Alokasi waktu : 4 x 45 menitPrasarat : HidrokarbonKaitan dengan modul lain : Modul Gugus Fungsi Senyawa Karbon

Memahami sifat-sifat senyawa organik atas dasar gugus fungsi dan senyawa makromolekul

Modul Kimia – X Akselerasi 218

MODUL 18

Setelah menggunakan modul ini anda dapat : Menjelaskan proses pembentukan minyak bumi

dan gas alam Menjelaskan komponen-komponen utama

penyusun minyak bumi Membedakan kualitas bensin berdasarkan

bilangan oktannya Menjelaskan proses pengolahan fraksi-fraksi

minyak bumi dan penggunaanya dalam kehidupan sehari-hari .

Mendeskripsikan kegunaan dan komposisi senyawa hidrokarbon dalam bidang pangan, sandang, papan, perdagangan, seni dan estetika.

TUJUAN PEMBELAJARAN :

KOMPETENSI DASAR Menjelaskan proses pembentukan dan teknik pemisahan

fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya. Menjelaskan kegunaan dan komposisi senyawa

hidrokarbon dalam kehidupan sehari-hari dalam bidang pangan, sandang, papan, perdagangan, seni dan estetika.

MINYAK BUMI

STANDAR KOMPETENSI

KEGIATAN BELAJAR

A. MINYAK BUMI

Minyak Bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin petrus – karang dan

oleum – minyak), dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah cairan kental, berwarna coklat

gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di

kerak bumi. Minyak Bumi diambil dari sumur minyak di pertambangan-pertambangan

minyak. Lokasi sumur-sumur minyak ini didapatkan setelah melalui proses studi geologi,

analisis sedimen, karakter dan struktur sumber, dan berbagai macam studi lainnya.

Komposisi minyak bumi

Minyak bumi hasil pengeboran masih berupa minyak mentah (crude oil) yang kental dan

hitam. Crude oil ini terdiri dari campuran hidrokarbon yaitu

1. Alkana

Senyawa alkana yang paling banyak ditemukan adalah n-oktana dan isooktana (2,2,4-

trimetil pentana)

2. Hidrokarbon aromatisDiantaranya adalah etil benzene

3. Sikloalkana Antara lain siklopentana dan etil sikloheksana

4. Belerang (0,01-0,7%)

5. Nitrogen (0,01-0,9%)

6. Oksigen (0,06-0,4%)

7. Karbon dioksida [CO2]

8. Hidrogen sulfida [H2S]

1. Terbentuknya Minyak Bumi

Minyak bumi berasal dari hewan dan tumbuhan yang mati dan tertimbun dibawah

endapan lumpur. Endapan lumpur ini kemudian dihanyutkan oleh arus sungai menuju

lautan bersama bahan organic lainnya. Akibat pengaruh waktu, temperatur tinggi, tekanan

dan beban lapisan batuan diatasnya jasad hewan dan tumbuhan yang mati berubah

menjadi gelembung minyak.

2. Pengolahan minyak bumi

Minyak bumi diperoleh dengan membuat sumur bor karena minyak bumi biasanya

berada 3-5 km di bawah permukaan bumi.Minyak mentah yang ditampung dalam kapal

tengker atau alirkan ke kilang minyak. Minyak mentah harus diolah terlebih dahulu.

Pengolahan minyak bumi dilakukan melalui destilasi bertingkat, dimana minyak mentah

dipisahkan ke dalam kelompok-kelompok (fraksi) dengan titik didih yang mirip.Mula-

Modul Kimia – X Akselerasi 219

mula minyak mentah dipanaskan pada suhu sekitar 400oC, kemudian dialirkan kedalam

menara fraksionasi.

a. Fraksi pertama yang dihasilkan adalah gas, merupakan fraksi yang paling ringan.

Gas ini dapat digunakan sebagai bahan bakar kilang.

b. Fraksi kedua disebut nafta yang dapat dijadikan premium (bensin) atau produk

petrokimia lainnya.

c. Fraksi ketiga menghasilkan kerosin.

d. Fraksi keempat sering disebut solar

e. Fraksi kelima adalah residu yang dapat diolah lebih lanjut atau diolah untuk produk

lain.

Skema penyulingan minyak

Tabel Fraksi Minyak Bumi

Fraksi JumlahAtom C

Titik Didih(oC)

Kegunaan

GasEterBensinKerosen,minyak diesel/ solarMinyak pelumasParafinAspal

1-55-75-1212-18

16 ke atas20 ke atas25 ke atas

-160 -3030 – 9030- 200180- 400

350 ke atas

Residu

Bahan bakar (LPG),sumber hydrogenPelarutBahan bakar motorBahan bakar mesin desel,bahan bakar industriPelumasLilinBahan bakar dan untuk jalan raya

Modul Kimia – X Akselerasi 220

3. Bensin

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang masih memegang peranan penting.

Dewasa ini ada tiga jenis bensin yaitu premium, pertamax dan pertamax plus. Ketiga jenis

ini memiliki mutu yang berbeda. Mutu bensin ditentukan dengan bilangan oktan.Bilangan

oktan merupakan ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu

terbakar dalam mesin.Semakin sedikit ketukan semakin baik mutu bensin

Untuk menentukan nilai oktan digunakan dua jenis senyawa sebagai pembanding yaitu

isooktana dan n-heptana. Pertamax mempunyai nilai oktan 92 artinya bensin tersebut

mengandung 92% isooktana dan 8% n-heptana.

Fraksi minyak bumi dari hasil penyulingan mempunyai nilai oktan yang masih rendah.

Untuk meningkatkan nilai oktan dilakukan dengan reforming yaitu menambahkan zat anti

ketukan. Salah satu zat anti ketukan yang digunakan di Negara kita adalah tetraethyl lead

(TEL, lead = timbal atau timah hitam) yang rumus kimianya Pb(C2H5)4. Penambahan TEL

ini akan menghasilkan oksida timah hitam yang akan keluar bersama asap kendaraan atau

menempel pada komponen mesin. Supaya oksida timbale tidak menempel pada mesin,

maka kedalam bensin bertimbal ditambahkan etilen bromide (PbBr2). Namun timbal dapat

mencemari udara sehingga sekarang digunakan methyl tertiary buthyl ether (MTBE).

B. INDUSTRI PETROKIMIA

Industri petrokimia yaitu industri yang menggunakan sebagian fraksi minyak bumi

sebagai bahan baku industry kimia. Hasil industry petrokimia dari minyak bumi antara lain

plastik, serat sintetis, karet sintetis, pestisida, detergen, pupuk berbagai jenis obat dan vitamin.

Hampir semua produk petrokimia berasal dari tiga bahan dasar yaitu : olevin (alkena-alkena)

aromatika dan gas sintesis (campuran dari CO dan H2)

Dampak negatif penggunaan minyak bumi

1. Pencemaran udara

Turunnya kualitas udara akibat zat sisa dari pemakaian minyak bumi

2. Perubahan iklim

Penggunaan minyak bumi akan menghasilkan zat sisa berupa CO2¬. Gas tersebut

dapat menimbulkan efek rumah kaca di bumi sehingga terjadilah pemanasan global

yang sekarang ini sedang terjadi. Pemanasan global tersebutlah yang memicu

perubahan iklim di berbagai balahan dunia

Modul Kimia – X Akselerasi 221

3. Pencemaranair

Eksploitasi miyak bumi dengan menggunakan kapal tangker, tidak menutup

kemungkinan adanya kebocoran pada kapal tangker tersebut. Karena kapal tangker itu

bocor, maka minyak mentah yang ada di dalamnya akan keluar dan jatuh keair

sehingga mengakibatkan pencemaran air.

C. DAMPAK PEMBAKARAN BAHAN BAKAR TERHADAP LINGKUNGAN

Gas hasil pembakaran bahan bakar dari kendaraan bermotor dan mesin industri

mengakibatkan udara menjadi tidak bersih dan tidak sehat. Masuknya jenis zat kimia

berbahaya dalam udara dan meningkatnya kadar zat kimia tertentu melampaui ambang batas

yang telah ditentukan dinamakan pencemaran udara.

1. Bahan-bahan Pencemar Lingkungan

Zat pencemar yang terdapat diudara yang dapat menimbulkan masalah adalah karbon

mpnpksida, karbon dioksida. Oksida belerang, oksida nitrogen dan partikel padat.

a. Karbon Monoksida (CO)

Gas karbon dioksida (CO) merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berwarna, tidak

berbau, tidak berasa dan tidak merangsang. Oleh karena itu keberadaannya diudara sukar

diketahui. Jika kadar CO dalam tubuh lebih dari 50 ppm maka akan menimbulkan pengaruh

buruk terhadap susunan syaraf pusat. Nilai ambang batas (NAB) gas CO adalah 100 ppm.

Gas CO merupakan racun bagi tubuh manusia dan hewan karena gas tersebut terikat

oleh hemoglobin (HbCO). Adapun reaksinya sebagai berikut

CO(g) + Hb(aq) HbCO(aq)

b. Karbon Dioksida (CO2)

Gas CO2 merupakan gas yang tidak berwarna, tidak berwarna, , tidak berasa dan tidak

merangsang. Sumber gas CO2 berasal drip roses pembakaran minyak bumi, batu bara dan gas

alam.

Adanya gas CO2 yang berlebihan diudara tidak berakibat langsung kepada manusia.

Tetapi mengakibatkan suhu udara dibawah lapisan gas CO2 dan di permukaan bumi akan

naik. Sifat gas CO2 yang seperti ini dikenal dengan istilah efek rumah kaca atau green house

effect.

c. Belerang oksida (SO2 dan SO3)

Gas SO2 merupakan gas yang tidak berwarna dan berbau sangat menyengat. Gas ini

dibentuk oleh pembakaran yang terlarut dalam bahan bakar minyak bumi serta belerang.

Jika gas SO2 dan SO3 bereaksi dengan air diudara lembab, akan terbentuk asam yang

sifatnya sangat korosif terhadap logam dan berbahaya bagi kesehatan.

Modul Kimia – X Akselerasi 222

Reaksi terbentuknya asam sulfit, ga s SO3 dan asm sulfat adalah

1. Pembentukkan asam sulfit

SO2(g) + H2O (l) H2SO3(aq)

2. Gas SO2 dapat bereaksi dengan oksigen diudara

2 SO2(g) + O2 (g) 2 SO3(g)

3. Gas SO3 mudah larut dalam air membentut asam sulfat

SO3(g) + H2O (l) H2SO4(aq)

Asam sulfat diudara lembab dapat membentuk aerosol yang berupa larutan koloid yang

mudah larut dalam air hujan. hal ini menyebabkan hujan asam yang pH-nya mencapai 5

atau lebih rendah.

d. Oksida nitrogen (NO dan NO2)

Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar biasanya ditandai dengan lambing NOx. Ambang

batas Nox di udara adalah 0,05 ppm. NOx diudara tidak beracun secara langsung bagi

manusia, tetapi NOx ini bereaksi dengan bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan

fenomena asbut (asap kabut) atai smog dalam bahasa Inggris, berasal dari kata smoke =asap

dan fog = kabut. Asbut menyebabkan berkurangnya daya pandang.

e. Partikel Padat

Partikel padat yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar yaitu Pb(timbel).Keracunan Pb

yang ringan menyebabkan sakit kepala, mudah teriritasi mudah lelah dan depresi . Keracunan

yang lebih hebat menyebabkan kerusakan otak, ginjal dan hati.

2. Mengatasi Dampak Pembakaran Bahan Bakar terhadap Lingkungan

Beberapa cara untuk mengurangi dampak pembakaran bahan bakar.

a. Melarang dan mengurangi penggunaan bensin yang mengandung Pb

b. Pemeliharaan alat pembakar seperti knalpot kendaraan dan kompor rumah tangga.

Modul Kimia – X Akselerasi 223

RANGKUMAN TEORI

Minyak bumi (crude oil) adalah campuran secara alami dari berbagai unsure

umumnya terdiri atas 80% - 85% unsure karbon dan 15 - 20% unsur

hydrogen dan unsur-unsur lainnya adalah oksigen, nitrogen,dan sulfur

sebanyak 5%.

LEMBAR KERJA

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!

Modul Kimia – X Akselerasi 224

RANGKUMAN TEORI

Minyak bumi (crude oil) adalah campuran secara alami dari berbagai unsure

umumnya terdiri atas 80% - 85% unsure karbon dan 15 - 20% unsur

hydrogen dan unsur-unsur lainnya adalah oksigen, nitrogen,dan sulfur

sebanyak 5%.

1. Senyawa tersebut yang paling banyak terdapat dalam minyak bumi adalah. . .

a.alkana d. sikloalkana

b.alkena e. senyawa aromatik

c.alkuna

2. Zat yang dapat digunakan untuk bahan bakar pesawat terbang adalah. . .

a. metana d. avtur

b.bensin e. solar

c.kerosin

3. Zat anti-knocking yang dapat yang ramah lingkungan adalah. . .

a MTBE d. LNG

b.LPG e. belerang

c.TEL

4. Petramak yang diproduksi pertamina memiliki bilangan oktan. . .

a. 82 d. 96

b. 89 e. 98

c. 92

5. Gas yang menyebabkan terjadinya efek rumah kaca adalah. . .

a.NO d.CO2

b.NO2 e. CH4

c.CO

6. Pada pembakaran bensin dalam mesin sering muncul gas buang melalui knalpot yang

berwarna coklat. Gas buang tersebut adalah. . .

a.uap air d.gas SO2

b.gas CO e. gas NO2

c.gas CO2

7. Sumber pencemaran udara paling banyak adalah. . .

a.letusan gunung berapi d. kenaikan suhu udara

b.pembusukan e.gas pembakaran bahan bakar

c.pembuangan sampah

8. Logam yang berbahaya bagi tubuh dan berasal dari pembakaran bensin adalah. . .

a.perak d.timbal

b.seng e.besi

c.timah

9. Salah satu cara mengatasi pencemaran udara di kota besar adalah. . .

a.membangun perumahan d. melakukan pengairan

Modul Kimia – X Akselerasi 225

b.membangun industri e. melakukan urbanisasi

c.melakukan penghijauan dengan sistem hidroponik

10. Mesin kendaraan bermotor jangan dihidupkan dalam ruang tertutup, sebab salah satu

gas hasil pembakaran bensin bersifat racun, yaitu. . .

a. NO2 d.H2O

b. CO e.CO2

c. NO

LEMBAR TES

Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat!

1. Komponen utama penyusun bensin premium adalah ….

a Normal oktana d. 2,2,4 trimetil oktana

b 2,2,3 trimetil oktana e. n pentana

c 2,2,4 trimetil pentane

2. Jenis hidrokarbon yang paling banyak terdapat dalam minyak bumi adalah ….

a Alkana d. Alkena

b Alkuna e. Alkadiena

c Benzena

3. Gas yang dapat menipiskan lapisan ozon adalah ….

a Gas CO2 d. Gas CO

b Gas NO e. Gas P2O3

c Gas Cl2O

4. Berikut adalah zat aditif yang dapat digunakan untuk menaikkan nilai oktan bensin adalah

I TEL

II MTBE

III 1,2 dibromoetana

IV 1,2 dikloroetana

Zat yang ditambahkan pada pembuatan premium dari bensin adalah …

a I dan III d. II dan III

b II dan IV e. I, II dan III

c I, II dan IV

5. Kompnen utama gas alam (LNG) adalah ….

a Metana d. Etana

b Propana e. Butana

Modul Kimia – X Akselerasi 226

c Pentana

6. Proses pemisahann minyak bumi menjadi fraksi-fraksinya dilakukan dengan cara….

a. kristalisasi d. kromatografi

b. kondensasi e. destilasi

c. filtrasi

7. Berikut adalah data hasil penyulingan bertingkat minyak bumi

Fraksi Jumlah

atom C

Titik didih

1.

2.

3.

4.

5.

C1 – C4

C5 – C10

C11 – C12

C13 – C25

C26 – C28

< 40

40 – 180

160 – 250

220 – 350

> 350

Fraksi nomor 4 dapat digunakan untuk bahan bakar …..

a. kendaraan bermotor d. pembuatan pupuk

b. mesin disel e. pembuatan aspal

c. pembuatan lilin

8. TEL ditambahkan ke dalam bensin agar bilangan oktannya meningkat, tetapi senyawa

tersebut mencemari udara karena mengandung logam beracun. Logam tersebut adalah….

A. Raksa D. Kadmium

B. Besi E. Timbal

C. Timah

9. Urutan fraksi minyak bumi berdasarkan kenaikan titik didihnya adalah…..

A. minyak pelumas, bensin, parafin, dan minyak diesel

B. bensin, parafin, minyak diesel, dan minyak pelumas

C. bensin, minyak diesel, parafin, dan minyak pelumas

D. minyak diesel, minyak pelumas, bensin, dan parafin

E. minyak diesel, parafin, minyak pelumas, dan bensin

10. Bensin premium dengan kadar oktan 84 memiliki komposisi…..

a. 16% n-heptana dan 84% isooktana

b. 16% isooktana dan 84% n-heptana

c. 16% n-heksana dan 84 % isooktana

d. 16% isooktana dan 84% n-heksana

e. 16% n-pentana dan 84% isooktana

Modul Kimia – X Akselerasi 227

Modul Kimia – X Akselerasi 228