BENSIN DAN BILANGAN

OKTAN

BENSINSalah satu hasil pengolahan distilasi

bertingkat minyak bumi adalah bensin, yang dihasilkan pada kisaran suhu 70 °C – 140 °C.

Bensin yang dihasilkan dari distilasi bertingkat disebut bensin distilat langsung (straight run gasoline).

 Bensin merupakan fraksi minyak bumi yang paling banyak dikonsumsi untuk bahan bakar kendaraan bermotor.

Nama lain bensin adalah petrol atau gasolin.Jumlah atom C yaitu 5-12 Komponen utama bensin adalah n-heptana

(C7H16) dan isooktana (C8H18)

FUNGSI KANDUNGAN ISOOKTANA PADA BENSIN

1.Isooktana mengurangi ketukan (knocking) pada mesin kendaraan berbilangan oktan tinggi

2.Isooktana meningkatkan efisiensi pembakaran sehingga menghasilkan energi yang lebih besar

Energi yang digunakan untuk menjalankan mesin kendaraan diperoleh dari pembakaran bensin dengan gas oksigen (O2) dari udara.

Bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi energi gerak.

PROSES MENJALANKAN KENDARAAN DENGAN BENSIN

Jumlah fraksi bensin dalam minyak bumi relatif sedikit sehingga untuk memenuhi permintaan konsumen dilakukan proses cracking selain menggunakan metode distilasi.

Proses cracking adalah proses pemutusan hidrokarbon rantai panjang menjadi rantai pendek. Fraksi minyak bumi yang kurang komersial, terutama fraksi yang lebih tinggi dari minyak tanah (kerosin) dipecah menjadi anggota fraksi bensin.

Minyak bumi (minyak mentah) dipanaskan dalam wadah tertentu pada suhu 8000C dengan bantuan katalis silikon atau aluminium sehingga fraksi rantai karbon yang panjang dan kurang komersial akan dipecah menjadi rantai-rantai yang lebih pendek sehingga fraksi bensin akan lebih banyak diperoleh.

CARA MEMPERBANYAK JUMLAH FRAKSI BENSIN

Efisiensi energi yang paling tinggi terjadi pada oksidasi komponen bensin dengan rantai yang mempunyai cabang paling banyak, sedangkan komponen rantai lurus atau sedikit bercabang menghasilkan energi yang kurang efisien (energi banyak terbuang dalam bentuk panas, bukan sebagai kerja).

Karena komponen bensin yang rantai karbonnya lurus menimbulkan ketukan yang lebih keras daripada yang berantai karbon bercabang. Semakin panjang rantai karbon maka semakin cepat pembakaran bensin.

Pembakaran bensin yang terlalu cepat akan mengakibatkan berkurangnya efisiensi energi yang dihasilkan. Efisiensi energi ditandai dengan suara ketukan (knocking) pada mesin kendaraan . ketukan ini mengakibatkan aus pada mesin dan pemborosan bensin sehingga diusahakan untuk meminimalisi ketukan.

EFISIENSI ENERGI YANG DIHASILKAN BENSIN

Komponen bensin yang paling banyak cabangnya adalah iso-oktana, sehingga kualitas bensin ditentukan dengan persentase iso-oktana atau disebut angka/bilangan oktan (nilai oktan). Semakin tinggi bilangan oktan maka semakin tinggi kualitas bensin.

Bensin hasil fraksionasi mempunyai bilangan oktan yang rendah sehingga harus ditambahkan zat aditif untuk meningkatkan bilangan oktan, yaitu zat antiknocking (zat antiketukan).

Penambahan zat aditif bertujuan untuk mengontrol pembakaran bensin agar menghasilkan energi yang maksimum dan suara ketukan yang minimum.

BILANGAN OKTAN• Kualitas bensin ditentukan oleh kandungan isooktana

yang dikenal dengan istilah bilangan oktan.• Bilangan oktan n-heptana = 0 dan bilangan oktan

isooktana= 100.• Jika bensin mengandung 75% isooktana dan 25% n-

heptana, berarti bilangan oktan tersebut adalah 75. (25/100 x 0) + (75/100 x 100) = 75

• Bensin yang baik mempunyai bilangan oktan yang tinggi.

BILANGAN OKTAN BEBERAPA SENYAWA

Hal – hal Yang Mempengaruhi Kebutuhan Nilai Oktan Bensin Kendaraan

Suhu. :Semakin panas udara dan pendingin mesin, meningkatkan kebutuhan oktan.

Ketinggian, :Semakin tinggi ( dari permukaan laut ) menurunkan kebutuhan oktan.

Kelembaban. :Semakin kering udara meningkatkan kebutuhan oktan.

Waktu Pengapian:Jika waktu pengapian meningkat, maka nilai oktan meningkat.

Cara berkendara. :Jika lebih sering akselerasi cepat dan beban yang berat akan meningkatkan

kebutuhan nilai oktan.

MENENTUKAN BILANGAN OKTANBilangan oktan suatu bensin dapat ditentukan

melalui uji pembakaran sampel bensin untuk memperoleh karakteristik pembakarannya.

Karakteristik tersebut kemudian dibandingkan dengan karakteristik pembakaran dari berbagai campuran n-heptana dan isooktana.

Jika ada karakteristik yang sesuai, maka kadar isooktana dalam campuran n-heptana dan isooktana tersebut digunakan untuk menyatakan nilai bilangan oktan dari bensin yang diuji.

KATEGORI OKTANAda dua kategori angka oktan ini, yakni RON (research

octane number) dan MON (motor octane number). RON diperoleh dari simulasi kinerja bahan bakar saat mesin dioperasikan dalam kondisi standar, sementara MON menunjukkan kinerja bahan bakar saat mesin dioperasikan dalam kondisi lebih berat.

Angka oktan MON bisa 10 poin lebih rendah dibandingkan angka oktan RON. Angka oktan yang kita lihat di belakang nama produk bensin di SPBU adalah RON. Pengecualian di pasar Amerika Serikat, angka yang tertera di SPBU adalah nilai rata-rata dari RON dan MON, sehingga lebih rendah dibandingkan oktan yang tertera di negara-negara lain.

MENINGKATKAN BILANGAN OKTAN1. Menambahkan hidrokarbon alisiklik/aromatik ke dalam

campuran akhir fraksi bensin.2. Menambahkan aditif anti ketukan ke dalam bensin untuk

memperlambat pembakaran bensin. 3. Mengubah hidrokarbon rantai lurus dalam fraksi bensin

menjadi hidrokarbon rantai bercabang melalui proses reforming. Cara ini dilakukan pada suhu tinggi (500- 600 0C ) dan tekanan tinggi (25 – 50 atm)

Contohnya mengubah n-oktana menjadi isooktana.

reforming

Makin tinggi angka oktan, makin kuat ia manahan kompresi. Oleh karena itu, makin tinggi perbandingan kompresi mesin, makin tinggi angka oktan bensin yang dibutuhkan.

Untuk mengetahui jenis bensin apa yang dibutuhkan oleh kendaraan, kita bisa melihat spesifikasi mesinnya. Produsen kendaraan umumnya mencantumkan angka rasio kompresinya.

Untuk Kendaraan berkompresi antara 7:1 hingga 9:1,cukup mengkonsumsi bensin premium dengan angka oktan 88. untuk mesin dengan kompresi 9,1:1 sampai 10:1 sebaiknya menggunakan pertamax /bensin sejenis yang memiliki angka oktan 92. Untuk kendaraan dengan mesin berkompresi tinggi dengan perbandingan 10,1:1 ke atas sebaiknya menggunakan pertamax plus dengan kadar oktan 95.

HUBUNGAN BILANGAN OKTAN DENGAN KOMPRESI MESIN

Bagaimana Jika Penggunaan Bahan Bakar Tidak Tepat?

Jika mesin berkompresi tinggi dipaksakan mengonsumsi bensin beroktan rendah atas nama untuk penghematan, itupun akan jauh panggang dari api. Karena selain konsumsi bensin justru lebih boros, mesin akan lebih sering bermasalah akibat ‘kurang vitamin’.

Bahkan pada kondisi-kondisi tertentu, ledakan prematur yang berkesinambungan tadi sanggup menciptakan panas berlebihan di kepala piston yang dapat menyebabkan jebolnya kepala piston.

Sebaliknya, untuk mesin berkompresi rendah juga sebaiknya tidak mengonsumsi bensin beroktan tinggi. Selain harga bensinnya yang lebih mahal dan justru menjadi boros dalam hal biaya, cara ini tidak membuat performa mesin meningkat secara signifikan. Kalaupun ada peningkatan, hal itu tidak lebih akibat dari sugesti yang Anda tumbuhkan.

Berbagai Macam Aditif Peningkat Angka Oktan

Tetra Ethyl Lead (TEL)TEL memiliki rumus molekul Pb(C2H5)4.

Untuk mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang mengandung TEL ditambahkan zat aditif lain yaitu etil bromida (C2H5Br). Penggunaan TEL biasanya dalam bentuk Ethyl Fluid yang terdiri dari 65% TEL, 25% 1, 2-dibromoetana, dan 10% 1, 2-dikloroetana. Unsur halogen (Br dan Cl) adalah unsur yang penting untuk mengubah timbal (Pb) menjadi timbal bromida (PbBr2) yang mudah menguap dan terbuang lewat knalpot.

KEMAMPUAN TEL Dalam Menaikan Bilangan Oktan

Ada beberapa pertimbangan mengapa timbal digunakan sebagai aditif bensin,di antaranya adalah timbal memiliki sensitivitas tinggi dalam meningkatkan angka oktan, di mana setiap tambahan 0.1 gram timbal per 1 liter gasoline mampu menaikkan angka oktan sebesar 1.5 - 2 satuan angka oktan. Di samping itu, timbal merupakan komponen dengan harga relatif murah untuk kebutuhan peningkatan 1satuan angka oktan dibandingkan dengan menggunakan senyawa lainnya.

Pertimbangan lain adalah bahwa pemakaian timbal dapat menekan kebutuhan aromat sehingga proses produksi relatif lebih murah dibandingkan produksi gasoline tanpa timbal. Dampak positif lainnya bahwa adanya timbale dalam gasoline juga bermanfaat dengan kemampuannya memberikan fungsi pelumasan pada dudukan katup dalam proses pembakaran khususnya untuk kendaraan produksi tahun lama.

Adanya fungsi pelumasan ini akan mendorong dudukan katup terlindung dari proses keausan sehingga lebih awet - untuk mobil yang diproduksi tahun lama. Satu hal yang menjadi kegalauan kita, bahwa timbal pada gasoline memiliki dampak negatif terhadap lingkungan hidup termasuk kepada kesehatan manusia.

DAMPAK NEGATIF TELbagi manusia dan makhluk hidup lainnya

Dampak negatif ini adalah bahwa pencemaran timbal dalam udara menurut penelitian merupakan penyebab potensial terhadap peningkatan akurnulasi kandungan timbal dalam darah terutarna pada anak-anak.

Akumulasi timbal dalam darah yang relatif tinggi akan menyebabkan sindroma saluran pencernaan, kesadaran (cognitive effect ),anemia, kerusakan ginjal, hipertensi, neuromuscular dan konsekuensi pathophysiologis serta kerusakan syaraf pusat dan perubahan tingkah laku. Pada kondisi lain, akumulasi timbal dalam darah ini juga menyebabkan gangguan fertilitas, menurunkan jumlah spermatozoa dan meningkatkan spermatozoa abnormal , keguguran janin pada wanita hamil, serta menurunkan tingkat kecerdasan (IQ) pada anak-anak.

Penyerapan timbal secara terus menerus melalui pernafasan dapat berpengaruh pula pada sistem haemopoietic. timbal dalam gasoline merupakan penyebab utama timbulnya penumpukan timbal dalam darah yang nantinya akan dapat menyebabkan timbulnya kanker.

DAMPAK NEGATIF TELbagi mesin kendaraan

Kerugian pemakaian timbal pada mesin kendaraan adalah timbulnya kerak -deposit sisa pembakaran yang menumpuk pada sistem pembuangan maupun pada ruang pembakaran (combustion chamber ). Apabila kerak ini semakin membesar akan berdampak pada menurunkan kinerja mesin, konsumsi bahan bekar semakin meningkat yang pada gilirannya mendorong tingginya biaya operasional dan pemeliharaan kendaraan.

Satu hal yang disayangkan, bahwa meskipun teknologi otomotif akhir-akhir ini telah dikembangkan sehingga seluruh kendaraan keluaran baru menuntut digunakannya bensin tanpa timbal dengan oktan yang tinggi, namun sering terjadi misfueling, yaitu kendaraan yang semestinya menggunakan bensin tanpa timbal tetapi diisi dengan bensin timbal. Kondisi ini merusak fungsi catalyticconverter .

Berdasarkan survei yang dilakukan US - EPA, kasus misfuelingini cukupbanyak terjadi (12% dari seluruh kendaraan yang dilengkapi catalytic converter ). Halioi terjadi karena masih adanya substitusi bahan bakar oktan tinggi dengan hargamurah berupa leaded gasoline (indonesia)

TELClick icon to add picture

SENYAWA OKSIGENATDi Amerika dan beberapa negara-negara Eropa Barat, penggunaan TELsebagai aditif anti ketuk di dalam bensin makin banyak digantikan oleh senyawaorganic beroksigen (oksigenat) seperti alkohol (methanol, etanol, isopropil alkohol)dan eter (Metil Tertier Butil Eter (MTBE), Etil Tertier Butil Eter (ETBE) dan TersierAmil Metil Eter (TAME)).  Oksigenat adalah senyawa organic cair yang dapat dicampur ke dalam bensin untuk menambah angka oktan dan kandungan oksigennya.Selama pembakaran, oksigen tambahan di dalam bensin dapat mengurangi emisikarbon monoksida, CO dan material-material pembentuk ozon atmosferik. Selain itu senyawa oksigenat juga memiliki sifat-sifat pencampuran yang baik dengan bensin.Semua oksigenat mempunyai angka oktan di atas 100 dan berkisar antara 106 RON untuk TBA dan 122 RON untuk methanol.

SENYAWA OKSIGENATPenggunaan alkohol sebagai zat aditif pengganti TEL masih terbatas karena beberapa masalah antara lain tekanan uap dan daya hidroskopisnya yang tinggi. Olehkarena itu senyawa eter lebih banyak digunakan daripada alkohol. Senyawa eter yang telah banyak digunakan adalah MTBE, sedangkan ETBE dan TAME masih terbatas karena teknologi prosesnya masih belum banyak dikembangkan. rumus molekul Senyawa MTBE sebagai berikut: CH3 |CH3 – C – O –CH3 | CH3 

Namun berdasarkan hasil pengamatan dan penelitian dalam satu dasawarsa ini, MTBE juga menimbulkan masalah pencemaran air tanah, sehingga penggunaannya sebagai zat aditif bensin banyak ditinjau lagi..

Penggunaan eter tersebut sebagai zat aditif saat ini agaknya mulai digantikan dengan alternatif aditif yang lain, seperti di Amerika mulai dilakukan pengkajian terhadap penggunaan etanol sebagai pengganti MTBE

MTBE

METANOL Metanol memiliki angka oktan yang tinggi dan mudah

didapat dan penggunaannya sebagai aditif bensin tidak menimbulkan pencemaran udara. Namun perbedaan struktur molekul methanol yang sangat berbeda dari struktur hidrokarbon bensin menimbulkan permasalahan dalam penggunaannya, antara lain kandungan oksigen yang sangat tinggi dan rasio stoikiometri udara per bahan bakar. Nilai bakarnya pun hanya 45% dari bensin.

Metanol merupakan cairan alkohol yang tak berwarna dan bersifat toksik. Pada kadar tertentu (kurang dari 200 ppm) methanol dapat menyebabkan iritasi ringan pada mata, kulit dan selaput lendir dalam tubuh manusia. Efek lain jika keracunan methanol adalah meningkatnya keasaman darah yang dapat mengganggu kesadaran.

METANOL

ETANOL Etanol merupakan zat aditif yang dapat meningkatkan

efisiensi pembakaran bensin. Etanol lebih unggul dibandingkan TEL dan MTBE kerena tidak mencemari udara dengan timbal dan lebih mudah diuraikan mikroorganisme.

Selain itu etanol juga dapat diperoleh dari fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya tersedia dalam jumlah yang cukup melimpah di alam dan dapat dibudidayakan Di negara-negara yangmempunyai kelebihan produksi pertanian etanol dibuat dari fermentasi produk pertanian. Etanol memiliki angka oktan yang hampir sama dengan metanol. Daya toleransi etanol terhadap air lebih baik daripada metanol

Etanol juga bersifat toksik. Di dalam tubuh manusia keberadaan etanoldi proses di dalam hati di mana enzim dehidrogenasi mengubah etanol menjadi asetaldehida. Akumulasi asetaldehida itu dapat mengganggu sistem kesadaran otak manusia. Namun begitu penggunaan etanol sebagai aditif bensin dinilai relatif lebih aman dibanding metanol.

ETANOL

Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT)

Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl (MMT) adalah senyawa organologam yang digunakan sebagai pengganti bahan aditif TEL, dan telahdigunakan selam dua puluh tahun terakhir di Kanada, Amerika Serikat serta beberapa negara Eropa lainnya.

Reid Vapour Pressure (RVP), RVP-nya rendah yaitu 2,43 psi dan penggunaannya dibatasi hingga 18 mg Mn/liter bensin. Indeks pencampuran RVP yang rendah menguntungkan dalam proses pencampuran bensin karena mengurangi tekanan uap bahan bakar RVP sehingga emisi uap selama operasi dan penggunaan bahan bakar pada kendaraan bermotor berkurang. Penggunaan MMT hingga 18 mg Mn/liter bensin dapat meningkatkan angka oktan bensin sebesar 2 poin.

Namun masih kurang menguntungkan jika dibandingkan dengan peningkatan angka oktan yang lebih tinggi yang dihasilkan senyawa oksigenat. Dalam penerapannya MMT memiliki tingkat toksisitas yang lebih rendah daripada TEL.

MMT

NAFTALENA

Naftalena adalah salah satu komponen yang termasuk benzena aromatik hidrokarbon, tetapi tidak termasuk polisiklik. Naftalena memiliki kemiripan sifat yangmemungkinkannya menjadi aditif bensin untuk meningkatkan angka oktan.

 Sifat-sifat tersebut antara lain: sifat pembakaran yang baik, mudah menguap sehingga tidak meninggalkan getah padat pada bagian-bagian mesin.Penggunaan Naftalena sebagai aditif memang belum terkenal karena masih dalam tahap penelitian.

Sampai saat ini memang belum diketahui akibat buruk penggunaan naftalena terhadap lingkungan dan kesehatan, namun ia relatif aman untuk digunakan

NAFTALENA

Dampak Dari Pembakaran BensinZat pencemar

sumber dampak

CO2 Pembakaran bahan bakar Pemanasan global, efek rumah kaca

CO Pembakaran tidak sempurna Bersifat racun dan dapat menyebabkan kematian jika CO di udara mencapai 0,1%

NO3 (NO, NO2)

Pembakaran bahan bakar pada suhu tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi

Hujan asam dan smog fotokimia

Pb Penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbalTimbal bersifat racun

Timbal bersifat racun

Langkah-langkah Mengatasi Dampak Dari Pembakaran Bensin1. Produksi bensin ramah lingkungan, seperti

tanpa aditif Pb. 2. Penggunaan EFI (Elektronic Fuel Injection)

pada system bahan bakar. 3. Penggunaan converter katalik pada system

buangan kendaraan. 4. Penghijauan atau pembuatan taman dalam

kota. 5. Penggunaan bahan bakar alternatif yang

dapat diperbarui dan yang lebih ramah lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell).

TERIMA KASIHBY: Gita Amelia Fatmawati

Abdel Jawad ShodiqAviananda Dwi JM.Putra SafageIqbal Tawwakal