EKSPERIMEN 1 : BAHAN API

Pendahuluan :

Petroleum ialah sejenis cecair pekat hitam yang dijumpai dalam tanah. Ia

merupakan sumber asli hidrokarbon.

Petroleum terbentuk berjuta-juta tahun dahulu daripada hidupan laut yang mati,

kemudian tertimbus oleh lumpur dan pasir. Apabila hidupan laut mati , bangkai mereka

tenggelam ke dasar laut, kemudian ditimbus oleh sedimen . Melalui tindakan bakteria ,

pereputan separa berlaku dalam keadaan kekurangan oksigen. Penguraian seterusnya

di bawah suhu dan tekanan yang tinggi akhirnya menghasilkan petroleum dan gas asli.

Pemanasan minyak mentah membahagikannnya kepada beberapa jenis molekul.

Penyulingan minyak mentah bermula dengan memanaskan minyak mentah dalam suhu

335oC di dalam relau.

1

Gambar 1 : Proses Penyulingan berperingkat

Minyak mentah diasingkan oleh haba kepada beberapa komponen. Setiap

komponen mengewap dalam suhu berbeza. Komponen-komponen ini mengalami

kondensasi dan menyejuk di dulang-dulang dalam tingkat-tingkat terentu. Metana

terhasil di tingkat teratas. Nafta sederhana dikumpulkan untuk kegunaan reformat iaitu

komponen untuk dicampurkan dalam petrol. Hasil seperti petrol, diesel dan kerosin

dihasilkan selepas pemprosesan selanjutnya.

Petroleum terdiri daripada campuran hidrokarbon yang kompleks yang boleh

diasingkan kepada pecahan berlainan melalui kaedah penyulingan berperingkat kerana

setiap pecahan mempunyai takat didih yang berlainan. Semakin rendah takat didih

pecahan petroleum itu, semakin kurang likat pecahan itu, semakin cerah warnanya,

semakin mudah pecahan untuk terbakar dan semakin bersih nyalaanya (kurang

berjelaga). Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif yang dapat menggatikan

petroleum sebagai bahan api.

2

Tujuan :

Menyiasat penyulingan berperingkat petroleum.

Bahan/ Radas :

Petroleum, serpihan porselin, kertas turas, kaki retort, thermometer (-10 – 36 oC),

kelalang penyulingan, kondenser Liebig, kelalang kon, tripod, kasa dawai, tuku kaki

tiga, piring penyejat, dan penunu Bunsen.

Prosedur :

A: Penyulingan berperingkat petroleum.

1. Sediakan peralatan seperti yang ditunjukkan di rajah 1.

2. Petroleum di dalam kelalang penyulingan dipanaskan secara perlahan-lahan.

3. Petroleum pada peringkat pertama dikumpulkan pada suhu 30-80 oC.

4. Pemanasan diteruskan dan hasil penyulingan dikumpulkan dalam kelalang kon

yang berbeza pada julat suhu yang berbeza iaitu 80-120oC, 120-160OC, dan

160– 200oC.

3

B: Ciri-ciri pecahan penyulingan yang berbeza.

5. Warna petroleum diperhatikan pada setiap peringkat.

6. Kelikatan petroleum diperhatikan dengan mencondongkan kelalang kon.

7. Hasil penyulingan pada setiap peringkat suhu dimasukkan ke dalam piring

pengewapan dan dipanaskan. Warna nyalaan api dan jelaga diperhatikan.

8. Pemerhatian dicatatkan.

Langkah berjaga-jaga:

1. Elakkan memanaskan kelalang penyulingan jika tidak terdapat cecair di

dalamnya.

2. Pastikan alatan radas telah ketat dan getah paip yang digunakan untuk

mengalirkan air tidak bocor.

3. Gunakan cermin mata keselamatan semasa melakukan aktiviti makmal.

4. Memastikan pengudaraan adalah baik sebelum memulakan eksperimen.

5. Jangan menarik nafas secara terus daripada petroleum.

6. Mengendalikan alatan kaca dan panas berhati-hati.

7. Dua atau tiga porselin cip ditambah dalam kelalang penurasan untuk

mengelakkan pemanasan yang berlebihan dan hentaman.

8. Produk atau hasil pecahan penurasan hendaklah diletakkan jauh daripada api di

mana ia merupakan bahan mudah terbakar.

4

Hasil Pemerhatian :

Pecahan Julat suhu

(0C)

Warna Kelikatan

Kebolehbakaran

Warna nyalaan Kandungan

jelaga

1

( Petrol )

30-80 Kekuningan

cair

Cair Biru

( Amat Mudah

Terbakar )

Sangat kurang

2

(Nafta)

80-120 Kekuningan Sedikit Likat Jingga

( Mudah

Terbakar)

Kurang

3

(Kerosin)

120-160 Kekuningan

hijau

Pekat Merah cair

( Susah

Terbakar )

Banyak

4

( Diesel)

160-200 Kuning Tua

-Perang

Sangat Pekat Merah pekat

( Amat Susah

Terbakar)

Sangat banyak

Perbincangan :

Dengan melakukan penyulingan pecahan, minyak mentah akan diasingkan

kepada beberapa pecahan berdasarkan julat suhu takat didih. Semasa eksperimen,

terdapat empat pecahan petroleum. Setiap pecahan mempunyai sifat-sifat yang

tersendiri mengikut suhu takat didih, kelikatan, warna pecahan, warna nyalaan dan

kuantiti jelaga yang terhasil setelah dibakar. Daripada keputusan eksperimen , didapati

sifat(ciri) pecahan berubah dengan pertambahan takat didih pecahan tersebut. Semakin

tinggi takat didih pecahan itu, semakin likat pecahan tersebut kerana saiz molekul

pecahan semakin besar dan daya tarikan antara molekul- molekulnya semakin kuat

menyebabkan molekul- molekul sukar untuk bergelongsor antara satu sama lain.

Pecahan yang mempunyai takat didih yang tinggi juga semakin sukar untuk terbakar

5

dan kuantiti jelaga semakin tinggi kerana peratus karbon per molukel semakin

bertambah dengan bertambahnya takat didih pecahan itu.

Bagi pecahan pertama, ia mempunyai takat didih pada julat suhu 30-80oC. ini

menunjukkan pecahan pertama mempunyai takat didih paling rendah berbanding

pecahan-pecahan lain. Pecahan pertama berwarna kekuningan cair, hampir tiada

warna dan ia merupakan warna paling cerah bagi pecahan petroleum. Pecahan

pertama mempunyai kelikatan yang sangat rendah dan lebih cair. Warna api bagi

pecahan pertama adalah biru dan ia menghasilkan sangat kurang jelaga apabila

dibakar.

Pecahan 2 yang mempunyai takat didih pada julat suhu daripada 80-120ºC

Warna bagi pecahan ini adalah kekuningan dan bermakna warna tersebut lebih gelap

daripada pecahan 1 tetapi masih cair. Warna nyalaan api untuk pecahan 2 adalah

jingga dan ia lebih likat daripada pecahan 1. Apabila pecahan 2 dibakar, kuantiti jelaga

yang dihasilkan adalah lebih tinggi berbanding jelaga pecahan 1.

Pecahan 3 mempunyai takat didih di antara julat suhu 120-160ºC. Warna bagi

pecahan ini kekuningan hijau dan bermakna lebih pekat daripada pecahan 1 dan 2.

Pecahan 3 lebih likat berbanding pecahan 1 dan 2. Warna nyalaan api untuk pecahan 3

adalah merah. Kuantiti jelaga yang dihasilkan banyak apabila pecahan 3 dibakar.

Pecahan 4 mempunyai takat didih yang julat suhunya daripada 160-200°C.

Pecahan ini berwarna jingga kekuningan dan paling pekat berbanding pecahan lain.

Pecahan ini adalah yang paling likat. Warna nyalaan apinya merah dan kuantiti jelaga

yang dihasilkan apabila pecahan dibakar adalah lebih berbanding pecahan lain.

Namun begitu, semua pecahan tersebut mempunyai beberapa ciri yang sama

iaitu, keterlarutan dalam air kerana semua pecahan petroleum tidak larut dalam air.

Semua pecahan petroleum juga adalah bersifat neutral . Pecahan juga mempunyai

hasil pembakaran sama iaitu semua pecahan terbakar dalam udara berlebihan untuk

menghasilkan gas karbon dioksida dan air.

6

Kesimpulan :

Petroleum boleh disediakan melalui proses penyulingan berperingkat

berdasarkan takat didih tertentu. Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin

gelap warna pecahan tersebut. Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin likat

pecahan tersebut. Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin kurang tahap

kebolehbakarannya dan semakin banyak kuantiti jelaga yang terhasil.

7

Soalan:

1. Bincangkan kebolehbakaran bagi setiap pecahan petroleum.

Pecahan petroleum peringkat pertama lebih mudah terbakar berbanding

pecahan petroleum yang keempat. Kadar kebolehan petroleum untuk terbakar

semakin menurun walaupun takat didih dan jumlah molekul bertambah.

2. Bincangkan hubungan takat didih pecahan dengan:

a) Warna pecahan.

Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin gelap warna pecahan yang

terhasil. Warna yang terhasil bergantung pada saiz molekul. Jika saiz molekul

besar, maka, warna pecahan petroleum menjadi gelap, daripada tiada warna,

kekuningan, jingga, coklat cair dan warna coklat gelap.

b) Kelikatan pecahan

Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin likat pecahan tersebut. Rantaian

ikatan molekul hidrokarbon yang besar adalah sangat ketat dan tidak mudah

untuk menggelongsor. Pecahan yang mempunyai molekul lebih kecil

mempunyai ikatan yang ringkas dan renggang antara satu sama lain. Oleh

itu, molekul yang besar lebih likat kerana memunyai molekul yang lebih

padat. Semakin panjang rantai hidrokarbon didalam pecahan petroleum,

semakin likat pecahan tersebut. Pecahan petroleum yang mempunyai

mempunyai jumlah hidrokarbon yang panjang mempunyai takat didih yang

lebih tinggi.

8

c) Jumlah jelaga yang dihasilkan pada setiap pecahan.

Semakin tinggi takat didih pecahan tersebut, semakin banyak kumlah kuantiti

jelaga yang dihasilkan apabila dibakar. Hal ini kerana, pecahan yang

mempunyai takat didih yang tinggi mempunyai kuantiti karbon yang lebih

banyak, maka daya tarikan antara molekul semakin tinggi..

3. Pecahan X ialah C6H14. Ramalkan warna, kelikatan dan jumlah jelaga yang

dihasilkan oleh X.

Pecahan X adalah hexane. Ia berwarna kekuningan cair , lebih sedikit

kelikatannya dan sedikit jelaga yang dihasilkan apabila dibakar.

4. Tulis persamaan kimia seimbang tindak balas yang mewakili pembakaran

gasolin (C6H18)

2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O

5. Pembakaran yang tidak sempurna bagi gasolin membebaskan gas beracun iaitu

karbon monoksida dan oksida nitrik. Tuliskan persamaan kimia untuk

menunjukkan tindak balas tidak sempurna gasolin tersebut.

2C8H18 + 17O2 16CO + 18H2O

9

6. Apakah yang dimaksudkan dengan biodiesel?

Biodiesel merupakan suatu nama dari Alkyl Ester, berasal dari minyak sayuran

lemak haiwan. Biodiesel dapat digunakan sebagai bahan bakar pada mesin yang

menggunakan diesel sebagai bahan bakarnya. Biodiesel tidak mengandung

petroleum diesel atau solar.Biodiesel mempunyai sifat kimia yang serupa dengan

petroleum diesel sehingga dapat digunakan langsung untuk mesin diesel atau

dicampur dengan petroleum diesel. Biodiesel tidak menghasilkan gas yang

berbahaya dan lebih bersih dan lebih mudah ditangani dibandingkan dengan

petroleum diesel. Dijadikan sebagai bahan bakar alternatif masa depan dan

boleh diperbaharui. Penggunaannya boleh mengurangkan pencermaran yang

dihasilkan oleh bahan bakar dari petroleum.

7. Apakah kelebihan menggunakan biodiesel berbanding pecahan petroleum?

Biodiesel boleh diperbaharui keran biodiesel dihasilkan daripada minyak seyuran

dan lemak haiwan. Ia juga lebih mesra alam daripada diesel kerana

mengurangkan pelepasan karbon monoksida, karbon dioksida, sulfur dioksida

dan zarah-zarah. Penggunaan bahan api yang lebih cekap iaitu 320%

berbanding bahan api petroleum diesel, 83%. Kurang berbau kerana

mengeluarkan aroma makanan bergoreng atau aroma barbeku apabila

digunakan.

10

Bibliografi :

Fractional Distillation. (2011, Jun 3). Retrieved Julai 7, 2011, from wikipedia.org:

http://en.wikipedia.org/wiki/Fractional_distillation

Gas Asli. (n.d.). Retrieved Julai 7, 2011, from edu.my:

http://www.sabah.edu.my/hc001.wcdd/gas_asli.htm

Hidrokorbon. (n.d.). Retrieved Julai 7, 2011, from edu.my:

http://www.sabah.edu.my/hc001.wcdd/eksperimen.htm

Hortono, M. B. (2008, Februari). Pengertian Biodiesel. Retrieved Juali 7, 2011, from

blogspot.com: http://pematangpanggang.blogspot.com/2008/02/pengertian-

biodiesel.html

11