Bensin
Di zaman modern, dengan mobilitas manusia yang
sangat tinggi, bensin merupakan cairan yang sangat penting. Vitalnya bensin
bagi perekonomian suatu negara sama seperti vitalnya darah bagi tubuh manusia.
Tanpa bensin (dan minyak solar), dunia yang kita ketahui sekarang seperti akan
berhenti berdenyut. Sebetulnya apa sih yang terkandung di dalam bensin
sehingga menjadikannya sangat penting? Artikel ini akan membahas lebih dalam
tentang hal ini.
Secara sederhana, bensin tersusun dari
hidrokarbon rantai lurus, mulai dari C7 (heptana) sampai dengan C11.
Dengan kata lain, bensin terbuat dari molekul yang hanya terdiri dari hidrogen
dan karbon yang terikat antara satu dengan yang lainnya sehingga membentuk
rantai.
Jika kita membakar bensin pada kondisi
ideal, dengan oksigen berlimpah, maka akan dihasilkan CO2, H2O
dan energi panas. 1 galon bensin (4,5 liter) mengandung 132 x 106
joule energi, yang ekuivalen dengan 125.000 BTU (British Thermal Unit) atau 37
kwh. Jika manusia bisa mencerna bensin, maka dengan meminum 1 galon bensin ini
akan sama dengan memakan 110 hamburger, tetapi kenyataannya tubuh manusia tidak
memiliki enzim yang bisa mengubah bensin ini menjadi CO2 dan H2O,
sehingga tidak bisa menyerap energi yang dikandung di dalam bensin.
Dari manakah bensin berasal?
Bensin dibuat dari minyak mentah, cairan
berwarna hitam yang dipompa dari perut bumi dan biasa disebut dengan petroleum.
Cairan ini mengandung hidrokarbon; atom-atom karbon dalam minyak mentah ini
berhubungan satu dengan yang lainnya dengan cara membentuk rantai yang
panjangnya yang berbeda-beda.
Molekul hidrokarbon dengan panjang yang
berbeda akan memiliki sifat dan kelakuan yang berbeda pula. CH4
(metana) merupakan molekul paling “ringan”; bertambahnya atom C dalam rantai
tersebut akan membuatnya semakin “berat”. Empat molekul pertama hidrokarbon
adalah metana, etana, propana dan butana. Dalam temperatur dan tekanan kamar,
keempatnya berwujud gas, dengan titik didih masing-masing -107, -67,-43 dan -18
derajat C. Berikutnya, dari C5 sampai dengan C18 berwujud
cair, dan mulai dari C19 ke atas berwujud padat.
Dengan bertambah panjangnya rantai
hidrokarbon akan menaikkan titik didihnya, sehingga kita bisa memisahkan
hidrokarbon ini dengan cara destilasi. Prinsip inilah yang diterapkan di
pengilangan minyak untuk memisahkan berbagai fraksi hidrokarbon dari minyak
mentah.
Bilangan Oktan
Di dalam mesin, campuran udara dan
bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat
kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena
besarnya tekanan ini, campuran udara ? bensin juga bisa terbakar secara spontan
sebelum percikan api dari busi keluar. Bilangan oktan suatu bensin memberikan
informasi kepada kita tentang seberapa besar tekanan yang bisa diberikan
sebelum bensin tersebut terbakar secara spontan. Jika campuran gas ini terbakar
karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan
terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan
menyebabkan mesin cepat rusak, sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.
Nama oktan berasal dari oktana (C8),
karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat
kompresi paling bagus; oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa
mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana,
misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.
Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti
bensin tersebut terdiri dari 87% oktana dan 13% heptana (atau campuran molekul
lainnya). Bensin ini akan terbakar secara spontan pada angka tingkat kompresi
tertentu yang diberikan, sehingga hanya diperuntukkan untuk mesin kendaraan
yang memiliki ratio kompresi yang tidak melebihi angka tersebut.
Zat aditif bensin
Menambahkan tetraetil lead pada bensin
akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin “murah” dapat
digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan lead (timbal) ini. Tetapi
akibatnya adalah bumi yang kita tinggali ini diselimuti oleh lapisan tipis
lead, dan lead ini berbahaya untuk makhluk hidup, termasuk manusia. Sehingga di
negara-negara maju, lead sudah dilarang untuk dipakai sebagai bahan campuran
bensin.
Zat tambahan lainnya yang sering
dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether),
yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE ini selain dapat meningkatkan
bilangan oktan, juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam
mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang
menghasilkan gas CO. Tetapi, belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya
bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan
air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin
(misalnya di pom bensin) dan MTBE ini masuk ke air tanah bisa mencemari sumur
dan sumber-sumber air minum lainnya.
Masalah yang ditimbulkan bensin
Bensin yang digunakan oleh kendaraan
akan menimbulkan dua masalah utama. Masalah pertama adalah asap dan ozon di
kota-kota besar. Masalah kedua adalah karbon dan gas rumah kaca.
Idealnya, ketika bensin dibakar di dalam
mesin kendaraan, akan menghasilkan CO2 dan H2O saja.
Kenyataannya pembakaran di dalam mesin tidaklah sempurna, dalam proses
pembakaran bensin, dihasilkan juga:
· Karbon
monoksida, CO, yang merupakan gas beracun.
·
Nitrogen oksida, NOx, sebagai sumber
utama asap di perkotaan yang jumlah kendaraannya sangat banyak.
· Hidrokarbon
yang tidak terbakar, sebagai sumber utama ozon di perkotaan.
Berbeda dengan lapisan ozon yang berada di atmosfer atas (stratosfer) yang berguna bagi manusia dan makhluk hidup lainnya, ozon yang kontak langsung dengan manusia dan makhluk hidup ini berbahaya, karena bersifat oksidator.
Berbeda dengan lapisan ozon yang berada di atmosfer atas (stratosfer) yang berguna bagi manusia dan makhluk hidup lainnya, ozon yang kontak langsung dengan manusia dan makhluk hidup ini berbahaya, karena bersifat oksidator.
Karbon juga menjadi masalah, ketika
karbon dibakar akan berubah menjadi CO2 yang merupakan gas rumah
kaca. Gas rumah kaca ini akan menyebabkan perubahan iklim bumi (pemanasan
global), naiknya permukaan air laut (karena es di kutub mencair), banjir,
terancamnya kota-kota di pesisir pantai, dan sebagainya.
Oleh karena alasan-alasan inilah, para
ilmuwan sekarang sedang berusaha untuk mengganti bahan bakar bensin dengan
bahan bakar hidrogen yang lebih ramah lingkungan, karena jika H2 ini
direaksikan dengan O2 hanya akan menghasilkan air (uap air).
0 komentar:
Posting Komentar