A. PROSES PEMBENTUKAN MINYAK BUMI B. KOMPONEN MINYAK BUMI C. PROSES PEMISAHAN MINYAK BUMI D. PENGGUNAAN GAS ALAM DAN MINYAK BUMI E.

(1)

A. PROSES PEMBENTUKAN MINYAK BUMI

B. KOMPONEN MINYAK BUMI

C. PROSES PEMISAHAN MINYAK BUMI

D. PENGGUNAAN GAS ALAM DAN MINYAK BUMI

E. BENSIN

F. HASIL INDUSTRI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

M I N Y A K B U M I

8

Berbicara mengenai minyak bumi kadang membingungkan. Di satu sisi, kita tidak dapat hidup tanpa minyak bumi, tetapi di sisi lain, ketersediaannya terancam habis dan tidak dapat diperbarui. Maka yang penting sekarang, bagaimana kita memanfaatkan minyak bumi secara efisien, sehingga anak cucu kita masih dapat menikmatinya.

Dalam mempelajari menyak bumi diharapkan Anda dapat mendeskripsi-kan proses pembentumendeskripsi-kan minyak bumi, menjelasmendeskripsi-kan kegunaan dan komposisi senyawa hidrokarbon dalam kehidupan sehari-hari.

Hubungan antar konsep yang satu dengan yang lain dapat Anda per-hatikan pada peta konsep berikut.

(2)

A. PROSES PEMBENTUKAN MINYAK BUMI

Minyak bumi terbentuk dari proses pelapukan tumbuh-tumbuhan mikroskopis dan mikroorganisme di laut yang disebut plankton. Plankton-plankton tersebut mati tenggelam ke dasar laut dan terpendam dalam tanah sehingga mengalami proses pembusukan. Di bawah pengaruh suhu dan tekanan yang tinggi akhirnya berubah menjadi minyak (petrolium). Karena mempunyai massa jenis lebih rendah dibanding air, maka minyak bumi bergerak ke atas melalui batuan sedimen yang berpori. Jika tidak menemui hambatan, minyak ini dapat mencapai permukaan bumi. Namun karena umumnya terhalang oleh bebatuan yang tidak berpori, maka men-jadikan minyak ini terakumulasi dalam suatu tempat, yang selanjutnya diambil dengan cara pengeboran.

Gambar 8.1

air laut batuan tidak berpori

minyak air lapisan tanah gas

MINYAK BUMI

pelapukan jazat renik berfungsi diantaranya bensin destilasi bertingkat mengandung di pisahkan

melalui terbentuk dari

diantaranya menghasilkan

perbedaan

ttk. didih angkaoktan

dasar mutunya

berdasarkan

bahan bakar

(3)

B. KOMPONEN MINYAK BUMI

Minyak bumi merupakan campuran kompleks dari berbagai senyawa golongan hidrokarbon, yaitu alifatik, alisiklik, dan aromatik. Di samping juga mengandung senyawa-senyawa lain.

1. Golongan Alifatik

Termasuk golongan ini adalah golongan alkana, baik yang rantainya lurus (normal alkana) maupun yang rantainya bercabang (isoalkana)

Alkana rantai lurus merupakan komponen utama (terbanyak) dalam minyak bumi.

Misalnya: normal oktana (C₈H₁₈) : CH₃(CH₂)₆CH₃.

Sedangkan golongan alkana yang berantai cabang jumlahnya hanya sedikit, misalnya: CH₃ | CH₃— C — CH₂— CH — CH₃ | | CH₃ CH₃

2,2,4 trimetil pentana (iso oktana)

2. Golongan Alisiklik

Termasuk golongan ini adalah golongan sikloalkana (alkana yang berantai siklis/tertutup) misalnya:

metil siklopentana (C₆H₁₂) etil sikloheksana (C₈H₁₆)

CH₂ CH₂

H₂C CH — CH₃ H₂C CH — CH₂— CH₃

| | | |

H₂C CH₂ H₂C CH₂

CH₂

Kelompok hidrokarbon ini merupakan komponen terbesar kedua sete-lah golongan alifatik.

(4)

3. Hidrokarbon Aromatik

Termasuk golongan ini adalah benzena dan turunannya, terdapat dalam jumlah sangat sedikit yang paling sederhana adalah benzena (C₆H₆) yang rumus bangunnya:

Senyawa turunan benzena misalnya

Ada pula senyawa aromatik dengan cincin benzena lebih dari satu. Contohnya: naftalena (C₁₀H₈) dan antrasena (C₁₄H₁₀).

4. Senyawa-senyawa Lain

a. Senyawa belerang (0,1 - 7%)

Contoh: alkanatiol R - SH (R = alkil) tio alkana : R - S - R b. Senyawa nitrogen (0,01 - 0,9%) Misal: pirol (C₄H₅N): N | H naftalena antrasena CH₃

metil benzena (toluena) H C C H HC HC CH CH atau atau (cincin benzena)

(5)

c. Senyawa oksigen (0,06 - 0,4%)

Terutama sebagai asam karboksilat (R - COOH)

d. Senyawa organologam

Terutama senyawa vanadium dan nikel yang jumlahnya sangat kecil. Komposisi atau kandungan minyak berbeda-beda tergantung pada tempat penemuannya. (Hal ini tergantung pada umur, temperatur pembentukan, dan proses pembentukan). Minyak yang berasal dari Amerika misalnya, terutama mengandung senyawa-senyawa hidrokar-bon siklis, sementara minyak yang berasal dari Indonesia banyak men-gandung senyawa aromatik dan berkadar belerang rendah sehingga mutunya lebih bagus.

C. PROSES PEMISAHAN MINYAK BUMI

Ketika minyak bumi diambil dari dalam tanah, yang kita peroleh adalah berupa cairan kental berwarna hitam, dan belum bisa langsung digunakna sebelum diolah dalam kilang minyak.

Meskipun minyak bumi merupakan campuran yang kompleks namun ada cara yang mudah untuk memisahkan komponen-komponennya, yaitu berdasarkan perbedaan titik didihnya. Proses ini disebut destilasi (penyulingan) bertingkat.

Dalam proses destilasi ini minyak mentah (minyak bumi yang telah terpisah dari gas alam) dipanaskan dalam boiler. Dari pemanasan in diper-oleh uap minyak mentah, yang kemudian dipompakan masuk ke dalam kolom destilasi.

Dalam pergerakannya, uap minyak menjadi dingin. Sebagian uap pada ketinggian tertentu mengalami kondensasi membentuk cairan. Zat cair yang diperoleh dalam suatu kisaran suhu tertentu ini disebut fraksi. •) Fraksi yang mengandung karbon lebih sedikit (Mr-nya kecil), mendidih

lebih dahulu. Karena bobotnya ringan, maka bergerak lebih cepat dan terkondensasi di bagian atas kolom destilasi

•) Kemudian disusun fraksi yang mengandung karbon lebih banyak, dan seterusnya sampai pada fraksi yang kandungan karbonnya paling tinggi.

(6)

Gambar: kolom destilasi dengan ”bubble cups”

Petrolium eter, bensin, nafta, kerosin dan solar, termasuk kelompok destilat (cairan hasil destilasi). Sedangkan minyak pelumas, vaselin, lilin dan aspal termasuk kelompok residu. (padatan sisa destilasi)

Masing-masing fraksi minyak bumi yang telah dipisahkan ini selanjut-nya mengalami proses desulfurisasi (penghilangan belerang). Belerang perlu dihilangkan sebab:

1. belerang menyebabkan bau tidak enak pada minyak bumi

2. minyak bumi dengan kadar belerang tinggi dapat menghasilkan asam sulfat, yang dapat menyebabkan perkaratan (korosi) pada mesin.

D. PENGGUNAAN GAS ALAM DAN MINYAK BUMI

1. Gas alam

Di dalam tambang, gas alam berada bersama minyak bumi. Gas ini berisi campuran metana, etana propana, dan butana. Metana meru-pakan bahan baku untuk membuat gas.

Campuran gas metana dan etana yang dicairkan disebut LNG (Liquified Natural Gas) banyak digunakan sebagai bahan bakar dalam rumah tangga. Elpiji (LPG = Liquified Petroleum Gas) adalah campuran gas yang dicairkan pada tekanan tinggi, terutama terdiri atas propana, isobutana, dan normal butana, digunakan sebagai bahanbakar.

minyak mentah pemanas uap air cairan uap air pendingin

bensin ringan (0 - 70o_{C), alkana C} 5 – C6 (petroleum eter) bensin (70o_{C - 140}o_{C), alkana C} 7 – C8 nafta (140o_{C - 180}o_{C), alkana C} 9 – C10 kerosin (180o_{C - 250}o_{C), alkana C} 11 – C13 (minyak tanah)

minyak solar (250o_{C - 350}o_{C), alkana C} 14 – C16

residu ( 350oC), alkana dengan jumlah C ≥ 17

uap minyak mentah

(7)

2. Bensin (petrol/gasolin)

Fraksi ini khusus digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.

3. Nafta

Digunakan untuk membuat senyawa organik yang lain, misalnya: kemudian dapat dibuat plastik, detergen, obat, cat, karet sintetis, bahan pakaian dan kosmetik.

4. Kerosin (minyak tanah)

Digunakan sebagai penerangan, bahan bakar memasak, dan bahan bakar mesin-mesin kapal terbang tertentu. Avtur dalam dunia pener-bangan adalah singkatan dari Aviation turbine kerosine.

5. Minyak solar

Fraksi ini digunakan sebagai bahan bakar dalam industri, misalnya untuk pemanasan minyak mentah sebelum dipompakan ke dalam kolom destilasi. Selain itu digunakan juga untuk bahan bakar mesin-mesin diesel.

6. Residu

a. Minyak pelumas

Minyak pelumas digunakan sebagai pelumas. Untuk menyatakan kekentalan (viskositas) minyak pelumas, digunakan bilangan SAE (Society of Automotive Engineers). Makin besar bilangannya, makin besar pula viskositasnya.

b. Vaselin

Dihasilkan pada pengolahan minyak bumi dari Amerika, minyak bumi dari Kalimantan dan Sumatra menghasilkan parafin sebagai bahan campuran untuk membuat salep, pomade, pelumas dan sebagainya.

c. Lilin

Dibuat dari parafin. Lilin digunakan untuk membuat kertas pem-bungkus berlapis, lilin, penerangan, membuat lilin batik, dan bahan pengkilap (seperti semir sepatu)

d. Aspal

Aspal digunakan sebagai lapisan anti korosi, dipakai pada kon-struksi jalan, pengedap suara pada lantai dan sebagainya.

(8)

E. BENSIN

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang paling komersial dan pa-ling banyak diproduksi, karena sebagai bahan bakar kendaraan bermotor, untuk transportasi sehari-hari. Bensin mengandung alkana C₇– C₈.

Bensin yang rantai karbonnya lurus mutunya kurang baik, karena proses pembakarannya berlangsung lebih cepat.

Akibatnya:

1. bensin lebih cepat habis (penggunaan bensin tidak efisien)

2. mesin cepat panas, dan dapat menimbulkan ketukan (knocking) pada mesin. Akibat lebih lanjut mesin cepat rusak.

Untuk menyatakan mutu suatu bensin, digunakan istilah bilangan oktan. makin tinggi bilangan oktan suatu bensin, makin baik mutu bensin tersebut. Menurut perjanjian, normal heptana diberi nilai bilangan oktan = 0 (nol), karena mutunya yang sangat jelek. Sedangkan iso oktana (2, 2, 4 trimetil pentana) diberi nilai oktan = 100 (karena mutunya sangat baik)

Untuk menaikkan mutu bensin yang jelak dapat dilakukan dengan cara menambahkan zat anti knocking antara lain:

1. Tetra Ethyl Lead (TEL) C₂H₅

|

C₂H₅– Pb – C₂H₅ = Pb(C₂H₅)₄ |

C₂H₅

Tetapi penggunaan TEL akhir-akhir ini ditinggakkan, karena dapat menimbulkan pencemaran udara.

2. Etanol: CH₃– CH₂– OH

Campuran bensin dengan etanol (9 : 1) lazim disebut gasohol. 3. Metil Tersier Butil Eter (MTBE)

CH₃ |

CH₃– C – O – CH₃ |

CH₃

Kita mengenal macam-macam jenis bensin: a. Premium : mempunyai nilai oktan 82

(9)

b. Premix (singkatan dari Premium Mixtura) merupakan premium yang ditambah MTBE

mempunyai bilangan oktan 94 (campuran 94% iso oktana + 6% n-hep-tana)

c. Pertamax : bilangan oktan 91 – 92 Pertamax plus : bilangan oktan 95

Keunggulan pertamax dan pertamax plus dapat meningkatkan kinerja mesin, ramah lingkungan, dan lebih ekonomis (dari segi harga BBM dan biaya perawatan)

F. HASIL INDUSTRI KIMIA DALAM KEHIDUPAN

SEHARI-HARI

Selain sebagai bahan bakar, sebagian fraksi minyak bumi digunakan juga untuk bahan baku di industri kimia (terutama fraksi gas dan fraksi nafta). Industri kimia dengan bahan baku minyak bumi dan gas alam disebut industri petrokimia. Hasil industri petrokimia ini didapat berbagai macam barang antar lain: plastik, berbagai jenis perekat/lem, pupuk, detergen, kain, lipstik, obat-obatan dan sebagainya.

1. Di Bidang Pangan

Senyawa-senyawa golongan alkena dan alkuna lebih banyak digu-nakan sebagai bahan baku dalam industri, daripada digudigu-nakan sebagai bahan bakar. Mengapa demikian? Karena memiliki ikatan rangkap, maka senyawanya dapat mengalami reaksi adisi, yang berarti mudah mengikat atom/gugus atom lain. Atom/gugus atom yang akan diikat dapat kita atur jenisnya, sesuai dengan tujuan senyawa baru yang dibentuk Contoh: H₂C = CH₂+ H₂O → H₃C – CH₂ etena | OH etanol (alkohol)

Etanol yang dihasilkan dapat kita gunakan sebagai bahan baku mem-buat senyawa-senyawa yang lain. Melalui reaksi oksidasi misalnya, etanol dapat diubah menjadi asam asetat (asam cuka).

H₃C – CH₂ – OH +O H₃C – C + H₂O O H

(10)

Etanal yang dihasilkan dioksidasi lebih lanjut:

etanol asam cuka

Asam cuka yang dihasilkan ini dapat direaksikan lebih lanjut de-ngan suatu alkohol, sehingga dapat diperoleh senyawa golode-ngan ester. Ester adalah golongan senyawa yang sehari-hari digunakan sebagai

essence (pemberi rasa dan aroma) pada makanan atau minuman. Ada

rasa jeruk, rasa nanas, rasa pisang, dan sebagainya.

2. Di Bidang Sandang

Pakaian yang kita kenakan setiap hari, merupakan salah satu contoh produk industri kimia dalam kelompok serat. Serat in tersusun dari banyak sekali molekul, yang saling menyambung satu sama lain, sehingga terbentuklah molekul ukuran sangat besar, yang disebut makromolekul (polimer).

Serat dibedakan menjadi serat alami (misalnya katun, sutera, wool) dan serat sintetis yang dapat dihasilkan dari industri petrokimia. Serat sintetsis misalnya: famatex, nylon, dacron, rayon, tetoron, dan seba-gainya.

3. Di Bidang Papan

Aspal sebagai residu destilasi minyak bumi, di bidang papan/perumahan dapat dimanfaatkan antara lain untuk:

- pengedap suara pada lantai - isolasi listrik

- materi atap bangunan - pengerasan jalan

- membuat lapisan anti korosi (karat) dan sebagainya

Kayu sebagai senyawa karbon, tidak kalah pentingnya dalam kon-struksi suatu rumah.

Kayu adalah selulosa, terdiri atas rantai molekul glukosa yang mem-bentuk polimer. H₃C – C +O H₃C – C O OH O H

(11)

4. Di Bidang Perdagangan

Banyak sekali hasil industri kimia yang berasal dari senyawa hidrokarbon dan turunannya sebut saja plastik. Plastik ini banyak sekali jenisnya:

a. polietena (=polimer dari etena) digunakan untuk film, isolasi

b. polivinil chlorida (PVC), polimer dari vinil chlorida CH₂= CH – Cl digunakan untuk pembalut kabel, atap gelombang, pipa peralatan, dan lain-lain.

c. teflon adalah polimer dari tetra floroetena F₂C = CF₂

digunakan untuk pembalut pipa, lapisan panci anti lengket, lapisan alas seterika, dan sebagainya.

Masih banyak lagi jenis plastik yang lain. Belum lagi di bidang kos-metik. Ada lipstik, minyak wangi, hand body. Di bidang obat-obatan: Dulcolax misalnya dapat digunakan sebagai pencahar (obat urus-urus) karena setelah dimasukkan ke dalam anus akan meleleh dan berfungsi sebagai minyak pelumas. Sehingga mempermudah tinja untuk keluar.

Poli isoprena adalah polimer dari isoprena (2 -metil 1, 3-butadiena) yang kita kenal sebagai karet alam. Karet ini banyak manfaatny antara lain utuk membuat ban, cat, semen, dan pelarut. Singkat kata, hampir semua senyawa karbon dapat menjadi barang perdagangan.

5. Di Bidang Seni dan Estetika

Ada pepatah "dengan ilmu hidup menjadi mudah dan dengan seni hidup menjadi indah"

Berbicara tentang keindahan, kita tidak bisa lepas dari dunia warna. Cat untuk tembok, untuk sepeda motor dan mobil. Cat warna untuk lukisan, sampai cat warna untuk bibir, semuanya menggunakan bahan baku senyawa karbon.

Seni patung yang sekarang banyak dibuat, banyak menggunakan lilin sebagai bahan bakunya.

Karena demikian penting dan luasnya senyawa karbon, tidaklah rugi bila kita bersungguh-sungguh untuk mempelajarinya. Sebab den-gan menguasai ilmu senyawa karbon dapat menjadikan hidup kita lebih mudah, indah dan bermakna.

(12)

- Minyak bumi terbentuk dari proses pela-pukan tumbuh-tumbuhan makroskopis dan mikroorganisme yang hidup di laut disebut plankton. Plankton-plankton tersebut mati tenggelam ke dasar laut dan mengalami proses pembusukan. Karena pengaruh suhu dan tekanan yang tinggi akhirnya berubah menjadi minyak bumi. - Senyawa-senyawa yang terkandung

dalam minyak bumi antara lain:

a. Senyawa alkana: normal heptana dan iso oktana

b. Senyawa sikloalkana: metil siklopen-tana, etil sikloheksana

c. Senyawa aromatik: benzena (C₆H₆), naftalena (C₁₀H₈), dan antrasena (C₁₄H₁₀) d. Sedikit senyawa belerang, nitrogen,

oksigen, dan organo logam.

- Pemisahan komponen-komponen penyu-sun minyak bumi berdasarkan perbedaan titik didihnya (destilasi bertingkat). - Dari proses destilasi ini dihasilkan

fraksi-fraksi minyak bumi, dan fraksi-fraksi yang ter-penting adalah bensin.

1. Senyawa-senyawa golongan alkena dan alkuna lebih banyak diman-faatkan sebagai bahan baku industri daripada untuk bahan bakar

2. Dengan memanfaatkan ikatan rangkap yang dimilikinya, alkena dapat direaksikan dengan sesama alkena atau senyawa lain dengan cara reaksi adisi, sehingga terbentuklah senyawa turunannya.

3. Alkena dan turunannya (termasuk senyawa karbon yang lain) mempun-yai peranan sangat penting di segala bidang minyak bumi mikroskopis mikroorganisme plankton petrolium batuan sedimen hidrokarbon alifatik alisiklik aromatik normal alkana isoalkana benzena

senyawa turunan ben-zena toluena naftalena antrasena alkanatiol tioalkana pirol asam karboksilat senyawa oranologam kilang minyak destilasi (penyulingan) boiler fraksi bubble cups bensin nafta kerosin destilat residu desulfurisasi

RANGKUMAN

KK

a

tt

aa

KK

uu

nn

cc

ii

(13)

korosi gas alam LNG LPG avtur solar SAE vaselin lilin aspal knocking bilangan oktan normal heptana isooktana

zat anti knocking Tetra Ethyl Lead (TEL) gasahol

Metil Tersier Butil Eter (MTBE) premium premix pertamax petrokimia etanol etanal asam cuka9 ester essence makromolekul (polimer) serat alami serat sintesis politena PVC teflon Supositoria poliisoprena

(14)

I. Silanglah (X) huruf a, b, c, d, atau e di depan jawaban yang tepat!

ELATIHAN SOAL

P

1. Senyawa yang bukan merupakan penyusun minyak bumi adalah .... a. normal heptana

b. iso oktana

c. metil siklo pentana d. benzena

e. propena

2. Fraksi minyak bumi yang dihasilkan pada suhu antara 140ºC - 180ºC adalah .... a. bensin premium b. bensin super c. bensin ringan d. nafta e. solar

3. Fraksi minyak bumi yang digu-nakan sebagai bahan bakar dengan bilangan oktan tinggi adalah .... a. kerosin d. solar b. residu c. bensin e. nafta

4. Hasil pengolahan minyak bumi yang digunakan dalam pengerasan jalan adalah .... a. nafta

b. kerosin c. bensin e. lilin d. aspal

5. Zat yang digunakan untuk menaikkan mutu bensin adalah .... a. n-heptana

b. iso oktana c. pentana

d. tetra ethyl lead e. butana

6. Berikut ini termasuk makro-molekul, kecuali .... a. serat/kain b. plastik c. karet alam d. kayu e. gula

7. Berikut ini termasuk serat sintetis, kecuali .... a. katun b. famatex c. nylon d. dacron e. rayon

8. Berikut ini merupakan hasil industri petrokimia, kecuali ... a. detergen

b. semen c. lipstik

d. minyak tanah e. pupuk

9. Berikut ini yang tidak termasuk jenis plastik adalah ....

a. teflon b. polipropene c. polietena d. PVC e. isoprena 10. H₂C = C – CH = CH₂ | CH₃

Senyawa di atas merupakan monomer penyusun .... a. plastik b. selulosa c. karet alam d. serat e. asam cuka

(15)

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini dengan singkat dan jelas!

1. Bagaimana terjadinya minyak bumi? Jelaskan!

2. Zat-zat apa saja yang terkandung dalam minyak bumi? Sebutkan! 3. Apakah yang Anda ketahui tentang elpiji? Jelaskan!

4. Mengapa kadar belerang di dalam minyak bumi tidak boleh terlalu tinggi? Jelaskan!

5. a. Apa yang dimaksud bilangan oktan?