Bensin Sebagai Bahan Bakar

Materi: minyak bumi dan gas alam
Fraksi minyak bumi yang paling banyak digunakan ialah bensin. Komponen utama bensin yaitu $n$-heptana dan isooktana. Pada artikel ini kita akan membahas materi Bensin Sebagai Bahan Bakar. Bensin yang komponen terbanyaknya hidrokarbon rantai bercabang, energi hasil pembakarannya lebih besar dibandingkan dengan bensin yang komponen terbanyaknya rantai lurus. Dengan demikian bensin dari hidrokarbon rantai lurus kurang efisien untuk menggerakkan mesin kendaraan. Kurangnya efisiensi ini ditandai dengan suara ketukan (knocking) pada mesin kendaraan. Dengan demikian, sebaiknya menggunakan bensin yang komponennya senyawa hidrokarbon bercabang. Komponen bensin yang paling banyak cabangnya adalah 2,2,4-trimetilpentana atau isooktana dengan rumus:

Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang paling komersial, paling banyak diproduksi, dan paling banyak digunakan, sebab berfungsi sebagai bahan bakar kendaraan bermotor yang menjadi alat transportasi manusia sehari-hari. Bensin yang dijual di pasaran merupakan campuran isooktana dengan alkanaalkana lainnya, seperti heptana dan oktana.

Persentase isooktana dalam suatu bensin disebut angka oktana (bilangan oktana). Misalnya campuran yang mengandung 20% $n$-heptana dan 80% isooktana, mempunyai bilangan oktan 80. Mutu atau kualitas bensin ditentukan oleh besarnya bilangan oktan.

Makin tinggi harga bilangan oktan suatu bensin, berarti bensin tersebut makin bagus atau makin efisien dalam menghasilkan energi. Bensin premium mutunya lebih rendah dibandingkan petramax. Bensin premium memiliki bilangan oktan antara 80 - 84 sedangkan petramax mempunyai bilangan oktan 92 - 94. Selain itu, di pasaran dikenal pula petramax plus yang memiliki bilangan oktan 98.

Bila bilangan oktan bensin rendah, pada mesin kendaraan akan timbul suara ketukan (knocking) sehingga mesin mudah panas dan rusak. Untuk meningkatkan bilangan oktan pada bensin ditambahkan TEL (Tetra Etyl Lead) dengan rumus kimia Pb(C$_2$H$_5$)$_4$. TEL dikenal sebagai anti knocking. Penggunaan TEL ini ternyata menimbulkan masalah yaitu timbulnya pencemaran udara oleh partikulat Pb. Agar PbO hasil pembakaran tidak mengendap dalam mesin dan keluar melalui knalpot, maka ditambahkan lagi senyawa 1,2-dibromoetana, sehingga yang keluar dari hasil pembakaran adalah PbBr$_2$ yang mudah menguap. Fraksi bensin dalam minyak bumi sebetulnya relatif sedikit jumlahnya. Oleh karena itu, bensin banyak diperoleh dari hasil cracking minyak bumi, yaitu pemutusan hidrokarbon yang rantainya panjang menjadi rantai yang lebih pendek.

Dampak pembakaran bahan bakar bensin:

a. Penggunaan TEL

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. 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. Pembakaran tidak sempurna hidrokarbon

Pembakaran tidak sempurna dengan reaksi sebagai berikut:

Menghasilkan:

1. karbon (arang) yang berupa asap hitam yang mengganggu pernapasan.
2. gas karbonmonoksida yang merupakan gas beracun yang tidak berbau, tidak berasap, tetapi dapat mematikan. Gas CO memiliki kemampuan terikat kuat pada hemoglobin, suatu protein yang mengangkut O$_2$ dari paru-paru ke seluruh tubuh. Daya ikat hemoglobin terhadap CO dua ratus kali lebih kuat daripada terhadap O$_2$. Jadi, jika kita menghirup udara yang mengandung O$_2$ dan CO, maka yang akan terikat lebih dulu dengan hemoglobin ialah CO. Jika CO yang terikat terlampau banyak, maka tubuh kita akan kekurangan O$_2$ yang mempengaruhi proses metabolisme sel. Kadar CO yang diperbolehkan ialah di bawah 100 ppm (0,01%). Udara dengan kadar CO 100 ppm, dapat menyebabkan sakit kepala dan cepat lelah. Udara dengan kadar CO 750 ppm, dapat menyebabkan kematian.
3. gas karbondioksida menyebabkan perubahan komposisi kimia lapisan udara dan mengakibatkan terbentuknya efek rumah kaca (treibhouse effect), yang memberi kontribusi pada peningkatan suhu bumi.

c. Adanya belerang dalam minyak bumi

Adanya belerang dalam minyak bumi, akan terbakar menghasilkan belerang dioksida.
$S + O_2 \rightarrow SO_2$
Gas belerang dioksida (SO$_2$) merupakan oksida asam yang dapat merusak zat hijau daun (klorofil), sehingga mengganggu proses fotosintesis pada pohon. Apabila SO$_2$ bercampur dengan air hujan menyebabkan terjadinya hujan asam bersama-sama dengan NO$_x$. NO$_x$ sendiri secara umum dapat menumbuhkan sel-sel beracun dalam tubuh mahluk hidup, serta meningkatkan derajat keasaman tanah dan air jika bereaksi dengan SO$_2$.

Demikian pembahasan materi Bensin Sebagai Bahan Bakar dan contoh-contohnya.