Efek Rumah Kaca (Green House Effect)

Pencemaran Lingkungan

Pengertian Pecemaran Lingkungan. Salah satu dampak yang timbul akibat adanya peningkatan jumlah populasi manusia atau penduduk adalah terjadinya masalah lingkungan, yaitu pencemaran. Pencemaran lingkungan adalah peristiwa masuknya bahan pencemar ke lingkungan. Zat-zat yang menyebabkan pencemaran disebut polutan.

Berdasrarkan Undang Unadang RI No. 23 Tahun 1997 tentang Pengelolaan Lingkungan Hidup menyatakan bahwa pencemaran lingkungan hidup adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam lingkungan hidup oleh kegiatan manusia, sehingga kualitasnya turun sampai ke tingkat tertentu, yang menyebabkan lingkungan hidup tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya.

Penyebab Pencemar Lingkungan

Berdasarkan aktivitas sumbernya, bahan pencemar lingkungan dapat dibagi dalam dua sumbur yaitu aktivitas alam dan aktivitas manusia.

Pencemaran Akibat Aktivitas Alam

Pencemaran akibat Aktivitas alam seperti meletusnya gunung berapi dimana terjadi peristiwa vulkanis yang dapat menerbangkan abu vulkanik ke atmosfer dan menyebabkan udara tercemar.

Pencemaran Akibat Aktivitas Manusia.

Pecemaran akibat Aktivitas manusia di antaranya dalam bidang pertanian, perikanan, industri, pertambangan, dan transportasi.

Pencemaran Lingkungan Air

Sumber- sumber pencemaran air dapat berupa limbah industri, limbah rumah tangga, dan limbah pertanian.

Limbah Industri

Limbah industri mengandung logam berat berbahaya, misalnya merkuri, arsenik, dan kadmium. Zat- zat ini dapat merusak organ tubuh manusia. Limbah industri harus diolah dahulu sebelum dibuang ke lingkungan.

Limbah Rumah Tangga

Limbah rumah tangga berupa detergen bekas mencuci pakaian, air dari kamar mandi, kakus, dan dapur. Kotoran kotoran itu merupakan campuran dari zat-zat kimia, bahan mineral, dan bahan organik dalam berbagai bentuk.

Limbah Pertanian

Limbah pertanian dapat berasal dari pestisida dan pupuk kimia buatan. Sebagian pestisida dan pupuk hanyut dan terbawa aliran air ke perairan.

Pupuk kaya unsur hara (nutrien). Penimbunan pupuk di suatu perairan dapat mengakibatkan terjadinya eutrofikasi. Eutrofikasi merupakan kondisi suatu perairan yang dipenuhi oleh tumbuhan air atau gulma karena perairan tersebut kaya unsur hara atau nutrien. Kondisi ini akan mengakibatkan pendangkalan perairan tersebut.

Indikator Pencemaran Lingkungan Air

Indikator dasar yang dapat menunjukkan air lingkungan telah Mengalami pencemaran adalah perubahan fisik, perubahan kimia dan perubahan biologis.

Perubahan fisik air adalah terjadinya perubahan pada warna air, bau, rasa, suhu, endapan, koloid, bahan- bahan terlarut.

Perubahan kimia air adalah terjadinya perubahan pada keasaman air, kandungan oksigen, kebutuhan oksigen, kandungan zat- zat kimia berbahaya.

Perubahan biologis air adalah perubahan yang ditandai dengan adanya mikroorganisme indicator seperti populasi bakteri Escheria coli, dan mikroorganisme patogen.

Dampak Pencemaran Lingkungan Air

Air yang telah tercemar mengakibatkan air tidak dapat dimanfaatkan dan menjadi penyebab timbulnya penyakit. Secara garis besar dikenal dua tipe polutan yang masuk ke dalam lingkungan, yaitu zat polutan yang memperkaya atau meningkatkan aktivitas lingkungan sehingga merangsang pertumbuhan mikroorganisme. Dan zat polutan yang bersifat racun, sehingga membunuh organisme yang hidup dalam perairan.

Polutan Peningkat Aktivitas Mikroorganisme

Polutan yang mampu menunbuhkan dan meningkatkan aktivitas mikroorganisme lingkungan air umumnya berupa limbah organik termasuk sisa- sisa bahan makanan yang dibuang oleh masyarakat. Limbah yang terkandung dalam air tersebut dapat membusuk sehingga menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap pada air.

Proses aktivitas pembusukan limbah oleh dekomposer membutuhkan banyak oksigen, sehingga kadar oksigen dalam air yang diperlukan oleh makhluk hidup lainnya menjadi berkurang.

Limbah organik yang mengalami aktivitas penguraian melepaskan zat kimia berupa nitrat dan fosfat yang dapat merangsang pertumbuhan mikroorganisme lain, seperti ganggang. Proses peningkatan kandungan air dengan zat makanan yang menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme berlebihan tersebut dinamakan eutrofikasi.

Diantara mikroorganisme yang tinggal dalam lingkungan air, ada kemungkinan ikut berkembangnya bakteri patogen yang dapat menimbulkan suatu penyakit.

Polutan Barsifat Racun

Zat polutan yang bersifat racun umumnya dihasilkan oleh industry kimia, seperti pestisida. Pemakaian pestisida yang berlebihan dapat menimbulkan akumulasi pada tanah maupun bagian tubuh tanaman.

Ketika hujan, maka pestisida tersebut akan terbawa oleh aliran air menuju ke sungai. Bahan kimia pestisida di dalam air sulit untuk dipecahkan atau diurai oleh mikroorganisme, bahkan berlangsung dalam waktu yang cukup lama.

Dalam pemakaian bahan insektisida, masyarakat sering mencampurnya dengan senyawa minyak bumi, sehingga permukaan air yang terkena bahan buangan insektisida ini tertutup oleh lapisan minyak. Kondisi ini akan menyebabkan turunnya kandungan oksigen dalam air.

Pencemaran Lingkungan Udara

Pencemaran udara adlah menurunnya kualitas udara sampai pada batas yang mengganggu kehidupan. Polutan dapat mencemari lingkungan udara melalui aktivitas manusia dan secara alami. Beberapa gas dan partikel pencemar udara antara lain SO₂, NO, CO, CO₂, CFCs, H₂S, debu tanah, karbon asbes, timbal, asam sulfat, dan lain-lain. Gas H2S berasal dari pembakaran minyak bumi dan batu bara, serta dari kawasan gunung berapi.

Berdasarkan pada Peraturan Pemerintah No.41 tahun 1999 tentang Pengendalian Pencemaran Udara, pencemaran udara didefinisikan sebagai masuknya atau dimasukkan zat, energi, dan atau komponen lain ke dalam udara normal oleh kegiatan manusia, sehingga mutu udara normal turun (kadarnya berubah) sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan udara tidak dapat memenuhi fungsinya.

Ketika kandungan udara mengalami perubahan dari keadaan normal maka udara tersebut sudah tercemar. Pencemaran udara ini dapat disebabkan oleh asap buangan, misalnya gas CO2, CO hasil pembakaran, debu, SO2, senyawa hidrokarbon (CH4, C4H10), asap rokok dan sebagainya.

Zat- zat pencemar udara tersebut pada dasarnya tidak membahayakan manusia jika tidak melampaui ambang batasnya. Ambang batas adalah ukuran batas atau kadar zat, atau komponen yang ada atau yang seharusnya ada dari unsur pencemaran yang dapat ditolerir atau masih tidak membahayakan keberadaannya dalam kadar udara normal.

Dampak Pencermaran Udara

Beberapa dampak pencemaran udara adalah Hujan Asam, Efek rumah kaca, penipisan lapisan ozon.

Hujan Asam (Acid Rain)

Hujan asam didefinisikan sebagai segala macam hujan dengan pH di bawah 5,6. Hujan secara alami bersifat asam (pH sedikit di bawah 6) karena karbondioksida (CO2) di udara yang larut dengan air hujan memiliki bentuk sebagai asam lemah.

Derajat keasaman atau pH normal air hujan adalah 5,6 sifatnya sedikit asam. Kondisi ini terjadi karena adanya CO₂ di atmosfer. Pencemar udara seperti gas SO₂ dan NO₂ yang terkandung dalam asap pabrik maupun kendaraan bermotor, bereaksi dengan air hujan membentuk asam. Gas ini akan menurunkan pH air hujan. Semakin rendah pH suatu cairan maka sifat asam semakin tinggi.

Ketika air asam terkondensasi (menjadi embun) di udara dan kemudian jatuh bersama air hujan terjadilah apa yang disebut hujan asam.

Penipisan Lapisan Ozon

Ozon adalah gas yang molekulnya terdiri dari tiga atom, kebanyakan terdapat di lapisan stratosfer dengan ketinggian antara 20 sampai dengan 35 km di atas permukaan bumi. Bagian paling atas dari stratosfer, terdapat ozon terkonsentrasi sebagai suatu lapisan.

Lapisan ozon terbentuk dari interaksi antara radiasi ultraviolet dengan oksigen yang terdapat di stratosfer. Lapisan ozon mempunyai fungsi sebagai pelindung alami bumi yang berperan dalam memfilter radiasi ultraviolet B dari matahari.

Kerusakan lapisan ozon dapat disebabkan oleh lepasnya sejumlah zat kimia buatan dari permukaan bumi sampai ke lapisan ozon. Di antara bahan kimia buatan tersebut adalah senyawa klrofluorokarbon (CFC) yang mempunyai nama dagang freon.

Efek Rumah Kaca (Green House Effect)

Atmosfer adalah lapisan gas atau campuran gas yang menyelimuti dan terikat pada bumi oleh gaya gravitasi bumi. Gas- gas atmosfer yang menyebabkan terjadinya efek rumah kaca disebut gas rumah kaca.

Gas-gas tersebut adalah uap air (H2O), karbon dioksida (CO2), metana (CH4), ozon (O3), dinitrogen oksida (N2O), dan yang lainnya.

Efek rumah kaca terjadi karena meningkatnya karbon dioksida atau C0₂ yang merupakan hasil dari proses pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan batu bara. Pembakan ini dilakukan atau digunakan oleh industri, transportasi, dan dapat pula disebabkan oleh kebakaran hutan.

Pencemaran Lingkungan Tanah

Pencemaran tanah yaitu penurunan kualitas tanah akibat masuknya zat-z at pencemar ke dalam tanah. Pencemar tanah umumnya adalah limbah padat yang berupa sampah nondegradable (tidak mudah terurai) seperti plastik dan pecahan gelas. Tanah yang tercemar akan berkurang kesuburannya hingga menurun fungsinya sebagai faktor produksi.

Bahan pencemar ada yang dapat atau mudah diurai atau didegradasi oleh mikroorganisme, misalnya sampah organik. Namun, ada pula yang sulit dihancurkan oleh mikroorganisme pengurai, misalnya plastic (PVC).

Dampak Pencemaran Tanah

Dampak langsung akibat limbah yang dirasakan manusia adalah timbulnya bau yang tidak sedap dan kotor. Dampak yang tidak langsung di antaranya tempat pembuangan limbah dapat menjadi tempat berkembangnya organisme penyebab penyakit seperti pes, kaki gajah, malaria, dan demam berdarah.

Contoh Soal Ujian Pencemaran Lingkungan.

Soal 1. Berdasarkan sejarah peradaban manusia, kelompok masyarakat yang ’menyumbang’ kerusakan lingkungan adalah masyarakat ….

pemburu
industri
petani awal
pemburu lanjut

Soal 2. Suatu zat dikatakan polutan apabila . . . .

keberadaannya di tempat yang tidak tepat
menyebabkan berubahnya keseimbangan ekosistem
kandungannya di bawah batas normal
melindungi lapisan ozon

Soal 3. Pemicu terjadinya eutrofikasi di antaranya . . . .

kandungan pestisida yang tinggi di perairan
penimbunan pupuk di perairan
penebangan hutan
limbah industri di perairan

Soal 4. Efek rumah kaca terjadi karena meningkatnya ….

kelembaban udara
kadar CO₂
suhu lingkungan sekitar
bahan pencemar

Soal 5. Hujan asam dapat terjadi sebagai akibat pembuangan limbah asap dari pabrik maupun kendaraan yang mengandung ….

oksigen
sulfur oksida
karbon dioksida
karbon monoksida

Soal 6. Populasi tanaman enceng gondok yang terlalu berlebihan di Danau Rawa Pening dapat merupakan polutan bagi air karena ….

meningkatkan kadar oksigen dalam air
meningkatkan kadar karbon dioksida dalam air
mengakibatkan air kekurangan cahaya matahari
terjadi eutrofikasi dan akumulasi pupuk maupun pestisida

Soal 7. Salah satu usaha untuk menyelamatkan kerusakan hutan adalah ….

melakukan tebang pilih
mengubah hutan menjadi lahan pertanian
mengubah lahan gambut menjadi lahan pertanian
mengatur jarak tanam dan melakukan reboisasi

...

Daftar Pustaka:

Schlegel, H.G., 1994, “Mikrobiologi Umum”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
Hartanto, L.N., 2004, “Biologi Dasar”, Edisi Ketiga, Penerbit Penebar Swadaya, Yogyakarta.
Starr, Cecie. Taggart, Ralph. Evers, Christine. Starr, Lisa, 2012, “Biologi Kesatuan dan Keragaman Makhluk Hidup”, Edisi 12, Buku 1, Penerbit Salemba Teknika, Jakarta.
Fatehiyah. Arumingtyas, Laras, Estri. Widyarti, Sri. Rahayu, Sri, 2011, “Biologi Molekular, Prinsip Dasar Analisis”, PT Penerbit Erlangga Jakarta.
Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri,1983, “Biologi”, Jilid 1, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri. 1983, “Biologi”, Jilid 2, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.
Ardra.Biz, 2019, “Pencemaran Lingkungan, Contoh Pecemaran Lingkungan, Penyebab Pencemaran Lingkungan, Pencemaran Akibat Aktivitas Alam, Pencemaran Akibat Aktivitas Manusia, Contoh Pencemaran Akibat Aktivitas Alam,
Ardra.Biz, 2019, “Contoh Pencemaran Akibat Aktivitas Manusia, Pencemaran Air, Penyebab Pencemaran Air, Dampak Pencemaran Air, Pencemaran Air Limbah Industri, Pencemaran Air Limbah Rumah Tangga, Contoh Limbah Industri, Contoh Limbah Rumah Tangga, Contoh Pencemaran Limbah Pertanian,
Ardra.Biz, 2019, “Pengertian eutrofikasi, Contoh Eutrofikas, Indikator Pencemarata Lingkungan Air Contoh perubahan fisik lingkungan, Contoh perubahan kimia lingkungan, Conoth perubahan biologis lingkungan. Pengetian Perubahan kimia fisik biologis lingkungan,
Ardra.Biz, 2019, “Contoh Polutan Peningkat Aktivitas Mikroorganisme, Contoh Polutan Barsifat Racun, Contoh Pencemaran Udara, Penyebab pencemaran udara, Dampak Pencermaran Udara, Pengertian Hujan Asam (Acid Rain), Penyebab Hujan Asam (Acid Rain), Penipisan Lapisan Ozon, Penyebab Penipisan Lapisan Ozon, Fungsi Lapisan Ozon,
Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Lapisan Ozon, Penegrtian Efek Rumah Kaca (Green House Effect), Efek Rumah Kaca (Green House Effect), Penyebab Efek Rumah Kaca (Green House Effect), Dampak Efek Rumah Kaca (Green House Effect), Dampak Penipisan Lapisan Ozon,
Ardra.Biz, 2019, “Dampak Hujan Asam (Acid Rain), Atmosfer adalah, Pengertian Pencemaran Tanah, Penyebab Pencemaran Tanah, Polutan Pencemaran Tanah, Contoh Soal Ujian Pencemaran Lingkungan, dampak pencemaran tanah,

Bensin: Pengertian Standar Uji Penentuan Komposisi Bilangan Oktan Reaksi Pembuatan Kegunaan Dampak Kesehatan Lingkungan

Pengertian Bensin – Gasoline: Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang terdiri dari campuran senyawa hidrokarbon yaitu alkana berrantai karbon lurus berupa n-heptana dan alkana ratai bercabang yaitu isooktana.

Fraksi bensin merupakan produk pengolahan minyak bumi dalam jumlah yang sedikit. Namun demikian bensin merupakan salah satu bahan bakar yang paling banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor.

Komponen – Komposisi – Kandungan Bensin

Komponen utama yang terkadung dalam bensin adalah n-heptana dan isooktana.

Rumus Kimia Struktur Isoktana Bensin

Isooktana adalah senyawa hidrokarbon dari kelompok alkana dengan rantai karbon ikatan tunggal tanpa ikatan rangkap. Senyawa isooktana memiliki rumus senyawa C₈H₁₈ atau (CH₃)₃CCH₂CH(CH₃)₂.

Struktur isooktana dibangun oleh rangka karbon bercabang dengan mengikat tiga gugus metil. Rumus struktur isooktana seperti berikut:

Rantai utama (rantai induk) tersusun oleh 5 atom karbon yaitu pentana. Dua gugus metil (CH₃) yang menjadi cabang terikat pada karbon nomor 2 dan satu gugus metil terikat pada karbon nomor 4. Dengan demikian senyawa isooktana memiliki nama IUPAC 2,2,4-trimetil-pentana.

Rumus Struktur n-Heptana Bensin

Senyawa n-heptana adalah senyawa hidrokarbon kelompok alkana yang memiliki rumus molekul C₇H₁₆ atau H₃C(CH₂)₅CH₃.

Struktur n-heptana dibangun oleh rangka karbon lurus tanpa cabang seperti berikut:

Cara Membuat Komponen Senyawa Bensin

Agar dapat memenuhi kebutuhan bahan bakar, maka dilakukan upaya dengan memproduksi bensin dalam skala besar.

Pembuatan senyawa senyawa bensin yang dapat dilakukan adalah dengan proses cracking, reforming, alkilasi dan polimerisasi.

a). Cracking Pembuatan Bensin

Dalam proses cracking, molekul hidrokarbon besar dipecah menjadi molekul hidrokarbon yang lebih kecil sehingga memiliki titik didih lebih rendah dan stabil. Molekul dipecah menjadi molekul – molekul kecil. Ada tiga cara yang digunakan dalam proses cracking ialah thermal cracking, catalyc cracking dan hidrocracking

Bilangan oktan senyawa (cracked gasoline) yang dihasilkan dari proses thermal cracking berkisar 69 – 73.

Contoh Reaksi Perekahan Cracking Pembentukan Senyawa Oktana

C₁₀H₂₂(l) → C₈H₁₈(l) + C₂H₄(g)

Senyawa C₁₀H₂₂ adalah dekana yang yang merupakan senyawa hidrokarbon golongan alkana. Proses cracking memecah senyawa dekana menjadi dua senyawa alkana baru yaitu senyawa oktana yang memiliki rumus C₈H₁₈ dan etana dengan rumus C₂H₄ berfasa gas.

b). Reforming Pembuatan Bensin

Reforming yaitu mengubah struktur molekul rantai lurus menjadi rantai bercabang. Bensin dengan senyawa rantai karbon bercabang memiliki mutu yang lebih baik dibandingkan bensin yang mengandung senyawa rantai karbon lurus dengan bantuan katalis dan pemanasan.

Contoh Reaksi Reforming Pembuatan Senyawa Bensin

Reforming terhadap senyawa n-heptana berrantai karbon lurus akan berubah menjadi 2-metil-heksana yang berantai cabang seperti berikut:

Contoh Reaksi Reforming Pembuatan Senyawa n-Heptana Bensin

Senyawa n-heptana dengan rumus C₇H₁₆ sebelum di-reforming memiliki rantai karbon lurus dengan bilangan oktan 0 (nol). Setelah reforming membentuk struktur rangka karbon bercabang yaitu 2-metil-heksana yang memiliki rumus molekul tetap C₇H₁₆ namun bilangan oktannya naik menjadi 44.

c). Alkilasi atau Polimerisasi Pembuatan Bensin

Alkilasi adalah proses penambahan jumlah atom dalam suatu molekul menjadi molekul yang lebih panjang dan bercabang. Tujuan alkilasi adalah memperoleh produk alkilat dengan angka oktan tinggi.

Proses alkilasi dilakukan dengan bantuan penambahan katalis seperti alumunim klorida dan asam klorida atau menggunakan asam kuat asam sulfat. Komponen bensin yang dihasilkan dari proses alkilasi ini disebut alkilat aviasi yang mempunyai bilangan oktan berkisar 89 – 90.

Contoh Reaksi Alkilasi Pembuatan Bensin

Alkilasi merupakan suatu proses penggabungan dua macam senyawa hidrokarbon secara kimia menjadi alkilat yang memiliki nilai oktan tinggi.

Contoh Reaksi Alkilasi Pembuatan Iso Oktana Bensin

Reaksi alkilasi antara isobutana (golongan isoalkana atau isoparafin) dan isobutilena (golongan isoalkena atau olefin) dengan bantuan katalis akan menghasilkan senyawa isooktana.

Polimerisasi merupakan penggabungan dua molekul atau lebih senyawa untuk membentuk molekul tunggal yang disebut polimer. Bahan dasar utama dalam proses polimerisasi adalah olefin (golongan alkena, hidrokarbon tidak jenuh) yang diperoleh dari proses cracking.

Contoh Reaksi Polimerisasi Pembuatan Bensin

Salah satu senyawa dari bensin adalah heptana yang dapat dibuat dari gabungan dua senyawa alkena yang sama yaitu antara butena dan butena. Reaksinya seperti berikut:

C₄H₈ (g) + C₄H₈(g) → C₈H₁₆(l)

Reaksi polimerisasi antara butana dan propana akan membentuk heptana. Polimer yang dihasilkan disebut polimer gasolin disingkat poligasoline. Tujuan proses ini adalah untuk mendapatkan produk gasoline dengan angka oktan yang tinggi.

Pengertian Bilangan Oktan Bensin

Bilangan oktan didefinisikan sebagai persentase volume iso-oktan dalam bahan bakar standar atau rujukan yang menghasilkan intensitas ketukan yang sama dengan bahan bakar yang diuji.

Bahan bakar rujukan merupakan campuran n-heptana dan iso-oktan. Senyawa n-heptana merupakan senyawa yang diberi bilangan oktan nol, 0 dan iso-oktan diberi bilangan oktan seratus, 100.

Karakteristik utama yang harus dimiliki oleh sebuah bahan bakar minyak adalah sifat pembakarannya. Kualitas Pembakaran yang baik merujuk pada kemampuan bahan bakar dalam mencegah terjadinya ketukan pada mesin. Untuk bahan bakar bensin,

Kualitas pembakaran dinyatakan dengan bilangan oktan. Bilangan oktan atau Octane Number merupakan bilangan yang merepresentasikan ukuran anti ketukan atau antiknocking dari bahan bakar minyak atau bensin.

Tabel Bilangan Oktan Senyawa Hidrokarbon Murni

Beberapa bilangan oktan senyawa hidrokarbon murni ditunjukkan pada table berikut:

Pengertian Road Index

Road index adalah Bilangan oktan yang dimiliki oleh senyawa senyawa hidrokarbon murni seperti yang ditunjukkan dalam table di atas.

Efisiensi bensin yang tinggi diperoleh dari bensin yang memiliki rantai karbon yang bercabang banyak. Sedangkan senyawa bensin yang tersusun dari rantai karbon lurus menghasilkan energi yang kurang efisien,

Kurang efisien artinya banyak energi yang terbuang sebagai panas bukan sebagai kerja mesin, dan hal ini menyebabkan terjadinya knocking atau ketukan pada mesin. Ketukan pada mesin ini menyebabkan mesin menjadi cepat rusak.

Arti Bilangan Oktan Bensin 88 92 98

Bensin dengan bilangan oktan 88 artinya bensin memiliki kualitas yang sama dengan campuran murni antara 88% iso oktana dan 12% n-heptana.

Bilangan oktan 92 artinya bensin memiliki mutu sama dengan campuran murni antara 92% iso oktana dan 8% n-heptana.

Bilangan oktan 98 artinya bensin memil iki mutu sama dengan campuran murni antara 98% isooktana dan 2% n-heptana.

Contoh Soal Perhitungan Dan Pembahasan Di Akhir Artikel

Standar ASTM Uji Menentukan Bilangan Oktan Bensin.

ASTM mendefinisikan bilangan oktan dalam dua besaran yang berbeda yaitu research octane number (RON) dan motor octane number (MON). Kedua bilangan ini diperoleh dari Pengujian yang dilakukan dengan mengacu pada standar pengujian ASTM, American Society for Testing and Materials.

RON ditentukan melalui pengujian yang mengacu pada strandar ASTM D2699, sedangkan MON ditentukan melalui pengujian yang mengacu pada standar ASTM D2700.

Kedua metode pengujian ini, dilakukan pada mesin uji standar yang sama, namun dengan kondisi operasi mesin yang berbeda. Mesin yang digunakan adalah mesin Combustion Fuel Research yaitu CFR F-1/F-2 Combination Engine. Mesin ini dikenal juga sebagai mesin ketukan atau knock engine.

Mesin CFR terdiri dari satu silinder dengan rasio kompresi yang dapat divariasikan. Head mesin bisa dinaikkan atau diturunkan untuk mengubah rasio kompresi sehingga dapat merubah intensitas ketukan. Mesin dilengkapi dengan karburator dengan rasio bahan bakar/udara yang dapat disesuaikan. Alat ini juga dilengkapi dengan peralatan untuk pengukuran ketukan.

Penentuan Bilangan RON – Research Octane Number

RON diukur dalam mesin yang berkerja pada kecepatan rendah yaitu 600 rpm dengan kondisi campuran bahan bakar/udara pada temperatur yang rendah juga yaitu pada 125 Farenheit (51,7 Celcius).

Pengujian pada kecepatan mesin yang rendah yang disertai dengan temperatur bahan bakar/udara yang rendah dilakukan untuk merepresentasikan kinerja bahan bakar saat pemakaian di dalam kota.

Penentuan Bilangan MON – Motor Octane Number

MON diukur dengan menggunakan mesin uji yang bekerja pada kecepatan yang relatif tinggi yaitu 900 rpm dengan campuran bahan bakar/udara pada temperatur yang lebih tinggi dari temperatur pengujian untuk RON.

Pengujian MON dilakukan dengan campuran bahan bakar/udara yang bertemperatur 300 Farenheit (148,9 Celcius).

Pengujian dengan kecepatan mesin yang cepat dengan temperatur campuran bahan bakar/udara yang lebih tinggi dilakukan untuk merepresentasikan kondisi kinerja bahan bakar pada pemakaian kendaraan di jalan tol.

Prinsip Kerja Mesin CFR – Combustion Fuel Research

Mesin CFR ini mengukur bilangan oktan dengan membakar bahan bakar yang secara fisik mengukur ketukan yang terjadi. Dengan membaca intensitas ketukan pada rasio kompresi yang ditetapkan, operator dapat menentukan bilangan oktan sampel bahan bakar.

Karakteristik sampel bensin hasil uji pembakaran kemudian dibandingkan dengan karakteristik pembakaran dari campuran standar isooktana dan n-heptana.

Kadar isooktana yang terkandung dalam campuran standar isooktana dan n-heptana tersebut kemudian digunakan untuk menyatakan nilai bilangan oktan dari bensin yang diuji.

Misal dari hasil uji tersebut, karakteristik sampel bensin sama dengan karakteristik campuran standar isooktana 88 persen dan n-heptana 12 persen. Maka bahan bakar bensin tersebut memiliki bilangan oktan 88.

Ini artinya bensin tersebut memiliki kualitas atau karakteristik yang setara dengan campuran bahan bakar standar yang kandungannya adalah 88 persen iso-oktana dan 12 persen n-heptana. Artinya juga bensin dengan bilangan oktan 88 tidak selalu harus sama dengan 88 persen iso-oktana dan 12 persen n-heptana, yang penting kualitas atau karakteristiknya setara atau sama.

Pengaruh Mutu Bensin Terhadap Bilangan Oktan

Kandungan senyawa heptana pada bensin menyebabkan bensin mudah terbakar sehingga menimbulkan ketukan (knocking) ketika terbakar dalam mesin. Ketukan ini dapat mengakibatkan mesin cepat rusak.

Ketukan (knocking) adalah peristiwa yang timbul ketika bensin terbakar dalam mesin kendaraan, pembakaran ini terjadi terlalu awal sebelum piston berada pada posisi yang tetap dan terdengar suara ketukan (ngelitik).

Agar dapat mengurangi ketukan, maka jumlah oktana dalam bensin harus lebih banyak. Kualitas bensin yang baik ditentukan dari jumlah ketukan yang dihasilkan dan dinyatakan dengan bilangan oktan.

Bilangan oktan adalah ukuran kemampuan bahan bakar yang kita gunakan untuk mengatasi ketukan ketika terbakar dalam mesin. Bilangan oktan menunjukkan jumlah persentase isooktana yang terkandung dalam bensin. Nilai bilangan oktan n-heptana adalah nol (0) sedangkan bilangan oktan isooktana adalah 100.

Cara Meningkatkan Bilangan Oktan Bensin

Untuk merubah bilangan oktan menjadi lebih tinggi, dapat dilakukan dengan menambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4 dan TML (Tetra Methyl Lead) atau MTBE (metil tersier butil eter).

a). Peningkatan Bilangan Oktan Dengan Aditif Tetraetillead (TEL)

Tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4 adalah zat yang sering ditambahkan ke dalak bensin untuk menaikkan bilangan oktan. Penambahan 6 mL TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan antara 15–20 satuan.

Namun demikian TEL dan TML memiliki kelemahan yaitu dapat menimbulkan emisi bahan bakar yang dapat membahayakan kesehatan manusia. Sedangkan MTBE mudah laruh dalam air dan bersifat karsinogenik (zat penyebab penyakit kanker). Jika tercecer ke tanah dapat mencemari air tanah dan membahayakan kesehatan manusia.

b). Peningkatan Bilangan Oktan Dengan Penambahan Etanol

Salah satu senyawa alkohol yang dapat digunakan menaikkan bilangan oktan adalah Etanol yang mempunyai rumus molekul CH₃-CH₂-OH. Campuran bensin dengan etanol (9:1) lazim disebut gasohol.

c).Peningkatan Bilangan Oktan dengan Tersier Butil Alkohol

Senyawa alkohol yang dapat digunakan untuk menaikkan bilagan oktan adalah Tersier-butil alkohol yang mempunyai rumus molekul C₄H₉OH.

d). Peningkatan Bilangan Oktan dengan Tersier Butil Metil Eter MTBE

Tersier-butil metil eter (MTBE = Metil Tersier Butil Eter); mempunyai rumus molekul C₅OH₁₂. Zat aditif ini biasanya digunakan sebagai pengganti TEL, yaitu untuk menghindari adanya timbal yang dapat mencemari udara.

e). Peningkatan Bilangan Oktan Dengan Benzena

Senyawa benzena dapat digunakan untuk meningkatkan bilangan oktan dan mempunyai rumus molekul C₆H₆.

Hubungan Bilangan Oktan Rasio Kompresi Ruang Bakar Mesin

Semakin tinggi bilangan oktan, maka bahan bakar bensin akan menjadi relatif sulit terbakar secara spotan, atau sulit terbakar dengan sendirinya. Istilah pembakaran Spontan merujuk pada keadaan dimana bensin terbakar bukan karena percikan api dari busi, namun terbakar akibat terjadinya perubahan tekanan dan temperatur ketika proses kompresi oleh piston.

Mekanisme-Pergerakan-Piston-Pada-Ruang-Bakar

Kompresi oleh piston menyebabkan volume ruang bakar mengecil, akibatnya tekanan dan temperatur menjadi naik. Kenaikan Tekanan dan temperatur ini dapat menyebabkan bahan bakar bensin terbakar secara spontan.

Jika Bahan Bakar bensin terbakar dengan sendirinya, yaitu sebelum piston mencapai titik mati atas, atau TMA, maka ledakan atau letupan dari Pembakaran ini akan menimbulkan gaya tekan yang berlawanan dengan gerakan piston yang sedang menuju ke TMA (titik mati atas). Peristiwa dan suara yang ditimbulkan disebut dengan istilah knocking. Biasanya pada mesin akan terdengar suara “nglitik”.

Untuk suatu mesin dengan rasio kompresi, atau compression ratio (CR) tertentu, maka bahan bakar bensin yang dapat digunakan harus memiliki bilangan oktan tertentu juga. Secara umum dapat dikatakan bahwa mesin yang memiliki compression ratio tinggi, mensyaratkan bahan bakar bensin yang memiliki bilangan oktan tinggi.

Dampak Pembakaran Bensin Pada Lingkungan

Beberapa dampak yang ditimbulkan akibat pembakaran bensin diantaranya adalah:

a). Dampak Penggunaan Tetra Ethyl Lead (TEL) Pada Bensin Terhadap Lingkungan

TEL mengandung logam berat timbal (Pb) yang terbakar dan akan keluar bersama asap kendaraan bermotor melalui knalpot. Hal ini menyebabkan pencemaran udara.

Senyawa timbal merupakan racun dengan ambang batas kecil, artinya pada konsentrasi kecil pun dapat berakibat fatal.

Dampak Tetra Ethyl Lead (TEL) Pada Kesehatan

Gejala yang diakibatkannya, antara lain: tidak aktifnya pertumbuhan beberapa enzim dalam tubuh, berat badan anak-anak berkurang, perkembangan sistem syaraf lambat, selera makan hilang, cepat lelah, dan iritasi saluran pernapasan.

b). Dampak Gas Karbon Monoksida Dari Pembakaran Tidak Sempurna Hidrokarbon – Bensin

Pembakaran tidak sempurna dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi sebagai berikut:

2 C₈H₁₈ + 17 O₂(g) → 16 CO (g) +18 H₂O (g)

2C₈H₁₈ + 17 O₂(g) → 8 C(s) + 8 CO₂ (g) + 18 H₂O(g)

Reaksi pembakaran yang tidak sempurna akan menghasilkan karbon (arang) yang berupa asap hitam yang mengganggu pernapasan. Gas karbon monoksida CO yang merupakan gas beracun yang tidak berbau, tidak berasap, tetapi dapat mematikan.

Gas CO memiliki kemampuan terikat kuat pada hemoglobin, suatu protein yang mengangkut O₂ dari paru-paru ke seluruh tubuh. Daya ikat hemoglobin terhadap CO dua ratus kali lebih kuat daripada terhadap O₂.

Jadi, jika menghirup udara yang mengandung O₂ dan CO, maka yang akan terikat lebih dulu dengan hemoglobin ialah CO. Jika CO yang terikat terlampau banyak, maka tubuh kita akan kekurangan O₂ yang mempengaruhi proses metabolisme sel.

Pengaruh CO Terhadap Kesehatan

Kadar CO yang diperbolehkan ialah di bawah 100 ppm (0,01%). Udara dengan kadar CO 100 ppm, dapat menyebabkan sakit kepala dan cepat Lelah, sesak napas, daya ingat berkurang, ketajaman penglihatan menurun, dan lelah jantung. Udara dengan kadar CO 750 ppm, dapat menyebabkan kematian.

c). Dampak Gas Karbon Dioksida Pada Lingkungan

Gas CO₂ merupakan gas tak berwarna, tak berbau, mudah larut dalam air, meneruskan sinar matahari gelombang pendek tapi menahan pantulan energi matahari gelombang panjang (sinar inframerah).

Gas CO₂ merupakan hasil pembakaran sempurna bahan bakar minyak bumi. Reaksi Pembakaran Sempurna adalah seperti berikut:

2C₈H₁₈+ 25O₂(g) → 16 CO₂(g) + 18 H₂O (g)

Gas karbon dioksida menyebabkan perubahan komposisi kimia lapisan udara dan mengakibatkan terbentuknya efek rumah kaca (green house effect), yang memberi kontribusi pada peningkatan suhu bumi.

Kandungan CO₂ berlebihnya menyebabkan sinar inframerah dari matahari diserap oleh bumi dan benda-benda di sekitarnya. Kelebihan sinar inframerah ini tidak dapat kembali ke atmosfer karena terhalang oleh lapisan CO₂ yang ada di atmosfer.

Akibatnya suhu di bumi menjadi semakin panas. Hal ini menyebabkan suhu di bumi, baik siang maupun malam hari tidak menunjukkan perbedaan yang berarti atau bahkan dapat dikatakan sama.

Dampak Gas Karbon Dioksida Pada Kesehatan

Jika jumlahnya melebihi ambang batas (lebih dari 330 bpj), maka akan menyebabkan sesak napas dan membentuk “selubung” di atmosfer.

d). Dampak Belerang Bensin – Minyak Bumi Pada Lingkungan

Unsur belerang dalam minyak bumi akan terbakar membentuk belerang dioksida seperti reaksi berikut:

S + O₂ → SO₂

Gas belerang dioksida (SO₂) merupakan oksida asam yang dapat merusak zat hijau daun (klorofil), sehingga akan mengganggu proses fotosintesis pada tumbuhan.

Gas SO₂ dapat bereaksi dengan oksigen di udara membentuk gas SO₃ sesuai dengan persamaan reaksi berikut

2 SO₂(g) + O₂(g) = 2 SO₃(g)

Gas SO₂ juga dapat bereaksi dengan uap air dan membentuk asam sulfit di udara lembap. Reaksi seperti ini

SO₂(g) + H₂O (l) = H₂SO₃(aq)

Air hujan mengandung banyak asam sulfat akan memiliki pH < 5, sehingga air hujan menjadi sangat korosif terhadap logam dan berbahaya bagi kesehatan.

Dampak Belerang Gas Belerang Dioksida Pada Kesehatan

Selain menyebabkan hujan asam, oksida belerang baik SO₂ maupun SO₃ yang terhisap melalui alat pernapasan dan masuk ke paru-paru akan membentuk asam sulfit dan asam sulfat yang sangat membayakan kesehatan pernapasan, khususnya paru-paru.

Pada konsentrasi 0,20 ppm selama 24 jam di udara terbuka dapat menimbulkan gangguan pada sistem pernapasan, seperti penyakit kanker dan bronchitis akut.

e). Dampak Oksida Nitrogen (NO dan NO₂) Pada Lingkungan

Apabila SO₂ bercampur dengan air hujan menyebabkan terjadinya hujan asam bersama-sama dengan NO_x.

NO_x secara umum dapat menumbuhkan sel-sel beracun dalam tubuh mahluk hidup, serta meningkatkan derajat keasaman tanah dan air jika bereaksi dengan SO₂.

Gas nitrogen monoksida memiliki sifat tidak berwarna, yang pada konsentrasi tinggi juga dapat menimbulkan keracunan. Di samping itu, gas oksida nitrogen juga dapat menjadi penyebab hujan asam.

Keberadaan gas nitrogen monoksida di udara disebabkan karena gas nitrogen ikut terbakar bersama dengan oksigen, yang terjadi pada suhu tinggi.

N₂(g) + O₂(g) → 2 NO(g)

Pada saat kontak dengan udara, maka gas NO akan membentuk gas NO₂ dengan reaksi sebagai berikut.

2 NO(g) + O₂(g) = 2 NO₂(g)

Dampak Oksida Nitrogen Pada Kesehatan

Gas NO₂ merupakan gas beracun, berwarna merah cokelat, dan berbau seperti asam nitrat yang sangat menyengat dan merangsang.

Keberadaan gas NO₂ lebih dari 1 ppm dapat menyebabkan terbentuknya zat yang bersifat karsinogen atau penyebab terjadinya kanker. Jika menghirup gas NO₂ dalam kadar 20 ppm akan dapat menyebabkan kematian.

1). Contoh Soal Perhitungan Bilangan Oktan Bensin n-Heptana Isooktana

Tentukan berapa bilangan oktan bensin yang mengandung 5% n-heptana dan 95% isooktana

Diketahui:

n-heptana = 5%

ON_h = bilangan oktan n-heptana = 0

isooktana = 95%

ON_i = bilangan oktan isooktana = 100

ON = octane number = bilangan oktan

Menentukan Bilangan Oktan Bensin n-Heptana Isooktana

Bilangan oktan bensin dapat dinyatakan dengan rumus berikut

ON = (ON_h) (% n-heptana) + (ON_i) (% isoktana)

ON = (0 x 5%) + (100 x 95)

ON = 0 + 95 = 95

Jadi bilangan oktan bensin adalah 95.

2). Contoh Soal Perhitungan Bilangan Oktan Bensin 2-Metil-Heksana Isooktana

Tentukan bilangan oktan bensin yang mengandung 10% 2-metil-heksana dan 90% isooktana

Diketahui

2-metil-heksama = 10%

ON_mh = bil. oktan 2-metil-heksana = 44

isooktana = 90%

ON₁ = bil. oktan isooktana = 100

Cara Menentukan Bilangan Oktana Bensin 2-Metil-Heksana Isooktana

Bilangan oktana bensin yang mengandung 2-Metil-Heksana Isooktana dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

ON = (ON_mh) (% 2-metil-heksana) + (ON_i) (% isoktana)

ON = (44 x 10%) + (100 x 90%)

ON = 4,4 + 90

ON = 94,4 dibulatkan

ON = 94

Jadi, bilangan oktan bensin adalah 94

3). Contoh Soal Perhitungan Menentukan Komposisi Bensin Dari Bilangan Oktan,

Jika bensin yang dibuat dari campuran senyawa n-heptana dan isooktana memiliki bilangan oktan 95. Tentukan komposisi kedua senyawa yang digunakan tersebut.

Diketahui

ON = 95

ON_h = bil.oktan n-heptana = 0

ON_i = bil.oktan isooktana = 100

% n-heptana = ?

% isooktana = ?

Cara Mencari Komposisi Bensin Dari Bilangan Oktan

Komposisi senyawa dari campuran bensin dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

ON = (ON_h) (% n-heptana) + (ON_i) (% isoktana)

95 = (0) x (% n-heptana) + (100) (% isoktana)

95 = 0 + (100) (% isoktana)

% isooktana = 95/100 = 0,95 atau

% isooktana = 95%

% n-hepatana = 100% – 95%

% n-hepatana = 5%

Jadi, bensin merupakan campuran 5% n-heptana dan 95% isooktana.

Bensin: Pengertian Standar Uji Penentuan Komposisi Bilangan Oktan Reaksi Pembuatan Cracking Alkilasi Reformasi Polimerisasi Kegunaan Dampak Kesehatan Lingkungan,
Contoh Reaksi Pembuatan Bensin Cracking Alkilasi Reformasi Polimerisasi, Dampak Bensin Gas Karbon Monoksisda Dioksida Belerang Oksida Nitrogen TEL Pada Kesehatan Lingkungan, Zat Aditif Cara Naikkan Bilangan Oktan TEL Alkohol MTBE Benzena, Contoh Reaksi Pembakaran Sempuran Tidak Sempurna Bensin,

Tag: Efek Rumah Kaca (Green House Effect)

Pencemaran Lingkungan

Bensin: Pengertian Standar Uji Penentuan Komposisi Bilangan Oktan Reaksi Pembuatan Kegunaan Dampak Kesehatan Lingkungan

Bensin: Pengertian Standar Uji Penentuan Komposisi Bilangan Oktan Reaksi Pembuatan Kegunaan Dampak Kesehatan Lingkungan

Hukum Newton 1, 2, 3 : Pengertian Contoh Soal Rumus Perhitungan

Menghitung Biaya Energi Listrik Rumah/Kantor

Pengertian Contoh Perhitungan Hukum Ohm