TUGAS KIMIA

Minyak Bumi dan Gas

DISUSUN OLEH:

Lulu Zakia Qonita

Nisrina Nada Shafa W.

Shabrina A.

Yuanita Nina

Kelas XI IPA - 3

SMAN 34 JAKARTA

0

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur Tim Penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang

Maha Esa karena berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga

penulis dapat menyusun makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini

membahas tentang “Minyak Bumi dan Gas Alam”.

Dalam penyusunan makalah ini, Tim Penulis banyak mendapat

tantangan dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak

tantangan itu bisa teratasi. Olehnya itu, penulis mengucapkan terima kasih

yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam

penyusunan makalah ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang

setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa.

Tim Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari

kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik

konstruktif dari pembaca sangat penulis harapkan untuk penyempurnaan

makalah selanjutnya.

Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada

kita sekalian.

Jakarta, 25/07/2014

Tim Penulis

1

Daftar Isi

Minyak Bumi..........................................................................................3

Komposisi Minyak Bumi......................................................................4

Pengolahan Minyak Bumi....................................................................8

Gas Alam...............................................................................................10

Komposisi Gas Alam............................................................................11

Produk Gas Alam..................................................................................13

Kesimpulan...........................................................................................14

Daftar Pustaka ......................................................................................15

2

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 terdiri dari campuran kompleks dari

berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam

penampilan, komposisi, dan kemurniannya. 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.

Setelah itu, minyak Bumi akan diproses di tempat pengilangan

minyak dan dipisah-pisahkan hasilnya berdasarkantitik didihnya sehingga

menghasilkan berbagai macam bahan bakar, mulai

dari bensin dan minyak tanah sampai aspal dan berbagai reagen kimia

yang dibutuhkan untuk membuat plastik dan obat-obatan.

Minyak Bumi digunakan untuk memproduksi berbagai macam

barang dan material yang dibutuhkan manusia.

3

Komposisi Minyak Bumi

Jika dilihat kasar, minyak Bumi hanya berisi minyak mentah saja,

tapi dalam penggunaan sehari-hari ternyata juga digunakan dalam bentuk

hidrokarbon padat, cair, dan gas lainnya. Pada kondisi temperatur dan

tekanan standar, hidrokarbon yang ringan seperti metana, etana, propana,

dan butana berbentuk gas yang mendidih pada -161.6 °C, -88.6 °C, -

42 °C, dan -0.5 °C, berturut-turut (-258.9°, -127.5°, -43.6°, dan +31.1° F),

sedangkan karbon yang lebih tinggi, mulai dari pentana ke atas berbentuk

padatan atau cairan. Meskipun begitu, di sumber minyak di bawah tanah,

proporsi gas, cairan, dan padatan tergantung dari kondisi permukaan

dan diagram fase dari campuran minyak Bumi tersebut.

Sumur minyak sebagian besar menghasilkan minyak mentah, dan

terkadang ada juga kandungan gas alam di dalamnya. Karena tekanan di

permukaan Bumi lebih rendah daripada di bawah tanah, beberapa gas

akan keluar dalam bentuk campuran. Sumur gas sebagian besar

menghasilkan gas. Tapi, karena suhu dan tekanan di bawah tanah lebih

besar daripada suhu di permukaan, maka gas yang keluar kadang-kadang

juga mengandung hidrokarbon yang lebih besar,

seperti pentana, heksana, dan heptana dalam wujud gas. Di permukaan,

maka gas ini akan mengkondensasi sehingga berbentuk kondensat gas

alam. Bentuk fisik kondensat ini mirip dengan bensin.

Persentase hidrokarbon ringan di dalam minyak mentah sangat

bervariasi tergantung dari ladang minyak, kandungan maksimalnya bisa

sampai 97% dari berat kotor dan paling minimal adalah 50%.

Jenis hidrokarbon yang terdapat pada minyak Bumi sebagian besar

terdiri dari alkana, sikloalkana, dan berbagai macam jenis hidrokarbon

aromatik, ditambah dengan sebagian kecil elemen-elemen lainnya

seperti nitrogen, oksigen dan sulfur, ditambah beberapa jenis logam

seperti besi, nikel, tembaga, dan vanadium. Jumlah komposisi molekul

4

sangatlah beragam dari minyak yang satu ke minyak yang lain tapi

persentase proporsi dari elemen kimianya dapat dilihat di bawah ini:

Komposisi elemen berdasarkan berat

Elemen Rentang persentase

Karbon 83 sampai 87%

Hidrogen 10 sampai 14%

Nitrogen 0.1 sampai 2%

Oksigen 0.05 sampai 1.5%

Sulfur 0.05 sampai 6.0%

Logam < 0.1%

Ada 4 macam molekul hidrokarbon yang ada dalam minyak

mentah. Persentase relatif setiap molekul berbeda-beda tiap lokasi

minyaknya, sehingga menggambarkan ciri-ciri dari setiap minyak.

Komposisi molekul berdasarkan berat

Hidrokarbon Rata-rata Rentang

Parafin 30% 15 sampai 60%

Naptena 49% 30 sampai 60%

Aromatik 15% 3 sampai 30%

Aspaltena 6% sisa-sisa

Minyak Bumi merupakan campuran dari berbagai macam

hidrokarbon, jenis molekul yang paling sering ditemukan adalah alkana

(baik yang rantai lurus maupun bercabang), sikloalkana, hidrokarbon

aromatik, atau senyawa kompleks seperti aspaltena. Setiap minyak Bumi

mempunyai keunikan molekulnya masing-masing, yang diketahui dari

bentuk fisik dan ciri-ciri kimia, warna, dan viskositas.

Alkana, juga disebut dengan parafin, adalah hidrokarbon

tersaturasi dengan rantai lurus atau bercabang yang molekulnya hanya

mengandung unsur karbon dan hidrogen dengan rumus umum CnH2n+2.

Pada umumnya minyak Bumi mengandung 5 sampai 40 atom karbon per

5

molekulnya, meskipun molekul dengan jumlah karbon lebih sedikit/lebih

banyak juga mungkin ada di dalam campuran tersebut.

Alkana dari pentana (C5H12) sampai oktana (C8H18) akan disuling

menjadi bensin, sedangkan alkana jenis nonana (C9H20)

sampaiheksadekana (C16H34) akan disuling menjadi diesel, kerosene

dan bahan bakar jet). Alkana dengan atom karbon 16 atau lebih akan

disuling menjadi oli/pelumas. Alkana dengan jumlah atom karbon lebih

besar lagi, misalnya parafin wax mempunyai 25 atom karbon, dan aspal

mempunyai atom karbon lebih dari 35. Alkana dengan jumlah atom karbon

1 sampai 4 akan berbentuk gas dalam suhu ruangan, dan dijual sebagai

elpiji (LPG). Di musim dingin, butana (C4H10), digunakan sebagai bahan

campuran pada bensin, karena tekanan uap butana yang tinggi akan

membantu mesin menyala pada musim dingin. Penggunaan alkana yang

lain adalah sebagai pemantik rokok. Di beberapa negara, propana (C3H8)

dapat dicairkan dibawah tekanan sedang, dan digunakan masyarakat

sebagai bahan bakar transportasi maupun memasak.Sikloalkana, juga

dikenal dengan nama naptena, adalah hidrokarbon tersaturasi yang

mempunyai satu atau lebih ikatan rangkap pada karbonnya, dengan

rumus umum CnH2n. Sikloalkana memiliki ciri-ciri yang mirip dengan alkana

tapi memiliki titik didih yang lebih tinggi.

Hidrokarbon aromatik adalah hidrokarbon tidak tersaturasi yang

memiliki satu atau lebih cincin planar karbon-6 yang disebut cincin

benzena, dimana atom hidrogen akan berikatan dengan atom karbon

dengan rumus umum CnHn. Hidrokarbon seperti ini jika dibakar maka akan

menimbulkan asap hitam pekat. Beberapa bersifat karsinogenik.

Semua jenis molekul yang berbeda-beda di atas dipisahkan

dengan distilasi fraksional di tempat pengilangan minyak untuk

menghasilkan bensin, bahan bakar jet, kerosin, dan hidrokarbon lainnya.

Contohnya adalah 2,2,4-Trimetilpentana (isooktana), dipakai sebagai

campuran utama dalam bensin, mempunyai rumus kimia C8H18 dan

bereaksi dengan oksigen secara eksotermik:

2 C8H18(l) + 25 O2(g) → 16 CO2(g) + 18 H2O(g) + 10.86 MJ/mol (oktana)

6

Jumlah dari masing-masing molekul pada minyak Bumi dapat diteliti di

laboratorium. Molekul-molekul ini biasanya akan diekstrak di sebuah

pelarut, kemudian akan dipisahkan dikromatografi gas, dan kemudian bisa

dideteksi dengan detektor yang cocok.

Pembakaran yang tidak sempurna dari minyak Bumi atau produk hasil

olahannya akan menyebabkan produk sampingan yang beracun.

Misalnya, terlalu sedikit oksigen yang bercampur maka akan

menghasilkan karbon monoksida. Karena suhu dan tekanan yang tinggi di

dalam mesin kendaraan, maka gas buang yang dihasilkan oleh mesin

biasanya juga mengandung molekul nitrogen oksida yang dapat

menimbulkan asbut.

Oktana, hidrokarbon yang ditemukan pada bensin. Garis-garis

melambangkan ikatan tunggal, bola hitam melambangkan karbon,

sedangkan bola putih melambangkan hidrogen:

Pengolahan Minyak Bumi

7

Pengilangan/penyulingan (refining) adalah proses perubahan

minyak mentah menjadi produk yang dapat dijual (marketeble product)

melalui kombinasi proses fisika dan kimia. Produk yang dihasilkan dari

proses pengilangan/penyulingan tersebut antara lain:

1. Light destilates adalah komponen dengan berat molekul terkecil. Ini ada

beberapa buah :

Bensin

Gasoline  (Amerika Serikat) atau motor spirit (Inggris) atau bensin

(Indonesia) memiliki titik didih terendah dan merupakan produk kunci

dalam penyulingan yang digunakan sebagai bahan pembakar motor (45%

dari minyak mentah diproses untuk menghasilkan gasolin).

Naphta

Naphta adalah material yang memiliki titik didih antara gasolin dan

kerosin. Beberapa naphta digunakan sebagai : – Pelarut karet – Bahan

awal etilen – Dalam kemiliteran digunakan sebagai bahan bakar jet dan

dikenal sebagai jP-4. – Pelarut dry cleaning (pencuci) 

8

Kerosin

Kerosin memiliki titik didih tertinggi dan biasanya digunakan sebagai:

- Minyak tanah

- Bahan bakar jet untuk air plane

2. Intermediate destilates merupakan minyak gas atau bahan bakar

diesel yang penggunaannya sebagai bahan bakar transportasi truk-

truk berat, kereta api, kapal kecil komersial, peralatan pertanian dan

lain-lain.

3. Heavy destilates merupakan komponen dengan berat molekul tinggi.

Fraksi ini biasanya dirubah menjadi minyak pelumas (lubricant oils),

minyak dengan berat jenis tinggi dari bahan bakar, lilin dan stock

cracking.

4. Residu termasuk aspal, residu bahan bakar minyak dan petrolatum.

Residu memiliki prosentasi yang tidak besar.

9

Gas Alam

Gas alam sering juga disebut sebagai gas Bumi atau gas rawa,

adalah bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri

darimetana C H 4). Ia dapat ditemukan di ladang minyak, ladang gas

Bumi dan juga tambang batu bara. Ketika gas yang kaya dengan metana

diproduksi melalui pembusukan oleh bakteri anaerobik dari bahan-bahan

organik selain dari fosil, maka ia disebut biogas. Sumber biogas dapat

ditemukan di rawa-rawa, tempat pembuangan akhir sampah, serta

penampungan kotoran manusia dan hewan.

10

Komposisi Gas Alam

Komponen utama dalam gas alam adalah metana (CH4), yang

merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam

juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih berat

seperti etana (C2H6), propana (C3H8) dan butana (C4H10), selain juga gas-

gas yang mengandung sulfur (belerang). Gas alam juga merupakan

sumber utama untuk sumber gas helium.

Metana adalah gas rumah kaca yang dapat

menciptakan pemanasan global ketika terlepas ke atmosfer, dan

umumnya dianggap sebagai polutan ketimbang sumber energi yang

berguna. Meskipun begitu, metana di atmosfer bereaksi dengan ozon,

memproduksi karbon dioksida dan air, sehingga efek rumah kaca dari

metana yang terlepas ke udara relatif hanya berlangsung sesaat. Sumber

metana yang berasal dari makhluk hidup kebanyakan berasal dari rayap,

ternak (mamalia) dan pertanian (diperkirakan kadar emisinya sekitar 15,

75 dan 100 juta ton per tahun secara berturut-turut).

Komponen %

Metana (CH4) 80-95

Etana (C2H6) 5-15

Propana (C3H8) and Butana (C4H10) < 5

Nitrogen, helium, karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S),

dan air dapat juga terkandung di dalam gas alam. Merkuri dapat juga

terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai

dengan sumber ladang gasnya.

Campuran organosulfur dan hidrogen sulfida adalah kontaminan

(pengotor) utama dari gas yang harus dipisahkan . Gas dengan jumlah

pengotor sulfur yang signifikan dinamakan sour gas dan sering disebut

juga sebagai "acid gas (gas asam)". Gas alam yang telah diproses dan

akan dijual bersifat tidak berasa dan tidak berbau. Akan tetapi, sebelum

gas tersebut didistribusikan ke pengguna akhir, biasanya gas tersebut

11

diberi bau dengan menambahkan thiol, agar dapat terdeteksi bila terjadi

kebocoran gas. Gas alam yang telah diproses itu sendiri sebenarnya tidak

berbahaya, akan tetapi gas alam tanpa proses dapat menyebabkan

tercekiknya pernapasan karena ia dapat mengurangi kandungan oksigen

di udara pada level yang dapat membahayakan.

Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah

terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara,

sehingga cenderung mudah tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia

berada dalam ruang tertutup, seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat

mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika tersulut api,

dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan.

Kandungan metana yang berbahaya di udara adalah antara 5% hingga

15%.

Ledakan untuk gas alam terkompresi di kendaraan, umumnya tidak

mengkhawatirkan karena sifatnya yang lebih ringan, dan konsentrasi yang

di luar rentang 5 - 15% yang dapat menimbulkan ledakan.

12

Produk Gas Alam

a. Gas alam fosil

Gas alam ini merupakan gas alam yang langsung didapat dari perut bumi.

Gas alam ada yang bersatu dengan minyak bum, ini dinamakan gas

associated. Selain itu, ada pula yang terpisah dan memiliki ladang atau

sumur sendiri, ini dinamakan gas non associated.

b. Town gas

Town gas merupakan campuran metana dan gas lain, umumnya

mengandung karbon monoksida. Gas ini dapat digunakan layaknya gas

alam yang lain dan dapat diproduksi melalui proses gasifikasi batubara.

Akan tetapi, saat ini perekembangan teknologi untuk menghasilkan town

gas belum ekonomis.

c. Biogas

Biogas adalah gas mudah terbakar   (flammable) yang dihasilkan dari

proses fermentasi bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerob

(bakteri yang hidup dalam kondisi kedap udara). Pada umumnya semua

jenis bahan organik bisa diproses untuk menghasilkan biogas, namun

demikian hanya bahan organik (padat, cair) homogen seperti kotoran dan

urine (air kencing) hewan ternak yang cocok untuk sistem biogas

sederhana.

d. Gas hydrate

Gas hydrate atau yang biasa disebut gas alam padat adalah kristal es

yang terbentuk dimana lapisan es menutupi molekul gas yang terjebak

didalamnya.

13

Kesimpulan

Proses pembentukan minyak bumi yaitu berasa dari reaksi kalsium

karbida, CaC2 ( dari reaksi antara bantuan karbonat dan logam alkali ) dan

air yang menghasilkan asetilena yang dapat berubah menjadi minyak

bumi pada temperatur dan tekanan tinggi.

Minyak bumi selain bahan bakar juga sebagai bahan industri kimia

yang penting dan bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari yang disebut

petrokimia.

14

Daftar Pustaka

http://febriantara.wordpress.com/2009/03/24/gas-alam/

http://id.wikipedia.org/wiki/Minyak_bumi

http://id.wikipedia.org/wiki/Gas_alam

15