LKS
LKS
Kimia Minyak Bumi
Lembar Kerja Sisaw Materi Minyak Bumi untuk SMA SMA
TUJUAN KEGIATAN : 1. 2. 3. 4.
Menjel Menjelask askan an teknik teknik pemisah pemisahan an fraksi-f fraksi-fraks raksii minyak minyak bumi Menyeb Menyebutk utkan an fraksi-fr fraksi-fraksi aksi minya minyak k bumi Menyebutkan Menyebutkan manfaat fraksi-fraksi fraksi-fraksi minyak minyak bumi bumi Menjelaskan Menjelaskan komposi komposisi si suatu bensin berdasark berdasarkan an bilangan bilangan oktannya 5. Menjelaskan Menjelaskan cara menaikk menaikkan an bilangan bilangan oktan oktan suatu suatu bensin
XI Minyak Bumi
Ganjil 1
LKS
Kimia Minyak Bumi
BACAAN A. Fraksi-fraksi Minyak Bumi Minyak mentah (crude oil ) yang diperoleh dari hasil pengeboran minyak bumi belum dapat digunakan atau dimanfaatkan untuk berbagai keperluan secara langsung. Hal itu karena minyak bumi masih merupakan campuran dari berbagai senyawa hidrokarbon, khususnya komponen utama hidrokarbon alifatik dari rantai C yang sederhana/pendek sampai ke rantai C yang banyak/panjang, dan senyawa-senyawa yang bukan hidrokarbon. Untuk menghilangkan senyawa-senyawa yang bukan hidrokarbon, maka pada minyak mentah ditambahkan asam dan basa. Minyak mentah yang berupa cairan pada suhu dan tekanan atmosfer biasa, memiliki titik didih persenyawan-persenyawaan hidrokarbon yang berkisar dari suhu yang sangat rendah sampai suhu yang sangat tinggi. Dalam hal ini, titik didih hidrokarbon (alkana) meningkat dengan bertambahnya jumlah atom C dalam molekulnya. Dengan memperhatikan perbedaan titik didih dari komponen-komponen minyak bumi, maka dilakukanlah pemisahan minyak mentah menjadi sejumlah fraksi-fraksi melalui proses distilasi bertingkat . Destilasi bertingkat adalah proses distilasi (penyulingan) dengan menggunakan tahap-tahap/fraksi-fraksi pendinginan sesuai trayek titik didih campuran yang diinginkan, sehingga proses pengembunan terjadi pada beberapa tahap/beberapa fraksi tadi. Cara seperti ini disebut fraksionasi. B. Mutu Bensin
Kualitas bensin ditentukan berdasarkan bilangan oktan, yaitu angka yang menunjukkan persentase isooktana dalam bensin. Bilangan oktan 100 berarti bensin tersebut setara dengan isooktana murni dalam hal sifat pembakaran. Sedangkan bilangan oktan 0 berarti bensin tersebut setara dengan n-heptana murni. Bilangan oktan 75 berarti bensin tersebut terdiri dari 75% isooktana dan 25% n-heptana. Semakin tinggi bilangan oktan, semakin baik kualitas bensin tersebut. Bensin premium memiliki bilangan oktan 85, dan bensin super memiliki bilangan oktan 98. Dimungkinkan diperoleh bilangan oktan lebih dari 100 karena beberapa senyawa memiliki karakteristik bakar lebih baik daripada isooktana. Penambahan zat aditif ke dalam bensin bertujuan untuk mengurangi ketukan dan meningkatkan bilangan oktan. Beberapa zat aditif yang biasa digunakan dan memiliki bilangan oktan lebih dari 100 yaitu benzena, t-butilalkohol [(CH3)3COH], dan t-butil metil eter [(CH3)3COCH3]. Terkadang digunakan juga campuran zat aditif dalam bensin bertimbal yaitu etilfluid: 65% tetraetil timbal [(CH3CH2)4Pb], 25% 1,2-dibromoetana (BrCH 2CH2Br), dan 10% 1,2-dikloroetana (ClCH 2CH2Cl). Senyawa-senyawa hidrokarbon yang telah terhalogenasi tersebut bermanfaat untuk mengubah timbal yang dihasilkan pada pembakaran bensin menjadi timbal (II) bromida (PbBr 2) yang mudah menguap agar mudah dibuang bersama gas buang lainnya. (Arifatun, 2009)
Minyak Bumi
2
LKS
Kimia Minyak Bumi
Kegiatan
Anda tentu sering melihat kegiatan seperti yang ditunjukkan pada gambar. Gambar tersebut menunjukkan proses pengisian bahan bakar kendaraan bermotor di stasiun pengisian bahan bakar. Kendaraan bermotor biasanya
menggunakan
bahan
bakar
minyak
untuk
mengoperasikan
kendaraannya. Ada yang menggunakan premium, pertamax, pertamax plus, dan solar. Jenis-jenis bahan bakar minyak tersebut berasal dari sumber yang sama, yaitu minyak bumi. Selain dijadikan bahan bakar, minyak bumi juga dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan serat sintetis. Minyak hasil penambangan masih berupa minyak mentah atau yang biasa disebut dengan crude oil, berbentuk cairan kental hitam dan berbau kurang sedap, yang selain mengandung kotoran, juga mengandung mineralmineral yang larut dalam air. Minyak ini belum dapat digunakan untuk
bahan bakar atau berbagai keperluan lainnya, tetapi harus melalui pengolahan terlebih dahulu.
Minyak Bumi
3
LKS
Kimia Minyak Bumi
Menurut kalian masalah apa yang muncul dari fenomena di atas ? rumuskan masalah tersebut dalam bentuk pertanyaan !.
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Perkirakan jawaban dari pertanyaan-pertanyaan yang telah kalian dibuat! ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................
Cari
beberapa
menjawab
sumber
untuk
pertanyaan-pertanyaan
yang telah kalian buat diatas!
Minyak Bumi
4
LKS
Kimia Minyak Bumi
Cermati gambar di
C1-C4
Gas
<40 °C
20°-70 °C
70°-160 °C
C5-C8
Gasolin/Bensin C7-C12
Nafta 160°-250 °C
Minyak Mentah
C11-C16
Kerosin/ Minyak tanah
C14-C18
Minyak Diesel 250°-350 °C
C 15-C 24
Pelumas 300°-370 °C
C 25 keatas
Residu
> 370 °C
Minyak Bumi
5
LKS
Kimia Minyak Bumi
Dari hasil pengamatan yang telah kamu lakukan jawablah pertanyaan dibawah ini. 1.
Apa yang dimaksud dengan destilasi ? Jawab:
2.
Jelaska prinsip dasar destilasi bertingkat ? Jawab :
3.
Mengapa fraksi-fraksi minyak bumi dalam minyak mentah dapat terpisah set elah dimasukkan dalam kolom fraksinasi? Jawab :
4.
Lengkapi tabel di bawah ini ! Fraksi
Jumlah Atom C
Titik didih
Kegunaan
Gas Gasolin/Bensin Nafta Kerosin/ minyak tanah Minyak diesel Pelumas Residu
Minyak Bumi
6
LKS
Kimia Minyak Bumi
Apakah hasil penelusuran yang telah dilakukan sesuai dengan hipotesis yang kamu buat, jelaskan !
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Apa yang dapat kamu simpulkan dari hasil kegiatan diatas?. Tuliskan kesimpulanmu dibawah ini! ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ...................................................................................................
Minyak Bumi
7
LKS
Kimia Minyak Bumi
Alat
1. 2. 3. 4. 5.
Bouble boiler Kompor Sendok takar Hand mixer Kaleng atau pot krim untuk hasil pembuatan pomade
Bahan
1. 2. 3. 4. 5.
Lilin/wax Minyak esensial Minyak aroma Petroleum jelly Pewarna lilin
Cara Pembuatan 1. Siapkan Double Boiler dan panaskan di atas kompor 2. masukkan lilin ke dalam double boiler hingga mencair/meleleh 3. Jika memang menginginkan pewarna lilin (masukkan dulu pewarna sebelum bahan yang lain) supaya menghasilkan pencampuran warna yang optimal pada lilin. (jika tidak perlu pewarna dapat dilewati) 4. masukkan petroleum jelly (kuantitas sesuai dengan kreatifitas uji coba yang dikehendaki) 5. kemudian masukkan minyak esensial dan minyak aroma yang diinginkan untuk mendapatkan hasil akhir pomade yang memiliki tingkat kekerasan dan aroma yang telah direncanakan. 6. aduk beberapa menit sampai merata dengan hand mixer sampai merata semua campuran komposisi 7. setelah dirasa tercampur semuanya dan merata, bisa dipindahkan ke pot krim/kaleng atau mesia apapun yang sekiranya dirasa pas sebagai tempat pendinginan hasil pembuatan pomade tersebut 8. tunggu beberapa waktu sampai pomade membeku dengan sendirinya
Tugas !! 1. Buatlah laporan sementara yang meliputi : judul, alat dan bahan, cara kerja, hasil produk, manfaat produk, nama produk. 2. Buatlah power point untuk mempresentasikan hasil produk
Minyak Bumi
8
LKS
Kimia Minyak Bumi
Kegiatan 2
Kalian tentunya pernah mengunjungi tempat seperti gambar di atas. Pastinya kalian sudah mengetahui bahwa tempat tersebut adalah tempat mengisi bahan bakar kendaraan bermotor. Tapi pernahkah kalian memperhatikan tugu yang ada di depan SPBU tersebut. Pada tugu itu terdapat tulisan beberapa produk yang dijual di SPBU, seperti solar, premium, bio pertamax dan pertamax plus. Sebenarnya premium, bio pertamax dan pertamax plus masih tergolong satu jenis yaitu jenis bensin (gasolin). Coba kalian perhatikan lagi dengan teliti, dibelakang produk bio pertamax terdapat tulisan angka terdapat angka
“95”.
“92” dan
pada produk pertamax plus
Selain itu, jenis kendaraan yang menggunakan bahan bakar
premium berbeda dengan kendaraan yang menggunakan bio pertamax dan pertamax plus.
Minyak Bumi
9
LKS
Kimia Minyak Bumi
Menurut kalian masalah apa yang muncul dari fenomena diatas ? rumuskan masalah tersebut dalam bentuk pertanyaan !.
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Perkirakan jawaban dari pertanyaan-pertanyaan yang telah kalian dibuat! ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... .....................................................................................
Cari
beberapa
menjawab
sumber
untuk
pertanyaan-pertanyaan
yang telah kalian buat diatas!
Minyak Bumi
10
LKS
Kimia Minyak Bumi
Dari hasil penelusuran yang telah kamu lakukan jawablah pertanyaan dibawah ini. 1. Apa arti angka “92” dan “95” pada kedua produk pertamax pada fenomena di atas ? Jawab:
2.
Dari ketiga produk bensin (Premium, bio pertamax dan pertamax plus) menurut kalian manakah yang kualitasnya paling bagus ? Jawab :
3.
Apa yang dimaksud dengan bilangan oktan ? Jawab :
4.
Bilangan oktan suatu bensin adalah 85, tentukan persentase isooktana dan n-heptana dari bensin tersebut !
Jawab:
Minyak Bumi
11
LKS
5.
Kimia Minyak Bumi
Bagaimana cara meningkatkan mutu (bilangan oktan) suatu bensin ?
Jawab:
6.
Jelaskan dampak negatif yang dapat ditimbulkan dari penggunaan zat aditif yang ditambahkan pada bensin! dan berikan solusi permasalahannya! Perhatikan gambar!
Jawab:
7.
Apa yang dimaksud dengan zat aditif, dan berikan contohnya! Jawab:
Minyak Bumi
12
LKS
Kimia Minyak Bumi
Apakah hasil penelusuran yang telah dilakukan sesuai dengan hipotesis yang kamu buat, jelaskan !
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Apa yang bisa kamu simpulkan dari hasil kegiatan di atas? . Tuliskan kesimpulanmu dibawah ini! ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ................................................................................................... ...................................................................................................
Minyak Bumi
13
LKS
Kimia Minyak Bumi MARI MELAKUKAN PERCOBAAN Mengidentifikasi Bensin Murni dan Campuran
A. Tujuan Percobaan 1. Siswa dapat menguji sifat/tampilan fisik antara bensin murni dan bensin campuran berdasarkan perbedaan massa jenisnya. 2. Siswa dapat menentukan bilangan oktan suatu bensin
B. Alat dan Bahan No 1. 2. 3. 4. 5.
Alat Tabung reaksi Gelas kimia Pipet tetes Gelas ukur
Banyaknya 3 buah 1 buah 5 buah 5 buah
Bahan Premium Air/ akuades Solar Air sabun Pertamax
Banyaknya 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL 10 mL
C. Landasan Teori
D. Cara Kerja (Gambar)
Minyak Bumi
14
LKS
Kimia Minyak Bumi
E. Hasil Pengamatan No
Perlakuan
1
Tampilan fisik a. Premium b. Pertamax c. Solar d. Aquades/air e. Air Sabun
2
Campuran pada tabung B : Premium dicampur air/akuades
3
Campuran pada tabung C : Premium dicampur pertamax
4
Campuran pada tabung D : Premium dicampur solar
5
Campuran pada tabung E : Pertamax dicampur solar
6
Campuran pada tabung B (premium dicampur air/akuades) dengan air sabun dikocok, lalu didiamkan beberapa menit
7
Campuran pada tabung C (premium dicampur pertamax ) dengan air sabun dikocok, lalu didiamkan beberapa menit
8
Campuran pada tabung D (premium dicampur solar) dengan air sabun dikocok, lalu didiamkan beberapa menit
9
Campuran pada tabung E (pertamax dicampur solar) dengan air sabun dikocok, lalu didiamkan beberapa menit
Minyak Bumi
Hasil Pengamatan
15
LKS
Kimia Minyak Bumi
F. Pembahasan Bensin murni
Bensin campuran
G. Kesimpulan
H. Bahan Diskusi 1. Bagaimanakah pengaruh bensin campuran terhadap mesin dan kinerja kendaraan bermotor? 2. berikan solusi kalian untuk mengatasi menjamurnya bensin campuran! Jawab ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... ......................................................................................................................................... .........................................................................................................................................
Minyak Bumi
16
