikat berkurang dua maka rumus umumnya menjadi:

Seperti halnya alkena, alkuna juga mempunyai suku pertama dengan harga n = 2, sehingga rumus molekulnya C2H2, sedang rumus strukturnya H - C C - H. Senyawa alkuna tersebut mempunyai nama etuna atau dengan nama lazim asetilena. Asetilena merupakan suatu gas yang dihasilkan dari reaksi karbon dengan air dan banyak digunakan oleh tukang las untuk menyambung besi. CaC2 (s) + 2 H20 (l) C2H2 (g) + Ca(OH)2 (aq) karbida asetilenaTata nama alkuna sama dengan alkana atau alkena, bagian pertama menunjuk pada jumlah sedang bagian kedua adalah akhiran -una, tetapi suku pertamanya juga mempunyai n = 2 seperti alkena. Etuna merupakan suku alkuna satu-satunya yang dapat dibuat. Suku-suku alkuna lain sering diberi nama atau dianggap sebagai turunan etuna. Jadi propuna disebut metil asetilena. Seperti pada alkana, suku-suku rendah pada alkena dan alkuna pun hanya mempunyai satu rumus struktur, tetapi pada suku ketiga (jangan lupa harga n-nya 4) dapat kita tuliskan lebih dari satu rumus struktur yaitu : 1. Pada Alkena dapat kita lihat pada table berikut:

AlkenaRumus Struktur

1-butenaCH2 = CH - CH2 - CH3

2-butenaCH3 - CH = CH - CH3

2-metil-1-propenaCH2 = C - CH3 | CH3

2. Pada AlkunaContoh:

1. CH3 C CH2 CH3

: 1 butuna2. CH3 C C CH3

: 2 - butuna

Jadi peristiwa isomeri terjadi pula pada alkena dan alkuna, bahkan penyebabnya dua. Kalau pada alkana hanya pada rantainya berbeda (disebut isomeri rantai), pada alkena dan alkuna dapat pula disebabkan ikatan rangkapnya berpindah tempat (disebut isomeri posisi) karena itu letak ikatan rangkap pada suku-suku alkena dan alkuna yang lebih tinggi selalu diberi nomor seperti terlihat di atas. Seperti dikatakan dalam klasifikasi hidrokarbon, masih banyak hidrokarbon lainnya, tetapi rumus umumnya kadang-kadang sama dengan rumus umum yang ada antara lain rumus umum alkena. Rumus umum alkena juga menunjukkan hidrokarbon siklis yang jenuh yang dikenal sebagai siklana (siklo-alkana) dan siklo-propana sebagai suku pertamanya mempunyai harga n = 3. Alkandiena dan siklo-alkena mempunyai rumus umum yang sama dengan alkuna. Rumus molekul C5H8 dapat merupakan pentuna, isoprena (monomer dari karet alam atau siklopentana). Adalagi hidrokarbon berlingkar yang mengandung cincin segi enam, dikenal sebagai hidrokarbon aromatik karena umumnya hidrokarbon ini harum baunya walaupun banyak juga yang beracun. Struktur utama senyawa aromatik yang menjadi dasar sifat-sifat kimianya adalah cincin benzena. Cincin benzena biasa digambarkan sebagai segi-enam beraturan dengan tiap sudut ditempati oleh atom C yang mengikat satu atom H dan ikatan rangkap yang berselang-seling antara dua atom C yang berurutan (lihat gambar di bawah ini). Gambaran ini sempat menguasai senyawa aromatik untuk beberapa puluh tahun sebelum akhirnya diubah karena sifat-sifat utama ikatan rangkap tidak tampak pada gambaran struktur benzena sebelumnya. Hidrokarbon aromatik banyak pula terdapat dalam minyak bumi.

Rumus lama struktur benzeneH|HCH\//\/CC|||CC/\\/\HCH|H

Rumus lain struktur benzena

Sumber dan kegunaan alkunaAlkuna yang mempunyai nilai ekonomis penting hanyalah etuna (asetilena), C2H2. Gas asetilena digunakan untuk mengelas besi dan baja.Reaksi pembentukan etuna (asetilena)

4CH4 (g) + 3O2 (g)

2C2H2 (g) + 6H2O (g)CaC2 (s) + 3H2O (l)

Ca(OH)2 (aq) + 2C2H2 (g)

BAB V

KOMPOSISI MINYAK BUMIMinyak bumi bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan merupakan komposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur.Minyak bumi adalah campuran komplek Hidrokarbon dan senyawaan organic dari Sulfur, Oksigen, Nitrogen dan senyawaan-senyawaan yang mengandung konstituen logam terutama Nikel, Besi dan Tembaga.Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung Hidrokarbon kurang dari 97% sedang dalam jenis asphaltic berat paling rendah 50%.

A. Komposisi Kimia

Perbandingan unsur-unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa diperoleh data sebagai berikut:

Karbon

83,0% - 87,0%

Hidrogen

10,0 % - 14,0%

Nitrogen

0,1% - 2,0%

Oksigen

0,05% - 1,5%

Sulfur

0,05% - 6,0%A.1. Komponen Hidrokarbon

Komponen Hidrokarbon dalam minyak bumi diklasifikasikan atas tiga golongan yaitu:1. Golongan Parafin

2. Golongan Naphthenik

3. Golongan Aromatik

a. Golongan ParafinParafin adalah senyawaan hidrokarbon jenuh dengan rantai lurus atau rantai cabang tanpa struktur cincin.

Contoh:

1. CH3 (CH2)n CH3

: Parafin rantai lurus

2. C2H5 (CH2)n CH CH3: Parafin rantai cabang

CH3b. Golongan NaphthenNaphthen adalah senyawaan hidrokarbon jenuh yang mempunyai satu cincin atau lebih atau biasa juga disebut Hidrokarbon Alisiklik.

Contoh:

R

R

( R = etil)

Alkil Siklopentana

Alkil Sikloheksana

c. Golongan Aromatik

Aromatik adalah senyawaan hidrokarbon yang mempunyai satu inti benzene atau lebih.

Contoh:

Benzena

Naphtalena Antrasena

Sedangkan pengelolaan olefinik umumnya tidak ditemukan dalam crude oil, demikian juga Hidrokarbon Asetilenik sangat jarang.

Kandungan Parafin dalam tiap jenis crude oil sangat berbeda menurun dengan kenaikan berat molekul. Dalam Gasoline tidak kurang dari 80%, sedangkan dalam pelumas terdapat sekitar 30%.A.2. Komponen Non Hidrokarbon

Crude Oil mengandung sejumlah senyawaan Nonhidrokarbon, terutama adalah senyawa Sulfur, senyawaan Nitrogen, senyawaan Oksigen dan garam-garam Anorganik (sebagai suspense koloid).1. Senyawaan Sulfur

Crude Oil yang densitynya lebih tinggi mempunyai kandungan Sulfur yang lebih tinggi pula. Keberadaan Sulfur dalam minyak bumi sering menimbulkan akibat, misalnya dalam Gasoline dapat menyebabkan korosi (khususnya dalam keadaan dingin atau berair), karena terbentuknya oksida yang dihasilkan dari oksida Sulfur (sebagai hasil pembakaran gasoline) dan air.Terdapatnya Merkaptan menyebabkan terjadinya korosi terhadap logam-logam Tembaga dan Brass, juga berpengaruh terhadap pemakaian TEL dan stabilitas warna.Sulfide, Disulfida dan Thiophene menyebabkan penurunan angka Oktana. Dalam gasoline yang mengandung total Sulfur 0,2 0,5% sangat banyak menimbulkan akibat.

Dalam diesel fuel (bahan bakar diesel), adanya senyawaan Sulfur akan menaikkan sifat keausan logam dan dapat membentuk engine deposit.Dalam pelumas yang mengandung Sulfur tinggi akan menurunkan sifat oksidanya dan menaikkan pembentukan kerak padatan.Nomenklatur dan beberapa jenis senyawaan Sulfur:a. Hidrogen Sulfida , H2Sb. Merkaptan , RSHContoh:

# CH3 SH

: Metal Merkaptan

#C2H5 SH

: Etil Merkaptanc. Sulfida, R-S-RContoh :

# CH3 - S - CH3: Dimetil Sulfida

#C4H9 - S - C4H9: Di Butil Sulfida d. Disulfida, R-S-S-RContoh :

CH3 - S - S - CH3

: Dimetil Disulfidae. Alkil SulfatContoh :

CH3 - O

O

S

: Dimetil Sulfat

CH3 - O

Of. Siklo SulfidaContoh :

CH2

CH2

CH2

: Thia Siklo Heksana

(Penta Metilen Sulfida)

CH2

CH2

S

g. Asam SulfonatContoh :

CH3

O

S

: Metil Sulfonat Asam

HO

Oh. SulfoksidaContoh :

CH3 - S - CH3

: Dimetil Sulfoksida

O

i. SulfonaContoh :

O

CH3 - S - CH3

: Dimetil Sulfona

O

j. ThiopheneContoh :

HC CH

: Thiophene

HC CH

S

2. Senyawaan OksigenKandungan total oksigen dalam minyak bumi sekitar 135C :Residu (Umpan proses lebih lanjut)

B. Komposisi Produk-Produk Minyak BumiPada proses pengolahan minyak bumi tidak pernah diperoleh pemisahan senyawa hidrokarbon murni, melainkan berupa campuran yang sangat komplek. Produk-produk yang dihasilkan adalah berupa fraksi-fraksi sebagai berikut:

Dari beberapa jenis produk yang dihasilkan tersebut di atas, hanya beberapa produk yang akan kita bahas lebih lanjut.

1. GasolineGasoline adalah campuran komplek Hidrokarbon yang mempunyai titik didih dibawah 180 oC atau umumnya dibawah 200 oC. Konstituen gasoline terdiri dari struktur molekul (C4 C12), terdiri dari Parafin, Olefin, Naphten dan Aromatik. Prosentase dari tiap golongan senyawa (Parafin, Olefin, Naphten dan Aromatik) tergantung pada jenis prosesnya.

Proses pembuatan gasoline dapat berasal dari katalitik kraking, thermal kraking dan katalitik reforming, hidrokraking, alkilasi dan polimerisasi.

Komposisi beberapa gasoline menurut metode pembuatannya :a. Straight run Naphtha

:terdiri dari n-parafin, iso paraffin, naphtha

(dominan) dan aromatic.

b. Thermal Kraking

: terdiri dari n-parafn, iso paraffin, olefin (dominan), naphtha (dominan) dan aromatik.

c. Katalitik Kraking

: terdiri dari n-parafin, iso paraffin dan

aromatik (sangat dominan).d. Alkalisasi

: terdiri dari isoparafin (100%)

e. Polimerisasi

: terdiri dari olefin (100%).

Sifat-sifat dan penggunaan gasoline:

Pada mulanya criteria kualitas/mutu adalah API gravity. Misalnya 70 API gravity gasoline mengandung sedikit (bila ada) konstituen gasoline berat (heavy) daripada 60 API gravity. Ini berarti bahwa gasoline 70 API gravity mempunyai mutu yang lebih bagus dan penggunaannya lebih ekonomis. Criteria mutu gasoline dengan menggunakan API gravity tidak lama dipertahankan.

Kemudian untuk kerja (performance) dan mutu gasoline, ditetapkan dari ketahanannya terhadap knock (ketukan) disebut detonasi atau ping bunyi mendesis.

Mutu antiknock bahan bakar, diberikan batasan sebagai power dan ekonomi dimana fuel itu dapat dihasilkan. Dikatakan bahwa mutu antiknock fuel menjadi lebih tinggi bila fuel itu mempunyai power dan efisiensi engine yang lebih.

Pada perkembangan selanjutnya, mutu gasoline ditetapkan berdasarkan atas kebutuhan power engine yang lebih dan bukan dari knocking. Knocking bukan merupakan atau menjadikan problem. Kebutuhan power engine yang lebih, pertama dengan memperluas piston menjadi 16 silinder yang ditandai oleh naiknya ratio kompresi.

Pada tahun 1922, ditemukan TEL yang sangat bagus sebagai bahan anti knock, bila bahan ini ditambahkan kedalam gasoline maka gasoline yang mengandung TEL akan menjadi lebih luas penggunaannya.

Pada tahun 1930, timbul suatu problem yaitu bagaimana menaikkan sifat antiknock gasoline dari hasil kraking?

Masalah ini terpecahkan pada tahun 1933, yaitu dengan menggunkan test engine silinder tunggal, dimana karakteristik antiknock suatu gasoline dinyatakan dalam term angka oktan (octan number).

Angka oktan (octan number), dinyatakan dengan menggunakan range skala dari 0 sampai 100. Makin tinggi angka oktan suatu gasoline menunjukkan karakteristik antiknock yang lebih bagus.Pengujian antiknock gasoline dibedakan atas dua bagian yaitu:

1. Meurut ASTMD 2700 dan ASTMD 2722, disebut motor octane

number

2. Menurut ASTMD 2699 dan ASTMD 2722, disebut research octane

number.Metode pengujian yang digunakan untuk penetapan antiknock suatu gasoline adalah dengan memperbandingkan dengan campuran yang dibuat dari dua hidrokarbon murni yaitu n-heptana dan iso oktana (2,2,4-trimetil pentana).

a. CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 : n heptana

CH3 CH3

b. CH3 CH CH2 C CH3 : iso oktana (2,2,4-trimetil pentana).

CH3Iso oktana mempunyai angka oktan 100 dan mempunyai ketahan yang paling tinggi terhadap knocking, tetapi n-heptana mempunyai angka oktana 0 yang mempunyai ketahanan yang paling rendah terhadap knocking.Untuk mempelajari angka oktana dari tiap jenis hidrokarbon dapat diberikan beberapa ketentuan sebagai berikut:

a. N-parafin mempunyai sifat knocking yang kurang baik, dan angka oktan

menjadi lebih jelek dengan naiknya berat molekul.

b. Iso parafin mempunyai angka oktan yang lebih tinggi dari bentuk isomer normalnya dan angka oktan menaik dengan bertambahnya rantai cabang.

c. Olefin mempunyai angka oktan yang lebih tinggi dari normal parafin dengan jumlah atom C yang sama.

d. Naphthen umumnya lebih baik dari n-parafin tetapi jarang mempunyai angka oktan yang tinggi.

e. Aromatik umumnya mempunyai angka oktan yang tinggi.

Persen campuran antara n-heptana dan iso oktana, dijadikan sebagai referensi ukuran besarnya angka oktan. Berapa persen jumlah iso oktan yang dipakai untuk dicampur dengan normal heptana, menunjukkan besarnya angka oktana.Misalnya, campuran dari 90% iso oktana dan 10% n-heptana, mempunyai angka oktana = 90.

Tabel 4.2. Nilai Angka Oktana dari Hirokarbon

HidrokarbonAngka Oktana

ResearchMotor

Normal parafin

Pentana

Heksana

Heptana

Oktana

Nonana

Isoparafin

2-methylbutana (iso pentana)

2-methylheksana (iso heptana)

2-methylheptana (iso oktana)

2,4-dimethylheksena

2,2,4-trimethylpentana (iso oktana)

Olefin

Pentena -1

Oktena -1

Oktena -3

4-methyl-pentena-1Aromatik Benzene

Toluene

61,1

24,8

0,0

-19,0

-17,0

92,3

42,4

21,7

65,2

100,0

90,9

28,7

72,5

95,7

0120,161,9

26,0

0,0

-15,0

-20,0

90,3

46,4

23,8

69,9

100,0

77,1

34,7

68,1

80,9

114,8

103,5

Hidrokarbon murni dan bahkan komersial gasoline mempunyai mutu antiknock dengan angka oktan di atas 100. Angka oktana diatas 100 dapat dicapai dengan menambahkan TEL kedalam iso oktana murni.

Tabel 4.3. Skala angka oktana diatas 100, dengan menambahkan sejumlah

TEL kedalam iso-oktana murni.

TEL*Angka OktanaTEL*Angka Oktana

0,0

0,1

0,2

0,30,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,7

1,8

1,9

2,0100,0

101,3

102,5

103,5

104,4

105,3

106,0

106,7

107,4

108,0

108,6

109,1

109,6

110,1

110,5

111,0

111,4

111,7

112,1

112,5

112,82,12,2

2,3

2,4

2,5

2,6

2,7

2,8

2,9

3,0

3,2

3,4

3,6

3,8

4,0

4,5

5,0

5,5

6,00

0113,1

113,4

113,7

114,0

114,3

114,5

114,8

115,0

115,3

115,5

116,0

116,4

116,8

117,2

117,5

118,3

119,1

119,7

120,30

0

TEL = Tetra Ethyl Lead ; ml per US gal.1. Aviation Gasoline (AVGAS)

Trayek didih 38 170oC (100 340 oF). AVGAS tidak mengandung gas hidrokarbon (butana) terdiri dari beberapa komposisi sebagai berikut:

a. Parafin dan iso parafin

: 50 60 %

b. Naphthen

: 20 30 %

c. Aromatik

: 10 %

d. Tidak mengandung olefin

Sedang pada motor gasoline mengandung sampai 30% olefin dan 40% aromatic.Adapun sifat-sifat dari masing-masing komponen adalah sebagai berikut:

a. Parafin (pentana dan heksana): mempunyai nilai kalor yang tinggi,

dan senyawa kimia yang stabilb. Isoparafin (isopentana isooktana) : mempunyai angka oktana yang tinggi, Baik dalam kondisi campuran gemuk (rish mixture) maupun campuran kurus (poor/lean mixture) bahan bakar.

c. Olefin

: mempunyai sifat-sifat antiknock yang

relative jelek, pembentuk gum dan

penyebab terjadinya penyalaan awal.d. Naphthen

: mempunyai trayek didih yang baik

e. Aromatik

: mempunyai sifat antiknock yang bagus

(excellent antiknock characteristic).

2. Naphtha (Petroleum Solvent)Terdapat dua Naphtha yaitu naphtha alifatik dan naphtha aromatic. Alifatik solvent terdiri dari hidrokarbon parafinik dan sikloparafinik (naphtenik) yang langsung dapat dihasilkan dari destilasi crude. Sedang aromatic solvent terdiri dari hidrokarbon aromatic, umumnya adalah alkil benzene yang tersubstitusi dihasilkan dari petroleum sebagai straightrun material.

Naphtha dapat dibuat dengan cara-cara :

A. Fraksionasi dari straight-run, kraking dan reforming distilat atau fraksionasi crude petroleum

B. Solvent ekstraksi

C. Hidrogenasi kraking distilat

D. Polimerisasi senyawa-senyawa olefinik

E. Proses alkilasi

Pada kenyataannya naphtha dibuat lebih dari jenis proses yang tersebut di atas. Umumnya naphtha dibuat dengan cara distilat dan bergantung pada unit distilasi. Hasilnya adalah satu atau dua naphtha yaitu: Single naphtha dengan end point 205 oC 400 oF)

Straight-run gasoline

a. Light naphtha, end point 120 oC 250 oF)

b. Heavy Naphtha

Sebelum naphtha dilakukan redistilasi menjadi sejumlah fraksi dengan trayek didih untuk solvent alifatik, dilakukan treating untuk menghilangkan sulfur dan juga hidrokarbon atomic (penyebab adanya bau).Naphtha yang tidak mengandung hidrokarbon aromatic disebut heavy alkilat yang hendak digunakan sebagai solvent alifatik dan juga sebagai aviation alkilat.

Untuk menghilangkan sulfur, dilakukan treating kimia dengan larutan alkali, larutan doctor, larutan CuCl2 atau treating agent yang lain

Untuk menghilangkan hidrokarbon aromatic, dilakukan dengan cara solvent ekstraksi (Edeleanu process, Udex-process) hidrogenasi dan adsorbsi dengan silica gel.

Kegunaan Naphtha :Digunakan sebagai : solvents (diluents) cat, sebagai dry cleaning solvent, solvent untuk cutback asphalt, solvent dalam industry karet dan solvent untuk proses industry ekstraksi.a. Solven cat

Dikenal dua macam solvent cat yaitu:

Solvent ringan

Trayek didih 38 150 oC (100 300 oF)

Solvent berat

Trayek didih 150 230 oC (300 450 oF)b. Dry cleaning solvents

Berupa straight run naphtha dengan kandungan sulfur rendah (sangat sesuai bila dibuat dari crude oil parafinik) dan juga kandungan aromatic rendah (tidak meninggalkan bau pada bahan yang dibersihkan atau dikeringkan). Untuk menghilangkan kandungan sulfur, tidak boleh dilakukan dengan cara treating dengan asam sulfat.

c. Solven untuk cutback asphalt

Sebagai pengencer asphalt sehingga asphalt dapat langsung digunakan untuk melapisi permukaan jalan, tanpa dilakukan pemanasan terlebih dahulu.d. Solven dalam industry karetSebagai solvent industry karet, membentuk semen karet yang selanjutnya diproses untuk pembuatan :

Ban, rubberized cloth, hot water bottles, bathing caps, gloves, sepatu dan mainan.

e. Solven industry ekstraksiTrayek didih 65 120 oC. komponen yang dominan adalah n-heksana. Sebagai solven untuk proses ekstraksi digunakan dalam industry extracting residual oil (sisa-sisa lemak) dari lemak kacang (castor beans), lemak kedelai (soybeans) dan lemak biji gandum (wheat)

3. Kerosene Trayek didih 205 260 oC (400 500 oF), mempunyai flash point di atas 25 oC (77 oF) banyak digunakan untuk penerangan lampu. Dahulu merupakan produk yang utama (pokok) tetapi setelah berkembangnya auotomobile tergeser menjadi salah satu produk mayor setelah produk gasoline.Komposisi:

Terdiri dari senyawa hidrokarbon jenuh, harus bebas dari aromatic dan hidrokarbon tak jenuh dan sebaiknya dengan kanungan Sulfur serendah mungkin. Dibuat langsung sebagai straight-run fraksi dan bukan dari proses kraking.

Struktur molekul mengandung C12 atau lebih permolekulnya. Disamping hidrokarbon jenuh, mengandung pula senyawa-senyawa dengan rumus molekul sebagai berikut:

a. Tetrahidronaphthalena

R1R

b. Disikloparafin

c. Naphthalene (yaitu aromatic di inti)

d. Indan tersubstitusi (yaitu gabungan antara aromatic dan siklo)

e. Biphenyl (yaitu dua inti aromatic terisolasi)

Salah satu data dari kerosene memberikan data komposisi sebagai berikut :

Di bawah ini, diambilkan salah satu data komposisi kerosene sebagai berikut:

TYPE HIDROKARBON% VOLUME

Parafin

Normal

Cabang

Monosiklo

Disiklo

Trisiklo

Aromatik

Mono inti

Di inti23

16

32

11

0

15

3

4. Fuel OilFuel oil diklasifikasikan atas beberapa cara, namun pada umumnya terbagi atas dua tipe utama yaitu:

a. Distilat fuel oil

b. Residual fuel oil

Distilat fuel oil dihasilkan dari proses penguapan dan kondensasi selama distilasi dan mempunyai trayek didih tertentu serta tidak mengandung komponen minyak bumi yang mempunyai titik didih tinggi (asphaltic).

Residual fuel oil mengandung sejumlah residu dari crude oil distilasi atau thermal kraking.Istilah distilat fuel oil dan residual fuel oil telah kehilangan makna, karena sekarang fuel oil dibuat untuk tujuan khusus, yang mungkin distilat, residual atau campuran dari keduanya. Istilah-istilah tersebut misalnya domestic fuel oil, diesel fuel oil dan heavy fuel oil yang menunjukkan sesuai dengan penggunaan dari fuel oil itu.4.1. Domestic fuel oil

Domestic fuel oil terutama digunakan untuk keperluan rumah tangga. Juga termasuk domestic fuel oil disini adalah kerosene, stove oil dan furnace fuel oil. Domestic fuel oil adalah termasuk tipe distilat fuel oil.

Stove oil seperti halnya juga kerosene merupakan straight run fraksi dari crude oil. Sedangkan fuel oil yang lain biasanya berasal dari blanding dari dua fraksi atau lebih, dimana salah satunya yang digunakan sebagai blanding adalah cracked gas oil.

4.2. Heavy fuel oilHeavy fuel oil terdiri dari bermacam-macam oil yang mempunyai titik didih diawali dari distilat sampai residual oil dengan pemanasan sampai 260 oC (500 oF) atau bahkan lebih dari suhu tersebut. Heavy fuel oil merupakan hasil blanding dari residual oil dengan distilat sesuai dengan tujuan kegunaan tertentu.Termasuk heavy fuel oil adalah macam-macam fuel oil yang digunakan dalam berbagai jenis inustri. Bila resual fuel oil digunakan untuk fuel kapal, heavy fuel oil itu disebut bunker oil.

4.3. Diesel fuel oilUntuk mendapatkan fraksi yang nantinya khusus digunakan untuk blending dari berbagai crude oil adalah sangat sulit. Hal ini dipengaruhi oleh trayek didih, sulfur content dan sifat-sifat lain yang dimiliki oleh crude oil serta proses pengolahan crude oil itu. Misalnya blending antara straight run gas oil dan cracked gas oil untuk menghasilkan furnace fuel oil yaitu suatu produk dengan trayek didih antara 175 345 oC atau sekitar (350 650 oF).Diesel fuel oil sesungguhnya sama dengan furnace fuel oil, tetapi kandungan aromatiknya lebih kecil. Sebab dengan adanya aromatic akan menurunkan nilai cetana dari diesel fuel oil itu.Angka cetana (cetana number) adalah suatu ukuran kecenderungan diesel fuel terhadap knock (ketukan atau mengelitik) dalam mesin diesel. Cetana mempunyai periode perhentian yang pendek selama penyalaan dan menunjukkan angka cetana = 100, sedangkan heptametil nonano mempunyai periode perhentian yang panjang dan mempunyai angka cetana = 15. Angka cetana sama dengan persen volume cetana dalam campuran dengan heptametil nonano.Untuk industry-industri seperti keramik, gelas, heat treating, tungku, fuel lokomotif adalah termasuk heavy fuel oil, yaitu fuel oil yang dihasilkan dari blending antara cracked gas oil dan resiu dari fraksionasi yang mengandung sulfur rendah.5. Lubricating oilPada awal pengilangan, lubricating oil (pelumas) termasuk produk kedua setelah kerosene. Pelumas merupakan hasil sampingan dari pabrik parafin wax.

Komposisi:

Minyak pelumas mempunyai titik didih yang tinggi yaitu diatas 400 oC (750 oF). bahan dasar yang dibunakan untuk pembuatan pelumas dari hidrokarbon yang mempunyai C25 C40 (bahkan sampai C80) per molekulnya. Sebagai produk minyak bumi, fraksi minyak pelumas terdiri dari ribuan jenis senyawaan hidrokarbon yang digolongkan atas tiga golongan dasar yaitu:

a. Hirokarbon Parafinik

b. Hirokarbon Naphthenik

c. Hirokarbon Aromatik

a. Hidrokarbon Parafinik

Merupakan senyawa hirokarbon jenuh dengan rantai atom C lurus (normal parafin) atau rantai atom C bercabang ( parafin cabang atau biasa juga isebut iso parafin).Sifat-sifat :

1. Mempunyai viskositas paling rendah diantara Naphthenik dan Aromatik, tetapi mempunyai indeks viskositas paling tinggi.

2. Normal parafin dan iso parafin yang mempunyai sedikit cabang mempunyai titik beku tinggi, sehingga meninggikan titik tuang (pour point) dari minyak pelumas.

3. Senyawa parafin mempunyai kestabilan terhadap panas dan oksidasi yang tinggi.b. Hidrokarbon NaphthenikMerupakan senyawa hidrokarbon jenuh dengan rantai atom C tertutup, yang dapat dibedakan menjadi dua kelompok yaitu:

1. Naphthen dengan rantai alkil pendek

2. Naphthen dengan rantai alkil panjangSifat sifat :

1. Mempunyai viskositas yang lebih tinggi dari parafin, tetapi index viskositasnya lebih rendah dari parafin.

2. Naphthen rantai alkil panjang mempunyai index viskositas tinggi, sedang naphthen rantai alkil pendek (atau biasa disebut poli naphthen) mempunyai inex viskositas rendah atau meium.3. Senyawa naphthen mempunyai titik beku rendah dan ketahanannya terhadap oksida baik.

c. Hidrokarbon AromatikMerupakan senyawa hirokarbon tak jenuh dengan rantai atom C tertutup yang dibedakan atas :

a. Aromatik dengan rantai alkil pendek

b. Aromatik dengan rantai alkil panjangSifat-sifat :

1. Mempunyai viskositas yang paling tinggi diantara ketiganya, tetapi mempunyai index viskositas sangat rendah terutama untuk aromatic rantai alkil pendek (poliaromatik).2. Aromat rantai alkil pendek mempunyai pour point yang sangat berfariasi, bergantung pada struktur. Sedang aromat rantai panjang mempunyai pour point rendah.3. Senyawa aromat rantai panjang mempunyai daya tahan oksidasi baik, tetapi aromatik rantai akil pendek sangat muah teroksidasi. Mempunyai thermal stabilitas ( ketehanan terhadap panas) yang baik.C. Ciri-ciri minyak pelumas

Untuk memperoleh minyak pelumas siap pakai, dilakukan pencampuran ( blending) antara minyak pelumas dasar ( base stock) dan beberapa aditif. Fungsi aditifif adalah untuk memperbaiki mutu minyak pelumas, sehingga aman dalam pemakaian.Ciri-ciri minyak pelumas yang baik adalah:

1. Viskositas tinggi.

Karena viskositas tinggi, berarti pelumas itu tetap membentuk lapisan film pada bagian yang dilumasi. Lebih-lebih apabila pelumas itu digunakan untuk mesin-mesin yang bekerja pada kondisi operasi yang berat.

2. Index viskositas kekentalan tinggi

Karena dengan inex viskositas tinggi, berarti pelumas itu tidak dipengaruhi oleh adanya perubahan / perbedaan temperature, sehingga pelumasan tetap baik untuk daerah yang berbeda temperaturnya.

3. Pour point rendah

Karena dengan pour point rendah, berarti pelumas tetap berfungsi apabila keadaan dingin, khususnya saat mesin hendak digunakan (star).4. Volatilitas rendah

Karena dengan volatilitas rendah (kemudahan menguap) rendah, berarti pelumas yang hilang selama pemakaian dapat dicega.

5. Daya tahan terhadap panas ( thermal stability) dan oksidasi baik

Ini berarti bahwa, pelumas itu tatap stabil, tidak mudah terurai oleh panas dan tidak teroksidasi selama pemakaian.

Untuk mendapatkan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan di atas, perlu diperhatikan sifat-sifat dari minyak pelumas dasar (base stock) terlebih dahulu, sebelum dilakukan penambahan bahan aditif.

Sifat-sifat minyak pelumas dasar, sangat ditentukan oleh proses pengolahannya, sedangkan sifat-sifat lainnya yang berhubungan dengan pemakaian lebih banyak dipengaruhi oleh aditif. Tabel di bawah ini memberikan hubungan antara sifat-sifat (properties) dan tipe utama struktur hirokarbon yang harus terdapat dalam minyak pelumas.

Tabel 4.4. Hubungan struktur hirokarbon dengan sifat-sifatnya

Type hidrokarbonSifat utama

Parafin rantai lurus a. Viskositas tinggi

b. Viskositas index sangat tinggi

c. Daya tahan terhadap oksidasi baik

d. Pour point tinggi

Iso parafin sedikit cabang

a. Viskositas tinggi

b. Viskositas index tinggi

c. Daya tahan terhadap oksidasi baik

d. Pour point medium

Iso parafin banyak cabang

a. Viskositas tinggi

b. Viskositas index tinggi

c. Daya tahan terhadap oksidasi baik

d. Pour point rendah

Naphthen rantai alkil pendek

a. Viskositas sangat tinggi

b. Viskositas index rendah atau medium

c. Daya tahan terhadap oksidasi baik

d. Pour point rendah

Naphthe rantai alkil panjang

a. Viskositas sangat tinggi

b. Viskositas index tinggi

c. Daya tahan terhadap oksidasi baik

d. Pour point rendah

Aromati rantai alkil pendek

a. Viskositas sangat tinggi

b. Viskositas index rendah atau medium

c. Daya tahan terhadap oksidasi jelek/mudah teroksidasi

d. Thermal stabilitas baik

e. Pour point bervarias, bergantung pada struktur

Aromatic rantai alkil panjang

a. Viskositas sangat tinggi

b. Viskositas index tinggi

c. Daya tahan terhadap oksidasi baik

d. Pour point rendah

Bahan dasar minyak pelumas adalah fraksi berat minyak bumi yang mempunyai titik didih di atas 350 oC, yang diperoleh dengan distilasi vakum. Diantara ketiga jenis hidrokarbon yang diklasifikasikan atas tujuh tipe, yaitu :

1. Parafin rantai lurus

2. Iso parafin sedikit cabang

3. Iso parafin banyak cabang

4. Naphthen rantai pendek

5. Naphthen rantai panjang

6. Aromatic rantai alkil pendek

7. Aromatic rantai alkil panjang

Bahwa tidak seluruhnya diingini berada dalam minyak pelumas, karena ada hidrokarbon yang mempunyai sifat-sifat kurang baik sebagai minyak pelumas, sehingga hirokarbon-hidrokarbon harus dihilangkan.SOAL-SOAL1. Tuliskan beberapa senyawaan nonhidrokarbon yang terdapat dalam crude oil

2. a. bagaimana hubungan antara density terhadap crude oil

b. apa akibat negative yang ditimbulkan dengan adanya kandungan sulfur dalam crude oil? Mengapa

3. Tuliskan 5 jenis senyawaan sulfur

4. Apa yang menyebabkan kandungan oksigen dapat meningkat dalam produk minyak bumi

5. Tuliskan 2 kelas senyawaan Nitrogen dalam minyak bumi. Jelaskan masing-masingnya

6. Tuliskan pengertian angka oktan

7. Tuliskan komposisi Aviation Gasoline

8. Tuliskan 5 kegunaan Naphthan

9. Tuliskan komposisi kerosene

10. Tuliskan 2 tipe utama Fuel Oil dan jelaskan masing- masing

BAB VIREAKSI KIMIA PADA PROSES PENGOLAHAN

6.1. Proses pengolahan Minyak MentahProses pengolahan minyak mentah dibagi menjadi tiga pokok type yaitu :

a. Separasi

Yaitu memisahkan bagian-bagian dari crude oil kedalam beberapa fraksi bergantung pada sifat crude oil.

b. KonversiYaitu pengubahan secara kimia dari konstituen crude menjadi produk yang laku dijual.c. Finishing Yaitu memurnikan dari bermacam-macam produk fraksi, dengan beberapa proses yang bertujuan untuk menghilangkan impurities.

Proses separasi dan finishing dapat dilakukan dengan cara distilasi atau treatmean dengan menggunakan larutan pencuci, tujuannya untuk menghilangkan impurities. Atau dengan distilasi di atas titik didihnya. Proses konversi adalah proses mengubah jumlah atom karbon permolekul atau mengubah struktur molekul bahan dengan jumlah atom karbon tetap.6.2. KrakingKraking adalah pemecahan suatu senyawa molekul hidrokarbon minyak bumi dari berat molekul tinggi menjadi berat molekul rendah oleh pengaruh temperature (>350 oC atau > 660 oF). Bila molekul hirokarbon dipanaskan pada temperature tinggi, maka ikatan zigma akan pecah dan molekul terpecah menjadi fragmen-fragmen raikal bebas. Jadi, reaksi kraking menyangkut pemutusan ikatan karbon-karbon pada temperature tinggi. Kraking mengubah fraksi berat menjadi fraksi ringan yang titik didihnya rendah.Terdapat dua jenis reaksi selama kraking, yaitu:

a. Reaksi pertama, yaitu penguraian molekul besar menjadi molekul kecil.

CH3 CH2 CH2 CH3

CH4 + CH3 CH = CH2 Butana

metana propena

Mekanismenya:

CH3 CH2 CH CH3 CH4 + CH3 CH = CH2 HAtau:CH3 CH2 CH2 CH3

CH3 CH3 + CH2 = CH2Mekanismenya:

CH3 CH2 CH2 CH2

CH3 CH3 + CH2 = CH2 H

b. Reaksi kedua, yaitu penggabungan dari salah satu produk hasil reaksi pertama menjadi produk yang berat molekulnya lebih besar (kopling).Contoh :

CH2 = CH2 + CH2 = CH2

CH3 CH2 CH = CH2 Etena Etena

Butena

A. Thermal Kraking

Thermal kraking adalah reaksi dari radikal bebas karbon. Radikal bebas adalah suatu atom atau kelompok atom yang mempunyai elektron tidak berpasangan.

Radikal bebas dapat terjadi karena pembelahan homolitik. Dalam hal ini, setiap atom yang turut dalam ikatan kovalen menerima satu elektron dari pasangan yang saling dibagi.

Contoh :

H3C H

H3C + H+Perhatikan bahwa, panah lengkung dalam persamaan di atas, hanya mempunyi separuh dari kepala panahnya. Jenis panah ( ) seperti ini disebut kait ikan, dan digunakan untuk menunjukkan arah pergeseran dari satu elektron, sedangkan ( ) digunakan untuk menunjukkan arah pergeseran sepasang elektron.

Radikal bebas dinyatakan dengan lambang titik tunggal () seperti CH3. Titik ini menggambarkan elektron tidak berpasangan disebut radikal bebas. Radikal bebas biasanya netral listrik, oleh karena itu tidak ada tarikan elektrostatik antara radikal bebas. Kebanyakan radikal bebas berenergi tinggi, akibatnya mereka tidak stabil dan sangat reaktif. Selama berlangsungnya thermal kraking, radikal bebas inilah yang aktif mengambil reaksi.

Suatu radikal bebas akan bereaksi dengan suatu hidrokarbon dengan mengambil satu atom H, menghasilkan produk akhir yang stabil dan radikal bebas baru. Contoh :

CH3 CH2 CH2 CH3

CH3 CH2 CH2+ CH3Sebuah radikal bebas dapat merebut sebuah atom hydrogen dari sebuah molekul butana yang lain.

Contoh :

H

CH3 CH CH2 CH3 + CH3 CH4 + CH3 CH CH2 CH3 Butana

Metana Radikal bebas butil

H

CH3 CH CH2 CH3 --------------- CH3 CH CH2 CH2

H

CH3 CH CH2 CH2

CH3 CH2 + CH2 CH2

CH2 = CH2

H CH3 CH2 CH2 + CH2 CH2 CH3 CH2 CH3 + CH2 = CH2

Dari reaksi-reaksi yang ditunjukkan di atas, dapat disimpulkan bahwa reaksi radikal bebas sangat kompleks dan diharapkan bahwa beberapa kemungkinan reaksi dapat terjadi. Hanya tidak mungkin akan terjai reaksi membentuk rantai cabang (parafin dengan rantai atom C bercabang).

Reaksi reaksi pada thermal kraking

Reaksi thermal kraking tidak akan menghasilkan parafin rantai cabang melainkan senyawa normal parafin.

a. Normal Parafin

Pengubahan normal parafin dari berat molekul besar (sebagai feed stock) karena adanya reaksi thermal kraking, maka akan pecah menjadi normal parafin dengan berat molekul yang lebih kecil dari feed stocknya dan alfa olefin.

Uraian tersebut di atas dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut:n. parafin (BM tinggi) n. parafin (BM rendah) + alfa olefin

contoh:

CH3(CH2)nCH3

CH3(CH2)xCH3 + CH3(CH2)y CH = CH2

n.parafin

n.parafin alfa olefin

(BM tinggi) (BM rendah)

Dimana : n > x + y

Contoh soal:Buatlah persamaan isomerisasi dari oktana berdasarkan penguraian pada reaksi normal parafin

Jawab:

CH3 (CH2)6 CH3 CH3 (CH2)2 CH3 + CH3 (CH2) CH = CH2

n.oktana

n.heksana 1 butena

n.parafin

n.parafin alfa olefin

(BM tinggi) (BM rendah)

b. Parafin CabangReaksi thermal kraking terhadap feed stock yang mempunyai parafin rantai cabang akan menghasilkan n.olefin yang jumlah atom C-nya sama dengan jumlah atom C rantai induknya (rantai lurusnya).

Uraian tersebut di atas dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut:

CH3 H

R CH2 CH CH CH3

R - CH2 CH = CH - CH3 + CH4 Contoh: CH3 H

C2H5 CH2 CH CH CH3 C2H5 - CH2 CH = CH - CH3 + CH4

3 metil heksana 2-heksena Metanac. Siklo Parafin (Naphthen)Reaksi thermal kraking terhadap umpan (feed stock) dengan struktur siklo parafin akan menghasilkan reaksi seperti persamaan berikut :

1. Etena + diolefin + H22. Benzena + H2

Contoh: CH2

CH2 CH2

a. CH2 = CH2 + CH2 = CH - CH = CH2 + H2

CH2 CH2 Etena 1,3 butadienaCH2

(diolefin)

CH

HC CH

b.

+ H2

HC CH

CH

Benzena

d. Alkil Siklo Parafin

Reaksi thermal kraking terhadap alkil siklo parafin (BM tinggi) akan pecah menghasilkan alkil siklo parafin (BM rendah) dan olefin.

Alkil siklo Parafin

Alkil siklo Parafin + Olefin

(BM tinggi sebagai feed stock) (BM rendah)

Contoh :

CH2 CH2 CH2 CH2R CH2 CH3

+ CH2= CHR

CH3

+ CH2= CHCH2Re. Aromatic Reaksi thermal kraking terhadap senyawa aromatic akan menghasilkan olefin dan alkil benzena.

Contoh :

CH2 CH2 CH2 CH2R CH2 CH3

+ CH2= CHR

CH3

+ CH2= CHCH2RB. Katalitik KrakingKatalitik kraking adalah penguraian senyawa hirokarbon oleh panas dengan menggunakan katalis (katalis membantu mempercepat proses reaksi akan tetapi tidak ikut bereaksi).

Proses katalitik kraking merupakan proses untuk membuat gasoline yang kaya akan parafin cabang, siklo parafin dan aromatik menjadi gasoline yang bermutu tinggi. Katalitik kraking juga menghasilkan C4 dalam jumlah yang banyak (butana dan butena) daripada C2 (etana dan etena).

Pada thermal kraking kita telah pelajari bahwa proses reaksinya terjadi antar radikal bebas, sedangkan pada katalitik kraking proses reaksinya terjadi antar ion karbonium.Contoh ion karbonium adalah sebagai berikut:

CH3

CH3 C +

CH3

Ion karbonium

Pembentukan ion karbonium selama proses katalitik kraking, dapat terjadi seperti pada reaksi-reaksi berikut:a. Penambahan sebuah proton (H+) dari katalis asam dengan olefin.

Persamaan reaksinya dapat dituliskan seperti berikut:

H+ + RCH = CHR

RCH2 = + CHR

Olefin

ion karbonium

b. Pengambilan sebuah ion (H+) dari suatu hirokarbon oleh katalis asam atau ion karbonium yang lain.

Persamaan reaksinya dapat dituliskan seperti berikut:

CH3

CH3

-H+

1.

CH3 CH CH3 C+

CH3

CH3

Ion karbonium

CH3 R

CH3 R

2.

CH3 CH + HC+ CH3 C+ + CH2

CH3 R

CH3 R

Ion karbonium Ion karboniumPenggunaan katalis pada reaksi katalitik kraking, umumnya reaksi berlangsung pada energy yang rendah. Jenis katalis yang pertama kali digunakan yaitu katalis dari jenis katalis asam yaitu berupa paatan amorf yang teriri dari sekitar 80% silika (SiO2) dan sekitar 13% alumina (Al2O3) atau biasa juga disebut dengan Katalis Alumina Rendah. Sedangkan yang biasa dikenal dengan Katalis Alumina Tinggi adalah katalis yang terdiri dari sekitar 75% silika (SiO2) dan 25% alumina (Al2O3).Sekarang jenis katalis ini telah diganti dengan nama Aluminosilikat Kristal (Zeolit) atau Molekular Sieves (MS).Adapun reaksi-reaksi Aluminosilikat Kristal tersebut adalah sebagai berikut:

1. Menurut Asam Lewis

O O O

O O O

O Si O Si O Al + RH O Si O Si O Al : H + R+

O O O

O O O

2. Menurut Asam Bronsted

O O O

H

O Si O Si O Al O + R CH = CH R

H

O O O

O O O

O Si O Si O Al OH + R CH2 +CH R

O O O

ion karboniumIon karbonium tidak stabil dan dengan cepat akan lebih mudah untuk mengadakan reaksi. Dalam suatu ion karbonium, karbon yang bermuatan positif adalah adalah suatu pusat elektropositif. Energy ion karbonium dapat iturunkan yaitu dengan memindahkan atom H atau gugus metil (CH3) bersama elektron-elektron pengikatnya dari atom karbon yang dekat dengan karbon positif.

H

R CH +CH R R +CH CH2 R CH3

CH3

R CH +CH R

R +CH CH RAdapun reaksi-reaksi pada katalitik kraking adalah sebagai berikut:

1. Reaksi Isomerisasi

Reaksi isomerisasi dari alfa olefin menjadi internal olefin dengan menambahkan ion (H+) :CH3 CH2 CH = CH2 + H+ CH3 CH2 CH2 +CH2

Alfa olefin

CH3 CH2 CH2 +CH2

CH3 CH2 +CH CH3

CH3 CH2 +CH CH3

CH3 CH2 = CH CH3

Internal olefin2. Dehirogenasi dari isopropyl benzene menghasilkan alfa methyl stirene.

CH3

CH3

CH CH3

C = CH2

+ H2

isopropil Benzen

6.3. Reaksi DehidrosiklisasiAromatisasi katalitik akan melepaskan satu molekul hydrogen dan diikuti dengan pembentukan cincin benzene (homolognya).

Aromatisasi katalitik dari parafin menghasilkan cincin benzene (homolognya) dengan melepaskan satu molekul hidrogennya (H2) atau lebih.Adapun reaksinya dapat dituliskan seperti berikut :

1. CH3CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

+4H2

n heksana

benzene

CH3

2. CH3CH2 CH2 CH2CH2 CH2 CH3

+4H2

n heptana

toluene

CH3

CH3

3. CH3CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 a.

n oktana

CH2 CH3

b.

Pengubahan terjadi pada tekanan rendah dan pada temperature di atas 300 oC (570 oF) tepatnya adalah 450 550 oC atau sekitar 840 1020 oF.

Katalisnya adalah logam logam (atau oksidanya) dari Titanium, Vanadium dan Tungsten dan biasanya ditambahkan Alumina.

Mekanisme pengubahan dehidrogenasi dari parafin dan olefin, terlebih dahulu dijadikan senyawa siklo dan kemudian di-dehidrogenasi menjadi hidrokarbon aromatic. Dalam hal aromatic jika dibandingkan dengan parafin.

a. Hidrogenasi

Hidrogenasi artinya memberikan hydrogen kedalam suatu reaksi. Kebalikannya adalah dehidrogenasi (pengambilan hirogen).

Tujuan Hidrogenasi dari suatu petroleum dan petroleum residu adalah sebagai berikut:

1. Memperbaiki mutu produk petroleum yang sudah ada atau mendapatkan produk baru atau memperoleh penggunaan baru dari produk.

2. Untuk mengubah bahan-bahan yang mempunyai mutu rendah menjadikan produk yang bermutu.

3. Untuk mengubah produk-produk residual padatan menjadi bahan bakar cairan.

Karena komposisi dari feed stock tidak diketahui, kemungkinannya terjadi bermacam-macam reaksi secara bersamaan (simultan) sehingga sulit untuk mendapatkan produk akhir sesuai dengan spesifikasi yang dikehendaki.

Proses hirogenasi untuk pengubahan petroleum dan petroleum residu, dapat diklasifikasikan menjadi dua kelas yaitu (1) kelas distruksi (perombakan) dan (2) kelas non distruksi.

Distruksi yaitu bersifat merusak ikatan karbon-karbon, disertai dengan hidrogenasi menghasilkan produk dengan titik didih rendah. Misalnya dengan menggunakan temperature yang agak tinggi dan hidrogen tekanan tinggi, maka pembentukan co