Hidrokarbon dan Minyak Bumi

A.        HIDROKARBON

Senyawa hidrokarbon merupakan senyawa karbon yang paling sederhana. Hidrokarbon yaitu senyawa karbon yang tersusun dari atom karbon dan hidrogen. Hidrokarbon yang paling sederhana adalah metana, yang terdiri dari satu atom karbon dan empat atom hidrogen (CH₄).

Sampai saat ini telah dikenal lebih dari 2 juta senyawa hidrokarbon. Untuk mempermudah mempelajari senyawa hidrokarbon yang begitu banyak, para ahli mengolongkan hidrokarbon berdasarkan susunan atom-atom karbon dalam molekulnya.

Berdasarkan susunan atom karbon dalam molekulnya, senyawa karbon terbagi dalam 2 golongan besar, yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik.

  1.  Senyawa hidrokarbon alifatik (alifatis) adalah senyawa karbon yang rantai C nya terbuka dan rantai C itu memungkinkan bercabang.

Berdasarkan ikatan yang terdapat pada rantai karbonnya, senyawa hidrokarbon alifatik dibedakan menjadi :

a)      Hidrokarbon jenuh, yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan pada rantai karbonnya semua berikatan tunggal. Hidrokarbon ini disebut sebagai alkana.

·         Rumus Umum Alkana

Senyawa alkana mempunyai rumus : C_nH_2n + 2

Dari rumus umum di atas jika diketahui jumlah atom karbon maka jumlah H dapat ditentukan demikian pula sebaliknya. Nama-nama beberapa alkana tidak bercabang yang sering disebut sebagai deret homolog dapat dilihat pada tabel berikut:

Nama	Rumus molekul	Nama	Rumus molekul
metana	CH4	heksadekana	C16H34
Etana	C2H6	heptadekana	C17H36
propana	C3H8	oktadekana	C18H38
butana	C4H8	nonadekana	C19H40
pentana	C5H12	eikosana	C20H42
heksana	C6H14	heneikosana	C21H44
heptana	C7H16	dokosana	C22H46
oktana	C8H18	trikosa	C23H48
nonana	C9H20	tetrakosana	C24H50
dekana	C10H22	pentakosana	C25H52
undekana	C11H24	keksakosana	C26H54
dodekana	C12H26	heptakosana	C27H56
tridekana	C13H26	oktaoksana	C28H58
tetradekana	C14H30	nonakosana	C29H60
pentadekana	C15H32	trikontana	C30H62

b)      Hidrokarbon tak jenuh, yaitu hidrokarbon yang pada rantai karbonnya terdapat ikatan rangkap dua dan tiga. Hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap dua (C = C) disebut dengan alkena dan hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap tiga disebut alkuna.

·         Rumus Umum Alkena

Alkena ternyata mengikat lebih sedikit dua atom hidrogen dibandingkan alkana.

Karena rumus umum alkana C_nH_2n + 2, maka rumus umum alkena adalah : C_nH_2n

·         Rumus Umum Alkuna

Rumus umum alkuna adalah: C_nH_2n – 2

  2.    Senyawa hidrokarbon siklik (siklis) adalah senyawa karbon yang rantai C nya melingkar dan lingkaran itu mungkin juga mengikat rantai samping. Golongan ini terbagi lagi menjadi :

a)      Senyawa alisiklik yaitu hidrokarbon yang hanya mempunyai iktan tunggal dan membentuk rantai tertutup.

b)      Senyawa aromatik yaitu hidrokarbon siklik yang membentuk rantai tertututp yaitu terdiri dari 6 atom C yang membentuk rantai benzena.

Senyawa berbobot molekul rendah berwujud gas dan cair, dan zat yang berbobot molekul tinggi berwujud padat. Alkana merupakan zat nonpolar, zat yang tak larut dalam air dengan kerapatan zat cair kurang dari 1,0 g/ml. Selain alkana juga ada alkena yaitu hidrokarbon yang memiliki satu atau lebih ikatan rangkap dua karbon–karbon. Senyawa ini dikatakan tidak jenuh karena tidak mempunyai jumlah maksimum atom yang sebetulnya dapat ditampung oleh setiap karbon (Pettruci, 1987).

Hidrokarbon alifatik berasal dari minyak bumi sedangkan hidrokarbon aromatik dari batu bara. Semua hidrokarbon, alifatik dan aromatik mempunyai tiga sifat umum, yaitu tidak larut dalam air, lebih ringan dibanding air dan terbakar di udara (Wilbraham, 1992)

B.    MINYAK BUMI

Komposisi Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan campuran dari berbagai senyawa. Penyusun utama minyak bumi adalah hidrokarbon, terutama alkana, sikloalkana, dan senyawa aromatis. Komponen penyusun minyak bumi, yaitu :

Jenis senyawa	Jumlah (persentase)	contoh
Hidrokarbon	90 – 99%	Alkana, sikloalkana, dan aromatis
Senyawa belerang	0,1 – 7%	Tioalkana (R-S-R) Alkanatiol (R-S-H)
Senyawa nitrogen	0,01 – 0,9%	Pirol (C4H5N)
Senyawa oksigen	0,01 – 0,4%	Asam karboksilat (RCOOH)
Organo logam	Sangat kecil	Senyawa logam nikel

Proses Terjadinya Minyak Bumi

       Salah satu teori terjadinya minyak bumi adalah teori “dupleks”. Menurut teori ini, minyak bumi terbentuk dari jasad renik yang berasal dari hewan dan tumbuhan yang telah mati. Jasad renik tersebut terbawa air sungai bersama lumpur dan mengendap di dasar laut. Akibat pengaruh waktu yang mencapai ribuan bahkan jutaan tahun, temperatur tinggi, dan tekanan oleh lapisan di atasnya, jasad renik berubah  menjadi bintik-bintik dan gelembung minyak atau gas.

   Lumpur yang bercampur dengan jasad renik tersebut kemudian berubah menjadi batuan sedimenyang berpori, sedangkan bintik minyak dan gas bergerak ke tempat yang tekanannya rendah dan terakumulasi pada daerah perangkat yang merupakan batuan kedap. Pada daerah perangkap tersebut, gas alam, minyak, dan air terakumulasi sebagai deposit minyak bumi. Minyak bumi terbentuk melalui proses yang sangat lama. Oleh karena itu, minyak bumi dikelompokkan sebagai sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui.          

Pengolahan Minyak Bumi

Pengolahan minyak bumi dilakukan pada kilang minyak melalui dua tahap, yaitu:

a)      pengolahan tahap pertama (primary processing) dilakukan dengan cara destilasi bertingkat

b)      pengolahan tahap kedua (secondary processing) dilakukan dengan berbagai cara.

Berikut video proses terbentuk dan pengolahan minyak bumi

  Bensin

       Hasil pengolahan minyak bumi umumnya dimanfaatkan sebagai bahan bakar. Bensin merupakan salah satu bahan bakar hasil pengolahan minyak bumi yang penting. Bensin merupakan campuran dari berbagai macam senyawa hidrokarbon. Ada berbagai jenis bensin seperti premium, pertalite, pertamax dan pertamax plus. Jenis bensin tersebut mempunyai mutu yang berbeda.

      Mutu bensin ditentukan oleh efektifitas pembakarannya  di dalam mesin. Angka yang digunakan untuk menunjukkan mutu bensin disebut angka oktan atau bilangan oktan. Semakin tinggi angka oktan bensin maka semakin baik mutu bensin tersebut. pada umumnya, bensin yang dihasilkan dari proses penyulingan tahap pertama mempunyai angka oktan antara 70 – 80.

Angka oktan beberapa bahan bakar

senyawa	Angka oktan	senyawa	Angka oktan
n-heptana	0	metilsikloheksana	104
2-metilheksana	41	benzene	108
3-metilheksana	56	metilbenzena	124
2,2-dimetilpentana	89	1-heptena	68
2,3-dimetilpentana	87	5-metil-1-heksena	96
2,4-dimetilpentana	77	2-metil-2-heksena	129
3,3-dimetilpentana	95	2,4-dimetil-1-pentena	142
3-etilpentana	64	4,4-dimetil-1-pentena	144
2,2,3-trimetilbutana	113	2,3-dimetil-2-pentena	165
n-heksana	26	2,4-dimetil-2-pentena	135
sikloheksana	77	2,2,3-trimetil-1-butena	145

Dampak Pembakaran Bahan Bakar

      Pembakaran bahan bakar minyak akan menghasilkan gas-gas sisa pembakaran. Kandungan utama bahan bakar minyak adalah hidrokarbon, serta sedikit senyawa belerang, nitrogen, dan oksigen. Pembakaran sempurna hidrokarbon dalam dalam minyak bumi menghasilkan karbon dioksida dan uap air. Sementara itu, pembakaran tidak sempurna akan menghasilkan partikel padat yang dikenal dengan asap dan berisi butiran-butiran halus dari karbon (jelaga), karbon monoksida, karbon dioksida, dan uap air.

  Pembakaran yang berlangsung sempurna atau tidak dapat ditentukan oleh perbandingan jumlah(volume) bensin ( C₈H₁₈) dengan volume gas oksigen (O₂). Semakin terbatas jumlah oksigen, semakin tidak sempurna pembakaran yang terjadi dan semakin banyak jelaga (C) yang dihasilkan. Beberapa dampak pembakaran bahan bakar :

·   Gas karbon dioksida ( CO₂) merupakan gas rumah kaca yang dapat menyebabkan terjadinya pemanasan global.

·         Gas karbon monoksida (CO) adalah gas beracun yang tidak berbau dan tidak berasa . di dalam tubuh, gas karbon monoksida akan berikatan dengan hemoglobin sehingga dapat mengganggu fungsi hemoglobin dalam mengikat oksigen. Akibatnya, pada kadar tertentu dapat menyebabkan kematian.

·     Jelaga merupakan serbuk halus dari karbon (C ) yang jika terhirup dapat merusak alat pernapasan.

·      Gas oksida nitrogen dalam kadar tinggi dapat menyebabkan iritasi pada mata sehingga menyebabkan mata perih dan merah. Selain itu juga dapat menyebabkan terjadinya efek rumah kaca yang berdampak pada pemanasan global.