Materi Kimia: Bensin dan Nilai Oktan - SMA KELAS XI

BENSIN

Bensin adalah fraksi terpenting dari minyak bumi, yang digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor roda dua, tiga, ataupun empat.

Mutu bahan bakar bensin tergantung kepada jumlah ketukan (knocking) yang ditimbulkannya.

Ketukan (knocking) adalah suatu perilaku bahan bakar yang menyebabkan mesin menggelitik, mengurangi efesiensi bahan bakar dan merusak mesin.  Knocking dinyatakan dengan nilai oktan.

Bilangan oktan (octane number) merupakan ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu terbakar dalam mesin. Semakin tinggi nilai oktan, berarti semakin sedikit ketukannya, dan semakin baik juga mutunya.

Hidrokarbon	Bilangan Oktan Road Index
n-heptana 2-metilheptana n-heksana                2-metilheksana 1-heptena n-pentana 1-pentena 1-butena Sikloheksana 2,2,4-trimetil pentana	0 23 25 44 60 62 84 91 97 100

Bensin terbagi menjadi 3 jenis, yaitu premium, pertamax, dan pertamax plus. Ketiganya mempunyai performance atau mutu yang berbeda.

                Di Indonesia terdapat beberapa bahan bakar jenis bensin yang memiliki nilai mutu pembakaran berbeda. Nilai mutu jenis BBM bensin ditemukan berdasarkan nilai RON (reserch octane number).

1.       Premium (RON 88). Umumnya, premium digunakan untuk bahan bakar kendaraan bermesin bensin, seperti mobil, sepeda motor, dan motor tempel. Bahan bakar ini sering juga disebut motor gasoline atau petrol.

2.       Pertamax (RON 92). Pertamax ditujukan untuk kendaraan yang mensyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi tanpa timbel (unleaded). Pertamax juga direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi diatas tahun 1990, terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan electronic fuel injection.

3.       Pertamax Plus (RON 95). Jenis BBM ini mempunyai nilai oktan tinggi. Pertamax Plus ditujukan untuk kendaraan berteknologi mutakhir yang mensyaratkan penggunaan bahan bakar beroktan tinggi. Pertamax Plus sangat direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki kompresi ratio lebih besar dari 10,5 dan menggunakan teknologi electronic fuel injection (EFI), variable valve timing (VVT-I pada Toyota, VVT pada Suzuki, VTEC pada Honda dan VANOS/Valvetronic pada BMW), turbochargers, serta catalic converters.

Untuk menentukan nilai oktan, ditetapkan dua jenis senyawa sebagai pembanding yaitu isooktana dan n-heptana. Kedua senyawa ini adalah dua diantara banyak macam senyawa yang tedapat dalam bensin.

Nama oktan berasal dari oktana (C8), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan. Tidak seperti yang terjadi pada heptana, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit. Isooktana menghasilkan ketukan paling sedikit dan diberi nilai oktan 100. Sedangkan n-heptana menyebabkan ketukan paling banyak dan diberi nilai 0.

Bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin akan diubah menjadi gerak.

Pembakaran bensin yang diinginkan adalah yang menghasilkan dorongan yang mulus terhadap penurunan piston.

Hal ini tergantung dari ketepatan waktu pembakaran agar jumlah energi yang ditransfer ke piston menjadi maksimum. Ketepatan waktu pembakaran tergantung dari jenis rantai hidrokarbon yang akan menentukan kualitas bensin.

Alkana rantai lurus dalam bensin seperti n-heptana, n-oktana, dan n­-nonana sangat mudah terbakar. Hal ini menyebabkan pembakaran terjadi terlalu awal sebelum piston mencapai posisi yang tepat. Akibatnya timbul bunyi ledakan yang dikenal sebagai ketukan (knocking).

Proses Pembakaran Bensin dalam Karburator

1. Bensin dari tangki masuk ke dalam karburator, kemudian bercampur dengan udara.

2. Campuran bensin dan udara dimasukkan ke ruang bahan bakar.

3. Campuran bensin dan udara yang sudah bebentuk gas ditekan oleh piston hingga volumenya menjadi sangat kecil.

4. Gas ini kemudian dibakar oleh percikan api dari busi. Hasil pembakaran inilah yang menghasilkan tenaga untuk menggerakkan kendaraan.

Pembakaran terlalu awal juga berarti ada sisa komponen bensin yang belum terbakar sehingga energi yang ditransfer ke piston tidak maksimum.

Alkana rantai bercabang/alisiklik/aromatik dalam bensin seperti isooktana tidak terlalu mudah terbakar. Jadi, lebih sedikit ketukan yang dihasilkan, dan energi yang ditransfer ke piston lebih besar.

Oleh karena itu, bensin dengan kualitas yang baik harus mengandung lebih banyak alkana rantai bercabang/aromatik dibandingkan alkana rantai lurus.

Fraksi bensin dari menara distilasi umumnya hanya mempunyai bilangan oktan berkisar  70.

Kemudian nilai oktan ditingkatkan dengan cara-cara berikut ini:

1.       Mengubah hidrokarbon rantai lurus dalam fraksi bensin menjadi hidrokarbon rantai bercabang melalui proses reforming.

Reforming adalah perubahan dari bentuk molekul bensin yang bermutu kurang baik (rantai karbon lurus) menjadi bensin yang bermutu lebih baik (rantai karbon bercabang). Kedua jenis bensin ini memiliki rumus molekul yang sama bentuk strukturnya yang berbeda. Oleh karena itu, proses ini juga disebut isomerisasi. Reforming dilakukan dengan menggunakan katalis dan pemanasan.

2.       Menambahkan hidrokarbon alisiklik/aromatik ke dalam campuran akhir fraksi bensin.

3.       Menambahkan aditif anti ketukan ke dalam bensin untuk memperlambat pembakaran bensin.

Zat Aditif adalah suatu zat yang di tambahkan kedalam suatu campuran / adonan / larutan  dengan jumlah yang sangat sedikit dengan tujuan memberikan kualitas yang baik / yang di inginkan dengan signifikan. Berikut contoh zat aditif yang di tambahkan ke dalam bahan bakar:

1)  Ethyl Tertier Butil Ether (ETBE).CH₃O(C₂H₅)₃

2)  Tertier Amil Metil Eter (TAME). CH₃ O (CH₃) C₂H₅

3)  Metil Tertier Butil Eter (MTBE). CH₃O(CH₃)₃

4)  Tetra Etil Lead (TEL) . Pb(C₂H₅)₄

Karena saat penggunaannya pada pembakaran bensin, TEL menghasilkan oksida timah (PbO) yang menempel pada komponen mesin. Agar (PbO) tidak menempel penggunaan TEL (65%) ditambahkan dengan 1,2-dibromo etana dan 1,2-dikloro etana yang mengubah Pb menjadi PbBr₂ (mudah menguap) yang keluar dari knalpot.

Namun, zat ini dapat mencemari udara dan jika masuk ke dalam tubuh akan mengakibatkan anemia, sakit kepala dan bila dalam kadar tinggi  dapat menimbulkan kematian.

Kesimpulan

                Bensin adalah cairan bening, agak kekuning-kuningan, dan berasal dari pengolahan minyak bumi yang sebagian besar digunakan sebagai bahan bakar di mesin pembakaran dalam.

                Bensin dapat diklasifikasikan berdasarkan kualitasnya yang dilihat dari nilai bilangan oktan yaitu ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu terbakar dalam mesin. Untuk menaikkan bilangan oktan dilakukan dengan proses reforming, penambahan zat aditif, Menambahkan hidrokarbon alisiklik/aromatik ke dalam campuran akhir fraksi bensin.

Saran

·          Diharapkan peniliti dapat mengembangkan teknologi untuk meningkatkan mutu dan kualitas bensin, tanpa menimbulkan bahaya bagi manusia dan lingkungan.

·          Minyak bumi merupakan SDA yang tidak dapat diperbarui, sedangkan bensin adalah salah satu olahannya, maka manfaatkan dengan seefisien mungkin.

·          Bensin digunakan sebagai ba han kendaraan bermotor dan akan habis bila tidak dicari alternative nya. Oleh karena itu, usahakan untuk mencari alternative lain selain bensin.

Sumber: Slideshare, dll.

-Dinan