ii

Hak Cipta pada Direktorat Pembinaan SMK Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan

Dilindungi Undang-Undang

Penulis :

Dewi Selvia Fardhyanti

Dewi Artanti Putri

2017

Disusun dengan huruf Times New Roman, 11 pt

Milik Negara

Tidak Diperdagangkan

Kotak Katalog dalam terbitan (KDT)

iii

KATA PENGANTAR

Undang-Undang Dasar Negara Republik Indonesia Tahun 1945 Pasal 31 ayat (3)

mengamanatkan bahwa Pemerintah mengusahakan dan menyelenggarakan satu sistem

pendidikan nasional, yang meningkatkan keimanan dan ketakwaan serta akhlak mulia

dalam rangka mencerdaskan kehidupan bangsa, yang diatur dengan undang-undang. Atas

dasar amanat tersebut telah diterbitkan Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 20

Tahun 2003 tentang Sistem Pendidikan Nasional

Implementasi dari undang-undang Sistem Pendidikan Nasional tersebut yang

dijabarkan melalui sejumlah peraturan pemerintan, memberikan arahan tentang perlunya

disusun dan dilaksanakan delapan standar nasional pendidikan, diantaranya adalah

standar sarana dan prasarana. Guna peningkatan kualitas lulusan SMK maka salah satu

sarana yang harus dipenuhi oleh Direktorat Pembinaan SMK adalah ketersediaan bahan

ajar siswa khususnya bahan ajar Peminatan C1 SMK sebagai sumber belajar yang memuat

materi dasar kejuruan

Kurikulum yang digunakan di SMK baik kurikulum 2013 maupun kurikulum

KTSP pada dasarnya adalah kurikulum berbasis kompetensi. Di dalamnya dirumuskan

secara terpadu kompetensi sikap, pengetahuan dan keterampilan yang harus dikuasai

peserta didik serta rumusan proses pembelajaran dan penilaian yang diperlukan oleh

peserta didik untuk mencapai kompetensi yang diinginkan. Bahan ajar Siswa Peminatan

C1 SMK ini dirancang dengan menggunakan proses pembelajaran yang sesuai untuk

mencapai kompetensi yang telah dirumuskan dan diukur dengan proses penilaian yang

sesuai.

Sejalan dengan itu, kompetensi keterampilan yang diharapkan dari seorang lulusan

SMK adalah kemampuan pikir dan tindak yang efektif dan kreatif dalam ranah abstrak

dan konkret. Kompetensi itu dirancang untuk dicapai melalui proses pembelajaran berbasis

penemuan (discovery learning) melalui kegiatan-kegiatan berbentuk tugas (project based

learning), dan penyelesaian masalah (problem solving based learning) yang mencakup

proses mengamati, menanya, mengumpulkan informasi, mengasosiasi, dan

mengomunikasikan. Khusus untuk SMK ditambah dengan kemampuan mencipta . Bahan

ajar ini merupakan penjabaran hal-hal yang harus dilakukan peserta didik untuk mencapai

iv

kompetensi yang diharapkan. Sesuai dengan pendekatan kurikulum yang digunakan,

peserta didik diajak berani untuk mencari sumber belajar lain yang tersedia dan terbentang

luas di sekitarnya. Bahan ajar ini merupakan edisi ke-1. Oleh sebab itu Bahan Ajar ini

perlu terus menerus dilakukan perbaikan dan penyempurnaan.

Kritik, saran, dan masukan untuk perbaikan dan penyempurnaan pada edisi

berikutnya sangat kami harapkan; sekaligus, akan terus memperkaya kualitas penyajian

bahan ajar ini.Atas kontribusi itu, kami ucapkan terima kasih. Tak lupa kami

mengucapkan terima kasih kepada kontributor naskah, editor isi, dan editor bahasa atas

kerjasamanya. Mudah-mudahan, kita dapat memberikan yang terbaik bagi kemajuan

dunia pendidikan menengah kejuruan dalam rangka mempersiapkan Generasi Emas

seratus tahun Indonesia Merdeka (2045).

Jakarta, Agustus 2017

Direktorat Pembinaan SMK

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ....................................................................................................... iii

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................................... viii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................. xii

PENDAHULUAN ........................................................................................................... xiii

BAB 1 ENTALPI DAN PERUBAHANNYA ................................................................... 2

A. Reaksi Eksoterm dan Endoterm ............................................................................. 3

B. Persamaan Termokimia .......................................................................................... 5

C. Entalpi dan Jenis- Jenis Perubahan Entalpi Reaksi ................................................ 6

1. Perubahan Entalpi Pembentukan Standar ......................................................... 7

2. Perubahan Entalpi Penguraian Standar ............................................................. 8

3. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar ........................................................... 8

4. Perubahan Entalpi Netralisasi Standar .............................................................. 9

5. Perubahan Entalpi Pelarutan Standar ................................................................ 9

6. Perubahan Entalpi Molar Lain ........................................................................ 10

D. Penentuan Entalpi Reaksi ..................................................................................... 10

1. Kalorimetri ...................................................................................................... 10

2. Hukum Hess .................................................................................................... 16

3. Entalpi Pembentukan (∆Hof) ........................................................................... 17

4. Energi Ikatan ................................................................................................... 19

E. Kalor Pembakaran ................................................................................................ 20

1. Penentuan Kalor Bahan Bakar ........................................................................ 23

3. Dampak Pembakaran Tidak Sempurna ........................................................... 24

F. Rangkuman .......................................................................................................... 25

G. Modul Praktikum ................................................................................................. 26

H. Modul Praktikum 2: Menghitung Panas Pencampuran ........................................ 28

I. Modul Praktikum 3: Menghitung Panas Pelarutan 1 ........................................... 30

J. Modul Praktikum 4: Menghitung Panas Pelarutan 2 ........................................... 31

K. Modul Praktikum 5: Penentuan Entalpi Pembakaran .......................................... 32

BAB 2 HIDROKARBON .............................................................................................. 41

A. Kekhasan Atom Karbon ....................................................................................... 41

1. Identifikasi Unsur C, H, dan O dalam Senyawa Karbon ................................ 42

vi

2. Kekhasan Atom Karbon .................................................................................. 44

3. Jenis Ikatan Atom C dalam Rantai Karbon ..................................................... 45

4. Bentuk Rantai Karbon ..................................................................................... 45

5. Posisi Atom C dalam Rantai Karbon .............................................................. 46

B. Senyawa Hidrokarbon .......................................................................................... 47

1. Alkana ............................................................................................................. 47

3. Alkuna ............................................................................................................. 60

5. Isomerisasi ...................................................................................................... 65

C. Senyawa Turunan Alkana .................................................................................... 68

1. Gugus Fungsi .................................................................................................. 68

2. Macam-Macam Senyawa Turunan Alkana ..................................................... 69

3. Aldehid dan Keton ........................................................................................... 78

4. Asam Karboksilat dan Ester ............................................................................. 84

D. MAKROMOLEKUL ........................................................................................... 91

1. Karbohidrat ..................................................................................................... 91

2. Protein ............................................................................................................. 94

3. Lipida .............................................................................................................. 96

E. RANGKUMAN ................................................................................................... 97

BAB 3 KIMIA KOLOID ................................................................................................ 107

A. Ukuran Partikel .................................................................................................. 109

B. Sistem Dispersi .................................................................................................. 113

C. Penggolongan Koloid ......................................................................................... 117

1. Koloid Liofil ................................................................................................. 118

2. Koloid Liofob ................................................................................................. 119

D. Pembuatan Koloid .............................................................................................. 121

1. Cara Dispersi ................................................................................................. 121

2. Cara Kondensasi ........................................................................................... 124

3. Koloid Asosiasi ............................................................................................. 127

E. Pemurnian Koloid .............................................................................................. 129

1. Cara Dialisis .................................................................................................. 129

2. Ultra Filtrasi .................................................................................................. 130

F. Beberapa Sifat Koloid ........................................................................................ 131

1. Sifat Koligatif ................................................................................................ 131

2. Sifat Optik ..................................................................................................... 131

vii

3. Sifat Kinetik .................................................................................................. 134

5. Koagulasi ...................................................................................................... 136

G. KOLOID PELINDUNG..................................................................................... 139

1. Adsorpsi ........................................................................................................ 140

H. Berbagai Macam Koloid .................................................................................... 142

1. Emulsi ........................................................................................................... 142

2. Gel ................................................................................................................. 144

I. Penggunaan Koloid dan Koloid dalam Kehidupan ............................................ 145

1. Penjernihan air .............................................................................................. 145

BAB 4 MINYAK BUMI ............................................................................................. 152

A. Pembentukan dan Pengolahan Minyak Bumi .................................................... 152

1. Sejarah Penemuan Minyak Bumi di Dunia ................................................... 152

2. Sejarah Penemuan Minyak Bumi di Indonesia ............................................. 156

3. Teori Pembentukan Minyak Bumi ................................................................ 158

4. Proses Pembentukan Minyak Bumi .............................................................. 162

5. Pengolahan Minyak Secara Umum ............................................................... 167

B. Unit dalam Kilang Pengolahan Minyak ............................................................. 169

C. Penggunaan Minyak Bumi dan Dampaknya ...................................................... 173

1. Penggunaan Minyak bumi ............................................................................ 173

2. Dampak Pembakaran Bahan Bakar dan Cara Mengatasinya ........................ 178

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................................... 193

GLOSARIUM ................................................................................................................. 195

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Bagan Pembahasan Ilmu Termokimia ...................................................... 2

Gambar 1.2 Ilustrasi Proses Reaksi Eksotermis dan Endotermis ................................... 5

Gambar 1.3 Kalorimeter Bom ........................................................................................... 15

Gambar 1.4 Kalorimeter Sederhana ......................................................................... 13

Gambar 2.1 Eksperimen 1 ................................................................................................. 50

Gambar 2.2 Eksperimen 2 ....................................................................................... 43

Gambar 2.3 Struktur Ruang Metana ......................................................................... 44

Gambar 2.4 Ikatan Karbon Tungal ........................................................................... 52

Gambar 2.5 Ikatan Karbon Rangkap Dua ................................................................. 52

Gambar 2.6 Ikatan Karbon Rangkap Tiga ................................................................. 52

Gambar 2.7 Rantai Lurus ........................................................................................ 45

Gambar 2.8 Rantai Bercabang .......................................................................................... 53

Gambar 2.9 Rantai Siklis .................................................................................................. 53

Gambar 2.10 Rantai Aromatis .......................................................................................... 53

Gambar 2.11 Skema Posisi Atom C dalam Rantai Karbon ......................................... 54

Gambar 2.12 Struktur Dimetil Eter .......................................................................... 81

Gambar 2.13 Struktur Etil Metil Eter ................................................................................ 81

Gambar 2.14 Tatanama Eter menurut Sistem IUPAC dan Trivial ................................ 84

Gambar 2.15 Penempatan Atom karbon dalam Molekul ............................................ 85

Gambar 2.16 Struktur Gugus Karbonil ..................................................................... 91

Gambar 2.17 Perbedaan Struktur Keton dan Aldehid ................................................. 91

Gambar 2.18 Struktur Adehid Menggunakan Molymod ............................................. 92

Gambar 2.19 Struktur Keton Menggunakan Molymod ............................................... 92

Gambar 2.20 Struktur Gugus Asam Karboksilat ........................................................ 84

Gambar 2.21 Struktur Gugus Ester .......................................................................... 98

Gambar 2.22 Struktur Asam Karboksilat Menggunakan Molymod.............................. 98

Gambar 2.23 Struktur Ester Menggunakan Molymod ................................................ 98

Gambar 2.24 Struktur Monosakarida ...................................................................... 107

Gambar 2.25 Hubungan Antarmonosakarida ........................................................... 108

Gambar 2.26 Struktur Polisakarida ........................................................................ 109

Gambar 2.27 Struktur Gugus Asam Amino ............................................................. 110

Gambar 2.28 Contoh Asam Amino Beserta Strukturnya........................................... 110

ix

Gambar 2.29 Protein dengan Dua, Tiga, atau Lebih dari Tiga Asam Amino ............... 111

Gambar 3.1 Contoh Larutan, Koloid, dan Suspensi ................................................. 125

Gambar 3.2 Contoh Larutan ........................................................................................... 126

Gambar 3.3 Contoh Larutan ........................................................................................... 127

Gambar 3.4 Penggambaran Perbedaan antara Larutan, Koloid, dan Suspensi ............. 131

Gambar 3.5 Perbedaan antara Larutan, Koloid, dan Suspensi ................................... 132

Gambar 3.6 Contoh Larutan Sejati, Koloid, dan Suspensi ........................................ 132

Gambar 3.7 Sistem Dispersi ........................................................................................... 133

Gambar 3.8 Sol Padat ..................................................................................................... 135

Gambar 3.9 Emulsi Padat ............................................................................................... 135

Gambar 3.10 Busa Padat ................................................................................................. 136

Gambar 3.11 Sol Padat-Cair ........................................................................................... 136

Gambar 3.12 Emulsi Cair-Cair .............................................................................. 137

Gambar 3.13 Buih / Busa ................................................................................................ 138

Gambar 3.14 Aerosol Padat ............................................................................................ 138

Gambar 3.15 Aerosol Cair-Gas .............................................................................. 139

Gambar 3.16 Sifat-sifat Koloid .............................................................................. 140

Gambar 3.17 Contoh Koloid Liofil ........................................................................ 141

Gambar 3.18 Contoh Koloid Liofob ....................................................................... 141

Gambar 3.19 Koloid Liofil dan Liofob ................................................................... 143

Gambar 3.20 Pembuatan Koloid ............................................................................ 144

Gambar 3.21 Cara Dispersi ............................................................................................. 145

Gambar 3.22 Contoh Dispersi Mekanik .................................................................. 146

Gambar 3.23 Contoh Cara Peptisasi ....................................................................... 147

Gambar 3.24 Cara Busur Bredig ............................................................................ 148

Gambar 3.25 Cara Kondensasi .............................................................................. 148

Gambar 3.26 Ketika NaCl Ditambahkan ke dalam Larutan AgNO3 Terbentuk agregat

AgCl ..................................................................................................... 150

Gambar 3.27 Proses Kerja Sabun dalam Mengangkat Kotoran ...................................... 153

Gambar 3.28 Contoh Proses Dialisis ...................................................................... 155

Gambar 3.29 Pengaruh Penghamburan Cahaya dalam Larutan ................................. 157

Gambar 3.30 Efek Tyndall yang terjadi di dalam Gedung Bioskop ............................ 158

Gambar 3.31 Efek Tyndall karena Sinar Matahari ................................................... 159

Gambar 3.32 Gerak Brown ............................................................................................. 160

x

Gambar 3.33 Dari Percobaan di Atas, Apakah Muatan Koloid X? ............................. 161

Gambar 3.34 Sifat Listrik pada Koloid ................................................................... 162

Gambar 3.35 Proses Dialisis sebagai Alat Cuci Darah ............................................. 162

Gambar 3.36 Alat Cottrel ............................................................................................... 163

Gambar 3.37 Koagulasi Koloid ............................................................................. 164

Gambar 3.38 Pembuatan Tahu ........................................................................................ 165

Gambar 3.39 Pembentukan Delta di Muara Sungai .................................................. 165

Gambar 3.40 Contoh Peristiwa Koagulasi Koloid .................................................... 166

Gambar 3.41 Contoh Koloid Pelindung .................................................................. 167

Gambar 3.42 Adsorpsi Koloid ............................................................................... 168

Gambar 3.43 Tawas untuk Menjernihkan Air .......................................................... 169

Gambar 3.44 Pemutih Gula ............................................................................................. 169

Gambar 3.45 Pewarna Kain ............................................................................................ 170

Gambar 3.46 Jenis-jenis Koloid ............................................................................. 170

Gambar 3.47 Contoh Emulsi Cair .......................................................................... 171

Gambar 3.48 Contoh Emulsi ........................................................................................... 172

Gambar 3.49 Contoh Produk dalam Bentuk Gel ...................................................... 173

Gambar 3.50 Penjernihan Air ................................................................................ 175

Gambar 4.1 Ensiklopedia Britannica ..................................................................... 183

Gambar 4.2 James Watt .................................................................................................. 184

Gambar 4.3 Mesin Uap Pertama ............................................................................ 185

Gambar 4.4 Sistem Distilasi Minyak Bumi ............................................................ 186

Gambar 4.5 Kolonel Drake ............................................................................................. 187

Gambar 4.6 Aeliko Jana Zijlker ............................................................................. 188

Gambar 4.7 Pori batuan .................................................................................................. 190

Gambar 4.8 Dimitri Mendeleyev ........................................................................... 192

Gambar 4.9 Struktur Molekul Siklopentana dan Sikloheksana .................................. 197

Gambar 4.10 Contoh Pengolahan Minyak Bumi Secara Umum ................................ 202

Gambar 4.11 Tabung Kemasan Gas Elpiji .............................................................. 209

Gambar 4.12 Logo Bahan Bakar Bensin Jenis Pertamax Dan Pertalite ...................... 210

Gambar 4.13 Produk Turunan Nafta ...................................................................... 210

Gambar 4.14 Kode SAE pada Kemasan Pelumas ................................................... 213

Gambar 4.15 Katoda pada Baterai ......................................................................... 215

Gambar 4.16 Polusi Udara Akibat Pembakaran Bahan Bakar Alat Transportasi ......... 216

xi

Gambar 4.17 Ilustrasi Efek Rumah Kaca Akibat CO2 .............................................. 219

Gambar 4.18 Kerusakan hutan akibat hujan asam .......................................................... 221

Gambar 4.19 Partikulat pada Gas Buang Industri .................................................... 226

xii

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Perbedaan Reaksi Eksoterm dan Endoterm .................................................. 4

Tabel 1.2 Simbol Entalpi pada Berbagai Proses .......................................................... 8

Tabel 1.3 Nilai Entalpi Pembentukan Berbagai Zat dan Persamaan Termokimia

Pembentukannya ........................................................................................ 9

Tabel 1.4 Entalpi Pembakaran dari Berbagai Zat pada Kondisi Standar ....................... 11

Tabel 1.5 Entalpi Pembentukan Senyawa ................................................................. 23

Tabel 1.6 Energi Ikat antar Atom dari Berbagai Senyawa (kJ/mol) ............................. 25

Tabel 1.7 Komposisi dan Nilai Kalor dari Berbagai Jenis Bahan Bakar ....................... 29

Tabel 2.1 Tiga Suku Pertama Alkana ....................................................................... 55

Tabel 2.2 Rumus Molekul dan Sifat Alkana ..................................................................... 56

Tabel 2.3 Alkena .................................................................................................... 64

Tabel 2.4 Alkuna ................................................................................................... 70

Tabel 2.5 Keisomeran Alkana ................................................................................. 76

Tabel 2.6 Gugus Fungsional .................................................................................... 80

Tabel 2.7 Kelarutan Alkohol dan Eter dalam Air ....................................................... 86

Tabel 2.8 Nama IUPAC dan Trivial Aldehid ............................................................ 94

Tabel 2.9 IUPAC dan Trivial Asam Karboksilat ..................................................... 101

Tabel 3.1 Pengelompokan Larutan ......................................................................... 127

Tabel 3.2 Ukuran Partikel ..................................................................................... 128

Tabel 3.3 Sistem Dispersi Koloid .......................................................................... 134

Tabel 3.4 Perbedaan Antara Koloid Hidrofil dan Koloid Liofob ............................... 142

Tabel 3.5 Sifat Larutan, Sol Liofil dan Sol Liofob ................................................... 143

Tabel 4.1 Senyawa Hidrokarbon Parafin ................................................................ 196

Tabel 4.2 Klasifikasi Minyak Mentah Berdasarkan API Gravity ............................... 199

Tabel 4.3 Klasifikasi Produk Berdasarkan Kisaran Titik Didih ................................. 200

Tabel 4.4 Fraksi Minyak Bumi .............................................................................. 208

xiii

PENDAHULUAN

A. Deskripsi

Buku kimia untuk SMK Perikanan dan Kelautan kelas XI ini terdiri dari 2 buku,

yaitu buku 1 untuk semester 1 dan buku 2 untuk semester 2. Buku ini merupakan buku 2

yang akan mempelajari tentang entalpi dan perubahannya, kekhasan atom karbon yang

membentuk senyawa hidrokarbon, sistem koloid, serta pembentukan dan pengolahan

minyak bumi.

B. Prasyarat

Untuk mempelajari buku tidak diperlukan prasyarat mata pelajaran tertentu.

C. Petunjuk Penggunaan Buku

Untuk mempermudah penggunaan buku perlu diperhatikan petunjuk berikut ini.

1. Pelajari daftar isi serta peta konsep setiap materinya.

2. Perhatikan langkah-langkah dalam melakukan pekerjaan dengan benar untuk

mempermudah dalam memahami suatu proses pekerjaan, sehingga diperoleh hasil

yang maksimal.

3. Pahami setiap materi teori dasar yang akan menunjang penguasaan suatu pekerjaan

dengan membaca dengan teliti. Apabila terdapat evaluasi, kerjakanlah sebagai

sarana latihan.

4. Jawablah tes formatif dengan jawaban yang singkat dan jelas serta kerjakan sesuai

dengan kemampuan kalian setelah mempelajari buku ini.

5. Bila terdapat penugasan, kerjakan dengan baik dan jika perlu konsultasikan hasil

tersebut pada guru/instruktur.

6. Catatlah kesulitan yang kalian dapatkan dalam buku ini untuk ditanyakan pada

guru di saat kegiatan tatap muka. Bacalah referensi lain yang berhubungan dengan

materi buku agar kalian mendapatkan pengetahuan tambahan.

D. Tujuan Akhir

Setelah mempelajari buku ini diharapkan kalian dapat:

1. Menjelaskan tentang entalpi dan perubahannya,

2. Menjelaskan tentang kekhasan atom karbon yang membentuk senyawa

hidrokarbon,

xiv

3. Menjelaskan tentang sistem koloid,

4. Menjelaskan tentang pembentukan dan pengolahan minyak bumi

1

ENTALPI DAN PERUBAHANNYA

Dengan mempelajari bab ini, kalian akan diajak mengenal lebih jauh materi tentang :

• Pengertian termokimia

• Entalpi dan perubahan entalpi

• Eksoterm dan endoterm

• Persamaan termokimia

• Entalpi pembentukan, penguraian dan pembakaran

• Perubahan entalpi berdasarkan metode kalorimetri, hukum hess, entalpi pembentukan standar dan

data energi ikatan

• Pengertian kalor pembakaran berbagai behan bakar dalam kehidupan sehari-hari

• Persamaan reaksi pembakaran sempurna

• Dampak pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna berdasarkan sifat gas yang dihasilkan

BAB 1

2

BAB 1

ENTALPI DAN PERUBAHANNYA

Pendahuluan

Tahukah kalian darimana energi yang digunakan untuk berenang, memancing,

bekerja dan bermain? Energi tersebut berasal dari reaksi yang berlangsung di dalam tubuh.

Bahan makanan yang masuk ke dalam tubuh kalian dirubah menjadi energi melalui

serangkaian reaksi kimia dalam tubuh. Mengapa kita perlu memulai pemahaman

termokimia dari energi? karena termokimia adalah bahasan ilmu kimia yang berhubungan

dengan energi. Setiap materi memiliki energi internal berupa energi potensial maupun

energi kinetik. Jika energi yang terkandung dalam materi ini berubah, maka perubahan

energi ini kita namakan dengan kalor. Jika ada perubahan kalor pada tekanan tetap, kita

namakan sebagai perubahan entalpi (ΔH). Di dunia ini tidak semua energi dapat diukur

besar energi dalamnya, namun kita masih dapat mengetahui perubahan energi yang terjadi

di dalamnya.

Gambar 1.1. Bagan pembahasan ilmu termokimia

Untuk memudahkan dalam memahami konsep kalor mari kita bersama-sama simak

contoh berikut ini. Ada sebuah termos yang di dalamnya berisi air panas. Menurutmu yang

Termokimia

Sistem &

Lingkungan

Perubahan

Entalpi

Reaksi

Eksoterm

Reaksi

Endoterm

ΔH < 0 ΔH > 0

ΔH Pembentukan (ΔHof)

ΔH Penguraian (ΔHod)

ΔH Pembakaran (ΔHoc)

ΔH Netralisasi (ΔHon)

Data ΔH Pembentukan

Hukum HessKalorimeterData Energi

Ikatan

PETA KONSEP

3

menyimpan banyak kalor adalah air di dalam termos atau termos itu sendiri? Di dalam

termos tersebut memiliki energi yang kita sebut dengan energi internal namun bukan berarti

air tersebut mengandung banyak kalor. Mengapa? karena kalor akan ada jika energi di

dalam energi tersebut berubah, sehingga air di dalam termos tersebut baru memiliki kalor

jika ada perubahan energi di dalamnya. Lalu kapan kalor itu ada? apabila air dikeluarkan

dari dalam termos kemudian air berinteraksi dengan lingkungan sehingga terjadi perubahan

energi maka itu kita sebut dengan kalor.

Kalor dapat berpindah dari satu benda ke benda yang lain karena adanya perbedaan

suhu. Seperti pada contoh sebelumnya, apabila air di dalam termos memiliki suhu 100°C

kemudian kita menuangkannya pada gelas dengan yang berisi air dengan suhu 25° maka

akan ada perpindahan kalor dari air yang suhunya lebih tinggi menuju air yang suhunya

lebih rendah. Perubahan suhu inilah yang nantinya akan dapat kita gunakan dalam

menentukan suatu reaksi kimia bersifat endoterm atau eksoterm.

A. Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Pada proses perpindahan energi, energi berpindah dari lingkungan ke sistem atau

sebaliknya. Apa itu sistem dan lingkungan? Sistem adalah segala sesuatu yang dipelajari

perubahan energinya sedangkan lingkungan adalah segala sesuatu yang berada di sekeliling

sistem dan tentunya terpengaruh akan adanya sistem tersebut. Dalam pelajaran kimia yang

biasanya berhubungan dengan reaksi, maka sistem di sini dapat kita katakan sebagai jumlah

zat yang bereaksi. Sedangkan lingkungannya adalah segala sesuatu selain zat yang bereaksi

tersebut, misalnya gelas kimia yang menjadi tempat terjadinya reaksi.

Reaksi kimia berlangsung dengan dua cara yaitu menyerap atau membebaskan

kalor. Jika reaksi tersebut menyerap kalor maka reaksi ini disebut dengan reaksi endoterm,

sedangkan jika reaksi tersebut membebaskan kalor ini disebut dengan reaksi eksoterm.

Pada Tabel 1.1 berikut adalah perbedaan antara reaksi eksoterm dan endoterm.

PENGAMATAN 1

Tuangkanlah air panas dalam sebuah gelas, dan peganglah gelas tersebut dengan tangan

kosong. Lama kelamaan tangan kalian akan terasa panas. Diskusikan dengan teman kalian

bagaimanakah proses terjadinya perpindahan kalor antara air panas dengan tangan kalian?

Apa yang menyebabkan terjadinya proses tersebut?

4

Tabel 1.1. Perbedaan Reaksi Eksoterm dan Endoterm

Eksoterm Endoterm

√ Melepaskan kalor ke lingkungan √ Menyerap kalor dari lingkungan

√ Kalor yang dilepaskan ke lingkungan

akan meningkatkan suhu lingkungan

√ Kalor yang diserap oleh sistem akan

menurunkan suhu lingkungan

√ Kalor yang dilepaskan ke lingkungan

menyebabkan penurunan entalpi reaksi

√ Kalor yang diserap oleh sistem

menyebabkan kenaikan entalpi reaksi

√ ΔH = H(produk) – H(reaktan) < 0 √ ΔH = H(produk) – H(reaktan) >0

Sumber: https://id.wikipedia.org

Gambar 1.1. Ilustrasi Proses Reaksi Eksotermis dan Endotermis

Pada reaksi eksoterm kalor akan dilepas di lingkungan sehingga kalor yang

dilepaskan akan meningkatkan suhu lingkungan namun suhu sistemnya akan turun.

Sebagai contoh adalah reaksi pencampuran antara natrium hidroksida (NaOH) dengan

asam klorida (HCl). Pada saat diukur akan kita ketahui bahwa suhunya naik, suhu manakah

yang naik? Suhu sistem atau suhu lingkungan? Perlu kita ketahui bahwa pada reaksi

pencampuran ini reaksi bersifat eksoterm karena suhu lingkungannya yang naik. Reaksi

ini menghasilkan panas yang dilepaskan ke lingkungan. Panas yang dilepas ke lingkungan

ini akan menyebabkan penurunan entalpi reaksi. Hal ini terjadi karena entalpi produk lebih

kecil dari pada entalpi reaktan, sehingga ΔH nya memiliki nilai negatif. Contoh lain dari

reaksi eksoterm adalah pembentukan CO2 dari C dan O2, berikut adalah persamaan

reaksinya:

C(s) + O2(g) → CO2(g) ΔH = ‑393,5 kJ (1.1)

SISTEM

kalor

kalorkalor

kalor

Eksoterm

SISTEM

kalor

kalorkalor

kalor

Endoterm

Lingkungan

PRODUK

REAKTAN

HΔH > 0

REAKTAN

PRODUK

HΔH < 0

5

Pada reaksi endoterm, reaksi ini menyerap kalor dari lingkungan maka kalor yang

diserap oleh sistem ini akan menyebabkan turunnya suhu lingkungan. Kalor yang diserap

akan menaikkan entalpi reaksi sehingga nilai ΔH nya bertanda positif karena entalpi produk

lebih tinggi dari entalpi reaktan. Berikut adalah salah satu contoh reaksi endoterm, yaitu

reaksi peruraian CaCO3 menjadi CaO dan CO2.

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) ΔH = +178,5 kJ (1.2)

B. Persamaan Termokimia

Pada suatu reaksi kimia, untuk dapat mengetahui seberapa besar jumlah kalor yang

terjadi maka kita perlu menyusun terlebih dahulu persamaan termokimianya. Apa saja yang

diperlukan dalam menyusun persamaan termokimia? Berikut adalah langkah-langkah yang

diperlukan untuk menyusun persamaan termokimia.

1. Pertama-tama tuliskan persamaan reaksi, lengkap dengan koefisien dan fasenya lalu

tuliskan ΔH di ruas sebelah kanan atau bersebelahan dengan hasil reaksi.

2. Untuk reaksi eksoterm ΔH nya bernilai negatif dan sebaliknya untuk reaksi endoterm

ΔH nya bernilai positif.

3. Jika persamaan termokimia dikalikan dengan suatu faktor tertentu, maka nilai ΔH juga

harus dikalikan dengan faktor tersebut. Begitu juga apabila persamaan termokimia

dibagi dengan faktor tertentu maka nilai ΔH nya juga harus dibagi dengan faktor yang

sama. Jika ada dua persamaan yang ditambahkan maka ΔH nya juga harus dijumlah

begitu juga dengan operasi pengurangan.

4. Koefisien pada persamaan termokimia sama dengan jumlah mol masing-masing

komponen/molekul.

5. Jika arah persamaan kimianya dibalik maka nilai ΔH akan berubah tandanya, dari (+)

menjadi (-) atau sebaliknya.

Contoh Soal 1:

PENGAMATAN 2

Siapkan sebuah gelas kecil berisi air secukupnya, kemudian ambillah sekeping soda api

berukuran secukupnya. Peganglah gelas tersebut dengan tangan kalian lalu masukkan soda

api tersebut ke dalam gelas yang berisi air tadi. Apa yang kalian rasakan ketika soda api mulai

melarut ke dalam air? reaksi ini termasuk reaksi endoterm atau eksoterm? Diskusikan

fenomena ini dengan teman sebangku kalian.

6

Sebanyak 2 mol H2(g) dan 1 mol O2(g) bereaksi membentuk air disertai pelepasan kalor

sebesar 572 kJ. Tuliskan persamaan termokimia untuk pembentukan satu mol air. Tuliskan

juga reaksi untuk kebalikannya.

Jawab:

1) Susun persamaan reaksinya terlebih dahulu lengkap dengan koefisiennya sesuai

dengan jumlah mol yang diketahui

2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l)

2) Tuliskan jumlah entalpi yang diperlukan di sebelah kanan hasil reaksi. Karena

reaksi ini melepas kalor, maka reaksinya adalah eksotermis dan nilai ΔH nya

negatif.

2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(l) ΔH = -572 kJ

3) ΔH tersebut di atas adalah untuk pembentukan 2 mol air, maka untuk mendapatkan

persamaan termokimia pembentukan 1 mol air maka persamaan termokimia harus

kita bagi 2.

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) ΔH = -286 kJ/mol

4) Untuk reaksi kebalikannya maka menjadi reaksi peruraian H2O(l) menjadi CO2(g)

dan O2(g)

H2O(l) → H2(g) + ½ O2(g) ΔH = 286 kJ/mol

C. Entalpi dan Jenis- Jenis Perubahan Entalpi Reaksi

Perubahan entalpi yang diukur pada suhu 25°C dan tekanan 1 atm disebut dengan

perubahan entalpi standar (ΔH°). Jenis-jenis perubahan entalpi standar bergantung pada

jenis reaksi, di antaranya adalah perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hof), perubahan

entalpi penguraian standar (∆Hod) dan perubahan entalpi pembakaran standar (∆Ho

c).

Tabel 1.2. Simbol Entalpi pada Berbagai Proses

Simbol Proses yang direpresentasikan

ΔHcomb Heat of combustion (Pembakaran)

ΔHf Heat of formation (Pembentukan)

ΔHr Heat of a reaction (Reaksi)

ΔHfus Heat of fusion (Peleburan)

ΔHvap Heat of vaporization (Penguapan)

ΔHsolid (fre) Heat of solidification (Pembekuan)

ΔHcond Heat of condensation (Pengembunan)

ΔHsol Heat of solution (Pelarutan)

7

1. Perubahan Entalpi Pembentukan Standar

Perubahan entalpi pembentukan standar adalah (∆Hof) perubahan entalpi yang

menyertai reaksi pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya dan diukur pada

keadaan standar. Simbol f di sini adalah formation yang berarti pembentukan. Entalpi

pembentukan biasa dinyatakan dalam kJ/mol. Pada umumnya persamaan termokimia

dinyatakan :

𝑎𝐴 + 𝑏𝐵 → 𝑐𝐶 + 𝑑𝐷 𝛥𝐻𝑓𝑜 = 𝑥 𝑘𝐽/𝑚𝑜𝑙 (1.3)

dimana a, b, c dan d adalah koefisien reaksi, A, B, C dan D adalah jenis senyawa dan ∆Ho

adalah perubahan entalpi pada keadaan tersebut. Nilai entalpi pembentukan standar

memiliki kriteria berikut.

a. Bernilai positif bila menyerap panas dari lingkungan

b. Bernilai negatif jika melepas panas ke lingkungan

c. Bernilai nol jika unsur tersebut sudah terdapat di alam secara alami

d. Bentuk unsur yang sudah ada di alam terbagi menjadi dua yaitu monoatomik dan

poliatomik.

Monoatomik berarti hanya tersusun atas satu unsur termasuk golongan dari gas mulia

dan logam lainnya. Beberapa contoh unsur monoatomik adalah C(s), Fe(s), H+

(aq), Ba(s), Ca(s),

Mg(s), Na(s), Al(s), B(s), Zn(s) dan P(s). Sedangkan unsur poliatomik berarti unsur tersebut unsur

pembentukannya lebih dari satu unsur. Contoh dari unsur poliatomik adalah O2(g), Cl2(g), P4(s),

H2(g), Br2(l), N2(g), I2(g), F2(g) dan beberapa unsur gas lainnya selain gas mulia. Semua unsur-

unsur yang sudah terdapat di alam ini nilai entalpi pembentukannya adalah 0.

Nilai entalpi pembentukan berbagai zat serta persamaan termokimia reaksi

pembentukannya dapat dilihat pada tabel berikut ini.

Tabel 1.3. Nilai Entalpi Pembentukan Berbagai Zat dan Persamaan Termokimia Pembentukannya

Rumus Kimia Zat 𝜟𝑯𝒇𝒐(kJ/mol) Persamaan Termokimia Reaksi Pembentukan

H2O(l) -285,9 H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = -285,9 kJ

H2O(g) -241,8 H2(g) + ½ O2(g) → H2O(g)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = -241,8 kJ

C(grafit) 0,0 C(grafit) → C(grafit)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = 0 k

C(intan) 1,9 C(grafit) → C(intan)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = 1,9 kJ

C(g) 718,4 C(grafit) → C(g)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = 718,4 kJ

CO(g) -110,5 C(grafit) + ½ O2(g) → CO(g)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = -110,5 kJ

CO2(g) -393,5 C(grafit) + O2 →CO2(g)

8

𝛥𝐻𝑓𝑜 = -393,5 kJ

C2H5OH(l) -277,7 2C(grafit) + 3H2(g) + ½ O2(g) →C2H5OH(l)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = -277,7 kJ

NaCL(s) -410,9 Na(s) + ½ Cl2(g) → NaCl(s)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = -410,9 kJ

C2H2(g) 226,7 2C(grafit) + H2(g) → C2H2(g)

𝛥𝐻𝑓𝑜 = 226,7 kJ

2. Perubahan Entalpi Penguraian Standar

Perubahan entalpi penguraian standar (∆Hod) adalah perubahan entalpi yang

menyertai reaksi penguraian satu mol senyawa menjadi unsur-usurnya dan diukur pada

keadaan standar. Contohnya adalah penguraian satu mol H2O(l) maka persamaan

termokimia untuk penguraian H2O(l) pada keadaan standar adalah sebagai berikut:

H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l) 𝛥𝐻𝑑𝑜= 285,9 kJ/mol (1.4)

Menurut Hukum Laplace, jumlah kalor yang dibebaskan pada pembentukan

senyawa dari unsur-unsurnya sama dengan jumlah kalor yang diperlukan pada penguraian

senyawa tersebut menjadi unsur-unsurnya. Jadi, entalpi penguraian merupakan kebalikan

dari entalpi pembentukan senyawa yang sama. Dengan demikian jumlah kalornya sama

tetapi tandanya berlawanan karena reaksinya berlawanan arah. Berikut adalah contoh-

contoh lainnya dari perubahan entalpi peruraian standar.

AgCl2(s) → Ag(s) + ½ Cl2(g) 𝛥𝐻𝑑𝑜= 127 kJ/mol (1.5)

KMnO4(s) → K(s) + Mn(s) + 2O2(g) 𝛥𝐻𝑑𝑜= 813 kJ/mol (1.6)

CO2(g) → C(s) + O2 𝛥𝐻𝑑𝑜= 393,5 kJ/mol (1.7)

3. Perubahan Entalpi Pembakaran Standar

Perubahan entalpi pembakaran standar (∆Hoc) adalah perubahan entalpi yang

menyertai reaksi pembakaran satu mol senyawa dengan gas oksigen dan diukur pada

keadaan standar. Ciri utama dari reaksi pembakaran ada tiga yaitu merupakan reaksi

eksoterm, melibatkan oksigen dalam reaksinya dan produk pembakarannya, yaitu karbon

akan terbakar menjadi CO2, hidrogen akan terbakar menjadi H2O dan belerang akan

terbakar menjadi SO2. Nilai entalpi pembakaran dari berbagai zat pada kondisi standar

dapat dilihat pada Tabel 1.4.

Tabel 1.4. Entalpi Pembakaran dari Berbagai Zat pada Kondisi Standar

Nama Zat 𝚫𝐇𝐜𝐨 (kJ/mol) Persamaan Reaksi Pembakaran

Karbon -393,5 C(s) + O2(g) → CO2(g)

HIdrogen -285,85 H2(g) + ½ O2(g) →H2O(l)

-241,6 H2(g) + ½ O2(g) →H2O(g)

Belerang -297 S(s) + O2(g) →SO2(g)

9

Karbon

Monoksida -283 CO(g) + ½ O2(g) → CO2(g)

Metana -802 CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

Asetilen -1256 C2H2(g) + 2½ O2(g) → 2CO2(g) + H2O(g)

Metanol -638 CH3OH(l) + 1½ O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g)

Isooktana -5460 C8H18(l) + 12½ O2(g) → 8CO2(g) + 9H2O(g)

Contoh Soal 2:

Pembakaran bensin adalah suatu proses eksoterm. Apabila bensin dianggap terdiri atas

isooktana, C8H18 (salah satu komponen bensin) tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan

pada pembakaran 1 liter bensin. Diketahui entalpi pembakaran isooktana = -5460 kJ/mol

dan massa jenis isooktan = 0,7 kg/L

Jawab :

Massa 1 liter bensin = berat jenis isooktana x volume bensin

= 0,7 kg/L x 1L

= 0,7 kg

= 700 gram

Mol Isooktana = massa isooktana / Mr Isooktana

= 700 gram/ (114 gram/mol)

= 6,14 mol

Entalpi pembakaran = mol x Entalpi pembakaran tiap mol

= 6,14 x (-5460 kJ/mol)

= -33524 kJ

4. Perubahan Entalpi Netralisasi Standar

Perubahan entalpi netralisasi standar (∆Hon) adalah perubahan entalpi yang

menyertai reaksi netralisasi satu mol basa oleh asam pada keadaan standar. Contohnya

adalah netralisasi natrium hidroksida dengan menggunakan asam klorida. Berikut adalah

persamaan termokimianya:

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) 𝛥𝐻𝑛𝑜= -57,1 kJ/mol (1.8)

5. Perubahan Entalpi Pelarutan Standar

Perubahan entalpi pelarutan standar menyatakan jumlah kalor yang diperlukan atau

dibebaskan untuk melarutkan 1 mol zat pada keadaan standar. Entalpi pelarutan standar

diberi symbol (∆Hos) simbol s berasal dari kata solvation yang berarti pelarutan. Sifat

10

kelarutan suatu zat di dalam air dapat dilihat dari nilai ∆Hos nya. Apabila nilai ∆Ho

s < 0

maka zat tersebut larut dalam air namun, apabila ∆Hos nilainya sangat positif maka zat

tersebut tidak larut dalam air. Berikut ini adalah beberapa contoh persamaan termokimia

untuk proses pelarutan:

NH3(g) + aq → NH3(aq) 𝛥𝐻𝑠𝑜= -35,2 kJ/mol (1.9)

HCl(g) + aq → H+(aq) + Cl-(aq) 𝛥𝐻𝑠𝑜= -72,4 kJ/mol (1.10).

NaCl(s) + aq → Na+(aq) + Cl-(aq) 𝛥𝐻𝑠𝑜= 4,0 kJ/mol (1.11)

6. Perubahan Entalpi Molar Lain

Selain perubahan entalpi molar yang telah dibahas, masih terdapat berbagai entalpi

molar lain, seperti entalpi peleburan, entalpi penguapan, entalpi sublimasi dan entalpi

pengatoman. Masing-masing dihitung berdasarkan kuantitas per mol. Semua entalpi molar

dinyatakan dalam kJ/mol.

D. Penentuan Entalpi Reaksi

Pada bagian ini kita akan membahas cara-cara apa saja yang dapat digunakan untuk

mengetahui besarnya perubahan entalpi pada suatu reaksi. Secara umum ada empat cara

yang sudah sering digunakan yaitu menggunakan alat eksperimen yang bernama

kalorimeter (kalorimetri), menggunakan Hukum Hess (Hukum Penjumlahan),

menggunakan tabel entalpi pembentukan dan yang terakhir adalah menggunakan data

energi ikatan.

1. Kalorimetri

Kalorimetri yaitu cara penentuan kalor reaksi menggunakan kalorimeter. Seperti

yang telah kita ketahui, perubahan entalpi adalah perubahan kalor yang diukur pada

tekanan konstan sehingga untuk menentukan perubahan entalpi dilakukan dengan cara

yang sama dengan penentuan perubahan kalor yang dilakukan pada tekanan konstan.

Perubahan kalor pada suatu reaksi dapat diukur melalui pengukuran perubahan suhu yang

terjadi pada reaksi tersebut. Pengukuran perubahan kalor dapat dilakukan dengan alat yang

disebut kalorimeter.

Kalorimeter adalah suatu sistem terisolasi (tidak ada perpindahan materi maupun

energi dengan lingkungan di luar kalorimeter). Kalorimeter terbagi menjadi dua, yaitu

kalorimeter bom dan kalorimeter sederhana. Jika dua buah zat atau lebih dicampur menjadi

11

satu maka zat yang suhunya tinggi akan melepaskan kalor sedangkan zat yang suhunya

rendah akan menerima kalor, sampai tercapai kesetimbangan termal.

Berdasarkan Asas Black berlaku pernyataan jumlah kalor yang dilepas oleh benda

panas sama dengan jumlah kalor yang diterimadiserap oleh benda dingin. Dimana secara

umum Asas Black dapat dituliskan dengan persamaan sebagai berikut:

𝑄𝑙𝑒𝑝𝑎𝑠 = 𝑄𝑡𝑒𝑟𝑖𝑚𝑎 (1.12)

Jumlah kalor (𝑄) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:

𝑄𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 𝑚 × 𝐶𝑝 × Δ𝑇 (1.13)

𝑄𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟 = 𝐶 × ∆𝑇 (1.14)

dimana, q = jumlah kalor (J)

m = massa zat (kg)

∆T = perubahan suhu (°C atau K)

Cp = kalor jenis (J/kg.°C) atau (J/kg.K)

C = kapasitas kalor kalorimeter (J/°C) atau (J/K)

Karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka persamaan kalor untuk sistem

kalorimeter dapat dituliskan sebagai berikut.

𝑄𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = −(𝑄𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 + 𝑄𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟) (1.15)

∆𝐻 =𝑄𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖

𝑗𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 (1.16)

Ada dua jenis kalorimeter yang umum diketahui, yaitu kalorimeter bom

(kalorimeter volum konstan) dan kalorimeter sederhana (kalorimetri tekanan konstan)

a. Kalorimeter Bom

Kalorimeter bom adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor (nilai

kalori) yang dibebaskan pada pembakaran sempurna (dalam O2 berlebih) suatu senyawa,

bahan makanan, bahan bakar atau khusus digunakan untuk menentukan kalor dari

reaksireaksi pembakaran. Kalorimeter ini terdiri dari sebuah bom (tempat berlangsungnya

reaksi pembakaran, terbuat dari bahan stainless steel dan diisi dengan gas oksigen pada

tekanan tinggi) dan sejumlah air yang dibatasi dengan wadah yang kedap panas. Sejumlah

sampel ditempatkan pada tabung beroksigen yang tercelup dalam medium penyerap kalor

(kalorimeter), dan sampel akan terbakar oleh api listrik dari kawat logam terpasang dalam

tabung. Reaksi pembakaran yang terjadi di dalam bom, akan menghasilkan kalor dan

diserap oleh air dan bom. Oleh karena tidak ada kalor yang terbuang ke lingkungan, maka:

𝑄𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = −(𝑄𝑎𝑖𝑟 + 𝑄𝑏𝑜𝑚) (1.17)

Jumlah kalor yang diserap oleh air dapat dihitung dengan persamaan:

𝑄𝑎𝑖𝑟 = 𝑚𝑎𝑖𝑟𝐶𝑝𝑎𝑖𝑟∆𝑇 (1.18)

12

dengan, 𝑚𝑎𝑖𝑟 = massa air dalam kalorimeter (kg)

Cpair = kalor jenis air dalam kalorimeter (J/kg.°C) atau (J/kg.K)

∆T = perubahan suhu (°C atau K)

Sedangkan jumlah kalor yang diserap oleh bom dapat dihitung dengan persamaan:

𝑄𝑏𝑜𝑚 = 𝐶𝑏𝑜𝑚∆𝑇 (1.19)

dengan, Cbom = kapasitas kalor bom (J/°C atau J/K)

∆T = perubahan suhu (°C atau K)

Sumber: The Science in Context (3rd edition)

Gambar 1.3. Kalorimeter bom

Reaksi yang berlangsung pada kalorimeter bom berlangsung pada volume tetap (ΔV = nol).

Oleh karena itu, perubahan kalor yang terjadi di dalam sistem = perubahan energi dalamnya. ∆H =

Q + W di mana W = −P. ∆V (Jika ∆V = 0 maka W = 0), sehingga ∆H = Qreaksi.

b. Kalorimeter Sederhana

Pengukuran kalor reaksi selain kalor reaksi pembakaran dapat dilakukan dengan

menggunakan kalorimeter pada tekanan tetap yaitu dengan kalorimeter sederhana yang dibuat dari

gelas styrofoam. Kalorimeter ini biasanya dipakai untuk mengukur kalor reaksi yang reaksinya

berlangsung dalam fase larutan (misalnya reaksi netralisasi asam–basa/netralisasi, pelarutan dan

pengendapan).

Pada kalorimeter ini, kalor reaksi = jumlah kalor yang diserap/dilepaskan larutan

sedangkan kalor yang diserap oleh gelas dan lingkungan diabaikan.

𝑄𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = −(𝑄𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 + 𝑄𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟𝑖𝑚𝑒𝑡𝑒𝑟) (1.20)

13

Jika harga kapasitas kalor kalorimeter sangat kecil maka dapat diabaikan sehingga Qkalorimeter = 0

dan perubahan kalor dapat dianggap berakibat pada kenaikan suhu larutan dalam kalorimeter

Qreaksi = −Qlarutan dimana:

𝑄𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 = 𝑚𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 × 𝐶𝑝𝑙𝑎𝑟𝑢𝑡𝑎𝑛 × Δ𝑇 (1.21)

Dengan: mlarutan = massa larutan dalam kalorimeter (kg)

Cplarutan = kalor jenis larutan dalam kalorimeter (J/kg.°C) atau (J/kg.K)

𝛥𝑇 = perubahan suhu (°C atau K)

Pada kalorimeter ini, reaksi berlangsung pada tekanan tetap (ΔP = nol) sehingga perubahan

kalor yang terjadi dalam sistem = perubahan entalpinya (∆H = Qreaksi).

Sumber : http://kimiadasar.com/kalorimeter/

Gambar 1.4. Kalorimeter sederhana

Contoh kalorimeter sederhana adalah kalorimeter larutan. Kalorimeter larutan

adalah alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kalor yang terlibat pada reaksi kimia

dalam sistem larutan. Pada dasarnya, kalor yang dibebaskan/diserap menyebabkan

perubahan suhu pada kalorimeter. Berdasarkan perubahan suhu per kuantitas pereaksi

kemudian dihitung kalor reaksi dari reaksi sistem larutan tersebut. Kini kalorimeter larutan

dengan ketelitian cukup tinggi dapat diperoleh di pasaran.

14

Gambar 1.5. Rangkaian alat kalorimeter sederhana

Contoh Soal 3:

Di dalam sebuah kalorimeter terdapat zat yag bereaksi secara endoterm. Reaksi tersebut

menyebabkan1 kg air yang terdapat di dalam kalorimeter mengalami penurunan suhu

sebesar 5°C. Tentukan kalor reaksi dari reaksi tersebut. (Cpair = 4,2J/g°C).

Jawab :

Q = mair Cpair ∆T

= 1000 g x 4,2 J/(g.°C) x 5°C

= 21000 J

= 21 kJ

PERCOBAAN 1: KALORIMETER SEDERHANA

Alat yang diperlukan:

- 2 Buah gelas styrofoam

- 1 buah gelas beker

- Batang pengaduk

- Termometer

- Penutup dari kardus bekas/gabus

Cara Pembuatan:

1. Buatlah lubang pada kardus bekas/gabus sesuai dengan diameter termometer yang

kalian gunakan.

2. Gabungkan kedua gelas styrofoam tersebut, kemudian letakkan kedua styrofoam di

atas gelas beker

3. Gunakan kardus bekas yang telah dilubangi tadi sebagai penutup gelas styrofoam,

masukkan termometer ke dalam lubang yang telah dibuat pada kardus bekas.

4. Kalorimeter sederhana siap untuk digunakan mengukur perubahan entalpi.

15

Contoh Soal 4:

50 mL larutan HCl 1 M yang suhunya 22°C dicampurkan dengan 50 mL larutan NaOH 1

M yang suhunya 22°C. Pada reaksi tersebut terjadi kenaikan suhu campuran hingga

28,78°C. Kalor jenis larutan 4,18 J/g.°C di mana massa jenis larutan 1 g/mL. Tentukan

entalpi netralisasi dan tulis persaman termokimianya !

Jawab:

Volume larutan = 100 mL

Berat larutan = 100 mL x 1g/mL

= 100 g

Q = mlarutan Cplarutan ∆T

= 100 g x 4,18 J/g.°C x (28,78 – 22) K

= 2885,4 J

= 2,8854 kJ

∆𝐻 = - Q

= - 2,8854 kJ untuk pencampuran HCl dan NaOH 0.05 mol

= - 57,71 kJ/mol

Persamaan termokimianya adalah :

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) ∆H = −57,71 kJ

Contoh Soal 5:

Dalam kalorimeter yang telah dikalibrasi dan terbuka, direaksikan 50 g alkohol dan 3 g

logam natrium. Jika suhu awal campuran 30°C dan setelah reaksi suhunya 75°C, tentukan

ΔH reaksi ! Diketahui kalor jenis larutan 3,65 J/g°C, kapasitas kalor kalorimeter 150 J/°C

dan suhu kalorimeter naik sebesar 10°C.

Jawab:

mlarutan = 50 g + 3 g

= 53 g

∆Tlarutan = 75°C – 30°C

= 45°C

Qlarutan = mlarutan Cplarutan ∆T

= 53 g x 3,65 J/g.°C x 45°C

= 8705,25 J

Qkalorimeter = Ckalorimeter∆T

= 150 J/°C x 10°C

= 1500 J

16

Qreaksi = −(Qlarutan + Qkalorimeter)

= -(8705,25 + 1500) J

= -10.205,25 J

= -10,205 kJ

2. Hukum Hess

Hukum ini dikemukakan oleh Germain Henry Hess pada tahun 1840 yang berbunyi

“Bila suatu perubahan kimia dapat dibuat menjadi beberapa jalan/cara yang berbeda,

jumlah perubahan energi panas keselurahannya (total) adalah tetap, tidak bergantung

pada jalan/cara yang ditempuh”. Maksudnya adalah, suatu reaksi dapat terjadi melalui

beberapa tahap reaksi, dan bagaimanapun tahap atau jalan yang ditempuh tidak akan

mempengaruhi entalpi reaksi. Perubahan entalpi reaksi hanya tergantung pada keadaan

awal dan akhir sistem. Bukan tahap atau jalan yang ditempuh. Perubahan entalpi ini juga

merupakan penjumlahan entalpi reaksi dari setiap tahap. Dengan demikian hukum Hess

dapat digunakan untuk menghitung ΔH reaksi berdasarkan reaksireaksi lain yang ΔH nya

sudah diketahui.

∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = ∆𝐻𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 − ∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 (1.22)

Hukum ini digunakan ketika kita ingin mengetahui perubahan entalpi suatu reaksi

namun tidak dapat diukur menggunakan kalorimeter secara langsung. Sebagai contoh

adalah penentuan perubahan entalpi pembentukan standar (∆Hof) CO. Pada reaksi

pembakaran karbon tidak mungkin hanya menghasilkan gas CO saja tanpa disertai

terbentuknya gas CO2. Jadi, bila dilakukan pengukuran perubahan entalpi dari reaksi

tersebut; yang terukur tidak hanya reaksi pembentukan gas CO saja tetapi juga perubahan

entalpi dari reaksi pembentukan gas CO2.

Dalam penerapan Hukum Hess, persamaan termokimia yang ada terkadang perlu

dimodifikasi terlebih dahulu. Berikut beberapa aturan dalam memanipulasi persamaan

termokimia.

a. Ketika persamaan reaksi dibalik (reaktan menjadi produk, produk menjadi reaktan),

tanda nilai ΔH juga harus dibalik (dari positif menjadi negatif, dan sebaliknya).

b. Substansi yang dihilangkan dari kedua sisi persamaan reaksi harus dalam fase yang

sama.

17

c. Jika semua koefisien dari suatu persamaan reaksi dikali atau dibagi dengan faktor yang

sama, maka nilai ΔH reaksi tersebut juga harus dikali atau dibagi dengan faktor

tersebut.

Contoh Soal 6:

Hitunglah jumlah perubahan entalpi pada proses pembuatan CO!

Jawab:

C(graphite) + O2(g) → CO2(g) ∆Hreaksi = -393,5 kJ/mol

CO2(g) → CO(g) +1

2O2(g) ∆Hreaksi = +283,0 kJ/mol

C(graphite) +1

2O2(g) → CO(g)

∆Hreaksi = -110,5 kJ/mol

Contoh Soal 7:

Hitunglah jumlah perubahan entalpi pada proses pembuatan CO2 dari proses pembakaran

atom C dengan menggunakan O2 !

Jawab:

ΔH3 = ΔH1 + ΔH2

C(s) +1

2O2(g) → CO(g)

∆H1 = -111 kJ/mol

CO(g) +1

2O2(g) → CO2(g) ∆H2 = -283,0 kJ/mol

C(s) + O2(g) → CO2(g) ∆H3 = -394 kJ/mol

3. Entalpi Pembentukan (∆Hof)

Kalor suatu reaksi dapat juga ditentukan dari data entalpi pembentukan zat pereaksi

dan produknya. Dalam hal ini, zat pereaksi dianggap terlebih dahulu terurai menjadi unsur-

unsurnya, kemudian unsur-unsur itu bereaksi membentuk zat produk.

∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = Σ𝑛. 𝛥𝐻𝑓𝑜 (𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘) − Σ𝑛. 𝛥𝐻𝑓

𝑜 (𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛) (1.23)

C + O2 CO2

CO

ΔH1 ΔH2

ΔH3

18

Apabila suatu reaksi memiliki persamaan reaksi aA + bB → cC + dD di mana

a, b, c dan d adalah koefisien stoikiometrik, maka persamaan entalpi reaksinya adalah:

∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = [𝑐. 𝛥𝐻𝑓𝑜(𝐶) + 𝑑. 𝛥𝐻𝑓

𝑜(𝐷)] − [𝑎. 𝛥𝐻𝑓𝑜(𝐴) + 𝐵. 𝛥𝐻𝑓

𝑜(𝐵)] (1.24)

Beberapa nilai entalpi pembentukan suatu senyawa dapat dilihat pada Tabel 1.5.

Tabel 1.5. Entalpi Pembentukan Senyawa

Senyawa ∆Hof (kJ/mol) Senyawa ∆Ho

f (kJ/mol)

H2(g) 0 C2H4(g) +52,5

O2(g) 0 CCl4(g) -96,0

C(s) 0 NH3(g) -45,9

H2O(g) -241,8 NO2(g) +33,2

H2O(l) -285,8 SO2(g) -296,8

CO2(g) -393,5 HCl(g) -92,3

CO(g) -110,5 NO(g) +90,3

Contoh Soal 8:

Tentukan perubahan entalpi reaksi pembakaran C2H8, jika diketahui:

ΔHfoC2H6 = -84,7 kJ/mol

ΔHfoCO2 = -393,5 kJ/mol

ΔHfoH2O = -285,5 kJ/mol

Jawab:

C2H6 + 3½ O2 → 2 CO2 + 3 H2O

∆Hreaksi = Σn. ΔHfo (produk) − Σn. ΔHf

o (reaktan)

∆Hreaksi = [2 × ΔHfoCO2 + 3 × ΔHf

oH2O] − [ΔHfoC2H6 + 3

1

2× ΔHf

oO2]

= [2 × −393,5 + 3 × −285,5]— [84,7 + 31

2× 0]

= -1559,7 kJ/mol

Contoh Soal 9:

Dengan menggunakan data entalpi pembentukan pada Tabel 1.5. hitunglah:

a. ΔH reaksi pembakaran C2H4 !

b. Jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 56 g gas C2H4!

Jawab:

a. Reaksi Pembakaran C2H4:

19

C2H4(g) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 2 H2O(l)

∆Hreaksi = Σn. ΔHfo (produk) − Σn. ΔHf

o (reaktan)

= [2 × ΔHfoCO2 + 2 × ΔHf

oH2O] − [ΔHfoC2H4 + 3 × ΔHf

oO2]

= (2 × −393,5 + 2 × −285,5) − (1 × 52,5 + 3 × 0)

= −787 − 571,6 + 52,5

= −1306,1 kJ/mol

b. massa C2H4 = 56 g

Mr C2H4 = (2 x 12) + (4 x 1)

= 28

mol C2H4 = 56/28

= 2 mol

∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 2 mol C2H4 = 2 mol x (-1306,1 kJ/mol)

= -2612,2 kJ

Jadi pada pembakaran 56 gram gas C2H4 dibebaskan kalor sebesar 2612,2 kJ

4. Energi Ikatan

Energi ikatan (D) didefinisikan sebagai energi yang diperlukan untuk memutuskan

1 mol ikatan dari suatu molekul dalam wujud gas. Reaksi kimia antarmolekul dapat

dianggap berlangsung dalam 2 tahap yaitu pemutusan ikatan pada pereaksi dan

pembentukan ikatan pada produk. Sehingga Entalpi reaksi dapat diestimasi dari total energi

ikatan dari ikatan yang putus dikurangi total energi ikatan dari ikatan yang terbentuk.

∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = Σ𝐷(𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑝𝑢𝑡𝑢𝑠) − Σ𝐷(𝑖𝑘𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑒𝑛𝑡𝑢𝑘) (1.25)

∆𝐻𝑟𝑒𝑎𝑘𝑠𝑖 = Σ𝐷(𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛) − Σ𝐷(𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘) (1.26)

Energi ikatan dinyatakan dalam kJ/mol, energi ikatan antar atom untuk berbagai

senyawa dapat dilihat pada Tabel 1.6.

Tabel 1.6 Energi ikat antar atom dari berbagai senyawa (kJ/mol) ikatan tunggal

𝐶 − 𝐻 413 𝑁 − 𝐻 391 𝑂 − 𝐻 463 𝐹 − 𝐹 155

𝐶 − 𝐶 348 𝑁 − 𝑁 163 𝑂 − 𝑂 146

𝐶 − 𝑁 293 𝑁 − 𝑂 201 𝑂 − 𝐹 196 𝐶𝑙 − 𝐹 253

𝐶 − 𝑂 358 𝑁 − 𝐹 272 𝑂 − 𝐶𝑙 190 𝐶𝑙 − 𝐶𝑙 242

𝐶 − 𝐹 485 𝑁 − 𝐶𝑙 200 𝑂 − 𝐼 234

𝐶 − 𝐶𝑙 328 𝑁 − 𝐵𝑟 243 𝐵𝑟 − 𝐹 237

𝐶 − 𝐵𝑟 276 𝑆 − 𝐻 339 𝐵𝑟 − 𝐶𝑙 218

𝐶 − 𝐼 240 𝐻 − 𝐻 436 𝑆 − 𝐹 327 𝐵𝑟 − 𝐵𝑟 193

20

𝐶 − 𝑆 259 𝐻 − 𝐹 567 𝑆 − 𝐶𝑙 253

𝐻 − 𝐶𝑙 431 𝑆 − 𝐵𝑟 218 𝐼 − 𝐶𝑙 208

𝑆𝑖 − 𝐻 323 𝐻 − 𝐵𝑟 366 𝑆 − 𝑆 266 𝐼 − 𝐵𝑟 175

𝑆𝑖 − 𝑆𝑖 226 𝐻 − 𝐼 299 𝐼 − 𝐼 151

𝑆𝑖 − 𝐶 301

𝑆𝑖 − 𝑂 368

𝑆𝑖 − 𝐶𝑙 464

Ikatan Ganda (lebih dari 1)

𝐶 = 𝐶 614 𝑁 = 𝑁 418 𝑆 = 𝑂 523

𝐶 ≡ 𝐶 839 𝑁 ≡ 𝑁 941 𝑆 ≡ 𝑂 418

𝐶 = 𝑁 615 𝑁 = 𝑂 607

𝐶 ≡ 𝑁 891

𝐶 = 𝑂 799 𝑂 = 𝑂 495

𝐶 ≡ 𝑂 1072 Sumber: Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13 edition). New Jersey: Pearson

Education, Inc.).

Contoh Soal 10:

Dengan menggunakan Tabel 1.6 hitunglah perubahan entalpi reaksi : CH4 + 4 Cl2 →

CCl4 + 4 HCl !

Jawab:

∆Hreaksi = ΣD(ikatan putus) − ΣD(ikatan terbentuk)

= [(4 × C − H) + (4 × Cl − Cl)] − [(4 × C − Cl) + (4 × H − Cl)]

= [4(413) + 4(242)] − [4(328) + 4(431)]

= 2620 − 3036

= -416 kJ/mol

E. Kalor Pembakaran

Reaksi kimia yang melibatkan oksigen dan bahan bakar disertai dengan produksi

panas adalah reaksi pembakaran. Reaksi ini umum digunakan untuk menghasilkan energi.

Bahan bakar utama dewasa ini adalah bahan bakar fosil, yaitu gas alam, minyak bumi, dan

batu bara. Bahan bakar fosil itu berasal dari pelapukan sisa organisme, baik tumbuhan atau

hewan. Pembentukan bahan bakar fosil ini memerlukan waktu ribuan sampai jutaan tahun.

C H

H

H

H

+ 4 Cl Cl C Cl

Cl

Cl

Cl

+ 4 H Cl

21

Bahan bakar fosil terutama terdiri atas senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa yang

hanya terdiri atas karbon dan hidrogen. Gas alam terdiri atas alkana suku rendah terutama

metana dan sedikit etana, propana, dan butana. Seluruh senyawa itu merupakan gas yang

tidak berbau. Oleh karena itu, ke dalam gas alam ditambahkan suatu zat yang berbau tidak

sedap, yaitu merkaptan, sehingga dapat diketahui jika ada kebocoran. Gas alam dari

beberapa sumber mengandung H2S, suatu kontaminan yang harus disingkirkan sebelum

gas digunakan sebagai bahan bakar karena dapat mencemari udara. Beberapa sumur gas

juga mengandung helium.

Minyak bumi adalah cairan yang mengandung ratusan macam senyawa, terutama

alkana, dari metana hingga yang memiliki atom karbon mencapai lima puluhan. Dari

minyak bumi diperoleh bahan bakar LPG (Liquified Petroleum Gas), bensin, minyak tanah,

kerosin, solar dan lain-lain. Pemisahan komponen minyak bumi itu dillakukan dengan

destilasi bertingkat. Adapun batu bara adalah bahan bakar padat, yang terutama, terdiri atas

hidrokarbon suku tinggi. Batu bara dan minyak bumi juga mengandung senyawa dari

oksigen, nitrogen, dan belerang.

Bahan bakar fosil, terutama minyak bumi, telah digunakan dengan laju yang jauh

lebih cepat dari pada proses pembentukannya. Oleh karena itu, dalam waktu yang tidak

terlalu lama lagi akan segera habis. Untuk menghemat penggunaan minyak bumi dan untuk

mempersiapkan bahan bakar pengganti, telah dikembangkan berbagai bahan bakar lain,

misalnya gas sintesis (sin-gas) dan hidrogen.

Gas sintetis diperoleh dari gasifikasi batubara. Batu bara merupakan bahan bakar

fosil yang paling melimpah, yaitu sekitar 90% dari cadangan bahan bakar fosil. Akan tetapi

penggunaan bahan bakar batubara menimbulkan berbagai masalah, misalnya dapat

menimbulkan polusi udara yang lebih hebat daripada bahan bakar apapun. Karena

bentuknya yang padat terdapat keterbatasan penggunaannya. Oleh karena itu, para ahli

berupaya mengubahnya menjadi gas sehingga pernggunaannya lebih luwes dan lebih

bersih. Gasifikasi batubara dilakukan dengan mereaksikan batubara panas dengan uap air

panas. Hasil proses itu berupa campuran gas CO, H2 dan CH4.

Sedangkan bahan sintetis lain yang juga banyak dipertimbangkan adalah hidrogen.

Hidrogen cair bersama-sama dengan oksigen cair telah digunakan pada pesawat ulang-alik

sebagai bahan bakar roket pendorongnya. Pembakaran hidrogen sama sekali tidak memberi

dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air. Hidrogen dibuat

dari air melalui reaksi endoterm berikut.

H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g) ΔH = 572 kJ (1.27)

22

Apabila energi yang digunakan untuk menguraikan air tersebut berasal dari bahan

bakar fosil, maka hidrogen bukanlah bahan bakar yang konversial. Sehingga saat ini mulai

gencar dilakukan penelitian untuk menciptakan bahan bakar alternatif, kita tidak terlalu

tergantung kepada bahan bakar fosil. Nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar diberikan

pada Tabel 1.7. berikut.

Tabel 1.7. Komposisi dan nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar

Jenis Bahan Bakar Komposisi Nilai Kalor

(kJ per gram) C H O

Gas alam 70 23 0 49

Batu bara (antrasit) 82 1 2 31

Batu bara (bituminos) 77 5 7 32

Minyak mentah 85 12 0 45

Bensin 85 15 0 48

Arang 100 0 0 34

Kayu 50 6 44 18

Hidrogen 0 100 0 142

Nilai kalor bahan bakar digunakan untuk memperkirakan harga energi suatu bahan bakar.

Berikut adalah contoh penghitungan bahan bakar yang lebih efisien:

Contoh Soal 11:

Harga arang Rp 400,00/kg, dan harga LPG Rp 800,00 /kg . Nilai kalor bakar arang 34

kJ/gram dan nilai kalor bakar LPG 40 kJ/gram. Dari informasi tersebut dapat diketahui

manakah harga kalor yang lebih murah , yang berasal dari arang atau dari LPG.

Jawab:

Misal jumlah bahan bakar = 1000 gram

Nilai kalor bakar arang = 34 kJ/gram

Nilai kalor bakar LPG = 40 kJ/gram

maka,

Jumlah kalor arang = 34 kJ/gram x 1000 gram

= 34000 kJ

Jumlah kalor arang/rupiah = 34000 kJ / Rp. 400

= 85 kJ/rupiah

Jumlah kalor LPG = 40 kJ/gram x 1000 gram

= 40000 kJ

23

Jumlah kalor LPG/rupiah = 40000 kJ / Rp. 800

= 50 kJ/rupiah

Jadi dapat disimpulkan bahwa kalor dari arang lebih murah dibandingkan dengan kalor

yang dihasilkan dari LPG.

1. Penentuan Kalor Bahan Bakar

a. Secara Empiris

Pada subbab sebelumnya telah dibahas, bahwa untuk perhitungan kalor bahan

bakar secara empiris kita dapat menggunakan bom kalorimeter. Suatu hal yang kalian

ketahui, di dalam dunia industri terutama industri kimia rumus kimia bahan bakar

terkadang tidak terlalu diperhatikan karena yang terpenting dari suatu bahan bakar adalah

nilai kalornya saja. Sebagai contoh adalah minyak bumi dan batubara yang digunakan

sebagai pembangkit boiler.

b. Rumus Molekul

Dalam ilmu kimia murni, kalor juga dapat dihitung berdasarkan rumus molekul

dan ikatan dari hidro karbonnya. Berikut adalah contoh hidro karbon sederhana:

CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(l) (1.28)

Seperti yang dapat kita lihat pada persamaan kimia di atas, pada sisi reaktan semuanya

memiliki lambang (g) yang artinya kedua reaktan berada pada fasa gas, sedangkan pada

sisi produk ada perubahan fasa menjadi liquid karena ada lambang (l) pada salah satu

produk yang dihasilkan. Hal ini sangat penting diketahui karena sebagian panas dari

pembakaran akan dipakai utuk menguapkan air menjadi gas. Maka ada istilah HHV (High

Heating Value) dan LHV (Low Heating Value). Pada dasarnya yang dapat kita manfaatkan

hanyalah LHV karena semua hasil pembakaran biasanya berbentuk gas.

c. Asumsi Pembakaran Sempurna

Penentuan kalor bahan bakar juga dapat dilakukan dengan menganggap bahwa

proses pembakarannya terjadi secara sempurna. Dalam proses ini memerlukan jumlah

oksigen yang cukup sehingga jika pembakarannya dianggap ideal maka tidak ada reaktan

yang tersisa. Namun pada kenyatannya oksigen yang digunakan dalam proses pembakaran

berasal dari alam yang juga mengandung 79% nitrogen maka reaksi yang terjadi adalah:

CH4 + 2O2 + N2 → CO2 + 2H2O + N2 + CO + NOx + heat (1.29)

Jika reaksi mendekati ideal, maka CO dan NOx jumlahnya akan sangat kecil (ppm,

part per million). Di sini dibutuhkan jumlah oksigen yang lebih banyak dari kebutuhan

standarnya (sesuai dengan persamaan reaksi), bisa sampai 30% lebih banyak.

24

Apabila pada jumlah oksigen yang digunakan pada proses pembakaran tidak

mencukupi maka jumlah CO yang dihasilkan akan semakin besar. NOx adalah nitrogen

yang mengikat O dalam kadar yang bermacam macam. Kedua-duanya baik CO maupun

NOx ini merupakan gas beracun.

2. Pembakaran Sempurna dan Tidak Sempurna

Pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri tidak terbakar

sempurna. Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk

karbon dioksida dan uap air. Sedangkan pembakaran tak sempurna membentuk karbon

monoksida dan uap air, misalnya:

a. Pembakaran sempurna isooktana

𝐶8𝐻18(𝑙) + 12 1

2𝑂2(𝑔) → 8 𝐶𝑂2(𝑔) + 9 𝐻2𝑂(𝑔) ΔH = -5460 kJ (1.30)

b. Pembakaran tak sempurna isooktana

𝐶8𝐻18(𝑙) + 81

2 𝑂2(𝑔) → 8 𝐶𝑂(𝑔) + 9 𝐻2𝑂(𝑔) ΔH = -2924,4 kJ (1.31)

3. Dampak Pembakaran Tidak Sempurna

Sebagaimana terlihat pada contoh di atas, pembakaran tak sempurna menghasilkan

lebih sedikit kalor. Jadi, pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar.

kerugian lain dari pembakaran tak sempurna adalah dihasilkannya gas karbon monoksida

(CO), yang bersifat racun. Oleh karena itu, pembakaran tak sempurna akan mencemari

udara.

Gas CO selain berperan dalam pencemaran lingkungan, juga merupakan salah satu

zat yang berbahaya bagi tubuh. Kenapa? karena gas CO lebih mudah terikat oleh

hemoglobin dalam tubuh manusia dibandingkan gas O2.

Hemoglobin berfungsi untuk mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh,

sehingga jika hemoglobin banyak mengikat CO, kita akan kekurangan oksigen dan akan

berujung sampai pada kematian. Berikut adalah reaksi antara CO dengan Hb:

CO + Hb → HbCO (1.312)

O2 + Hb → HbO2 (1.33)

Daya ikat HbCO ini 200 kali lipat lebih kuat dibandingkan daya ikat HbO2. Di jalan

raya yang banyak kendaraan bermotor atau di daerah pemberhentian sementara (lampu

merah) kadar CO akan mencapai lebih dari 100 ppm. Apabila kadar CO di udara lebih dari

250 ppm dapat menyebabkan orang kehilangan kesadaran dan apabila kadar CO mencapai

750 ppm akan dapat menyebabkan kematian.

25

F. Rangkuman

a. Termokimia adalah bagian dari ilmu kima yang mempelajari perubahan kalor atau

panas suatu zat yang menyertai reaksi atau proses kimia, perubahan keadaan dan

pembentukan larutan.

b. Entalpi adalah suatu besaran termodinamika untuk menyatakan kalor reaksi yang

berlangsung pada tekanan tetap.

c. Perubahan entalpi (ΔH) adalah perubahan kalor yang terjadi selama proses

penerimaan atau pelepasan kalor.

d. Kalor adalah energi yang berpindah dari sistem ke lingkungan atau sebaliknya karena

adanya perbedaan suhu.

e. Reaksi eksoterm bersifat melepas kalor ke lingkungan sehingga mengakibatkan naiknya

suhu lingkungan dan menurunkan entalpi reaksi sehingga nilai ΔH nya negatif.

f. Reaksi endoterm menyerap kalor dari lingkungan sehingga suhu lingkungan menjadi

lebih dingin, juga menyebabkan naiknya entalpi reaksi sehingga memiliki nilai ΔH

yang positif.

g. Persamaan reaksi yang menyertakan perubahan entalpinya disebut persamaan

termokimia.

h. Koefisien pada persamaan termokimia berkaitan dengan nilai entalpi pada reaksi

tersebut, apabila koefisien persamaan termokimia dikali dengan suatu faktor maka

nilai entalpinya juga harus dikalikan dengan faktor yang sama. Hal ini juga berlaku

pada operasi pembagian, penambahan dan pengurangan.

i. Apabila arah suatu persamaan termokimia dibalik, maka nilai perbahan entalpinya ΔH

nya harus dikalikan dengan (-1) sehingga akan memiliki nilai yang berkebalikan

dengan nilai ΔH sebelumnya.

j. Perubahan entalpi pada pembentukan 1 mol zat disebut entalpi molar pembentukan

(formation).

k. Kebalikan dari perubahan entalpi pembentukan adalah perubahan entalpi reaksi

penguraian (decomposition).

l. Reaksi kimia yang umum digunakan untuk menghasilkan energi adalah pembakaran,

yaitu reaksi cepat antara bahan bakar dengan oksigen disertai terjadinya api.

m. Perubahan entalpi netralisasi akan banyak dijumpai pada proses reaksi antara asam

dan basa yang akan menghasilkan garam.

n. Perubahan entalpi pelarutan standar dapat dengan mudah dijumpai pada proses

pelarutan zat padat pada sejumlah cairan yang bersifat melarutkan padatan tersebut.

26

o. Penentuan entalpi reaksi dapat dilakukan dengan metode kalorimetri, hukum Hess,

tabel entalpi pembentukan dan menggunakan data energi ikatan.

p. Kalorimeter bom digunakan untuk mengukur perubahan entalpi pada proses

pembakaran yang membutuhkan oksigen.

q. Kalorimeter sederhana dapat digunakan untuk mengukur perubahan entalpi pada

proses pelarutan, netralisasi dan reaksi.

r. Pada hukum Hess berlaku persamaan ∆𝐇𝐫𝐞𝐚𝐤𝐬𝐢 = ∆𝐇𝐩𝐫𝐨𝐝𝐮𝐤 − ∆𝐇𝐫𝐞𝐚𝐤𝐭𝐚𝐧 . Biasanya

digunakan untuk mengukur perubahan entalpi yang tidak dapat diukur secara langsung

menggunakan metode kalorimetri.

s. Penentuan perubahan entalpi reaksi dengan menggunakan data entalpi pembentukan

(∆Hof) berlaku persamaan: ∆𝐇𝐫𝐞𝐚𝐤𝐬𝐢 = 𝚺𝐧. 𝚫𝐇𝐟

𝐨 (𝐩𝐫𝐨𝐝𝐮𝐤) − 𝚺𝐧. 𝚫𝐇𝐟𝐨 (𝐫𝐞𝐚𝐤𝐭𝐚𝐧).

t. Entalpi pembentukan senyawa murni seperti H2, O2 dan C adalah 0 kJ/mol.

u. Reaksi kimia berlangsung dalam dua tahap yaitu pemutusan ikatan dan pembentukan

ikatan.

v. Penentuan entalpi reaksi dengan menggunakan metode energi ikatan mengikuti

persamaan: ∆𝐇𝐫𝐞𝐚𝐤𝐬𝐢 = 𝚺𝐃(𝐢𝐤𝐚𝐭𝐚𝐧 𝐩𝐮𝐭𝐮𝐬) − 𝚺𝐃(𝐢𝐤𝐚𝐭𝐚𝐧 𝐭𝐞𝐫𝐛𝐞𝐧𝐭𝐮𝐤).

w. Bahan bakar yang paling sering digunakan hingga saat ini adalah bahan bakar fosil di

antaranya adalah gas alam, minyak bumi dan batu bara.

x. Saat ini bahan bakar dari bahan alami mulai sering diteliti lebih lanjut untuk

menggantikan ketergantungan manusia terhadap bahan bakar fosil.

y. Pembakaran sempurna pada gas hidrokarbon akan menghasilkan karbon dioksida dan

uap air.

z. Pembakaran bahan bakar pada mesin kendaraan atau dalam industri tidak terbakar

sempurna.

aa. Dampak dari pembakaran tidak sempurna antar lain adalah menghasilkan sedikit

kalor, mengurangi efisiensi bahan bakar dan menghasilkan karbon monoksida (CO)

yang bersifat beracun dan dapat mencemari lingkungan.

G. Modul Praktikum

Modul Praktikum 1: Reaksi Eksoterm dan Endoterm.

Alat dan Bahan:

1. Air

2. Gelas kimia

3. CaO

27

4. Ba(OH)2. 8H2O

5. NH4Cl

6. Serbuk belerang

7. Tembaga (II) karbonat

8. Spatula

9. Tabung reaksi

10. Gabus

11. Pemanas buchner

Cara Kerja:

1. Masukkan kurang lebih 10 mL air ke dalam gelas kimia dan uji dengan kertas lakmus

merah. Pegang gelas tersebut untuk merasakan suhunya. Tambahkan sebongkah CaO

sebesar kelereng. Rasakan suhu dengan memegang gelas kimia. Uji larutan dengan

kertas lakmus merah.

2. Masukkan Ba(OH)2.8H2O sebanyak 2 spatula ke dalam tabung reaksi. Lalu tambahkan

NH4Cl sebanyak 2 spatula. Aduk campuran tersebut kemudian tutuplah dengan gabus.

Pegang tabung tersebut dan rasakan suhunya. Diamkan selama beberapa saat,

kemudian buka tabung dan cium bau gas yang terbentuk.

3. Campurkan serbuk belerang sebanyak 6 spatula dengan serbuk besi sebanyak 2

spatula, dan masukkan campuran tersebut ke dalam tabung reaksi. Panaskan tabung

tersebut hingga campuran berpijar. Hentikan pemanasan, selanjutnya amati apa yang

terjadi!

4. Masukkan 3 spatula tembaga(II)karbonat ke dalam tabung reaksi. Panaskan tabung

sampai mulai terjadi perubahan pada tembaga(II) karbonat. Hentikan pemanasan,

amati apa yang terjadi dan catat pengamatan kalian.

Hasil Pengamatan:

Buatlah tabel pada setiap kali kalian melakukan pengamatan sesuai dengan cara kerja di

atas.

Analisis Data:

1. Gejala apakah yang menunjukkan bahwa reaksi kimia telah terjadi dari percobaan di

atas?

2. Bila hasil reaksi dibiarkan beberapa jam, apa yang kalian harapkan terjadi dengan suhu

campuran percobaan 1 dan 2?

28

3. Bagaimanakah jumlah entalpi zat-zat hasil reaksi dibandingkan dengan jumlah energi

zat pereaksi pada reaksi 1 sampai 4 jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama?

4. Gambar diagram energi untuk keempat reaksi di atas!

5. Simpulkanlah pengertian eksoterm dan endoterm pada percobaan di atas!

H. Modul Praktikum 2: Menghitung Panas Pencampuran

Alat dan Bahan:

1. Kalorimeter sederhana

2. Pengaduk

3. Natrium hidroksida (NaOH)

4. Air

Cara Kerja:

1. Masukkan air sebanyak 200 mL ke dalam gelas styrofoam (gelas kalorimeter

sederhana).

2. Aduk perlahan-lahan dengan menggunakan pengaduk.

3. Cek suhu air dengan menggunakan termometer.

4. Catat suhu air tersebut pada lembar kerja Anda.

5. Timbang NaOH padat sebanyak 2 gram.

6. Masukkan NaOH yang telah ditimbang ke dalam gelas styrofoam yang telah berisi air

7. Aduk campuran tersebut dengan menggunakan pengaduk hingga NaOH benar benar

larut ke dalam air

8. Catat suhu tertinggi yang terlihat pada termometer pada lembar kerja Anda.

9. Anda dapat melakukan percobaan ini dengan memvariasikan jumlah air dan jumlah

NaOH yang digunakan.

Lembar Kerja:

Berat gelas styrofoam = ...................... g

Berat gelas + air = ...................... g

Berat NaOH = ...................... g

Suhu air mula – mula = ...................... °C

Suhu campuran = ...................... °C

Perhitungan:

Berat air yang digunakan = ...................... g

Perubahan suhu = ...................... °C

Mr NaOH = ...................... g/mol

29

Energi yang dilepas = ...................... kJ

ΔH pelarutan (∆𝐻𝑠𝑜) NaOH = ...................... kJ/mol

∆𝐻𝑠𝑜 NaOH dari referensi = ...................... kJ/mol

% error = ...................... %

Tabel Pengamatan:

Untuk variasi jumlah air dan NaOH, data pengamatan dapat diletakkan pada tabel berikut

ini:

Berat gelas styrofoam = ...................... g

To air (°C) = ...................... °C

Mr NaOH = ....................... g/mol

∆𝐻𝑠𝑜 NaOH dari referensi = ...................... kJ/mol

No V air

(mL)

m (g) n (mol)

NaOH

T camp

(°C)

E

(kJ)

∆Hof

(kJ/mol)

Error

(%) 1 Air + gelas Air NaO

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

dengan:

To air = Suhu air mula-mula

m Air + gelas = Berat air ditambah gelas styrofoam

m Air = Berat air

n NaOH = Mol NaOH

T camp = Suhu campuran

E = Energi yang dilepas selama proses pelarutan

30

I. Modul Praktikum 3: Menghitung Panas Pelarutan 1

Alat dan Bahan:

1. Kalorimeter sederhana

2. 200 mL air

3. 200 mL HCl 0,25 M

4. NaOH 2 gram

Cara Kerja:

1. Masukkan HCl 0,25 M sebanyak 200 mL ke dalam gelas styrofoam (gelas kalorimeter

sederhana).

2. Aduk perlahan-lahan menggunakan pengaduk.

3. Cek suhu HCl dengan termometer.

4. Catat suhu HCl tersebut pada lembar kerja Anda.

5. Timbang NaOH padat sebanyak 2 gram.

6. Masukkan NaOH yang telah ditimbang ke dalam gelas styrofoam yang telah berisi HCl

0,25 M .

7. Aduk campuran tersebut menggunakan pengaduk hingga NaOH benar benar larut ke

dalam larutan HCl.

8. Catat suhu tertinggi yang terlihat pada termometer pada lembar kerja kalian.

9. Buanglah lautan tersebut di tempat yang telah disediakan, bersihkan kalorimeter

sederhana menggunakan air.

Lembar Kerja:

Berat gelas styrofoam = ...................... g

Berat gelas + HCl = ....................... g

Suhu mula – mula = ...................... °C

Suhu Akhir campuran = ...................... °C

berat NaOH = ...................... g

Perhitungan:

Berat HCl 0,25 M = ...................... g

mol HCl dalam larutan = ...................... mol

Perubahan suhu = ...................... °C

Mr NaOH = ...................... g/mol

Asumsikan kapasitas kalor 0,25 M HCl sama dengan kapasitas kalor air (4,18 J/g°C)

Energi yang dilepas (E) = ...................... kJ

ΔHreaksi = ...................... kJ/mol

31

J. Modul Praktikum 4: Menghitung Panas Pelarutan 2

Alat dan Bahan:

1. Kalorimeter sederhana

2. Natrium asetat (NaCH3COO)

3. Amonium nitrat (NH4NO3)

4. Pengaduk

5. Timbangan

Cara Kerja:

1. Timbang amonium nitrat sebanyak 15 gram.

2. Timbang gelas styrofoam kosong.

3. Masukkan 150 mL air ke dalam gelas styrofoam kemudian catat beratnya.

4. Aduk air menggunakan pengaduk hingga suhunya konstan.

5. Larutkan padatan amonium nitrat ke dalam air kemudian aduk menggunakan

pengaduk.

6. Catat suhu terakhir setelah semua padatan larut dalam air.

7. Bersihkan gelas tersebut kemudian keringkan.

8. Ulangi percobaan ini menggunakan 15 gram natrium asetat.

Perhitungan:

1. Dari data percobaan itu hitunglah:

a) Perubahan suhu air

b) Massa air

c) Hitung panas yang diserap (atau dilepas) oleh air pada proses pelarutan

d) Hitung mol padatan yang digunakan

e) Hitung panas pelarutan untuk kedua padatan yang digunakan.

2. Carilah nilai panas pelarutan kedua padatan tersebut dari buku, hitung persen error

antara data eksperimen dengan referensi.

3. Hasil pengamatan Anda dapat diletakkan pada tabel berikut ini:

Tabel Data:

Amonium Nitrat Natrium Asetat

Berat gelas styrofoam kosong = g g

Berat gelas + Air = g g

Suhu air mula - mula = °C °C

Suhu campuran = °C °C

32

Perhitungan:

Amonium Nitrat Natrium Asetat

Berat air = g g

Mr padatan = g/mol g/mol

Mol padatan = mol mol

Perubahan suhu = °C °C

Energi yang dilepas = kJ kJ

Data panas pelarutan amonium nitrat dan natrium asetat dari referensi:

Amonium nitrat = ........................... kJ/mol

Natrium asetat = ........................... kJ/mol

Perhitungan error :

%100%

tan

tanx

H

HHerror

referensipelaru

referensipelarueksperimen

% error Amonium nitrat = ........... %

Natrium asetat = ............ %

K. Modul Praktikum 5: Penentuan Entalpi Pembakaran

Alat :

1. Lilin

2. Neraca analitis

3. Gelas kimia

4. Termometer

5. Kaki tiga

6. Kasa

Cara Kerja:

a. Kalor Pembakaran Lilin

1. Timbang gelas kimia kosong

2. Isilah dengan air sebanyak 200 mL

3. Timbang gelas kimia yang telah berisi air

4. Rangkailah alat pembakaran dengan meletakkan secara berurutan dari bawah ke atas

adalah kaki tiga, kasa dan gelas kimai berisi air.

5. Ambillah lilin yang telah disediakan kemudian timbang beratnya.

33

6. Panaskan air dengan manggunakan lilin hingga mengalami kenaikan suhu sebesar

20°C.

7. Matikan lilin, kemudian timbang massa lilin setelah digunakan dalam proses

pembakaran.

b. Kalor Pembakaran Spiritus

1. Lakukan langkah yang sama dari 1–4 seperti pada percobaan sebelumnya.

2. Ambil tempat spiritus kemudian timbang dengan neraca analitis.

3. Isilah dengan spiritus sebanyak 100 mL.

4. Timbang berat tempat spiritus yang telah berisi spiritus.

5. Nyalakan spiritus untuk memanaskan air

6. Panaskan air dengan manggunakan lilin hingga mengalami kenaikan suhu sebesar

20°C

7. Matikan spiritus dengan menggunakan pentupnya (jangan ditiup).

8. Timbang massa tempat spiritus setelah digunakan dalam proses pembakaran.

Hasil Pengamatan:

Hasil pengamatan dapat dimasukkan ke dalam tabel berikut ini.

Kalor Pembakaran Lilin

1. Massa lilin awal g

2. Massa lilin akhir g

3. Massa Air g

4. Massa lilin terbakar g

5. T air mula – mula °C

6. T air akhir °C

Kalor Pembakaran Spiritus

1. Massa spiritus awal G

2. Massa spiritus akhir G

3. Massa Air G

4. Massa spiritus yang digunakan G

5. T air mula – mula °C

6. T air akhir °C

Perhitungan:

Hitung panas yang diterima air dengan persamaan

Qditerima = mair . Cpair(Tairmula−mula − T airakhir)

𝐐 𝐥𝐞𝐩𝐚𝐬 = 𝐐 𝐭𝐞𝐫𝐢𝐦𝐚

34

1. Kalor pembakaran lilin

∆Hco lilin =

Q lepas

mol lilin

dimana Mr lilin = 352 g/mol

2. Kalor pembakaran spiritus

∆Hco spiritus =

𝐐 𝐥𝐞𝐩𝐚𝐬

mol spiritus

dimana Mr spiritus = 58 g/mol

Evaluasi Belajar

Soal Pilihan Ganda

1. Diketahui reaksi-reaksi sebagai berikut.

S(s) + O2(g) → SO2(g) ΔH = A kKal

2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) ΔH = B kKal

Perubahan entalpi (ΔH) untuk reaksi 2 S(s) + 3 O2(g) → 2 SO3(g) adalah ...

a. (A + B) kKal

b. (2A + B) kKal

c. (2A - B) kKal

d. (A + 2B) kKal

e. 2(A + B) kKal

2. Kalor pembentukan AgNO3 = 23 kKal/mol. Pernyataan ini dapat ditulis ...

a. Ag+ + NO3- → AgNO3 + 23 kKal

b. 2 Ag(s) + N2(g) + 3 O2(g) → 2 AgNO3 + 46 kkal

c. 2 Ag(s) + 2 HNO3 → 2 AgNO3 + 46 kkal

d. Ag2O(s) + N2O5(g) → 2 AgNO3 + 46 kkal

e. Ag(s) + ½ N2(g) + 1,5 O2(g) → AgNO3 + 23 kkal

3. Jika diketahui kalor pembentukan Fe3O4 = 226 kkal dan kalor pembentukan H2O(g) =

58 kkal, maka kalor reduksi 3Fe + 4 H2O(g) → Fe3O4 + 4 H2 adalah ...

a. – 6 kkal

b. 6 kkal

c. – 208 kkal

d. 324 kkal

e. 498 kkal

35

4. Pada suatu reaksi kimia jika terjadi perpindahan energi dari sistem ke lingkungan, maka

energi yang dipindahkan ini berasal dari ...

a. zat – zat yang bereaksi

b. Zat – zat hasil reaksi

c. Gesekan selama reaksi

d. Perubahan wujud zat

e. zat yang tidak bereaksi

5. Jika pada reaksi N2(g) + 2 O2(g) → 2 NO2(g) dibutuhkan panas sebesar 16,2 kkal, maka

ΔH panas pembentukan NO2 adalah ...

a. zat – zat yang bereaksi

b. Zat – zat hasil reaksi

c. Gesekan selama reaksi

d. Perubahan wujud zat

e. zat yang tidak bereaksi

6. Dari reaksi berikut ini:

2 C2H2(g) + 5 O2(g) → 4 CO2(g) + 2 H2O(l) ΔH = -674 kkal

Harga perubahan entalpi di atas menunjukkan bahwa ...

a. ΔH pembentukan C2H2 dan unsur - unsurnya

b. ΔH pembentukan 1 mol C2H2 secara sempurna

c. ΔH pembakaran C2H2 dan unsur - unsurnya

d. ΔH pembentukan CO2 dari reaksi C2H2 dan O2

e. ΔH raksi 2 mol C2H2 dengan O2

7. Untuk menguraikan 17 gram NH3(g) (BM = 17) menjadi unsur – unsurnya diperlukan

energi 11 kkal, maka panas pembentukan NH3(g) adalah ...

a. 11 kkal/mol

b. 11/17 kkal/mol

c. -11 kkal/mol

d. -14 kkal/mol

e. 14 kkal/mol

36

8. Dalam suatu proses dimana sistem melakukan kerja sebesar 60 kkal, sistem tersebut

mengalami penurunan energi dalam sebesar 30 kkal. Dapat disimpulkan bahwa kalor

dari proses tersebtu adalah ...

a. 90 kkal

b. -30 kkal

c. 60 kkal

d. -60 kkal

e. -90 kkal

9. Pasangan perubahan manakah di bawah ini yang mengakibatkan suatu sistem kimia

mengalami reaksi spontan ?

a. Berkurangnya entalpi dan entropi

b. Bertambahnya entalpi dan entropi

c. Entalpi bertambah, entropi konstan

d. Entalpi berkurang, entropi bertambah

e. Timbulnya fugasitas

10. Diketahui :

C + 2 S → CS2 ΔH = -19,7 kkal

S + O2 → SO2 ΔH = +71,2 kkal

C + O2 → CO2 ΔH = +79,8 kkal

CS2 + 3 O2 → CO2 + 2 SO2 ΔH = X kkal

maka nilai X adalah ...

a. 319,7

b. 241,9

c. 188,7

d. 149,3

e. -149,3

Soal Uraian

1. Sepotong besi mempunyai kapasitas kalor 5,5 J/K, hitung panas yang diperlukan untuk

memanaskan besi tersebut dari suhu 25°C hingga 55°C !

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

37

2. Suatu sistem gas dalam wadah kedap panas dimampatkan dari 100 L menjadi 50 L.

Apakah suhu gas tersebut mengalami peningkatan atau penurunan? Jelaskan jawaban

anda !

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

3. Berapakah jumlah kalor yang dikeluarkan dari 1 kg air panas hingga suhunya turun

dari 100°C menjadi 25°C? Diketahui kalor jenis air = 4,18 J/g.K ?

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

4. Berikanlah beberapa contoh perpindahan energi antara sistem dan lingkungan dalam

kehidupan sehari – hari !

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

5. Pada pembentukan 1 gram NaCl dibebaskan kalor 7,024 kJ. Tuliskan persamaan

termokimia reaksi pembentukan NaCl beserta jumlah entalpi pembentukannya! (Mr

Na = 23; Cl = 35,5) !

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

6. Diketahui:

a) H2(g) + F2(g) → 2 HF(g) ∆H = −537 kJ

b) C(s) + 2 F2(g) → CF4(g) ∆H = −680 kJ

c) 2 C(s) + 2 H2(g) → C2H4(g) ∆H = 52,3 kJ

Tentukan entalpi reaksi berikut:

C2H4(g) + 6 F2(g) → 2 CF4(g) + 4 HF(g)

38

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

7. Tuliskanlah persamaan termokimia untuk masing masing reaksi berikut:

a) Penguraian 1 mol amonia menjadi gas nitrogen dan gas hidrogen dengan

diperlukan kalor 46 kJ !

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

b) Pembakaran 1 mol gas etana membentuk karbon dioksida dan uap air

menghasilkan 142 kJ !

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

c) Penguraian 1 mol kalsium karbonat (CaCO3) menjadi kalsium oksida dan karbon

dioksida diperlukan 178,5 kJ.

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

8. Diketahui:

S(s) + O2(g) → SO2(g) ∆H = −296,8 kJ

2 SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) ∆H = −197,8

Tentukan entalpi dari reaksi berikut ini:

S(s) + 11

2 O2(g) → SO3(g) ∆H = ?

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

........................................................................................................................................

9. Diketahui entalpi pembentukan metanol C2H4O(l) = -238,6 kJ/mol; CO2(g) = -393,5

kJ/mol dan H2O(l) = -286 kJ/mol.

a) Tentukanlah entalpi pembakaran metanol untuk membentuk gas CO2 dan Air !

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

39

b) Tentukanlah jumlah kalor yang dibebaskan pada pembakaran 8 gram metanol (Mr

H = 1; C = 12; O = 16) !

.................................................................................................................................

.................................................................................................................................

10. Estimasilah nilai ΔHreaksi pembakaran berikut dengan menggunakan data energi ikatan

rata – rata.

C C

H

H

H

H

H

H

+2 7 O O 4 O C O + 6 H O H

40

BAB 2

HIDROKARBON

Dengan mempelajari bab ini, kalian akan diajak mengenal lebih jauh tentang

hal-hal berikut.

• Kekhasan Atom Karbon

• Senyawa Hidrokarbon dan Turunannya

• Kegunaan Senyawa Hidrokarbon

• Klasifikasi dan Kegunaan Senyawa Makromolekul

41

BAB 2

HIDROKARBON

A. Kekhasan Atom Karbon

Pendahuluan

Pernahkah kalian mengamati jenis-jenis bahan bakar yang beredar di pasaran?

Apakah perbedaan bensin dengan solar? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan itu mari

kita belajar tentang kimia organik. Kimia organik merupakan nama lain untuk kimia

karbon. Senyawa organik dihasilkan oleh organisme-organisme hidup, tanaman dan

binatang. Karena dihasilkan oleh susunan sel-sel hidup, maka senyawa tersebut dinamakan

organik. Sehingga para ahli kimia pada tahun 1850 percaya bahwa senyawa organik hanya

Kekhasan

Atom Karbon

Senyawa

Organik

Senyawa

Hidrokarbon

Makromolekul

Jenuh Tak Jenuh

Alkana

Senyawa

Turunan Alkana

Alkena Alkuna

Alkohol Eter Aldehid Keton Asam

Karboksilat

Ester

Karbohi

drat

Lipid Protein

PETA KONSEP

42

pada organisme hidup dan tidak pernah dibuat dari bahan-bahan anorganik. Namun

kenyataan sekarang menunjukkan bahwa selain diisolasi dari tanaman dan hewan, senyawa

organik juga dapat disintesa dari zat-zat anorganik, misalnya karbonat dan sianida, tetapi

seringkali juga dari senyawa organik lainnya. Senyawa organik yang berasal dari senyawa

alam terdiri dari Karbon (C), Hidrogen (H), dan unsur lain. Sehingga kimia organik dapat

didefinisikan sebagai “kimia organik adalah bagian ilmu kimia yang mempelajari

persenyawaan kimia zat arang dan hidrogen beserta turunan-turunannya”.

1. Identifikasi Unsur C, H, dan O dalam Senyawa Karbon

Keberadaan unsur C, H, dan O dalam senyawa karbon dapat didefinisikan melalui

reaksi pembakaran yang menghasilkan unsur karbon dan hidrogen. Pembakaran senyawa

organik secara sempurna menghasilkan gas CO2, sedangkan pembakaran senyawa karbon

yang tidak sempurna akan menghasilkan karbon atau zat arang. Untuk mengidentifikasi

unsur C, H, dan O, dapat kita lakukan dengan cara mengalirkan gas hasil pembakaran suatu

senyawa hidrokarbon atau senyawa organik lainnya dalam air kapur atau larutan Ca(OH)2

sehingga terjadi reaksi: Jika hasil pembakaran dapat mengeruhkan air kapur, maka itu

berarti senyawa yang dibakar merupakan senyawa karbon. Gula dan glukosa merupakan

senyawa karbon. Untuk mengetahui unsur-unsur yang terdapat di dalamnya dapat

dilakukan percobaan berikut ini.

Percobaan 1

Bahan:

Gula pasir

Glukosa (C6H12O6)

Air Kapur (Ca(OH)2)

Kertas Kobalt (II) klorida (CoCl2)

Tembaga (II) Oksida (CuO)

Alat:

Tabung Reaksi

Pembakar spiritus

Pipa pengalir gas

Penjepit tabung

Batang pengaduk

Spatula

43

Statif

Kapas

Prosedur kerja:

Eksperimen 1:

Masukkan satu sendok gula pasir ke dalam tabung reaksi. Tutup mulut tabung dengan

kapas. Jepit tabung tersebut dengan penjepit kayu (atau klem dengan statif) kemudian

panaskan sampai terbentuk zat cair yang menempel pada dinding dalam tabung reaksi

tersebut (ilustrasi seperti Gambar 2.1). Ambil sumbat kapas tersebut kemudian masukkan

kertas kobalt (II) klorida sampai menempel pada dinding bagian dalam tabung yang ada zat

cairnya tersebut. Apa yang terjadi ? Tetesi kertas kobalt (II) klorida dengan air. Apa yang

terjadi ?

Gambar 2.1. Eksperimen 1

Panaskan kembali tabung reaksi tersebut sampai terbentuk zat padat hitam. Ulangi

percobaan di atas, gula pasir diganti dengan glukosa! Catat perubahan yang terjadi!

Gambar 2.2. Eksperimen 2

44

Eksperimen 2:

Campurkan satu sendok glukosa dengan setengah sendok tembaga (II) oksida pada

selembar kertas, kemudian masukkan campuran tersebut dalam tabung reaksi. Tutup

tabung reaksi dengan gabus yang bersaluran pipa plastik seperti pada Gambar 2. Panaskan

tabung reaksi tersebut kemudian gas yang terjadi dimasukkan ke dalam larutan air kapur.

Amati apa yang terjadi! Masukkan air kapur dalam tabung reaksi yang lain, kemudian

tiupkan udara hassil pernapasanmu. Apa yang terjadi? Catat dan diskusikanlah hasil

pengamatanmu!

2. Kekhasan Atom Karbon

Lebih dari 90% senyawa yang sudah dikenal merupakan senyawa karbon. Hal ini

dimungkinkan karena kemampuan atom karbon untuk membentuk ikatan dengan sesama

atom karbon, jauh melebihi unsur manapun. Atom karbon ialah atom yang memiliki enam

elektron dengan dengan konfigurasi 1s2 2s2 2p2. Atom karbon dapat menggunakan keempat

elektron valensinya untuk membentuk ikatan, yang pada umumnya berupa ikatan kovalen.

Kemampuan atom-atom karbon untuk membentuk ikatan kovalen memungkinkan

terbentuknya rantai karbon yang beragam. Hal ini merupakan salah satu penyebab bagitu

banyak senyawa karbon yang dapat terbentuk.

Dalam bentuk ruang molekul CH4 merupakan bidang 4 beraturan (tetrahedral)

dengan atom C sebagai pusat dan ke 4 atomnya menempati pada titik-titik sudutnya

(Gambar 2.3). Sifat khas tersebut yang menyebabkan atom karbon dapat membentuk rantai

karbon dengan berbagai macam bentuk.

H

H

H

H

Gambar 2.3. Struktur ruang metana

45

3. Jenis Ikatan Atom C dalam Rantai Karbon

a. Ikatan tunggal yaitu ikatan antara 2 atom C dengan menggunakan sepasang elektron

bersama.

Gambar 2.4. Ikatan karbon tungal

b. Ikatan rangkap dua yaitu ikatan antara 2 atom C dengan menggunakan 2 pasang

elektron bersama.

Gambar 2.5. Ikatan Karbon rangkap dua

c. Ikatan rangkap tiga yaitu ikatan antara 2 atom C dengan menggunakan 3 pasang

elektron bersama.

Gambar 2.6. Ikatan karbon rangkap tiga

4. Bentuk Rantai Karbon

a. Rantai terbuka (alifatis), ada dua macam yaitu rantai lurus dan rantai bercabang

Gambar 2.7. Rantai lurus

Gambar 2.8. Rantai bercabang

46

b. Rantai tertutup (siklis), ada dua macam yaitu rantai siklis dan aromatis

Gambar 2.9. Rantai siklis

Gambar 2.10. Rantai aromatis

5. Posisi Atom C dalam Rantai Karbon

Berdasarkan jumlah atom C yang diikat, posisi atom C dapat dibedakan menjadi

empat macam:

a. Atom C primer, yaitu atom C yang terikat dengan atom C lain.

b. Atom C sekunder yaitu atom C yang terikat dengan 2 atom C lain.

c. Atom C tersier yaitu atom C yang terikat dengan 3 atom C lain.

d. Atom C kuarterner, yaitu atom C yang terikat dengan 4 atom C lain.

Di bawah ini merupakan skema posisi atom-atom C dalam rantai karbon:

Gambar 2.11. Skema posisi atom c dalam rantai karbon

47

Atom C nomor 1, 6, 7, 8, 9 merupakan atom C primer sedangkan atom C nomor 2 dan 4

merupakan atom C sekunder. Contoh atom C tersier adalah atom C nomor 5 dan atom C

kuarterner adalah atom C nomor 3.

Latihan 1

Jelaskan bagaimana cara mengidentifikasi unsur C, H dan O dalam senyawa yang

mengandung karbon?

Perhatikan senyawa karbon di bawah ini:

Tentukan jenis ikatan, bentuk rantai dan posisi atom C yang ada!

B. Senyawa Hidrokarbon

Persenyawaan organik yang hanya mengandung atom karbon dan hidrogen

dinamakan hidrokarbon. Masyarakat sekarang masih menggunakan hidrokarbon ini

sebagai sumber energi dalam bentuk minyak, gas maupun padatan yang berwujud batubara.

Kebanyakan dari minyak-minyak yang kita pakai seperti bensin, solar, dan minyak bakar

lainnya didapat dari proses pemurnian minyak mentah yaitu suatu campuran persenyawaan

kompleks yang kebanyakan terdiri dari hidrokarbon. Kita sudah mempelajari tentang jenis

ikatan, bentuk rantai dan posisi atom karbon. Dalam rangka untuk mempermudah kita

mempelajarinya, maka dikelompokkan menjadi tiga yaitu alkana, alkena dan alkuna.

Alkana, alkena, dan alkuna termasuk senyawa hidrokarbon alifatis. Alkana

merupakan senyawa hidrokarbon jenuh, yaitu senyawa hidrokarbon yang mempunyai

ikatan tunggal. Alkena dan alkuna merupakan senyawa hidrokarbon tidak jenuh, yaitu

senyawa yang mempunyai ikatan rangkap dua (C = C) atau rangkap tiga (C ≡ C).

1. Alkana

Hidrokarbon jenuh dengan atom-atomnya bersatu dalam suatu rantai lurus atau

bercabang diklasifikasikan sebagai alkana. Alkana merupakan hidrokarbon jenuh atau

berikatan tunggal karena setiap rantai karbonnya terikat dengan satu atom yang berbeda.

48

Rumus bangun, rumus molekul dan nama dari 3 anggota pertama alkana diberikan pada

Tabel 2.1.

Tabel 2.1. Tiga Suku Pertama Alkana

Rumus Bangun Rumus Molekul Nama

CH4 Metana

C2H6 Etana

C3H8 Propana

a. Rumus Umum Alkana

Perhatikan rumus molekul alkana pada Tabel 2.1. ternyata rumus molekul dari dua

senyawa yang berurutan berbeda sebesar CH2, bukan ? Selain itu, perbandingan jumlah

atom C dengan atom H dalam alkana selalu sama dengan n: (2n+2). Oleh karena itu, alkana

dapat dinyatakan dengan suatu rumus umum:

CnH2n+2 (2.1)

b. Deret Homolog

Deret homolog (deret sepancaran) adalah suatu kelompok senyawa karbon dengan

rumus umum yang sama dan sifat ada kemiripan. Alkana merupakan suatu deret homolog.

Rumus umum dan sifat alkana tersaji dalam Tabel 2.2.

Tabel 2.2. Rumus Molekul dan Sifat Alkana

Jumlah Atom

C Rumus Molekul Nama

Sifat Fisik pada Temperatur

Kamar

1 CH4 Metana Gas

2 C2H6 Etana Gas

3 C3H8 Propana Gas

4 C4H10 Butana Gas

5 C5H12 Pentana Cairan

6 C6H14 Heksana Cairan

7 C7H16 Heptana Cairan

8 C8H18 Oktana Cairan

9 C9H20 Nonana Cairan

10 C10H22 Dekana Cairan

c. Sifat Alkana

Ada beberapa sifat alkana yang perlu diketahui, di antaranya adalah:

49

1. C1 sampai dengan C4 pada temperatur kamar berberntuk gas, C5 sampai dengan C17

pada temperatur kamar berbentuk cair, dan C18 ke atas pada temperatur kamar

berwujud padat.

2. Titik didih dan titik lebur alkana makin tinggi apabila berat molekulnya makin

besar.

3. Alkana tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut non polar seperti Karbon

Tetraklorida (CCl4).

4. Berat jenis alkana lebih rendah daripada air.

Sifat kimia alkana antara lain seperti di bawah ini.

1. Pada umumnya alkana sukar bereaksi dengan zat lain maka disebut parafin.

2. Dengan bantuan sinar ultraviolet, alkana dapat bereaksi dengan gas klor (Cl2)

Reaksi:

Senyawa yang dihasilkan ini dapat bereaksi lebih lanjut menjadi :

Reaksi ini disebut reaksi substitusi atau penggantian.

3. Pembakaran sempurna alkana dengan gas oksigen akan menghasilkan gas CO2 dan

uap air serta dibebaskan panas. Reaksi pembakaran ini baru dapat berlangsung bila

sebelumnya harus diberi api lebih dahulu. Hal itu membuktikan bahwa alkana tidak

reaktif.

Pembakaran tidak sempurna (jumlah oksigen kurang), sebagaimana alkana

membentuk gas CO2 dengan uap air dan sisanya membentuk gas CO dan uap air,

disertai dengan sejumlah panas.

(2.2)

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

(2.7)

(2.8)

50

d. Tatanama Alkana

Umumnya para ahli kimia memberikan nama berdasarkan sifat-sifatnya, untuk

menunjukkan asalnya, atau berdasar penemunya. Nama-nama senyawa kimia yang biasa

digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia perdagangan disebut nama biasa

atau nama trivial. Jumlah senyawa karbon yang sangat banyak itu penamaannya diatur

dalam sistem oleh komisi tatanama dari himpunan kimia sedunia bernama IUPAC

(International Union of Pure and Applied Chemistry). Nama yang diturunkan dengan

aturan ini disebut nama sistematis atau nama IUPAC. Nama IUPAC dari sepuluh suku

pertama alkana dapat dilihat pada Tabel 2.2 Akan tetapi, nama-nama tersebut hanya untuk

alkana rantai lurus.

Beberapa gugus alkil yang sering kita temui dalam senyawa karbon adalah:

• Gugus metil dan etil masing-masing mempunyai satu jenis.

• Gugus propil mempunya 2 jenis.

= butil

= isopropil

• Gugus butil mempunyai 4 jenis

= butil

= isobutil

= sekunder butil

51

= tersier butil

Cara pemberian nama senyawa hidrokarbon diatur sebagai berikut.

1) Alkana rantai lurus/tidak bercabang

Dengan menambahkan awalan kata “normal” di depan namanya, contoh:

= normal butana (n-butana)

= normal pentana (n-pentana)

= normal heksana (n-heksana)

2) Alkana rantai bercabang

Ada beberapa langkah untuk penamaan alkana rantai bercabang, caranya:

a) Tentukan rantai C terpanjang sebagai rantai utama dari alkana, yang di luar rantai

utama disebut cabang.

Contoh :

rantai utama(6 atom C)

52

rantai utama(8 atom C)

b) C rantai pokok diberi nomor, mulai dari ujung yang dekat dengan cabang:

ujung 2

ujung 1

• Ujung 1, cabang mendapat nomor 3

• Ujung 2, cabang mendapat nomor 4

• Maka pemberian nomor dimulai dari ujung 1

c) Urutan menyebutkan nama adalah sebagai berikut:

Perhatikan gambar pada b)

• cabang terikat : pada C ketiga

• nama cabang : metil

• nama rantai utama alkana, yaitu heksana

Maka nama senyawa di atas adalah 3-metil heksana:

Contoh lain :

cabang=metil

rantai utama = butana 2-metil butana

d) Bila rantai utama mengikat cabang lebih dari satu dan sejenis, maka sebelum

menyebutkan nama cabang diawali kata:

53

di = bila ada 2 cabang

tri = bila ada 3 cabang

tetra = bila ada 4 cabang

penta = bila ada 5 cabang, dan sebagainya

contoh:

metil

= 2,2- dimetil butana

metil

metil

metilmetil

= 2,3,4- trimetil heksana

Jika tidak sejenis, maka nama cabang disebutkan sesuai dengan urutan abjad.

contoh:

metil

etil

= 3-etil-2-metil pentana

Menurut urutan abjad etil (e) disebut lebih dulu dari metil (m):

54

isopropil

etil

= 3-etil-4-isopropil heptan

e) Bila dari kedua ujung cabang mendapat nomor yang sama, maka dipilih ujung yang

mempunyai cabang yang lebih banyak.

contoh:

ujung 1ujung 2

• Ujung 1 C ke 2 memberi 2 cabang

• Ujung 2 C ke 2 memberi 1 cabang

Maka pemberian nomor dimulai dari ujung 1, namanya menjadi 2, 2, 3-trimetil

butana.

e. Sumber dan Kegunaan Alkana

Alkana sangatlah umum di dalam kehidupan sehari-hari. Alkana merupakan

komponen utama dari gas alam dan minyak bumi. Kegunaan alkana dalam kehidupan

sehari-hari antara lain sebagai berikut.

1. Bahan bakar, misalnya elpiji, kerosin, bensin dan solar.

2. Solvent (pelarut). Berbagai jenis hidrokarbon, seperti petroleum eter dan nafta,

digunakan sebagai pelarut dalam industri dan pencucian kering (dry cleaning)

3. Sumber hidrogen. Gas alam dan gas petroleum merupakan sumber hidrogen dalam

industri, misalnya industri amonia dan pupuk.

4. Pelumas. Hidrokarbon yang digunakan sebagai pelumas adalah alkana suku tinggi

(jumlah atom karbon tiap molekulnya cukup besar, misalnya C18H38).

5. Bahan baku untuk senyawa organik lain. Minyak bumi dan gas alam merupakan

bahan baku utama untuk sintesis berbagai senyawa organik seperti alkohol, asam cuka,

dan lin-lain.

55

6. Bahan baku industri. Berbagai produk industri seperti plastik, detergen, karet

sintetis, minyak rambut, dan obat gosok, dibuat dari minyak bumi atau gas alam.

Latihan 2

1. Nyatakanlah apakah senyawa di bawah ini tergolong homolog alkana atau tidak:

a. C13H26

b. C27H52

c. C31H64

2. Sebutkan nama dari unsur senyawa berikut !

a.

b.

c. (CH2)2 CH CH (CH3)2

d. (CH3)3 C CH (C2H5) CH (CH3)2

3. Tuliskan rumus struktur dari senyawa berikut !

a. 3-metilheksana

b. 2,2-dimetilpropana

c. 3-etil-2,2,-dimetil pentana

2. Alkena

Alkena adalah golongan senyawa hidrokarbon alifatis tidak jenuh yang

mengandung satu ikatan rangkap 2 di antara atom C-nya (C=C). Senyawa yang mempunyai

dua ikatan rangkap disebut alkadiena, yang mempunyai tiga ikatan rangkap disebut

alkatriena, dan seterusnya. Tabel 2.3 menunjukkan beberapa suku pertama alkena.

56

Tabel 2.3. Alkena

Jumlah atom C Rumus struktur Rumus molekul Nama senyawa

2 H2C=CH2 C2H4 etena

3 H2C=CH-CH3 C3H6 propena

4 H2C=CH-CH2-CH3 C4H8 1-butena

a. Rumus Umum Alkena

Dilihat dari Tabel 2.3., etena yang berumus molekul C2H4, propena C3H6, dan

butena C4H8 maka dapat kita simpulkan rumus umum alkena adalah :

CnH2n

b. Sifat Alkena

Titik didih dan kelarutan alkena hampir sama dengan alkana. Adanya cabang rantai

karbon akan menurunkan titik didih alkena. Meskipun alkena juga mempunyai sifat non

polar, alkena sedikit lebih larut dalam air dibandingkan alkana. Selain itu, alkena mudah

larut dalam lemak dan minyak. Untuk sifat kimia, adanya ikatan rangkap pada alkena

menyebabkan senyawa ini lebih reaktif dibanding golongan alkana.

Alkena sukar mengalami reaksi substitusi seperti alkana, reaksi yang khas untuk

golongan alkena adalah reaksi adisi.

Reaksi-reaksi adisi pada alkena:

• Gas hidrogen (reaksi hidrogenasi), berlangsung pada suhu 150 - 200oC dengan

katalis Pt/Ni.

• Halogen (reaksi halogenasi) = F2, Cl2, Br2, I2.

• Air (reaksi hidrasi).

• Asam halida (HX, X = F, Cl, Br, I).

(2.9)

(2.10)

(2.11)

(2.12)

(2.13)

57

Alkena yang mengadisi HX rumus strukturnya lebih kompleks, maka berlaku

aturan Markovnikov (1838 - 1904) yaitu:

• Atom karbon yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom hidrogen yang

berbeda, maka atom H dari asam akan terikat pada atom C yang memiliki jumlah

H lebih banyak.

• Atom karbon yang berikatan rangkap mengikat jumlah atom hidrogen sama

banyak, maka atom H akan terikat pada atom C yang mempunyai rantai karbon

lebih pendek.

Reaksi pembakaran

Pembakaran alkena secara sempurna dihasilkan gas CO2 dan H2O. Namun pada

pembakaran tidak sempurna dihasilkan karbon (arang) yang berupa asap hitam, dan

ini mengganggu pernafasan.

c. Tatanama Alkena

Nama alkena diturunkan dari nama alkana yang sesuai (yang jumlah atom

karbonnya sama) dengan mengganti akhiran ana menjadi ena.

Contoh :

C2H4 : etena

C3H6 : propena

Cara pemberian nama pada senyawa alkena diatur sebagai berikut.

1) Tentukan rantai C terpanjang yang mengandung ikatan rangkap (C=C), sebagai

rantai utama alkena yang diluar rantai pokok disebut cabang.

(2.14)

(2.15)

58

2) Rantai utama diberi nomor, mulai dari ujung yang dekat dengan ikatan rangkap.

3) Urutan menyebabkan nama.

Sama seperti pada alkana, hanya saja akhiran "ana" diganti "ena" dan sebelum

menyebutkan nama alkena terlebih dahulu menyebutkan nomor C yang berikatan

rangkap.

Alkena rantai lurus tidak diberi awalan kata normal.

59

Bagaimana dengan alkena yang mempunyai lebih dari satu ikatan C = C ?

Senyawa alkena yang mempunyai lebih dari satu ikatan rangkap diberi nama

khusus, yakni dengan menambahkan awalan numeral (di, tri, tetra, dan seterusnya)

pada kata alkena, menjadi alkadiena, alkatriena, dan seterusnya.

Contoh:

d. Sumber dan Kegunaan Alkena

Pada umumnya dalam industri, alkena dibuat dari alkana melalui pemanasan

dengan katalis, yaitu dengan proses yang disebut perengkahan atau cracking. Alkena,

60

khususnya suku-suku rendah, adalah bahan baku industri yang sangat penting, misalnya

untuk membuat plastik, karet sintetis, dan alkohol.

Latihan 3

1. Sebutkan nama senyawa berikut !

a.

b.

c.

d.

2. Tuliskan rumus struktur dari senyawa berikut !

a. 2,2-dimetil-2-pentena

b. 2-metil-1-butena

c. 2,3,3,4-tetrametil-2-heksena

3. Periksalah apakah nama alkena berikut sesuai dengan aturan IUPAC atau tidak. Jika

tidak sesuai, berilah nama yang seharusnya !

a. 3-pentena

b. 2-metil-3-pentena

c. 4-metil-2-butena

3. Alkuna

Alkuna merupakan hidrokarbon alifatik tak jenuh dengan satu ikatan karbon

dengan karbon rangkap tiga (C ≡ C). Senyawa yang mempunyai 2 ikatan karbon-karbon

rangkap tiga disebut alkadiuna, dan senyawa yang mempunyai 1 ikatan karbon-karbon

61

rangkap dan 1 ikatan karbon-karbon rangkap 3 disebut alkenuna. Rumus bangun, rumus

molekul dan nama senyawa alkuna dapa dilihat di Tabel 2.4.

Tabel 2.4. Alkuna

Jumlah atom C Rumus struktur Rumus molekul Nama senyawa

2 HC≡CH C2H2 etuna

3 HC≡C-CH3 C3H4 propuna

4 HC≡C-CH2-CH3 C4H6 1-butuna

a. Rumus Umum Alkuna

Jika dilihat dari Tabel 2.4 tentang rumus molekul alkuna dapat kita polakan rumus

umum sebagai berikut :

CnH2n-2

Alkuna mengikat 4 atom H lebih sedikit dibandingkan dengan alkana. Oleh karena itu,

alkuna lebih tidak jenuh daripada alkena.

b. Sifat Alkuna

Pada alkuna, karbon sp lebih bersifat elektronegatif daripada atom karbon lainnya.

Dengan demikian, ikatan karbon dengan hidrogen pada alkuna lebih polar daripada ikatan

karbon-hidrogen pada alkena dan menyebabkan senyawa alkuna lebih polar daripada

alkena. Sifat fisik alkuna hampir sama dengan alkena. Berkaitan dengan ikatan C ≡ C pada

alkuna maka reaksi-reaksi pada alkuna hampir sama dengan yang terjadi pada alkena,

hanya berlangsungnya reaksi lebih lama karena melalui beberapa tahap reaksi.

Reaksi adisi

Beberapa reaksi adisi pada alkuna:

• Reaksi halogenasi

Tahap 1

Tahap 2

• Reaksi hidrogenasi

Tahap 1

(2.16)

(2.17)

(2.18)

62

Tahap 2

• Reaksi dengan hidrogen halida (HX)

Tahap 1

Tahap 2

Pembakaran alkuna

Pembakaran alkuna adalah reaksi antara alkuna dengan gas O2 dan bersifat eksoterm.

Pada pembakaran tidak sempurna menghasilkan CO atau C.

c. Tatanama Alkuna

Nama alkuna diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran

ana menjadi una.

Contoh :

C2H2 : Etuna

C3H4 : Propuna

Cara memberi nama senyawa alkuna sama seperti pada alkena hanya saja akhiran "ena"

diganti "una"

(2.19)

(2.20)

(2.21)

(2.22)

(2.23)

63

d. Sumber dan Kegunaan Alkuna

Jenis alkuna yang paling terkenal dalam kehidupan sehari-hari adalah etuna (C2H2)

yang bernama lain asetilena. Dalam industri, asetilena dibuat dari proses pembakaran tak

sempurna metana.

4CH4 (g) + 3O2(g)2C2H2(g) + 6H2O(g)

Dalam jumlah sedikit, asetilena dapat disintesis dari reaksi batu karbid (kalsium karbida)

dengan air.

CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2

Pembuatan gas karbid dari batu karbid ini digunakan oleh tukang las (las karbid).

Jika kalian perhatikan, gas karbid berbau tidak sedap. Namun, sebenarnya gas asetilena

murni tidaklah berbau busuk bahkan sedikit harum. Bau busuk itu terjadi karena gas

asetilena yang dibuat dari batu karbid tidak murni, tetapi mengandung campuran, salah

satunya adalah gas fosfin (PH3) yang berbau tidak sedap. Perlu kalian ketahui bahwa gas

fosfin juga bersifat racun, jadi ada untungnya gas ini berbau tidak sedap, sehingga orang

akan menghindainya.

Latihan 4

1. Sebutkan nama senyawa berikut !

a.

(2.24)

(2.25)

64

b.

2. Tuliskan rumus struktur dari senyawa berikut!

a. 3,3-dimetil-1-pentuna

b. 4-etil-4-metil-2-heksana

3. Bagaimanakah rumus molekul alkuna yang mempunyai 7 atom karbon?

4. Reaksi pada Alkana, Alkena, dan Alkuna

Reaksi-reaksi pada alkana, alkena dan alkuna berkaitan dengan perubahan ikatan

kovalen yang dialami oleh molekul-molekulnya selama bereaksi.

a. Reaksi Substitusi

Reaksi subtitusi adalah reaksi di mana atom atau gugus atom yang terikat pada

atom C dalam suatu molekul diganti oleh atom atau gugus lain. Reaksi ini umumnya terjadi

pada senyawa karbon jenuh (alkana).

Contoh: CH4 + Br2 → CH3Br + HBr

b. Reaksi Adisi

Reaksi adisi adalah reaksi pernambahan atom atau gugus atom. Pada molekul

senyawa karbon tak jenuh (mempunyai ikatan rangkap dua atau tiga) sehingga terbentuk

molekul senyawa karbon jenuh.

Contoh:

c. Reaksi Eliminasi

Reaksi eliminasi adalah reaksi pelepasan suatu molekul dari molekul senyawa karbon jenuh

sehingga membentuk molekul senyawa karbon tak jenuh.

65

Contoh:

d. Reaksi Oksidasi

Reaksi oksidasi yang penting adalah reaksi suatu zat dengan O2, dikenal dengan

reaksi pembakaran.

• Jika pembakaran dengan O2 berlebih, maka berlangsung pembakaran sempurna.

Pembakaran sempurna dihasilkan CO2 dan H2O.

• Jika pembakaran dengan O2 yang kurang, maka berlangsung pembakaran tidak

sempurna. Pembakaran tidak sempurna dihasilkan CO dan H2O.

5. Isomerisasi Senyawa-senyawa yang berbeda tetapi mempunyai rumus molekul yang sama

disebut isomer. Kata isomer sendiri berasal dari bahasa Yunani, iso dan meros. Iso yang

berarti sama dan meros yang berart bagian.

Ada 3 jenis keisomeran pada alkana, alkena dan alkuna, yaitu :

• Keisomeran kerangka (struktur) : isomer-isomernya mempunyai perbedaan kerangka

atom C.

• Keisomeran posisi : isomer-isomernya mempunyai perbedaan posisi gugus fungsi.

• Keisomeran geometri : isomer-isomernya mempunyai perbedaan susunan (geometri)

atom-atom pada ikatan C = C. Isomer geometri juga dapat dibedakan menjadi 2,

berdasarkan posisi atom (gugus), yaitu :

Isomer cis : isomer di mana atom (gugus) atom sejenis berada pada posisi yang

sama.

Isomer trans : isomer di maana atom (gugus) atom sejenis berada pada posisi yang

berseberangan.

Agar keisomeran cis-trans dapat terjadi pada alkena maka setiap karbon pembawa

ikatan rangkap harus memiliki 2 atom atau gugus atom yang berbeda.

a. Keisomeran Alkana

Keisomeran pada alkana tergolong keisomeran kerangka, yaitu cara atom-atom

saling berikatan. Keisomeran dapat terjadi karena perbedaan kerangka (rantai induk) atau

perbedaan posisi cabang-cabangnya. Keisomeran alkana dimulai dari butana C4H10. Makin

66

panjang rantai karbon, makin banyak pula kemungkinan isomernya. Pertambahan jumlah

isomer ini tidak ada aturannya. Selain itu, juga perlu diketahui bahwa tidaklah berarti

semua kemungkinan isomer itu ada pada kenyataannya. Sebagai contoh, ada 18

kemungkinan isomer dari C8H18, tetapi tidak berarti ada 18 senyawa dengan rumus molekul

C8H18. Contoh keisomeran pada alkana dapat ditunjukkan pada Tabel 2.5.

Tabel 2.5. Keisomeran Alkana

Rumus

Molekul Rumus Struktur Nama Titik didih

C4H10 n – butana -0,5°C

2 – metil

propana -11,7°C

C5H12 n pentana 36°C

2 – metil

propana 26°C

2,2-dimetil

propana 9°C

b. Keisomeran Alkena

Keisomeran pada alkena dapat berupa keisomeran struktur dan keisomeran ruang.

Keisomeran struktur pada alkena dapat terjadi karena perbedaan posisi ikatan rangkap,

posisi cabang, atau karena perbedaan kerangka atom karbon. Keisomeran alkena mulai

ditemukan pada butena. Sedangkan, keisomeran geometri adalah keisomeran karena

perbedaan penempatan gugus-gugus di sekitar ikatan rangkap. Contohnya adalah

keisomeran geometri pada 2-butena. Ada 2 jenis 2-butena, yaitu cis-2-butena dan trans-2-

butena (keduanya mempunyai titik didih yang berbeda). Keduanya mempunyai struktur

yang sama, tetapi berbeda konfigurasi. Pada cis-2-butena, kedua gugus metil terletak pada

sisi yang sama dari ikatan rangkap, sedangkan pada trans-2-butena letak kedua gugus itu

berseberangan. Keisomeran ini terjadi karena kekakuan ikatan rangkap. Atom karbon yang

berikatan rangkap tidak dapat berputar satu terhadap yang lainnya. Oleh karena itu, posisi

gugus-gugus yang terikat pada atom karbon yang berikatan rangkap tidak dapat berubah

tanpa memutuskan ikatan. Jika gugus sejenis terletak pada sisi yang sama dari ikatan

67

rangkap disebut bentuk cis, sebaliknya jika gugus yang sama terletak berseberangan disebut

bentuk trans.

Perlu disebutkan bahwa tidak semua senyawa yang berikatan karbon-karbon

rangkap (C=C) mempunyai keisomeran geometri. Kedua atom karbon yang berikatan

rangkap itu masing-masing harus mengikat dua gugus yang berbeda, sehingga jika gugus-

gugus yang terikat pada satu atom karbon dipertukarkan tempatnya, bentuknya menjadi

berbeda.

• Keisomeran struktur, contohnya :

• Keisomeran posisi, contohnya :

• Keisomeran geometri, contohnya :

c. Keisomeran Alkuna

Keisomeran pada alkuna dimulai dari butuna C4H6. Jenis keisomeran alkuna adalah

keisomeran struktur dan keisomeran posisi.

68

• Keisomeran struktur, contohnya:

dan

• Keisomeran posisi, contohnya:

dan

Latihan 5

1. Sebutkan semua isomer dari senyawa-senyawa berikut:

a. C6H12

b. C5H10

c. C5H8

2. Jelaskan apakah pada senyawa 1-butena terjadi isomer geometri ?

C. Senyawa Turunan Alkana

Dalam pembahasan sebelumnya telah dipelajari tiga homolog senyawa karbon,

yaitu alkana, alkena dan alkuna. Dari pembahasan tersebut dapat kita ketahui bahwa

senyawa-senyawa dalam satu homolog mempunyai rumus umum yang sama dan sifat yang

bermiripan, sedankan senyawa dari homolog yang berbeda mempunyai sifat yang berbeda

nyata. Selanjutnya akan dibahas senyawa turunan alkana, yaitu senyawa yang dapat

dianggap berasal dari alkana yang atom H nya digantikan oleh atom atau gugus atom

tertentu. Gugus pengganti tersebut menjadi ciri khas setiap homolog sehingga disebut

gugus fungsi. Mari kita bahas satu per satu senyawa turunan alkana berdasarkan gugus

fungsinya.

1. Gugus Fungsi

Gugus fungsi adalah atom atau kelompok atom dengan susunan tertentu yang

menentukan struktur dan sifat suatu senyawa. Senyawa-senyawa yang mempunyai gugus

69

fungsi yang sama dikelompokkan ke dalam golongan yang sama. Gugus fungsi tersebut

merupakan bagian yang paling reaktif jika senyawa tersebut bereaksi dengan zat lain.

Tabel 2.6. Gugus Fungsional

Nama golongan Gugus Fungsi Struktur umum Rumus Molekul

Alkena

CnH2n

Alkuna

CnH2n-2

Alkohol

CnH2n+2O

Eter

CnH2n+2O

Aldehid

CnH2nO

Keton

CnH2nO

Asam Karboksilat

CnH2nO2

Ester

CnH2nO2

Senyawa hidrokarbon yang hanya mengandung atom H dan O dikelompokkan

menjadi alkana, alkena, alkuna, sikloalkana dan sikloalkena. Senyawa yang mengandung

atom C, H dan O dikelompokkan menjadi alkohol, eter, aldehid, keton, asam karboksilat

dan ester. Tabel 2.6 di atas menyajikan macam-macam gugus fungsi yang ada.

2. Macam-Macam Senyawa Turunan Alkana

Penamaan senyawa turunan alkana pada dasarnya sama seperti penamaan senyawa

alkana. Cabang ditulis terlebih dahulu, disusun sesuai urutan abjad dan diawali dengan

nomor yang menyatakan posisi cabang, baru kemudian nama ratai induknya seperti yang

sudah dibahas pada bab di atas. Selanjutnya akan dibahas tentang senyawa-senyawa

turunan alkana.

a. Alkohol dan Eter

Kalian tentu sudah mengenal contoh bahan yang mengandung alkohol di

kehidupan sehari-hari. Minuman keras, tape, spiritus, merupakan contoh bahan yang

mengandung alkohol. Apa nama alkohol yang terkandung dalam minuman keras, tape dan

spiritus? Bolehkah kita memberi nama alkohol tape? Kalau anda memberi nama

70

berdasarkan bahan dasarnya maka anda akan banyak mengalami kesulitan. Pada

pembahasan kali ini akan dipelajari cara memberi nama alkohol dan eter. Alkohol dan eter

merupakan turunan dari alkana. Struktur Alkohol diperoleh dengan menggantikan satu

atom H dengan gugus -OH. Penamaan alkohol juga disesuaikan dengan nama alkana

dengan mengubah huruf akhir “a” pada alkana dengan ol. Misalkan metana menjadi

metanol.

Struktur eter diperoleh dengan menggabungkan dua buah alkil dengan oksigen.

Oleh karena itu eter juga disebut dengan alkoksi alkana. Eter yang paling sederhana adalah

dimetil eter, .

Untuk memperjelas struktur eter, gunakan molymod untuk membentuk struktur eter.

Gambar 2.12. Struktur dimetil eter

Gambar 2.13. Struktur etil metil eter

Bagaimana rumus umum alkohol dan eter? Perhatikan rumus molekul alkohol dan

eter untuk jumlah atom karbon yang sama. Untuk jumlah atom C sebanyak 2, alkohol

mempunyai rumus molekul C2H6O dan eter juga C2H6O. Apa yang dapat anda simpulkan

antara rumus molekul alkohol dan eter? Alkohol dan eter mempunyai rumus molekul yang

sama. Alkohol dan eter mempunyai gugus fungsi berbeda tetapi mempunyai rumus

71

molekul yang sama, Hal ini dapat dikatakan bahwa alkohol dan eter berisomer fungsi.

Rumus umum alkohol dan eter adalah:

1) Tatanama alkohol

Sistem IUPAC digunakan dalam tatanama alkohol dengan aturan sebagai berikut:

1. Tentukan rantai karbon terpanjang yang mengandung gugus OH.

Rantai terpanjang tersebut merupakan rantai utama diberi nama sesuai dengan nama

alkananya, tetapi huruf terakhir “a” diganti dengan ol. Rantai terpanjang pada contoh di

atas mengandung 5 atom karbon, sehingga diberi nama pentanol.

2. Semua atom karbon di luar rantai utama dinamakan cabang, diberi nama alkil sesuai

jumlah atom C.

Rantai utama diberi nomor dari ujung terdekat dengan gugus -OH.

(2.26)

72

3. Pemberian nama: nomor cabang-nama alkil- nomor gugus OH - nama rantai

utama.Jika cabang lebih dari satu jenis, maka diurutkan sesuai abjad. 3,4-dimetil-2-

pentanol

4. Jika terdapat lebih dari satu gugus OH pada molekul yang sama (polihidroksil

alkohol), digunakan akhiran diol, triol, dan seterusnya. Dalam hal ini akhiran a pada

alkana rantai utama tetap dipakai. Pada contoh berikut terdapat dua buah cabang, yaitu

etil di nomor 4 dan metil di nomor 3. Rantai terpanjang terdapat 6 atom C (heksana)

dan dua gugus OH di nomor 2 dan 4.

Tatanama trivial atau nama lazim merupakan penamaan sering digunakan sebelum

lahirnya kesepakatan sistem IUPAC. Umumnya tatanama trivial alkohol dilakukan dengan

menyebutkan nama alkil diakhiri dengan alkohol. Berikut beberapa nama trivial dan sistem

IUPAC untuk alkohol.

Struktur:

Nama IUPAC : Etanol 2-propanol 2-butanol 1,2-etanadiol

Nama Trivial : Etil alkohol Isopropil alkohol Sec-butil alkohol Etilen glokol

2) Tatanama eter

Tatanama eter dapat dilakukan dengan sistem IUPAC dan nama trivial. Menurut

sistem IUPAC eter disebut juga alkoksi alkana. Tatanama dilakukan dengan dua cara

menetapkan alkil yang lebih kecil sebagai alkoksi dan alkil yang lebih besar sebagai alkana.

Tatanama dengan nama trivial dilakukan dengan menyebutkan nama alkil sesuai urutan

abjad dan diakhiri eter. Jika kedua alkil sama digunakan awalan di.

73

Gambar 2.14. Tatanama eter menurut sistem iupac dan trivial

3) Klasifikasi alkohol

Berdasarkan penempatan atom karbon dalam molekul, atom karbon digolongkan

menjadi empat golongan, yaitu atom karbon primer, sekunder, tersier dan kuarter

Gambar 2.15. Penempatan atom karbon dalam molekul

1. Atom karbon primer adalah atom karbon yang berdiri sendiri atau yang mengikat satu

atom karbon yang lain. Contoh: C1 berdiri sendiri, C2 hanya mengikat C3, C4

mengikat C3, C7 mengikat C8, C9 mengikat C8 dan C10 mengikat C8.

2. Atom karbon sekunder adalah atom karbon yang mengikat dua atom karbon yang

lain.Contoh: C5 mengikat C3 dan C6, C8 mengikat C6 dan C9.

3. Atom karbon tersier adalah atom karbon yang mengikat tiga atom karbon yang lain.

Contoh: C3 mengikat C2, C4 dan C5.

4. Atom karbon kwartener adalah atom karbon yang mengikat empat atom karbon yang

lain. Contoh C6 mengikat C5, C7, C8 dan C10.

4) Sifat fisik dan kimia alkohol dan eter

Telah disebut sebelumnya bahwa alkohol dan eter dianggap sebagai air. Hubungan

ini menjadi jelas, terutama pada homolog yang lebih rendah, jika kita membicarakan

tentang sifat-sifat fisik dan kimia alkohol. Penggantian satu atom hidrogen dengan gugus

hidroksil menyebabkan perubahan besar pada kelarutan dan keadaan fisik. Perbedaan

74

tersebut merupakan akibat dari kemampuan mengikat hidrogen pada alkohol. Pengikatan

hidrogen yang menyebabkan daya tarik menarik intermolekular antar molekul-molekul

alkohol. Bahkan homolog yang teringan merupakan cairan pada suhu ruang. Alkohol dapat

membentuk ikatan hidrogen dengan molekul air, sehingga homolog yang lebih rendah larut

dalam air.

Titik didih alkohol yang relatif tinggi merupakan akibat langsung dari daya tarik

intermolekular yang kuat. Ingat bahwa titik didih adalah ukuran kasar dari jumlah energi

yang diperlukan untuk memisahkan suatu molekul cair dari molekul terdekatnya. Jika

molekul terdekatnya melekat pada molekul tersebut sebagai ikatan hidrogen, dibutuhkan

energi yang cukup besar untuk memisahkan ikatan tersebut. Barulah kemudian molekul itu

dapat terlepas dari cairan menjadi gas. Pada alkohol gugus alkil tidak membentuk ikatan

hidrogen sehingga satu molekul terikat hanya dengan dua molekul alkohol yang lain.

Energi yang dibutuhkan untuk memisahkan tiga atau empat ikatan molekular lebih besar

daripada dua ikatan molekular, oleh sebab itu energi yang dibutuhkan untuk menguapkan

air lebih besar. Sedangkan pada eter kedua alkil yang terikat pada oksigen tidak dapat

membentuk ikatan hidrogen sehingga eter mempunyai titik didih yang lebih kecil

dibanding alkohol.

Polaritas dan ikatan hidrogen merupakan faktor yang menentukan besarnya

kelarutan alkohol dan eter dalam air. Dalam membahas kelarutan, kita menggunakan prinsip

“like dissolves like” yang berarti pelarut molar melarutkan zat terlarut polar dan pelarut non

polar melarutkan zat terlarut non polar. Tetapi prinsip tersebut tidak berlaku untuk semua

kasus. Semua alkohol adalah polar tetapi tidak semua alkohol dapat larut dalam air. Alkohol

dengan massa molekul rendah dapat larut dalam air dengan baik. Kelarutan dalam air ini lebih

disebakan oleh ikatan hidrogen antara alkohol dan air. Semakin panjang rantai karbon

semakin kecil kelarutannya dalam air. Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antara

molekulmolekulnya, karena tidak ada hidrogen yang terikat pada oksigen. Tetapi jika

dicampur dengan air eter dapat membentuk ikatan hidrogen dengan air. karena ikatan

hidrogen dengan H2O inilah maka kelarutan dietil eter hampir sama dengan 1-butanol. Tabel

2.7 menyajikan data kelarutan beberapa alkohol dan eter.

Tabel 2.7. Kelarutan Alkohol dan Eter dalam Air

Nama Rumus Kelarutan (g/100 mL)

Metanol CH3OH Tak terhingga

Etanol CH3CH2OH Tak terhingga

1-propanol CH3CH2CH2OH Tak terhingga

1-butanol CH3CH2CH2CH2OH 8,3

dietil eter CH3CH2OCH2CH3 8,0

75

Alkohol dapat mengalami reaksi kimia dan menjadi senyawa lain. Beberapa jenis

reaksi-reaksi tersebut antara lain : dehidrasi alkohol, oksidasi alkohol, reaksi alkohol

dengan Na atau K, esterifikasi, dll.

Dehidrasi (pelepasan air) biasanya terjadi apabila asam sulfat pekat berlebih

dicampurkan dalam alkohol dan memanaskan campuran tersebut hingga 180oC. Gugus

hidroksil akan terlepas dan atom hidrogen dari carbon terdekatnya juga terlepas,

membentuk alkena.

Pada kondisi lain, yaitu penambahan sedikit asam sulfat pekat dan pemanasan

dilakukan pada suhu 140oC, maka akan terbentuk eter. Pada reaksi ini melibatkan dua

molekul alkohol. Alkohol pertama melepaskan gugus hidroksil dan alkohol kedua

melepaskan atom hidrogen.

Alkohol juga mengalami reaksi oksidasi. Hasil dari reaksi oksidasi alkohol

tergantung dari jenis alkohol tersebut. Reaksi tersebut adalah:

Alkohol primer mengalami rekasi oksidasi akan menghasilkan aldehid dan jika

aldehid yang dihasilkan mengalami reaksi oksidasi lanjut akan menghasilkan asam

karboksilat. Jika alkohol sekunder mengalami oksidasi maka akan menghasilkan suatu

keton. Alkohol tersier tidak mengalami reaksi oksidasi.

(2.27)

(2.28)

(2.29)

(2.30)

76

Alkohol kering (tidak mengandung air) dapat bereaksi dengan logam Na atau K

sehingga atom H dari gugus OH digantikan dengan logam tersebut sehingga terbentuk Na-

alkoholat.

Jika terdapat air maka alkoholat terurai kembali menjadi alkohol + NaOH.

Alkohol dengan asam alkanoat dapat membentuk ester. Reaksi ini disebut dengan

reaksi esterifikasi.

5) Kegunaan dan Dampak dari Penggunaan Alkohol Dan Eter

a) Metanol

Dalam industri metanol diubah menjadi formaldehid atau digunakan untuk

mensintesa bahan kimia lain. Metanol digunakan sebagai pelarut dan sebagai bahan bakar

bersih. Metanol mungkin juga mempunyai kegunaan baru dalam bidang pertanian. Tidak

seperti alkohol pada minuman, metanol tetap beracun meskipun dalam jumlah kecil. Gejala

keracunan metanol adalah kebutaan karena metanol menyerang syaraf penglihatan; juga

dapat berakibat kematian.

b) Etanol

Pada kebanyakan orang dewasa metabolisme tubuh dapat mencerna sejumlah kecil

etanol dengan tingkat keracunan yang rendah. Etil alkohol pada umumnya disebut alkohol

padi-padian atau alkohol minuman karena dapat dihasilkan dari fermentasi gula alam dan

tepung yang dihidrolisa yang terdapat pada anggur dan padi-padian. Etanol mempunyai

banyak kegunaan lainnya, sebagai pelarut (vanilla atau ekstrak lain di rumah seringkali

larutan etanol) dan antiseptik (pencuci mulut mengandung alkohol 5% - 30%). Etil alkohol

(2.31)

(2.32)

(2.33)

(2.34)

77

yang dihasilkan untuk kegunaan selain konsumsi manusia diubah sifatnya dengan

menambahkan metil dan isopropil alkohol dan tidak untuk minuman. Untuk tujuan

komersial, bahan ini biasanya dihasilkan dari hidrasi etana.

c) Spiritus

Spiritus merupakan salah satu jenis alkohol yang banyak digunakan dalam

kehidupan sehari-hari sebagai bahan bakar lampu spiritus (pembakar spiritus) dan untuk

menyalakan lampu petromak. Di laboratorium pembakar spiritus digunakan untuk uji

nyala. Pembakar spiritus juga digunakan untuk proses sterilisasi di laboratorium

mikrobiologi. Spiritus bersifat racun, karena adanya kandungan metanol didalamnya.

Bahan utama spiritus adalah etanol dan bahan tambahan terdiri dari metanol, benzena dan

piridin.

d) Eter

Dietil eter digunakan secara luas sebagai obat bius sejak tahun 1842. Tetapi

sekarang jarang digunakan sebagai obat bius untuk manusia karena mempunyai efek

samping seperti: rasa sakit setelah pembiusan dan muntahmuntah. Sekarang terdapat

banyak obat bius yang digunakan termasuk golongan eter. Metil propil eter dan metoksi

fluorin merupakan obat bius yang dikenal sebagai neotil dan pentrene. Dietil eter banyak

digunakan sebagai pelarut, karena dapat melarutkan banyak senyawa organik yang tidak

larut dalam air. Titik didih dietil eter 36oC, ini berarti dietil eter adalah zat yang mudah

menguap. Keadaan ini akan memudahkan memperoleh kembali zat terlarut.

Latihan 6

1. Berilah nama senyawa alkohol dan eter berikut:

a. CH3CH2CH2CH2OH

b. CH3CH2OCH2CH3

c.

d.

78

2. Tuliskan struktur dari:

a. 2,3,4-trimetil-2-pentanol

b. metil isopropil eter

3. Selesaikan Reaksi berikut

a.

b

c. CH3CH2CH2OH + Na →

3. Aldehid dan Keton

Kalian tentu sudah merasakan aroma menarik dari kayu manis, vanila dan makanan

yang baru dipanggang maupun bau manis memualkan dari makanan basi. Semua zat

tersebut mengandung gugus fungsional karbonil. Gugus karbonil merupakan ciri khas

aldehid dan keton. Pada bagian ini akan dibahas lebih mendalam tentang struktur, tatanama

dan sifat fisika dan kimia aldehid dan keton. Untuk mengaplikasikan dalam kehidupan

sehari-hari pada akhir bab akan dibahas cara identifikasi dan cara pembuatan aldehid dan

keton. Selain itu juga dibahas kegunaan dan dampak penggunaan aldehid dan keton yang

banyak ditemukan pada bermacam-macam jenis produk.

Pada pembahasan sebelumnya kalian sudah mempelajari gugus fungsional yang

melibatkan ikatan rangkap dua dalam alkena. Dalam alkena tersebut dua atom karbon

saling menggunakan empat elektron (dua pasang) untuk membentuk ikatan karbon-karbon

rangkap dua. Pada alkohol, atom oksigen diikat oleh atom karbon. Pada gugus karbonil

menggabungkan kedua gugus fungsi tersebut, yaitu oksigen diikat karbon dengan ikatan

rangkap dua.

Gambar 2.16. Struktur gugus karbonil

79

Apa perbedaan struktur aldehid dan keton? Pada keton gugus karbonil mengikat

dua buah alkil, sedangkan pada aldehid gugus karbonil mengikat satu alkil dan satu atom

hidrogen.

Gambar 2.17. Perbedaan struktur keton dan aldehid

Untuk memperjelas struktur aldehid dan keton, perhatikan struktur aldehid dan

keton berikut dengan Molymod.

a. Aldehid

Gambar 2.18. Struktur adehid menggunakan molymod

Dari Rumus aldehid diatas, anda dapat menentukan rumus umum dari aldehid. Jika jumlah

atom C = n, maka jumlah atom H = 2n jumlah atom O = 1 dan rumus umum CnH2nO.

b. Keton

Gambar 2.19. Struktur keton menggunakan molymod

80

Dengan cara yang sama seperti aldehid, tentukan rumus umum dari keton. Bagaimana

hasilnya? Aldehid dan keton mempunyai rumus molekul yang sama, yaitu:

CnH2nO (2.35)

Oleh karena itu aldehid dan keton berisomer fungsional.

1) Tatanama aldehid dan keton

Tananama aldehid dan keton dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu nama menurut

sistem IUPAC dan nama trivial. Tatanama aldehid berdasarkan sistem IUPAC diturunkan dari

nama alkana induknya dengan mengubah huruf terakhir “a” pada alkana dengan huruf “al”

untuk aldehid. Tentukan rantai terpanjang yang mengandung gugus fungsi. Penomoran selalu

dari C gugus fungsi sehingga atom karbon pada gugus -CHO selalu memiliki nomor 1.

Contoh:

Keton diberi nama dengan mengubah huruf terakhir “a” pada alkana dengan huruf

“on”. Tentukan rantai terpanjang yang melewati gugus fungsi -CO-. Penomoran dimulai

dari ujung terdekat gugus fungsi.

Contoh:

Tatanama trivial aldehid diambilkan dari nama asam karboksilat induknya dengan

mengubah asam-oat atau asam-at menjadi akhiran aldehid. Misalnya asam asetat menjadi

asetaldehid. Tatanama trivial keton, diambilkan dari nama alkil yang melekat pada gugus

karbonil kemudian ditambahkan kata keton. Tabel 8 memuat beberapa contoh nama trivial

aldehid dan keton.

2) Sifat Fisik dan kimia aldehid dan keton

Karbon dan oksigen pada gugus karbonil berbagi dua pasang elektron, namun

pembagiannya tidak seimbang. Negatifitas oksigen lebih besar untuk mengikat pasangan

elektron, sehingga kerapatan elektron pada oksigen lebih besar daripada karbon. Karbon

lebih bermuatan positif sedangkan oksigen lebih bermuatan negatif. Polaritas ikatan

rangkap pada karbon-oksigen lebih besar daripada ikatan tunggal pada karbon-oksigen.

81

Perbedaan muatan pada molekul menyebabkan terjadinya dipole. Polaritas ikatan rangkap

pada aldehid dan keton sangat mempengaruhi titik didihnya, sedangkan polaritas ikatan

tunggal pada eter pengaruhnya sangat kecil terhadap titik didihnya. Akan tetapi pengaruh

kepolaran pada aldehid dan keton tidak dapat dibandingkan dengan ikatan hidrogen antar

molekul alkohol.

Tabel 2.8 Nama IUPAC dan Trivial Aldehid

Rumus

molekul

Struktur Nama trivial Nama IUPAC

CH2O

formaldehid metanal

C2H4O

asetaldehid etanal

C3H6O

propionaldehid propanal

C4H8O

butiraldehid butanal

C3H6O

aseton (dimetil

keton)

propanon

C4H8O

etil metil keton butanon

C5H10O

dietil keton 3-pentanon

C5H10O

sopropil metil

keton

3-metil-2-

butanon

82

Umumnya aldehid berfase cair, kecuali fomaldehid yang berfase gas. Aldehid suku rendah

mempunyai bau yang menyengat, sedangkan aldehid suku tinggi mempunyai bau yang

enak dan digunakan untuk parfum dan aroma tambahan. Atom hidrogen pada molekul air

dapat membentuk ikatan hidrogen dengan oksigen pada gugus karbonil; sehingga kelarutan

aldehid hampir sama dengan alkohol dan eter. Formaldehid dan asetaldehid larut dalam air;

sejalan dengan bertambahnya rantai karbon , kelarutan dalam air akan turun. Semua aldehid

larut dalam pelarut organik.

Sifat fisik keton hampir sama dengan aldehid. Aseton mempunyai bau yang enak,

dan merupakan satu-satunya keton yang sangat larut dalam air. Homolog yang lebih tinggi

merupakan cairan tak berwarna dan kurang larut dalam air, dan tidak seperti aldehid,

mempunyai bau yang lembut.

Aldehid dan keton mempunyai struktur yang hampir sama akibatnya keduanya

mempunyai sifat kimia yang serupa. Aldehid mampu mengalami reaksi oksidasi dengan

mudah menjadi asam karboksilat, sedangkan keton tidak mudah dioksidasi, perbedaan

inilah yang bisa digunakan dalam uji Fehling dan uji Tollens.

Pereaksi yang digunakan dalam tes Fehling terdiri dari campuran Fehling A dan

Fehling B. Fehling A terdiri atas larutan CuSO4, dan Fehling B terdiri atas campuran NaOH

dengan natrium-kalium tatrat. Pereaksi fehling dibuat dengan mencampurkan Fehling A

dan Fehling B sehingga terbentuk ion kompleks Cu2+ dalam suasana basa. Pereaksi ini

dalam reaksi cukup ditulis dengan CuO.

Pada saat reaksi terjadi, aldehid akan teroksidasi menjadi asam karboksilat dan ion

kompleks Cu2+ (larutan berwarna biru) akan tereduksi menjadi tembaga (I) oksida, Cu2O

(endapan berwarna merah bata). Keton tidak dapat bereaksi dengan pereaksi fehling. Tes

(2.36)

(2.37)

(2.38)

83

Fehling dapat digunakan untuk menguji kadar glukosa dalam urine dalam rangka

mendeteksi penyakit diabetes.

Pereaksi yang digunakan campuran larutan AgNO3 dan NH3 membentuk ion

kompleks Ag(NH3)2+, pada reaksi cukup ditulis dengan Ag2O. Aldehid akan teroksidasi

menjadi asam karboksilat dan ion perak (Ag+) akan tereduksi menjadi logam perak. Keton

tidak bereaksi dengan pereaksi ini.

Logam perak perlahan-lahan akan menempel pada dinding dalam tabung dan jika

dilihat dari luar tabung akan terlihat seperti cermin. Oleh karena itu tes Tollens disebut juga

tes cermin perak.

3) Kegunaan dan Dampak Penggunaan Aldehid dan Keton

Penggunaan terbesar formaldehid adalah sebagai pereaksi untuk penyiapan

senyawa organik lain dan untuk pembuatan polimer seperti Bakelit, Formika, dan Melmac.

Formaldehid dapat mengubah sifat protein, sehingga protein tidak dapat larut dalam air dan

tahan terhadap bakteri pembusuk. Alasan inilah yang menyebabkan formaldehid digunakan

pada larutan pembalsem dan pengawet spesimen biologis. Formalin juga digunakan

sebagai antiseptik di rumah sakit untuk mensterilkan sarung tangan dan peralatan bedah.

Akan tetapi penggunaan formaldehid sebagai antiseptik, pengawet dan cairan pembalsem

menurun akhir-akhir ini karena zat ini dicurigai bersifat karsinogenik.

Aseton adalah keton yang paling sederhana dan penting. Zat ini dihasilkan dalam

jumlah besar dengan mengoksidasi isopropil alkohol dengan katalis (Ag). Karena larut

sempurna dalam air dan kebanyakan pelarut organik, aseton utamanya digunakan pelarut

industri (misalnya, untuk cat dan pernis). Zat ini merupakan bahan utama (terkadang bahan

satu-satunya) pada beberapa merek penghapus cat kuku. Aseton juga merupakan bahan

yang penting pada pembuatan kloroform, iodoform, pewarna, methacrylat, dan banyak

senyawa organik kompleks yang lain.

Latihan 7

1. Tentukan rumus molekul dan struktur senyawa berikut:

a. 2,3-dimetil pentanal

b. 2-metil-3-pentanon

(2.39)

84

2. Tentukan rumus molekul dan nama senyawa berikut:

a.

b.

3. Tuliskan hasil reaksi dari:

a. oksidasi 2- metil butanal.

b. 2-metil butanal dengan pereaksi fehling.

c. reaksi 2-metil butanal dengan pereaksi Tollens

4. Asam Karboksilat dan Ester

Kalian pasti sudah familiar dengan asam asetat atau cuka. Asam tersebut termasuk

dalam golongan asam karboksilat. Ahli alam pada abad ke-tujuh belas mengetahui bahwa

sengatan akibat gigitan semut merah disebabkan oleh asam organik yang dimasukkan ke

luka oleh semut tersebut. Selain itu telah lama disadari bahwa rasa asam segar pada buah

jeruk dihasilkan oleh senyawa organik yang disebut asam sitrat. Bau kambing dihasilkan

oleh senyawa asam kaproat. Asam asetat pada cuka, asam format pada semut merah dan

asam sitrat pada buah merupakan keluarga senyawa yang sama, yaitu keluarga asam

karboksilat. Beberapa turunan asam karboksilat juga penting. Ester merupakan turunan

asam yang akan kita bahas lebih mendalam. Aroma harum dari parfum, aroma buah-

buahan, aroma bunga merupakan contoh ester.

Pada pembahasan sebelumnya anda sudah dapat menentukan rumus struktur dan

rumus umum alkohol, eter, aldehid dan keton. Sekarang akan dipelajari rumus struktur dan

rumus umum dari asam karboksilat dan ester. Asam karboksilat mempunyai gugus fungsi

berupa gugus karboksil –COOH atau

Gambar 2.20. Struktur gugus asam karboksilat

Ester merupakan turunan dari asam karboksilat. Gugus fungsi ester diperoleh

dengan melepaskan atom H pada gugus karboksil, sehingga ester mempunyai gugus fungsi

-COO- atau

85

Gambar 2.21. Struktur gugus ester

Bagaimana rumus umum asam karboksilat dan ester? Untuk memahami hal ini

perhatikan struktur beberapa asam karboksilat dan ester menggunakan model molymod

berikut:

1) Asam karboksilat

Gambar 2.21. Struktur asam karboksilat menggunakan molymod

Dari struktur tersebut, rumus umum untuk asam karboksilat adalah:

CnH2nO2 (2.40)

2) Ester

Gambar 2.22. Struktur ester menggunakan molymod

Dari struktur tersebut, rumus umum untuk ester adalah:

CnH2nO2 (2.41)

86

1) Tatanama asam karboksilat dan ester

Tananama asam karboksilat dan ester dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu nama

menurut sistem IUPAC dan nama trivial. Tatanama asam karboksilat berdasarkan sistem

IUPAC diturunkan dari nama alkana induknya dengan memberi awalan asam dan

mengubah huruf terakhir “a” pada alkana dengan huruf “oat” untuk asam karboksilat.

Tentukan rantai terpanjang yang mengandung gugus fungsi. Penomoran selalu dari C

gugus fungsi sehingga atom karbon pada gugus -COOH selalu memiliki nomor 1

Contoh:

Ester disebut juga alkil alkanoat. Penamaan ester dilakukan dengan menyebutkan

terlebih dahulu alkil yang melekat pada gugus karbonil kemudian disusul nama

karboksilatnya.

Contoh:

Tatanama trivial asam karboksilat diambilkan dari sumber asam karboksilat

tersebut. Misalnya asam metanoat, nama trivialnya asam formiat atau asam semut (formica

dalam bahasa latin berarti semut), karena asam metanoat diperoleh dari penyulingan semut

merah. Beberapa nama trivial asam karboksilat dapat dilihat pada Tabel 2.9.

Tatanama trivial ester disesuaikan dengan tatanama trivial karboksilatnya.

87

Tabel 2.9. IUPAC dan Trivial Asam Karboksilat

Rumus Struktur Nama IUPAC Nama Trivial Penurunan Nama

HCOOH asam metanoat Asamformiat latin: formica = semut

CH3COOH asam etanoat asam asetat latin: acetum = cuka

CH3CH2COOH asam propanoat asam propionat latin: protos = pertama,

pion = lemak

CH3CH2CH2COOH asam butanoat asam butirat latin: butyrum = mentega

CH3(CH2)3COOH asam pentanoat asam valerat latin: valere = menjadi kuat

CH3(CH2)4COOH asam heksanoat asam kaproat latin:caper = kambing

CH3(CH2)5COOH asam heptanoat asam enantat yunani: oenanthe = kuncup anggur

Contoh:

2) Sifat fisik dan kimia asam karboksilat dan ester

Sembilan anggota pertama asam karboksilat merupakan cairan tak berwarna yang

mempunyai bau yang sangat tidak enak. Bau cuka merupakan bau asam asetat; bau mentega

basi adalah bau asam butirat. Asam kaproat terdapat pada rambut dan keringat kambing.

Asam dari C5 hingga C10 semua mempunyai bau seperti kambing. Asam ini dihasilkan oleh

bakteri kulit pada minyak keringat; begitu juga bau ruangan loker yang tidak mempunyai

sirkulasi udara yang baik (bau sepatu olah raga usang). Asam di atas C10 merupakan

padatan seperti wax/lilin, dan karena tingkat penguapannya yang rendah asam ini tidak

berbau. Molekul asam karboksilat bersifat sangat polar dan membentuk ikatan hidrogen

intermolekular yang kuat. Karenanya senyawa ini mempunyai titik didih yang lebih tinggi

dari pada alkohol meskipun dengan massa molar yang setara. Etil alkohol (Mr = 46)

mendidih pada suhu 78oC, sedangkan asam format (Mr = 46) mendidih pada suhu 100oC.

Begitu juga dengan propil alkohol (Mr = 60) mendidih pada suhu 97oC, sedangkan asam

asetat (Mr = 60) mendidih pada suhu 118oC.

Ester yang diturunkan dari asam karboksilat pada umumnya mempunyai sifat yang

berlawanan dari zat asalnya, karena ester mempunyai bau yang menyenangkan dan sering

terdapat pada aroma buah-buahan dan bunga-bungaan. Molekul-molekul ester bersifat

polar namun tidak mampu membentuk ikatan hidrogen intermolekuler satu dengan yang

lain. Karenanya ester mempunyai titik didih yang lebih rendah daripada asam karboksilat

88

isomernya. Seperti yang dapat diduga titik didih ester terletak antara keton dan eter dengan

massa molar yang sebanding. Karena molekul-molekul ester dapat membentuk ikatan

hidrogen dengan molekul-molekul air, ester dengan massa molar rendah larut dalam air.

Ester yang memiliki tiga hingga lima atom karbon larut dengan baik dalam air. Tabel 3

menunjukkan sifat-sfifat fisik beberapa ester yang umum dijumpai.

Larutan asam karboksilat dalam air bersifat asam. Larutan tersebut dapat

mengubah lakmus biru menjadi merah.Semua asam karboksilat dapat bereaksi dengan

larutan NaOH, Na2CO3 dan NaHCO3.

Ketiga reaksi tersebut tergolong reaksi netralisasi.

Asam karboksilat tergolong asam lemah, sehingga dalam air hanya terionisasi sebagian.

Ester merupakan senyawa yang bersifat netral. Biasanya ester mengalami reaksi

kimia di mana gugus alkoksi (-OR’) digantikan oleh gugus yang lain. Salah satu reaksi

seperti ini adalah hidrolisis. Hidrolisis dipercepat dengan adanya asam atau basa. Hidrolisis

dalam suasana asam merupakan kebalikan dari esterifikasi. Ester direfuk dengan air

berlebih yang mengandung katalis asam yang kuat. Akan tetapi reaksi tersebut merupakan

reaksi kesetimbangan, sehingga reaksi tidak pernah berhenti.

Jika suatu basa (NaOH atau KOH) digunakan untuk menghidrolisa ester maka

reaksi tersebut sempurna. Mengapa? Asam karboksilat dilepaskan dari kesetimbangan

dengan mengubahnya menjadi garam. Garam organik tidak bereaksi dengan alkohol

sehingga reaksi tersebut merupakan reaksi tidak dapat balik.

(2.42)

(2.43)

(2.44)

(2.45)

(2.46)

89

3) Kegunaan asam karboksilat dan ester

a) Asam Asetat

Asam asetat (asam etanoat) merupakan asam karboksilat yang paling penting. Zat

ini dihasilkan secara industri dengan mengoksidasi asetaldehid, bahan mentah yang didapat

dari oksidasi etanol atau hidrasi asetilen. Asam asetat juga dibentuk dalam cuka, ketika

bakteri acetobacter mengoksidasi etanol. Cuka pasar yang mengandung sekitar 5 persen

asam asetat dalam air, telah digunakan selama berabad-abad untuk menyedapkan makanan.

Orang pertama yang mensintesa asam asetat langsung dari unsur kimia adalah Adoph

Kolbe (Jerman, 1818-84) pada tahun 1845. Asam asetat digunakan pada pembuatan

selulosa asetat, vinil asetat, obat-obatan, pewarna, insektisida, bahan kimia fotografi, dan

pengawet makanan.

b) Asam Format

Nama asam format ( asam metanoat) didapat dari Bahasa Latin untuk kata formica

yang berarti semut. Asam ini diisolasikan dari hasil distilasi pemecahan pada semut.

Sengatan pada gigitan semut disebabkan karena adanya asam format. Asam ini merangsang

ujung syaraf perasa sakit pada tubuh kita dengan jalan merendahkan pH di sekelilingnya.

Daerah yang terkena gigitan akan membengkak karena mengalirnya air untuk melarutkan

asam format tersebut sehingga pH bertambah. Karena sengatan tersebut asam, perawatan

yang terbaik adalah menggunakan basa sedang seperti baking soda/soda kue (NaHCO3).

Semut dan serangga lain sering mengeluarkan bahan kimia lain jika mereka menggigit dan

menyebabkan reaksi alergi yang parah pada beberapa orang.

Botol-botol asam format diberi peringatan “Hindari kontak dengan kulit”, karena

asam ini bersifat korosif pada kulit dan jaringan tubuh. Meskipun demikian asam format

dimanfaatkan pada pembuatan pewarna, insektisida, parfum, obat-obatan dan plastik.

c) Ester

Beberapa senyawa ester mempunyai aroma buah-buahan seperti apel (metil

butirat), aroma pisang (amil asetat), aroma nanas (etil butirat) dan masih banyak

(2.47)

(2.48)

90

lagi.Dengan prinsip reaksi esterifikasi tersebut dapat dibuat aroma buah-buahan tiruan. Jadi

rasa dan aroma buah-buahan yang terdapat pada makanan seperti permen, atau sirup, dapat

digantikan dengan senyawa ester.

Ester tidak hanya penting untuk kosmetik dan penambah rasa, tapi juga untuk

penerapan lain. Beeswax, campuran ester seperti C25H51COO–C30H61, dan Carnauba wax,

ester lain, digunakan pada cat/pelapis mobil dan mebelair. Lemak dan minyak (bukan

minyak tanah) merupakan ester dari gliserol dengan asam-asam lemak; ini penting bagi

makanan kita. Ester-ester aspirin dan metil salisilat digunakan dalam pengobatan sebagai

analgesik dan anti-peradangan. Metil salisilat, juga disebut minyak wintergreen,

merupakan bahan utama rasa/bau wintergreen. Etil asetat digunakan sebagai penghapus cat

kuku/kutek.

Latihan 8

1. Berilah nama senyawa dengan struktur berikut.

a. d.

b. e.

c.

2. Tuliskan rumus struktur dan tentukan rumus molekul senyawa dengan nama s berikut

ini.

a. Asam 3-metilpentanoat

b. Asam 2-etil-3metil butirat

c. Asam 3-metil pentanoat

d. Etil propanoat

e. Metil asetat

91

3. Mengapa asam karboksilat mempunyai titik didih yang lebih tinggi dibandingkan

dengan alkohol (dengan Mr yang hampir sama)?

4. Bagaimana kelarutan asam karboksilat dalam air?

5. Bagaimana titik didih ester dibandingkan dengan asam karboksilat isomernya ?

Jelaskan!

D. MAKROMOLEKUL

Makromolekul merupakan molekul besar yang terdiri atas banyak atom dan blok

penyusun. Sebagian besar makromolekul berupa polimer atau suatu molekul panjang yang

terdiri atas banyak blok penyusun identik, dan dihubungkan dengan ikatan-ikatan kovalen.

Blok penyusun dari suatu polimer adalah molekul kecil yang disebut monomer. Monomer-

monomer dihubungkan melalui suatu reaksi kondensasi atau dehidrasi, sehingga dua

molekul dapat berikatan secara kovalen melalui pelepasan satu molekul air. Yang dapat

dikategorikan sebagai makromolekul adalah senyawa yang mempunyai molekul dalam

bentuk besar seperti karbohidrat, protein, lemak atau lipid, plastik (polimer), dan asam

nukleat. Pada bab ini akan dibahas sedikit mengenai karbohidrat, protein dan lipid.

1. Karbohidrat

Karbohidrat merupakan contoh polimer alami. Karbohidrat berasal dari tumbuh-

tumbuhan dan terdiri atas unsur C, H, dan O. Istilah karbohidrat diambil dari kata karbon

dan hidrat (air). Selain itu, karbohidrat juga dikenal dengan nama sakarida (saccharum =

gula). Senyawa karbohidrat mudah ditemukan di dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya,

di dalam gula pasir, buah-buahan, gula tebu, air susu, beras, jagung, gandum, ubi jalar,

kentang, singkong, dan kapas. Karbohidrat adalah polihidroksi aldehida (golongan aldosa)

atau polihidroksi keton (golongan ketosa) dengan rumus molekul (CH2O)n. Karbohidrat

berfungsi sebagai bahan bakar (sumber energi), bahan penyusun struktur sel, dan sumber

energi. Karbohidrat merupakan polimer yang tersusun dari monomer-monomer.

Berdasarkan jumlah monomer yang menyusun polimer, karbohidrat dapat digolongkan

menjadi monosakarida, disakarida, dan polisakarida.

a. Monosakarida

Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana karena hanya terdiri atas

satu unit sakarida. Suatu monosakarida mengandung gugus karbonil dan hidroksil. Suatu

monosakarida memiliki dua gugus fungsi, yaitu gugus karbonil (C = O) dan gugus hidroksil

(–OH). Monosakarida dapat dikelompokkan berdasarkan letak gugus karbonilnya. Jika

92

letak gugus karbonil di ujung, berarti monosakaridanya digolongkan ke dalam golongan

aldosa. Disebut aldosa karena gugus karbonil yang berada di ujung membentuk gugus

aldehid. Jika gugus karbonil terletak di antara alkil, berarti gugus fungsional digolongkan

sebagai golongan ketosa. Disebut ketosa karena gugus karbonilnya membentuk gugus

keton. Jenis monosakarida yang tergolong aldosa adalah glukosa dan galaktosa, sedangkan

yang tergolong ketosa adalah fruktosa.

Pada glukosa, posisi –OH yang sama adalah pada C ke-4 dan ke-5, sedangkan pada

galaktosa posisi –OH yang sama adalah pada C ke-3 dan ke-4. Sedangkan fruktosa

memiliki gugus karbonil yang terletak di antara alkil, posisi –OH yang sama adalah pada

C ke-4 dan ke-5.

Gambar 2.23. Struktur monosakarida

Monosakarida banyak dijumpai di alam. Glukosa banyak terdapat di buah-buahan

yang matang, terutama anggur. Darah juga mengandung glukosa sehingga dapat menjadi

93

parameter kandungan gula dalam darah. Fruktosa sering ditemukan dalam bentuk

campuran dengan glukosa, dan banyak ditemukan pada buah-buahan dan madu.

b. Disakarida dan Polisakarida

Disakarida tersusun atas dua monosakarida, sedangkan polisakarida tersusun atas

lebih dari dua monosakarida. Sukrosa adalah gabungan antara glukosa dan fruktosa,

Maltosa merupakan gabungan dua glukosa, sedangkan laktosa merupakan gabungan antara

glukosa dan galaktosa. Dua monosakarida dapat membentuk disakarida melalui ikatan

glikosida. Ikatan ini menghubungkan antarmonosakarida. Perhatikanlah gambar berikut.

(sumber : https://konsep-kimia.blogspot.co.id)

Gambar 2.24. Hubungan antarmonosakarida

Suatu disakarida dapat terurai menjadi monosakarida penyusunnya melalui reaksi

hidrolisis (reaksi dengan air). Perhatikan reaksi berikut.

sukrosa + air → fruktosa + glokosa

maltosa + air → glukosa + glukosa

laktosa + air → galaktosa + glukosa

Berbeda dengan disakarida, jumlah monosakarida yang dikandung polisakarida

lebih banyak. Di antara monosakarida tersebut dihubungkan oleh ikatan glikosida. Contoh

polisakarida antara lain amilum (pati), glikogen, dan selulosa.

Pati mengandung dua jenis polimer glukosa, amilosa dan amilopektin. Amilosa

terdiri atas rantai unit-unit D-glukosa yang panjang dan tidak bercabang, digabungkan oleh

ikatanα (1 → 4). Rantai ini beragam dalam berat molekulnya, dari beberapa ribu sampai

94

dengan 500.000. Amilopektin juga memiliki berat molekul yang tinggi, tetapi strukturnya

bercabang tinggi. Ikatan glikosida yang menggabungkan residu glukosa yang berdekatan

di dalam rantai amilopektin adalah α (1 → 4), tetapi titik percabangan amilopektin

merupakan ikatan α (1 → 6).

(sumber : http://gadis-pertanianbudidaya.blogspot.co.id)

Gambar 2.25. Struktur polisakarida

2. Protein

Protein merupakan komponen penyusun sel yang meliputi sekitar 50% dari bobot

kering sel tersebut. Protein berfungsi sebagai dukungan struktural, penyimpanan,

pergerakan, transpor substansi tertentu, pengiriman sinyal, enzim, dan pertahanan untuk

melawan substansi asing. Molekul protein sangat beragam, baik struktur maupun

fungsinya. Manusia memiliki puluhan ribu jenis protein berbeda. Meskipun sangat

beragam, tetapi semua jenis protein merupakan polimer yang dibangun dari kumpulan 20

jenis asam amino, yaitu glisin, alanin, valin, leusin, isoleusin, metionin, fenilalanin,

triptofan, prolin, serin, treonin, sistein, tirosin, asparagin, glutamin, asam aspartat, asam

glutamat, lisin, arganin, dan histidin. Asam amino adalah molekul organik yang memiliki

gugus karboksil dan amino. Polimer asam amino disebut juga polipeptida. Suatu protein

terdiri atas satu atau lebih polipeptida. Setiap polipeptida spesifik, karena memiliki urutan

linier yang unik dari asam-asam amino tersebut.

Setiap jenis molekul protein memiliki bentuk tiga dimensi atau konformasi unik.

Namun bentuk konformasi tersebut dapat berubah dari konformasi asli apabila terjadi

95

perubahan kondisi fisik dan kimiawi lingkungan protein tersebut, misalnya pH, konsentrasi

garam, dan suhu. Perubahan bentuk konformasi asli karena perubahan kondisi lingkungan

disebut denaturasi.

Asam amino merupakan turunan karboksilat, mengandung gugus karboksil (–

COOH) dan gugus amina. Berikut ini struktur umum asam amino.

Gambar 2.26. Struktur gugus asam amino

Antar asam amino dapat bergabung membentuk protein. Ikatan yang

menghubungkan antarasam amino disebut ikatan peptida. Perhatikanlah pembentukan

protein dari asam amino berikut.

(sumber : http://meilisamalihahutami.blogspot.co.id/2014/03/)

Tahukah kalian contoh-contoh asam amino beserta strukturnya? Perhatikanlah gambar

berikut.

(sumber :http://taufik-ardiyanto.blogspot.co.id)

Gambar 2.27. Contoh asam amino beserta strukturnya

Protein apakah yang dapat dihasilkan dari asam-asam amino tersebut ? Jumlah

asam amino yang terkandung dalam protein dapat dua, tiga, atau lebih dari tiga. Protein

yang tersusun atas dua asam amino disebut dipeptida. Protein yang tersusun atas tiga asam

(2.48)

96

amino disebut tripeptida. Adapun protein yang tersusun atas lebih dari tiga asam amino

disebut polipeptida. Perhatikanlah gambar berikut.

(sumber : http://www.rumuskimia.net/)

Gambar 2.28. Protein dengan dua, tiga, atau lebih dari tiga asam amino

3. Lipida

Lipid merupakan zat lemak yang berperan dalam berbagai sel hidup. Seperti halnya

karbohidrat, lipid tersusun atas unsur karbon (CH), hidrogen (H), dan oksigen (O), serta

kadang kala ditambah fosfor (P) serta nitrogen (N). Beberapa di antaranya disimpan

sebagai sumber energi sekunder dan sebagian lain bertindak sebagai komponen penting

dari membran sel. Lipid terdapat pada tumbuhan, hewan, manusia, dan mikroorganisme.

Lipid terasa licin, tidak larut dalam air, tetapi dapat larut dalam alkohol, eter, dan pelarut-

pelarut organik lainnya. Lipid terdiri atas beberapa jenis, yang terpenting adalah lemak,

fosfolipid, dan steroid. Di bawah ini adalah contoh struktur asam laurat golongan lipid.

97

(sumber : https://dlc.dcccd.edu/biology1-3/lipids)

Gambar 2.29. Asam laurat

E. RANGKUMAN

1. Sifat khas atom karbon, yaitu atom C dapat membentuk ikatan kovalen dengan atom-

atom C atau nonlogam lainnya, sehingga dapat membentuk berbagai macam rantai

karbon.

2. Berdasarkan jenis ikatan C dalam rantai karbon dibedakan menjadi ikatan tunggal,

ikatan rangkap dua, dan ikatan rangkap tiga.

3. Berdasarkan bentuk rantai karbon dibedakan menjadi rantai terbuka dan rantai

tertutup.

4. Atom C primer, yaitu atom C yang terikat dengan 1 atom C lain, atom C sekunder,

yaitu atom C yang terikat dengan 2 atom C lain, atom C tersier, yaitu atom C yang

terikat dengan 3 atom C lain, dan atom C kuartener, yaitu atom C yang terikat dengan

4 atom C lain.

5. Rumus umum :

• Alkil : CnH2n+1

• Alkena: CnH2n

• Alkana : CnH2n+2

• Alkuna: CnH2n-2

6. Alkana merupakan hidrokarbon jenuh. Sukar bereaksi dan bersifat nonpolar, sehingga

tidak larut dalam air. Pembakaran sempurna alkana akan menghasilkan gas CO2 dan

energi.

7. Alkena dapat mengalami reaksi adisi, yaitu reaksi penambahan atom atau gugus atom

pada ikatan rangkap.

98

8. Alkuna mempunyai ikatan rangkap tiga (tidak jenuh) juga dapat mengalami reaksi

adisi.

9. Isomer adalah senyawa karbon yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus

strukturnya berbeda. Semakin banyak jumlah atom C dalam senyawa karbon, semakin

banyak pula jumlah isomernya.

10. Alkana mempunyai senyawa turunan yang berupa alkohol, eter, aldehid, keton, asam

karboksilat dan ester.

11. Senyawa organik makromolekul dapat digolongkan menjadi karbohidrat, lipid, dan

protein.

Evaluasi Belajar

I. Pilihlah dengan memberi tanda silang (X) pada huruf a, b, c, d atau e , untuk jawaban

yang tepat !

1. Di bawah ini yang tergolong senyawa karbon adalah ...

a. karbon dioksida

b. sukrosa

c. garam dapur

d. pasir

e. natrium karbonat

2. Salah satu faktor yang menyebabkan senyawa karbon jumlahnya melimpah di bumi

adalah ...

a. karbon jumlahnya melimpah di kulit bumi

b. titik didih karbon sangat tinggi

c. karbon mempunyai 6 elektron valensi

d. karbon sangat reaktif

e. dapat membentuk rantai atom karbon

3. Gas hasil pemanasan campuran antara glukosa dengan CuO yang dapat mengeruhkan

air kapur adalah ...

a. H2

b. H2O

c. CO2

d. CO

e. N2

99

4. Perhatikan senyawa karbon di bawah ini:

i. 2-metilpentana

ii. 2, 2, 3-trimetilheksana

iii. 3-etil-2, 2-dimetilheksana

iv. 2-metilbutana

Yang mempunyai karbon kuartener adalah senyawa nomor ...

a. ii saja

b. ii dan iii

c. i dan iii

d. iii dan iv

e. iv saja

5. Senyawa alkana sulit untuk bereaksi dengan senyawa lain karena ...

a. sudah stabil

b. sudah jenuh

c. dapat mengalami reaksi adisi

d. berikatan kovalen

e. parafin

6. Di antara senyawa berikut:

i. C4H8

ii. C5H12

iii. C6H12

iv. C4H10

v. C5H8

yang merupakan satu homolog adalah ...

a. i dan ii

b. ii dan iii

c. iii dan iv

d. i dan iii

e. ii dan v

7. Di bawah ini yang bukan merupakan sifat dari deret homolog adalah ...

a. dapat dinyatakan dengan suatu rumus umum

b. titik didihnya meningkat dengan panjang rantai

c. mempunyai sifat kimia serupa

100

d. mempunyai rumus empiris yang sama

e. mempunyai titik leleh meningkat dengan naiknya massa rumusnya

8. Salah satu penamaan berikut tidak sesuai aturan IUPAC, yaitu ...

a. 2-metilpropana

b. 2-metilbutana

c. 3-metilpentana

d. 3-metilbutana

e. 3-metilheksana

9. Senyawa berikut yang merupakan hidrokarbon tidak jenuh adalah ...

a. C3H8

b. C2H6

c. C4H10

d. C3H6

e. C5H12

10. Yang merupakan isomer dari butana adalah ...

a. 2-metilbutana

b. 2-matilpropana

c. 1-metilbutana

d. 1-metilpropana

e. 2,2-dimetilpropana

11. Senyawa berikut merupakan isomer dari isoheksana, kecuali ...

a. 3-metilpentana

b. heksana

c. 2,2-dimetilbutana

d. 2,3-dimetilbutana

e. isopentana

12. Pembakaran senyawa hidrokarbon akan menghasilkan senyawa di bawah ini, kecuali..

a. CO2

b. CO

c. H2O

d. C

e. CH4

101

13. Dalam setiap molekul alkuna ...

a. semua ikatan karbon-karbon merupakan ikatan rangkap tiga

b. terdapat setidaknya satu ikatan karbon rangkap

c. terdapat satu ikatan karbon rangkap tiga

d. semua atom karbon mengikat 4 atom hidrogen

e. jumlah atom H lebih sedikit daripada atom C

14. Isomeri geometri (cis-trans) terdapat pada senyawa ...

a. 1-butena

b. 1-butuna

c. 2-butuna

d. 2-butena

e. 3-butena

15. Suatu hidrokarbon mempunyai rumus empiris sebagai CH. Mr senyawa itu adalah 26.

Rumus molekul senyawa tersebut adalah ...

a. CH2

b. C2H2

c. C2H4

d. C2H6

e. C3H3

16. Reaksi adisi 1-butena dengan larutan asam klorida akan menghasilkan ...

a. 1-klorobutana

b. 2-klorobutana

c. 1-kloro-1-butena

d. 2-kloro-1-butena

e. 2-kloro-2butena

17. Pembakaran sempurna suatu hidrokarbon menghasilkan CO2 dan H2O dalam jumlah

mol yang sama. Hidrokarbon itu termasuk homolog ...

a. alkana

b. alkena

c. alkuna

d. alkadiena

e. alkenuna

102

18. Reaksi berikut ini:

CH3 CH === CH2 + HBr CH3 CHBr CH3

tergolong reaksi ...

a. adisi

b. subtitusi

c. polimerisasi

d. perengkahan

e. pembakaran

19. Bila 10 liter gas etena dibakar sempurna dengan gas oksigen terjadi gas CO2 dan air.

Pada tekanan dan suhu yang sama, maka gas CO2 yang terjadi sebanyak ...

a. 5 liter

b. 10 liter

c. 15 liter

d. 20 liter

e. 25 liter

20. Gas etuna sebanyak 10 liter dibakar sempurna dengan udara, bila udara mengandung

20% oksigen maka volume udara yang diperlukan sebanyak ...

a. 10 liter

b. 25 liter

c. 50 liter

d. 100 liter

e. 125 liter

21. Nama senyawa alkohol yang mempuyai rumus struktur berikut adalah ...

a. 2-metil-3-butanol

b. etil isopropil eter

c. 3-metil-2-butanol

d. 2-butanol

e. dietil eter

103

22. Jika suatu alkohol sekunder mengalami reaksi oksidasi, maka akan dihasilkan suatu ...

a. keton

b. aldehid

c. asam karboksilat

d. tidak bereaksi

e. alkohol tersier

23. Jika suatu aldehid mengalami reaksi oksidasi, maka akan dihasilkan suatu ...

a. keton

b. alkohol

c. asam karboksilat

d. tidak bereaksi

e. eter

24. Rumus bangun berikut adalah ...

a. 2,3-dimetil pentanal

b. 2-metil-3-pentanon

c. 3,2-dimetil butanal

d. 2-metil butanal

e. 2,2-dimetilbutanal

25. Nama senyawa dengan struktur berikut adalah ...

a. asam 3-metilpentanoat

b. asam 2-etil-2-metilbutanoat

c. isobutil propanoat

d. asam 2-metilheptanoat

e. metil heksanoat

104

26. Senyawa karbon yang memiliki aroma buah-buahan adalah ...

a. eter

b. keton

c. alkohol

d. ester

e. aldehid

27. Di antara karbohidrat berikut yang termasuk polisakarida adalah ...

a. sukrosa

b. laktosa

c. glikogen

d. galktosa

e. dekstrin

28. Hasil hidrolisis dari sukrosa adalah ...

a. glukosa dan galaktosa

b. glukosa dan glukosa

c. fruktosa dan galaktosa

d. fruktosa dan fruktosa

e. glkosa dan fruktosa

29. Protein adalah suatu makromolekul yang monomer utamanya berupa ...

a. karbohidrat

b. hidrokarbon

c. lipid

d. asam amino

e. asam nukleat

30. Steroid dapat digolongkan makromolekul jenis ...

a. karbohidrat

b. protein

c. lipid

d. plastik

e. hidrokarbon

105

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan singkat dan jelas !

1. Bagaimanakah caranya membuktikan adanya atom C dalam suatu senyawa karbon ?

Jelaskan !

2. Berilah contoh senyawa karbon dan kegunaannya !

3. Tulis isomeri dari heptana dan beri namanya !

4. Suatu gas alam terdiri atas 80% metana, 10% etana, 5% propana, dan 5% gas yang

tidak dapat terbakar. Hitunglah volume udara (20% oksigen) yang diperlukan untuk

pembakaran sempurna 15 liter sampel gas tersebut !

5. Tulislah reaksi-reaksi pembentukan polietena dari etena !

6. Bagaimana kemungkinan hasil jika suatu jenis alkohol mengalami reaksi oksidasi ?

7. Bagaimana cara membedakan antara aldehid dan keton ?

8. Gambarkanlah struktur sukrosa dan tunjukkan ikatan glikosidanya !

9. Apakah yang membedakan antara karbohidrat, lipid dan protein ?

10. Tuliskan reaksi hidrolisis sukrosa !

106

BAB 3

KIMIA KOLOID

Pada bab ini, kalian akan diajak mengenal lebih jauh tentang :

• Ukuran partikel

• Sistem dispersi

• Penggolongan koloid

• Pembuatan koloid

• Pemurnian koloid

• Beberapa sifat-sifat koloid

• Berbagai macam koloid

• Penggunaan koloid dan koloid dalam kehidupan sehari-hari

107

BAB 3

KIMIA KOLOID

PENDAHULUAN

Pernahkah kalian memperhatikan benda-benda di sekitar kita, seperti buih sabun,

santan, kabut, mutiara, asap. Benda-benda yang dekat dalam kehidupan kita tersebut

ternyata mempunyai kesamaan. Benda-benda tersebut tergolong sistem koloid. Apakah itu

koloid? Sistem koloid banyak sekali hubungannya dengan kehidupan kita, misalnya

protoplasma dalam tubuh, obat-obatan yang kita gunakan serta sebagian besar makanan.

Mari kita kenal lebih jauh tentang koloid.

108

109

Gambar 3.1. Contoh larutan, koloid, dan suspensi

A. Ukuran Partikel

Thomas Graham menemukan bahwa larutan seperti natrium klorida mudah

berdifusi ketika mempelajari sifat difusi beberapa larutan melalui membran kertas. Hal ini

dibandingkan dengan zat-zat seperti putih telur kanji, gelatin, dan putih telur sangat lambat

atau sama sekali tidak berdifusi. Ia menemukan waktu difusi relatif untuk berbagai zat yaitu

HCl=1 ; NaCl=2,3 ; sukrosa=7 ; putih telur=49. Graham menyebutnya kristaloid jika zat

yang mudah berdifusi berbentuk kristal dalam keadaan padat dan koloid (bahasa Yunani:

kolla = perekat atau lem) jika zat-zatnya sukar berdifusi.

Partikel koloid tidak dapat dilihat dengan mikroskop biasa, tetapi partikel beberapa

koloid dapat dideteksi dengan mikroskop elektron. Partikel dengan diameter 10-4 mm dapat

dilihat dengan mikroskop optik sedangkan partikel berdiameter 10-6 mm dapat dideteksi

dengan mikroskop elektron.

Gambar 3.2 dan 3.3 berikut ini menunjukkan contoh beberapa macam larutan.

Coba jelaskan perbedaan ketiga macam larutan tersebut!

Gambar 3.2. Contoh larutan

110

Gambar 3.3. Contoh larutan

Contoh larutan: larutan gula, larutan garam, spiritus, alkohol 70%, larutan cuka, air

laut, udara yang bersih, bensin. Contoh koloid: sabun, susu, jeli, mentega, dan mayonaise.

Contoh suspensi: air sungai yang keruh, campuran air dengan pasir, campuran kopi dengan

air, dan campuran minyak dengan air.

Marilah kita lihat perbedaan antara larutan sejati, sistem koloid dan suspensi dari

Tabel 3.1. berikut ini.

Tabel 3.1. Pengelompokkan Larutan

Larutan Sejati Sistem Koloid Suspensi

1. Homogen Heterogen Heterogen

2. Stabil Umumnya stabil Tidak stabil

3. Satu fase Dua fase Dua fase

4. Ukuran partikel < 1 nm Antara 1 – 100 nm > 100 nm

5. Tidak dapat disaring Tidak dapat disaring Dapat disaring

6. Jernih Agak keruh Keruh

Tabel 3.2. Ukuran Partikel

Campuran Contoh Ukuran partikel

Suspensi kasar Pasir dalam air Lebih besar dari 10-7m

Dispersi koloid Tepung dalam air 10-9 m – 10-7 m

Larutan sejati Gula dalam air Lebih kecil dari 10-9 m

Partikel koloid dapat merupakan molekul tunggal yang sangat besar

(makromolekul) atau dapat merupakan agregat molekul kecil, atom atau ion.

Plastik, protein terdiri dari molekul. Partikel koloid–belerang merupakan

kelompok dari ratusan molekul belerang (S8), terikat oleh gaya van der Waals, sedangkan

koloid emas terdiri dari semacam kristal kecil.

111

Larutan sabun yang encer adalah larutan sejati, sedangkan larutan sabun pekat

adalah koloid. Misel adalah kumpulan molekul, atom, atau ion dalam sistem koloid.

Untuk lebih jelasnya penggambaran perbedaan antara larutan, koloid, dan suspensi

ditunjukkan dalam beberapa gambar pada Gambar 3.4. berikut ini:

112

Gambar 3.4. Penggambaran perbedaan antara larutan, koloid, dan suspense

Hasil rangkuman perbedaan antara larutan, koloid, dan suspensi

ditunjukkan pada Gambar 3.5 berikut ini.

Gambar 3.5. Perbedaan antara larutan, koloid, dan suspense

Coba kalian tentukan yang mana larutan sejati, koloid, dan suspensi pada gambar di bawah

ini! Jelaskan!

113

Gambar 3.6. Contoh larutan sejati, koloid, dan suspensi

B. Sistem Dispersi

Gambar 3.7. Sistem disperse

Sistem koloid merupakan suatu sistem dispersi. Sistem ini merupakan campuran

dari zat yang tidak dapat bercampur. Dispersi adalah penyebaran yang merata dari dua

buah fasa. Kedua fasa tersebut adalah:

a) Fasa zat yang didispersikan (zat terlarut), dikenal juga dengan istilah fasa terdispersi

atau fasa dalam

b) Fasa pendispersi (zat pelarut), dikenal juga dengan istilah medium pendispersi atau

fasa luar

Sistem ini terdiri dari dua fasa yaitu, fasa terdispersi dan medium pendispersi.

Larutan sejati tidak termasuk dalam sistem dispersi dan larutan sejati terdiri dari satu fasa.

Sistem dispersi dengan medium pendisperi suatu cairan disebut Sol.

114

Sol mirip dengan larutan.

Larutan = zat terlarut + pelarut

Sol = fasa terdispersi + medium pendispersi

Macam dispersi dapat dilihat pada Tabel 3.3. di bawah ini.

Tabel 3.3. Sistem Dispersi Koloid

Fasa

terdispersi

Medium

Pendispersi Nama Contoh

Gas Cair Buih Buih, busa sabun

Gas Padat Busa padat Batu apung

Karet busa

Cair Gas Aerosol cair Kabut

Cair Cair Emulsi Susu, mayonaise

Cair Padat Emulsi padat Mentega

Padat Gas Aerosol padat Asap

Padat Cair Sol Cat

Belerang dalam air

Padat Padat Sol padat Kaca berwarna

Paduan logam

Gambar-gambar berikut merupakan contoh beberapa jenis sistem dispersi.

Gambar 3.8. Sol padat

115

Gambar 3.9. Emulsi padat

Gambar 3.10. Busa padat

Gambar 3.11. Sol padat-cair

116

Gambar 3.12. Emulsi cair-cair

Gambar 3.13. Buih / busa

117

Gambar 3.14. Aerosol padat

Gambar 3.15. Aerosol cair-gas

C. Penggolongan Koloid

Gambar 3.16. Sifat-sifat koloid

118

Beberapa sistem koloid merupakan sistem reversibel sedangkan yang lainnya non-

reversibel. Susu bubuk (didapatkan dari proses penguapan susu setelah menghilangkan

krim) dapat diubah kembali menjadi susu setelah dicampur dengan air. Sistem ini disebut

sebagai koloid reversibel. Plasma darah kering merupakan sistem reversibel. Karet yang

didispersikan dalam benzena adalah sol reversibel. Hidrosol anorganik seperti sol belerang

dan emas adalah non-reversibel.

Berdasarkan sifat ini maka sistem koloid cairan dapat dikelompokkan dalam dua kelompok

berikut.

1. Koloid Liofil

Koloid liofil adalah koloid yang di dalamnya terdapat gaya tarik menarik cukup

kuat antara zat terdispersi dengan mediumnya. Contoh: agar-agar, lem cat, dispersi kanji,

sabun, detergen, protein dalam air, sol kanji. Sol liofil (senang pada pelarut) adalah sol

yang stabil sehingga tidak mengalami koagulasi yang disebabkan oleh larutan garam. Yang

termasuk sol liofil adalah larutan sabun, kanji atau gelatin yang didispersikan dalam air.

Medium pendispersi adalah air yang disebut hidrofil. Sol liofil dapat mengalami koagulasi

sehingga dapat diubah kembali menjadi sol. Oleh karena itu, koloid ini disebut koloid

reversibel.

Koloid hidrofil relatif stabil dan mudah dibuat, misalnya dengan cara pelarutan dan

prosesnya bersifat reversibel, memiliki kekentalan tinggi, mengadsorbsi medium

pendispersinya, memberikan efek tyndall kurang jelas, dan stabil pada konsentrasi relatif

besar. Koloid hidrofil dapat menstabilkan koloid hidrofob disebut koloid protektif atau

koloid pelindung.

Ciri koloid liofil : terlihat homogen, stabil, tidak tampak adanya medium

pendispersi, lebih kental, dan membentuk gel.

Gambar 3.17. Contoh koloid liofil

119

2. Koloid Liofob

Koloid liofob (tidak suka cairan) adalah koloid yang di dalamnya terdapat gaya

tarik menarik lemah atau bahkan tidak ada gaya tarik menarik antara zat terdispersi dengan

medium pendispersinya. Agar partikel terdispersinya pada sistem koloidnya stabil, cairan

pendispersi harus terbatas. Jika air adalah medium pendispersi maka sol ini disebut sol

hidrofob. Contoh, dari sol ini adalah sol emas atau dengan kata lain dispersi emas,

besi(III)hidroksida, arsen(III)sulfida, susu, sol belerang, sol Fe(OH)3. Sol liofob (tidak

senang pada pelarut) adalah koloid non-reversibel.

Koloid hidrofob umumnya kurang stabil dan cenderung mudah mengendap,

bersifat irreversible, jika koloid hidrofob mengalami kehilangan air, koloid tersebut tidak

dapat kembali ke keadaan semula walaupun ditambahkan air. Koloid liofob bersifat stabil

pada konsentrasi rendah, tidak mengadsorbsi medium pendispersinya, memberikan efek

tyndall yang sangat jelas, dan mempunyai kekentalan rendah.

Gambar 3.18. Contoh koloid liofob

120

Apabila medium dispersinya air, maka koloid itu disebut koloid liofil dan koloid

liofob. Marilah kita lihat perbedaan antara koloid hidrofil dan koloid liofob seperti

ditunjukkan pada Tabel 3.4 berikut ini.

Tabel 3.4 Perbedaan Antara Koloid Hidrofil dan Koloid Liofob

No. Koloid Liofil Koloid Liofob

1 Partikel tidak dapt dilihat dengan

mikroskop ultra

Partikelnya dapat dilihat dengan

mikroskop ultra

2 Tidak menunjukkan peristiwa

elektroforesis

Menunjukkan peristiwa elektroforesis

3

Tidak mengalami koagulasi jika diberi

sedikit elektrolit

Mengalami koagulasi jika diberi elektrolit

4

Tidak menunjukkan gerak Brown dan

efek Tyndall

Menunjukkan gerak Brown dan efek

Tyndall yang jelas

5 Umumnya dibuat dengan cara disperse Umumnya dibuat dengan cara kondensasi

6 Stabil Kurang stabil

7 Memiliki viskositas besar Viskositas mirip medium pendispersinya

8 Fase terdispersi mengabsorbsi molekul Mengabsorbsi ion

9 Tegangan permukaan kecil Tegangan permukaan mirip medium

pendispersinya

10

Pada penguapan atau pendinginan

menghasilkan gel, yang akan

membentuk sol lagi bila diberi medium

pendispersinya

Pada penguapan atau pendinginan akan

menghasilkan koagulasi, tidak

membentuk sol kembali bila diberi

medium pendispersinya

Tabel 3.5 Sifat Larutan, Sol Liofil dan Sol Liofob

Larutan Sol liofil Sol liofob

Reversibel Reversibel Tak reversibel

Tidak elektroforesis Elektroforesis

(kecuali pada titik isoelektrik) Elektroforesis

Tekanan osmotik besar Tekanan osmotik kecil Tekanan osmotik kecil

Tidak ada gerak Brown dan

efek Tyndall

Ada gerak Brown dan efek

Tyndall

Ada gerak Brown dan efek

Tyndall

Tidak koagulasi oleh

elektrolit Koagulasi oleh elektrolit pekat Koagulasi oleh elektrolit encer

Viskositas kecil Viskositas besar Viskositas kecil

Gambar 3.19. Koloid liofil dan liofob

121

D. Pembuatan Koloid

Pada dasarnya koloid terbuat dari larutan dan suspensi, hal ini ditunjukkan

pada Gambar 3.20 berikut.

Gambar 3.20. Pembuatan koloid

Ada tiga cara pembuatan koloid yaitu:

1. Cara Dispersi

2. Cara Kondensasi

3. Koloid Asosiasi

Selain cara kondensasi, suatu sistem koloid dapat dibuat melalui cara dispersi yaitu

menghaluskan partikel suspensi yang terlalu besar manjadi partikel yang berukuran koloid.

Beberapa cara dispersi yang sering dilakukan adalah sebagai berikut.

1. Cara Dispersi

Cara dispersi yaitu mengubah partikel-partikel kasar menjadi partikel-partikel

berukuran koloid, antara lain dilakukan dengan:

122

Gambar 3.21. Cara disperse

a. Cara Mekanik

Yang dimaksud dengan cara mekanik adalah melakukan penggerusan

(penggilingan) untuk zat padat. Setelah diperoleh kehalusan yang dikehendaki, barulah zat

ini didispersikan ke dalam medium pendispersi. Jika perlu ditambahkan zat pemantap

(stabilizer) guna mencegah penggumpalan kembali. Sol belerang sering dibuat dengan

metode seperti ini.

Dilakukan dengan jalan menggerus partikel kasar sampai terbentuk partikel

berukuran koloid, lalu didispersikan ke dalam medium pendispersinya. Zat-zat berukuran

besar dapat direduksi menjadi partikel berukuran koloid melalui penggilingan,

pengadukan, penumbukan, dan penggerusan. Zat-zat yang sudah berukuran koloid

selanjutnya didispersikan ke dalam medium pendispersi.

Contoh: serbuk belerang digerus dengan gula berkali-kali lalu didispersikan ke

dalam air, sehingga terbentuk sol belerang hidrosol.

123

Gambar 3.22. Contoh dispersi mekanik

b. Cara Peptisasi

Partikel endapan dipecah dan dihaluskan menjadi partikel koloid dengan

menambahkan suatu elektrolit yang mengandung ion sejenis. Misalnya, sol Fe(OH)3 dibuat

dengan menambahkan FeCl3, dan sol NiS dibuat dengan menambahkan H2S.

Cara peptisasi dilakukan dengan jalan menambahkan zat pemecah/pemeptisasi ke

dalam suatu endapan, sehingga endapan itu pecah menjadi partikel-partikel koloid.

Peristiwa ini adalah kebalikan dari koagulasi.

(sumber : slideshare.net)

Gambar 3.23. Contoh cara peptisasi

Misalnya:

• Koloid AgCl dapat terbentuk dengan penambahan air suling.

• Koloid aluminium hidroksida dibuat dengan cara menambahkan asam

klorida encer (sedikit saja) pada endapan Al(OH)3 yang baru dibuat.

124

• Koloid besi(III)hidroksida dibuat dengan menambahkan larutan

besi(III)klorida encer pada endapan besi(III)hidroksida.

• Penambahan AlCl3 pada endapan Al(OH)3, akan menghasilkan sol Al(OH)3.

c. Cara Busur Bredig (Dipersi Elektronik atau Cara Elektrodispersi)

Cara ini dikenal sebagai cara Busur Bredig (1898), dan digunakan untuk

memperoleh sol logam. Sol logam yang akan dibuat koloid, digunakan sebagai elektroda

yang dicelupkan ke dalam medium dispersi, dan ujung lain dihubungkan dengan sumber

arus listrik. Panas yang timbul akan menguapkan logam, dan uap terdispersi ke dalam air,

lalu mengalami kondensasi, dan terbentuklah sol logam.

Cara Busur Bredig merupakan gabungan dari cara dispersi dan kondensasi. Cara

ini khusus untuk membuat sol logam dengan cara dispersi. Dua kawat logam berfungsi

sebagai elektroda dicelupkan ke dalam air, kemudian kedua ujung kawat diberi loncatan

listrik. Sebagian logam akan mencebur ke dalam air dalam bentuk partikel koloid.

(sumber : http://ayugitas.blogspot.co.id)

Gambar 3.24. Cara Busur Bredig

Sebagai contohnya: sol platina, emas atau perak dibuat dengan cara mencelupkan

dua kawat ke dalam air, dan diberikan potensial tinggi. Suhu yang tinggi menyebabkan uap

logam mengkondensasi dan membentuk partikel koloid.

2. Cara Kondensasi

Salah satu cara pembuatan sistem koloid adalah cara kondensasi, yaitu

menggumpalkan partikel larutan yang terlalu kecil menjadi partikel yang berukuran koloid.

Partikel larutan yang berupa ion, atom, atau molekul dapat dikondensasi atau digumpalkan

menjadi ukuran koloid melalui cara fisis (penurunan kelarutan) atau cara kimia (reaksi

tertentu).

125

Gambar 3.25. Cara kondensasi

Pembuatan kondensasi dibedakan menjadi dua cara yaitu:

a) Cara fisika

b) Cara kimia

a. Cara Fisika

Cara fisika yang dapat dilakukan untuk mengkondensasi partikel adalah sebagai

berikut.

a) Pendinginan

Pembuatan koloid dengan proses pendinginan bertujuan untuk mengumpulkan suatu

larutan sehingga menjadi koloid karena kelarutan suatu zat sebanding dengan suhu.

Kelarutan suatu zat pada umumnya berbanding lurus dengan suhu, sehingga proses

pendinginan akan menggumpalkan partikel larutan menjadi koloid.

b) Penggantian pelarut

Digunakan untuk mempermudah pembuatan koloid yang tidak dapat larut dalam suatu

pelarut tertentu.

Misalnya kita ingin membuat sol belerang dalam air. Belerang sukar larut dalam

medium air. Untuk itu, air diganti dengan alkohol karena lebih mudah larut. Sol

belerang dalam air dibuat dengan cara melarutkan belerang ke dalam alkohol sehingga

diperoleh larutan jenuh. Kemudian larutan jenuh belerang dalam alkohol diteteskan ke

dalam air sambil diaduk. Belerang akan menggumpal menjadi partikel koloid,

selanjutnya alkohol dipisahkan dengan metode dialisis.

126

c) Pengembunan

Diterapkan pada sol raksa. Sol raksa dibuat dengan menguapkan raksa, uap raksa

selanjutnya dialirkan melalui air dingin sehingga mengembun dan diperoleh partikel

raksa berukuran koloid. Misalnya uap raksa dialirkan melalui air dingin, sehingga

terbentuk sol raksa. Kemudian amonium sitrat ditambahkan sebagai penstabil

(stabilizer).

b. Cara Kimia

Pembuatan sistem koloid cara kondensasi yang paling banyak dilakukan adalah

melalui reaksi kimia. Adapun reaksi kimia tersebut antara lain sebagai berikut.

a) Reaksi pengendapan

Dua buah reaksi encer yang masing-masing mengandung elektrolit dicampurkan

sehingga menghasilkan endapan yang berukuran koloid. Contoh pada Gambar 3.26.

As2O3 + 3 H2S → As2S3(s) + 3 H2O (3.1)

AgNO3(aq) + NaCl(aq) → AgCl (koloid) + NaNO3(aq) (3.2)

Gambar 3.26. Ketika NaCl ditambahkan ke dalam larutan AgNO3, terbentuk agregat AgCl

b) Reaksi hidrolisis

Sol hidroksida seperti Fe(OH)3 dan Al(OH)3 diperoleh dengan menambahkan garam

klorida ke dalam air mendidih, dan garam terhidrolisis menjadi hidroksida yang

berukuran koloid.

FeCl3 + 3 H2O → Fe(OH)3(s) + 3 HCl (3.3)

AlCl3 + 3 H2O → Al(OH)3(s) + 3 HCl (3.4)

c) Reaksi redoks

Sol logam seperti sol emas seperti sol emas dapat diperoleh dengan mereduksi

larutan garamnya, menggunakan reduktor non elektrolit seperti formaldehida.

127

2 AuCl3 + 3 HCHO + 3 H2O → 2Au + 6 HCl + 3 HCOOH (3.5)

Sol emas dapat juga dibuat dengan cara mereduksi emas klorida dan

timah(II)klorida.

2 AuCl3 + 3 SnCl2 → 2 Au + 3 SnCl4 (3.6)

Sol belerang dan iodin dapat dibuat dengan mengoksidasi ion sulfida dan ion iodida.

2 H2S + SO2 → 3 S(s) + 2 H2O (3.7)

5 HI + HIO → 3 H2 + 3 H2O (3.8)

d) Dekomposisi rangkap

Sol arsen(III)sulfida dapat dibuat dengan cara mengalirkan gas H2S ke dalam

larutan jenuh arsen(III)oksida.

As2O3 + 3 H2S → As2O3 + 3 H2O (3.9)

Koloid asam silikat dapat dibuat dengan cara menambahkan asam klorida ke dalam

larutan pekat dari natrium silikat.

Na2SiO3 + 2 HCl → H2SiO3(s) + NaCl (3.10)

Sol perak bromida untuk membuat film, kertas atau pelat fotografi merupakan

suatu sol yang penting yang dibuat dengan cara ini.

AgNO3 + KBr → AgBr(sol) + KNO3 (3.11)

KNO3 yang terbentuk dapat dihilangkan dengan cara dialisis selanjutnya

ditambahkan gelatin dan zat lain untuk memperbesar kepekaan cahaya. Emulsi

Fotografi adalah suspensi butir-butir perak bromida dalam gel gelatin.

e) Pertukaran pelarut atau penurunan kelarutan

Belerang sedikit larut dalam alkohol dan tidak larut dalam air. Sol belerang dapat

dibuat dengan menuangkan larutan jenuh belerang dalam alkohol ke dalam air.

Sol belerang juga dapat dibuat dengan cara menambahkan air ke dalam larutan

belerang karbon disulfida.

f) Pendinginan berlebih

Campuran pelarut organik seperti eter atau kloroform dengan air, jika didinginkan

dapat digunakan untuk membuat koloid es.

3. Koloid Asosiasi

Koloid merupakan materi pelajaran yang aplikasinya sangat banyak dijumpai

dalam kehidupan sehari-hari. Perhatian siswa dapat lebih terpusat pada pembelajaran

manakala guru mampu menarik minat mereka dengan menunjukkan apa saja kegunaan

belajar koloid dan apa yang bisa siswa perbuat dengan koloid. Untuk pembahasan liofil dan

liofob, guru dapat menerangkan mekanisme kerja sabun. Namun, sepanjang yang diketahui

128

siswa hanyalah bahwa kotoran pada pakaian dapat hilang dalam air sabun. Padahal konsep

liofil dan liofob adalah pada proses pengangkatan kotoran tersebut. Proses tersebut tidak

dapat dilihat secara lengsung/ kasat mata. Sedangkan jika guru hanya menerangkan dengan

kata-kata, kemungkinan terjadi miskonsepsi akibat kesulitan memvisualisasikan dalam

pikiran siswa sangatlah besar. Untuk itulah diperlukan media yang dapat

memvisualisasikan dan memperjelas proses pengangkatan kotoran oleh molekul sabun,

tanpa memunculkan miskonsepsi pada siswa. Berbagai jenis zat, seperti sabun dan detergen

membentuk koloid. Molekul sabun atau detergen terdiri atas bagian yang polar (kepala)

dan bagian yang nonpolar (ekor). Daya pengemulsi dari sabun dan detergen disebabkan

gugus nonpolar dari sabun akan menarik partikel kotoran (lemak) dari bahan cucian

kemudian mendispersikannya ke dalam air. Gambar 3.27 berikut ini menunjukkan proses

bagaimana sabun dapat membersihkan baju yang kotor karena lemak dan lain-lain.

Sifat hidrofob dan hidrofil dimanfaatkan dalam proses pencucian pakaian pada

penggunaan detergen. Apabila kotoran yang menempel pada kain tidak mudah larut dalam

air, misalnya lemak dan minyak, dengan bantuan sabun atau detergen maka minyak akan

tertarik oleh detergen. Oleh karena detergen larut dalam air, akibatnya minyak dan lemak

dapat ditarik dari kain.

Kemampuan detergen menarik lemak dan minyak disebabkan pada molekul

detergen terdapat ujung-ujung liofil yang larut dalam air dan ujung liofob yang dapat

menarik lemak dan minyak. Akibat adanya tarik menarik tersebut, tegangan permukaan

lemak dan minyak dengan kain menjadi turun sehingga lebih kuat tertarik oleh molekul-

molekul air yang mengikat kuat detergen. Untuk lebih jelasnya fenomena tersebut

ditunjukkan pada Gambar 3.27. di bawah ini.

129

Gambar 3.27. Proses kerja sabun dalam mengangkat kotoran

E. Pemurnian Koloid

1. Cara Dialisis

Dialisis adalah suatu proses untuk menghilangkan ion-ion yang dapat mengganggu

kestabilan koloid atau proses penyaringan partikel koloid dari ion-ion yang teradsorpsi.

Cara ini berdasarkan kenyataan bahwa partikel koloid tidak dapat menembus membran.

Molekul kecil atau ion dapat menembus membran lebih cepat jika diberikan perbedaan

potensial pada membran. Hal ini yang disebut dengan cara elektrodialisis.

Dengan kata lain dialisis merupakan proses penyaringan partikel koloid dari ion-ion yang

teradsorbsi sehingga ion-ion tersebut dihilangkan. Koloid yang mengandung ion-ion

dimasukkan dalam kantung penyaring yang bersifat semi permeabel (hanya dapat dilewati

ion-ion dan air tetapi tidak bisa dilewati partikel koloid).

Mari kita amati percobaan sederhana yang ditunjukkan pada Gambar 3.28 berikut ini. Pada

proses ini, sistem koloid yang berada dalam kantong koloid, dimasukkan ke dalam bejana

yang berisi air mengalir. Kantong koloid terbuat dari selaput semi permeabel, yang dapat

dilewati oleh ion-ion, tetapi tidak dapat dilewati oleh partikel koloid.

130

(sumber : https://bisakimia.com)

Gambar 3.28. Contoh proses dialisis

2. Ultra Filtrasi

Pori kertas biasanya dapat diperkecil dengan mencelupkan ke dalam kolodion.

Pada penyaringan perlu menggunakan pompa air atau pompa vakum.

131

F. Beberapa Sifat Koloid

1. Sifat Koligatif

Sifat koligatif pada koloid dapat dipelajari dengan menggunakan tekanan osmotik.

2. Sifat Optik

Sifat koloid yang lainnya adalah efek Tyndall di mana partikel koloid dapat

menghamburkan cahaya. Misalnya pada mikroskop ultra yang menggunakan

peristiwa penghamburan cahaya untuk dapat melihat koloid.

Coba perhatikan Gambar 3.29 berikut ini, perbedaan larutan gula dan air

santan kelapa dalam menghamburkan cahaya. Coba buktikan dan bagaimanakah kamu

dapat menjelaskannya?

132

(sumber : https://ekaaseptianingsih.wordpress.com/)

Gambar 3.29. Pengaruh penghamburan cahaya dalam larutan

Dalam kehidupan sehari-hari, efek Tyndall dapat pula kita amati.

• Di bioskop, jika ada asap mengepul, maka dari cahaya proyektor akan terlihat lebih

terang. Hal ini seperti ditunjukkan dalam Gambar 3.30 berikut ini.

133

Gambar 3.30. Efek Tyndall yang terjadi di dalam gedung bioskop

• Di daerah berkabut, sorot lampu mobil terlihat lebih jelas.

• Sinar matahari yang masuk melewati celah ke dalam ruangan yang berdebu, maka

partikel debu akan kelihatan dengan jelas. Contohnya bisa kalian lihat pada Gambar

3.31 di bawah ini. Terlihat sinar matahari masuk tampak jelas, hal ini disebabkan sifat-

sifat partikel-partikel debu yang merupakan aerosol padat dapat memantulkan dan

menghamburkan sinar matahari.

• Partikel udara seperti nitrogen, debu, dan sebagainya menyebabkan cahaya yang

dipancarkan matahari akan dihamburkan. Cahaya matahari adalah sinar tampak yang

dengan panjang gelombang berbeda-beda urutan panjang gelombangnya. Dari yang

paling rendah ke yang paling tinggi yaitu ungu-merah.

• Pada daerah yang mengalami siang hari (posisi matahari tegak lurus), warna biru

paling banyak dihamburkan karena pada saat itu sinar tampak memiliki panjang

gelombang yang rendah. Daerah yang mengalami pagi hari atau sore hari (posisi

matahari miring) mempunyai panjang gelombang besar sehingga warna merah-kuning

yang dihamburkan.

• Apabila tidak ada partikel koloid di udara, sinar matahari tidak dihamburkan dan akan

langsung menuju bumi, akibatnya langit akan terlihat hitam.

134

(sumber : https://fauzanagazali.wordpress.com)

Gambar 3.31. Efek Tyndall karena sinar matahari

3. Sifat Kinetik

a. Gerak Brown

Gerak Brown adalah gerakan terus menerus dari partikel koloid, karena

bertumbukan dengan partikel medium pendispersi. Gerak Brown ini pertama kali

ditemukan oleh Robert Brown, pada waktu mempelajari gerak serbuk tepung sari di atas

air.

Gerak Brown menyebabkan sistem koloid bersifat stabil. Semakin kecil ukuran

partikel koloid, semakin cepat gerakan zig-zag partikel yang terjadi. Semakin besar ukuran

partikel koloid, semakin lambat gerak zig-zag partikel yang terjadi.

Gerak Brown sulit diamati dalam larutan dan tidak ditemukan dalam campuran

heterogen zat cair dengan zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu.

Semakin tinggi suhu sistem koloid, maka semakin besar energi kinetik yang

dimiliki partikel-partikel medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-

partikel terdispersinya semakin cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu

sistem koloid, maka gerak Brown semakin lambat.

(sumber : http://aridhoprahasti.blogspot.co.id)

Gambar 3.32. Gerak brown

135

Gerak Brown akan terlihat di bawah mikroskop ultra, berupa gerak zig-zag (patah-

patah). Gerak Brown dapat menstabilkan koloid, karena bergerak terus menerus, maka

gerakan itu dapat mengimbangi gravitasi, sehingga koloid itu tidak akan mengendap.

a. Partikel koloid berdifusi lambat

b. Sedimentasi

4. Sifat Listrik

Adanya peristiwa pengionan atau penyerapan muatan, akan menyebabkan partikel

koloid mempunyai muatan di permukaannya. Penarikan muatan berlawanan dari larutan

dilakukan untuk mengimbangi muatan ini, sehingga partikel koloid akan mempunyai

lapisan rangkap listrik.

a. Elektroforesis. Gerak partikel koloid bermuatan oleh pengaruh medan listrik. Hal ini

ditunjukkan pada Gambar 3.33 berikut ini yaitu percobaan elektroforesis untuk

menentukan jenis muatan dari suatu koloid X.

Gambar 3.33. Dari Percobaan di atas, apakah muatan koloid X?

b. Elektroosmotik. Pengaruh medan listrik menyebabkan gerak partikel koloid

bermuatan melalui membran semipermeabel.

c. Potensial aliran. Partikel koloid dipaksa bergerak melalui pori membran (kebalikan

dari elektroosmotik).

d. Potensial Sedimentasi. Terjadi perbedaan potensial antara bagian atas dan bagian

bawah tempat suatu koloid bermuatan mengendap.

136

Dari Gambar 3.34 di bawah ini jelas terlihat bahwa ion-ion pengganggu keluar dari

sistem koloid, kemudian hanyut bersama air mengalir, sekarang sistem koloid itu sudah

bebas dari ion pengganggu sehingga tetap stabil.

Gambar 3.34. Sifat listrik pada koloid

Prinsip dialisis ini digunakan dalam alat cuci darah, bagi penderita gagal ginjal,

dimana fungsi ginjal diganti dengan mesin dialisator. Hal ini ditunjukkan pada Gambar

3.35 di bawah ini.

(sumber : http://obatgagalginjal.co) Gambar 3.35. Proses dialisis sebagai alat cuci darah

5. Koagulasi

Peristiwa pengendapan atau penggumpalan partikel koloid disebut koagulasi,

sehingga kestabilan sistem koloid menjadi hilang. Koagulasi dapat dilakukan secara

mekanis, fisis, dan kimia.

137

a. Mekanik

Menggumpalkan koloid dapat dengan pemanasan, pengadukan, dan pendinginan.

Proses ini akan mengurangi air atau ion di sekeliling koloid sehingga koloid akan

mengendap.

Contohnya: protein, agar-agar dalam air akan menggumpal bila didinginkan.

b. Fisis

Contoh: penggunaan alal Cottrel (Gambar 3.36). Alat Cottrel biasanya dipakainya

pada cerobong asap dalam industri-industri besar, untuk menggumpalkan asap dan debu.

Hal ini bertujuan untuk mengurangi pencemaran asap dan debu yang berbahaya. Caranya

dengan melewatkan asap atau debu pada Cottrel sebelum keluar dari cerobong pabrik. Alat

ini terdiri dari dua pelat elektroda listrik bertegangan tinggi. Bila sudah jenuh elektroda

tersebut dibersihkan.

(sumber : slideshare.net)

Gambar 3.36. Alat cottrel

c. Kimia

Cara ini dilakukan dengan penambahan zat elektrolit ke dalam koloid.

Contoh:

• Proses pengolahan karet dari bahan mentah (lateks) dengan menambahkan asam

formiat atau cuka.

• Pembentukan delta di muara sungai.

• Proses penjernihan air dengan menambahkan tawas. Tawas digunakan untuk

menggumpalkan partikel koloid dalam air.

138

(sumber : https://bisakimia.com)

Gambar 3.37. Koagulasi koloid

Koagulasi dapat terjadi dengan beberapa cara berikut.

a) Mencampurkan dua sol yang berbeda muatan.

b) Elektroforesis. Muatan sol dinetralkan pada elektroda, dan sol akan mengendap.

c) Pemanasan. Beberapa sol seperti sol belerang dan perak halida dapat dikoagulasi

dengan cara pemanasan.

d) Penambahan elektrolit.

Ada beberapa hal yang menyebabkan terjadinya koagulasi pada sistem koloid,

antara lain karena pengaruh pemanasan, pendinginan, pencampuran elektrolit atau karena

proses elektroforesis yang berlangsung lama.

Coba kamu amati, proses koagulasi yang sering terjadi sehari-hari.

• Memanaskan atau merebus telur mentah.

• Mendinginkan agar-agar panas.

• Pembuatan tahu.

(sumber : http://health.liputan6.com/read/2116658/ini-dia-cara-tradisional-membuat-tahu)

Gambar 3.38. Pembuatan tahu

• Pembentukan delta di muara sungai.

139

(sumber : http://indonesian.cri.cn/201/2012/05/10/1s127603_3.htm)

Gambar 3.39. Pembentukan delta di muara sungai

• Penjernihan air sungai.

Coba kamu jelaskan fenomena apa yang terjadi dalam Gambar 3.40 di bawah ini dalam

kaitannya dengan peristiwa koagulasi koloid !

Gambar 3.40. Contoh peristiwa koagulasi koloid

G. KOLOID PELINDUNG

Adalah suatu sistem koloid yang ditambahkan pada koloid lain, sehingga

dihasilkan koloid yang stabil. Koloid pelindung juga merupakan koloid yang dapat

melindungi koloid lain agar tidak terjadi koagulasi dengan cara membentuk lapisan di

1 2

3 4

140

sekeliling partikel koloid lain. Sol liofil biasanya lebih stabil terhadap elektrolit. Hal ini

menyebabkan suatu sol hidrofil seperti gelatin biasanya digunakan untuk mencegah atau

memperlambat pengendapan suatu sol hidrofob jika ditambahkan elektrolit.

Berdasarkan perbedaan daya adsorpsi dari fase terdispersi terhadap medium

pendispersinya yang berupa zat cair, koloid dapat dibedakan menjadi dua jenis. Sistem

koloid di mana partikel terdispersinya mempunyai daya adsorpsi yang relatif besar disebut

koloid liofil. Sedangkan koloid di mana partikel terdispersinya mempunyai daya

adsorpsinya yang relatif kecil disebut koloid liofob. Koloid liofil bersifat stabil, sedangkan

koloid liofob kurang stabil, sehingga koloid liofil berfungsi sebagai koloid pelindung.

Pengaruh ini disebut proteksi dan gelatin tersebut disebut koloid pelindung. Fungsi

koloid pelindung adalah sebagai pelindung muatan koloid agar tidak menggumpal atau

terpisah dari mediumnya. Jadi sol liofob dapat distabilkan dengan menambahkan sol liofil.

Misalnya suatu sol emas yang merupakan sol liofob dapat stabil jika ditambahkan gelatin,

sehingga tidak mengalami koagulasi, jika ditambahkan larutan natrium klorida. Contoh

lainnya: pada pembuatan es krim, agar dihasilkan es krim yang lembut, perlu ditambahkan

gelatin sebagai koloid pelindung.

Koloid pelindung membentuk lapisan yang menyelimuti partikel koloid sehingga

koloid ini terlindung dari elektrolit.

Gambar 3.41. Contoh koloid pelindung

1. Adsorpsi

Partikel koloid akan bermuatan listrik, apabila menyerap ion yang bermuatan, yang

kemudian menempel pada permukaan koloid. Peristiwa penyerapan ion pada permukaan

koloid disebut Adsorpsi.

Contoh: sol Fe(OH)3 mampu mengadsoprsi ion-ion H+, sehingga sol Fe(OH)3

bermuatan posisif. Sol As2S3 mampu mengabsorbsi ion-ion S2-, sehingga sol As2S3 menjadi

bermuatan negatif.

141

(sumber : http://eanggrainiyusmin.blogspot.co.id)

Gambar 3.42. Adsorpsi koloid Partikel koloid sangat kecil sehingga permukaannya luas. Hal ini mengakibatkan daya adsorpsinya besar.

Adsorpsi adalah suatu proses melekatnya suatu zat pada permukaan padatan atau cairan. Partikel koloid

mudah mengadsorpsi zat warna. Pada pencelupan tekstil, tekstil dilapisi dengan hidroksida dari aluminium

atau kromium agar dapat mengikat zat pewarna.

Adsorben yang umum digunakan adalah karbon aktif, serbuk halus logam seperti

platina atau nikel. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas seperti CO2, H2S, SO2. Karbon

aktif dapat digunakan untuk memutihkan gula merah atau gula yang berwarna kecoklat-

coklatan.

Sifat adsorbsi dari partikel koloid dapat dimanfaatkan untuk keperluan berikut.

a. Penjernihan air (misalnya air sungai).

Penambahan tawas pada air sungai, akan membentuk koloid Al(OH)3 yang akan

mengadsorbsi pengotor dalam air, sehingga menggumpal dan mengendap, sehingga

air akan menjadi jernih.

Gambar 3.43. Tawas untuk menjernihkan air

142

b. Menghilangkan bau badan.

Produk rol on deodorant menggunakan aluminium stearat sebagai adsorben, jika

deodorant digosokkan pada anggota badan, maka Al-stearat akan mengadsorbsi

keringat yang menyebabkan bau badan.

c. Penggunaan norit.

Norit mengandung arang aktif yang akan menyerap berbagai racun dalam usus.

d. Pemutihan gula pasir.

e. Pewarnaan kain

H. Berbagai Macam Koloid

Gambar 3.46. Jenis-jenis koloid

1. Emulsi

Emulsi adalah suatu sistem koloid yang merupakan hasil dispersi dari dua cairan

yang tidak dapat saling bercampur, sehingga digunakan suatu zat pengemulsi atau

emulgator, seperti sabun atau gelatin. Ada dua macam emulsi, yaitu minyak terdispersi

dalam air (O/W) dan air terdispersi dalam minyak (W/O) seperti ditunjukkan pada Gambar

3.47 berikut ini.

143

Gambar 3.47. Contoh emulsi cair

Contoh sistem O/W : susu, minyak ikan

Contoh sistem W/O : pelumas

Perubahan macam emulsi yang satu menjadi yang lainnya misalnya W/O menjadi O/W

disebut inversi. Emulsi O/W dapat distabilkan dengan natrium oleat dan dapat diubah

menjadi W/O jika ditambahkan kalsium oleat.

Emulsi dapat dideteksi dengan beberapa cara berikut.

a. Dengan zat warna

Misalnya: sudan merah III larut dalam minyak tetapi tidak larut dalam air. Apabila zat

ini ditambahkan ke emulsi W/O akan tampak dengan mikroskop, tetes merah pada

latar belakang jernih.

b. Pengenceran Fasa

Emulsi O/W akan segera bercampur dengan air.

c. Hantaran Listrik

Emulsi O/W menghantarkan listrik, W/O tidak.

Beberapa contoh emulsi:

1. Lateks : emulsi O/W dengan protein sebagai emulgator

2. Susu : emulsi O/W dengan protein sebagai emulgator

3. Margarine : emulsi W/O

4. Mayonaise : emulsi O/W dengan kuning telur sebagai emulgator

144

Gambar 3.48. Contoh emulsi

2. Gel

Gel merupakan sistem koloid setengah kaku (di antara cair dan padat). Jadi gel

adalah semacam koloid dengan partikel padat yang biasanya merupakan molekul besar,

bergabung secara tak teratur dan membentuk struktur yang saling terjalin menghasilkan

campuran yang kaku. Gel akan terbentuk jika suatu sol yang fase terdispersinya

mengadsorpsi medium pendispersinya sehingga terbentuk sistem koloid yang agak padat.

Misalnya pektin dari buah-buahan menghasilkan “jelly” buah-buahan, agar-agar, lem kanji,

silika gel.

Beberapa gel dapat diubah menjadi sol dengan merubah suhu, pH atau kondisi yang

lain. Gel gelatin dapat dibuat dengan cara mencampurkan gelatin dengan air panas. Gelatin

adalah protein. Molekul protein sangat besar. Apabila molekul protein didispersikan dalam

air akan menghasilkan sol, jika sol gelatin dalam air menjadi dingin, molekul gelatin saling

tarik menarik membentuk jaringan yang kontinu, sehingga menjadi gel dan air

terperangkap dalam protein. Dengan prinsip ini dapat dibuat bermacam jelly buah-buahan.

Prinsip ini tidak berlaku jika menggunakan buah nanas segar di mana gelatin tidak dapat

dibuat gel. Hal ini disebabkan karena adanya suatu enzim dalam nanas yang dapat

memecah molekul protein.

145

Gambar 3.49. Contoh produk dalam bentuk gel

I. Penggunaan Koloid dan Koloid dalam Kehidupan

1. Penjernihan air

Pengolahan air bersih didasarkan pada sifat-sifat koloid, yaitu koagulasi dan

adsorpsi. Bahan-bahan yang digunakan untuk pengolahan air adalah tawas (alumunium

sulfat), pasir, klorin atau kaporit, kapur tohor, dan karbon aktif. Tawas berguna untuk

menggumpalkan lumpur koloidal sehingga lebih mudah disaring. Apabila tingkat

kekeruhan air terlalu tinggi maka digunakan karbon aktif. Pasir berfungsi sebagai

penyaring. Klorin atau kaporit berfungsi sebagai pembasmi hama, sedangkan kapur tohor

berguna untuk menaikkan pH, yaitu untuk menetralkan keasaman yang terjadi karena

penggunaan tawas.

Air dimasukkan ke dalam bejana dan ditambahkan tawas, serta kaporit. Fungsi

tawas adalah untuk menggumpalkan dan mengendapkan partikel koloid, sedangkan kaporit

adalah untuk membunuh bakteri yang terdapat dalam air tersebut. Pada penjernihan air

digunakan aluminium sulfat untuk mengkoagulasi zat pengotor dalam air.

Penjernihan air secara sederhana ditunjukkan pada Gambar 3.50 berikut ini:

146

Gambar 3.50. Penjernihan air

Pengendap Cotrell dapat digunakan untuk mengurangi polusi udara di pabrik. Alat

ini dapat digunakan untuk mengendapkan partikel koloid yang terdapat dalam gas

yang akan keluar dari cerobong asap.

Prinsip seperti pada 3.8.2. digunakan untuk mengecat mobil. Tetes cat dalam

penyemprotan berupa aerosol yang mempunyai muatan. Jika badan mobil diberi

muatan yang berlawanan, maka semua bagian mobil yang diinginkan dapat dicat

dengan hasil yang baik.

Prinsip dialisis digunakan untuk membantu pasien gagal ginjal. Ginjal berfungsi

untuk mengeluarkan zat yang tidak berguna yang dihasilkan tubuh yang terdapat

dalam darah.

147

Pada proses pencelupan tekstil digunakan zat koloid untuk mempermudah

pemberian warna.

Pembentukan delta di muara sungai.

Cat emulsi dan emulsi fotografi.

Sabun sebagai zat pengemulsi untuk menghilangkan zat pengotor yang tidak

bercampur dengan air.

Dalam industri makanan atau minuman seperti susu, makanan bayi, jus buah-

buahan dan lain-lain.

Dalam industri kosmetik, sebagian besar produk yang dihasilkan dan proses

pengolahannya memanfaatkan sistem koloid seperti body lotion dan hand cream.

Aluminium klorida adalah suatu bahan untuk deodorant. Fungsinya adalah

mengkoagulasi protein dalam keringat sehingga menghalangi kerja kelenjar

keringat. Hal ini akan mencegah “bau badan” karena penguraian protein pada kulit

oleh bakteri.

Demikian juga dalam industri farmasi, obat-obatan dalam bentuk sirup dan obat-

obatan dalam kapsul.

Evaluasi Belajar

Soal Pilihan Ganda

1. Pembuatan koloid dengan cara kondensasi adalah ...

(A) Hidrolisis dan peptisasi.

(B) Reaksi redoks dan peptisasi.

(C) Hidrolisis dan busur Bredig.

(D) Hidrolisis dan reaksi redoks.

(E) Peptisasi dan busur Bredig.

2. Yang tidak tergolong sistem koloid adalah ...

(A) Mutiara.

(B) Agar-agar.

(C) Air soda.

(D) Air sabun.

3. Diantara larutan-larutan berikut ini, yang paling efektif untuk menggumpalkan

koloid As2S3 yang bermuatan negatif adalah larutan ...

(A) Natrium fosfat.

(B) Kalium klorida.

148

(C) Magnesium sulfat.

(D) Kalsium nitrit.

(E) Aluminium klorida.

4. Kelompok zat-zat berikut, yang tergolong sol liofil adalah ...

(F) Agar-agar, kanji, sabun.

(G) Agar-agar, kanji, belerang.

(H) Sabun, belerang, agar-agar.

(I) Susu, sabun, belerang.

(J) Susu, agar-agar, belerang.

5. Contoh aplikasi sifat koloid pada pencucian darah penderita gagal ginjal adalah ...

(A) Elektroforesis.

(B) Efek Tyndall.

(C) Koagulasi.

(D) Dialisis.

(E) Koloid pelindung.

6. Pernyataan manakah yang salah ...

(A) Larutan FeCl3 jenuh dalam air panas dapat membentuk sol.

(B) Emulsi air-benzena tidak stabil.

(C) Sol Fe(OH)3 dan sol As2S3 mengkoagulasikan jika dicampurkan.

(D) Larutan kalsium assetat encer jika dicampurkan dengan C2H5OH 95% dapat

membentuk gel.

(E) Adsorpsi pada koloid disebabkan karena luas permukaan yang besar.

7. Susu adalah emulsi O/W, dan ini dapat dibuktikan dengan ...

(A) Minyak larut dalam susu.

(B) Zat pewarna minyak membuat medium susu berwarna.

(C) Air larut dalam susu.

(D) Efek Tyndall.

(E) Asam yang menyebabkan susu berkoagulasi.

8. Salah satu prosedur di bawah ini tidak benar …

(A) Sistem koloid dapat diperoleh melalui cara dispersi.

(B) Sistem koloid dapat diperoleh melalui cara kondensasi.

(C) Sistem koloid dapat diperoleh melalui proses peptisasi.

(D) Sistem koloid dapat diperoleh melalui proses koagulasi.

(E) Sistem koloid dapat diperoleh melalui proses inversi.

149

9. Istilah manakah yang tidak ada hubungannya dengan sistem koloid ...

(A) Koagulasi.

(B) Dialisis.

(C) Dekantasi.

(D) Elektroforesis.

(E) Peptisasi.

10. Pernyataan manakah yang benar ...

(A) Emulsi sistem W/O dapat distabilkan dengan sabun alkali tanah.

(B) Emulsi sistem W/O dapat menghantarkan listrik.

(C) Emulsi sistem W/O dapat bercampur dengan setetes air.

(D) Zat pengemulsi pada umumnya merupakan koloid liofob.

(E) Larutan garam dapur, sabun dan minyak kelapa dapat membentuk emulsi.

11. Susu merupakan ...

(A) Emulsi dari yang terdispersi dalam lemak.

(B) Emulsi dari kasein (protein) dalam air.

(C) Emulsi dari kasein dalam lemak.

(D) Emulsi dari lemak dalam air.

(E) Emulsi yang tidak stabil karena mengandung kasein.

12. Suatu emulsi bertipe O/W jika dicampur dengan zat warna merah yang larut dalam

air akan kelihatan ...

(A) Tetes-tetes jernih dalam cairan merah.

(B) Tetes-tetes merah dalam cairan jernih.

(C) Tetes-tetes jernih dalam larutan jernih.

(D) Tetes-tetes merah dalam larutan merah.

(E) Tidak kelihatan apa-apa.

13. Suatu sol perak klorida dapat dibuat dengan penambahan air murni pada endapan

perak klorida. Cara pembentukan sol ini disebut ...

(A) Kondensasi.

(B) Koagulasi.

(C) Infersi.

(D) Peptisasi.

(E) Emulsifikasi.

14. Zat manakah yang dapat membantu pembentukan emulsi jenis W/O ...

(A) Natrium klorida.

150

(B) Kalsium asetat.

(C) Kalium oleat.

(D) Natrium palmitat.

(E) Magnesium stearat.

15. Sistem koloid manakah yang paling stabil ...

(A) Sol perak dalam air.

(B) Larutan karet dalam benzena.

(C) Sol belerang dalam air.

(D) Asap.

(E) Susu.

Soal Essay

1. Jelaskan pembuatan koloid, berdasarkan:

a) Cara Fisika

b) Cara Kimia

2. Jelaskan pembuatan koloid dengan cara hidrolisis pada proses yang menyangkut

pemisahan HCl dan Fe(OH)3!

3. Jelaskan dengan singkat perbedaan antara membran semipermeabel dengan kertas

saring biasa?

4. Jelaskan dengan singkat perbedaan antara koloid Fe(OH)3 dan Fe(OH)3 hasil

pengendapan dari suatu persamaan reaksi !

5. Jelaskan proses penjernihan air pada penggunaan koloid dalam kehidupan sehari-

hari!

6. Jelaskan dengan singkat bahwa gel gelatin dapat dibuat dengan cara

mencampurkan gelatin dengan air panas!

7. Jelaskan dengan singkat prinsip pembuatan jelly dari buah-buahan!

8. Bagaimana caranya membuat koloid (a) NiS, (b) AgCl, (c) perak?

9. Apa yang dimaksud dengan koagulasi? Jelaskan dengan singkat bagaimana

koagulasi dapat terjadi!

10. Jelaskan dengan singkat perbedaan antara sol liofil dan sol liofob!

151

BAB 4

MINYAK BUMI

Setelah mempelajari bab ini, kalian akan terbuka wawasannya tentang :

• Sejarah penemuan minyak bumi dunia

• Sejarah penemuan minyak bumi di Indonesia

• Teori pembentukan minyak bumi

• Proses pembentukan minyak

• Pengolahan minyak secara umum

• Unit dalam kilang pengolahan minyak

• Penggunaan minyak bumi

• Dampak pembakaran bahan bakar dan cara mengatasinya

152

BAB 4

MINYAK BUMI

A. Pembentukan dan Pengolahan Minyak Bumi

1. Sejarah Penemuan Minyak Bumi di Dunia

Bersumber dari Ensiklopedia Britannica, minyak bumi diperkirakan pertama kali

ditemukan pada 5000 tahun SM oleh bangsa Asyiria, Sumeria, dan Babilonia kuno. Cara

mendapatkan minyak bumi tersebut tidak dilakukan dengan cara pemboran yang sama

dengan era saat ini, akan tetapi bangsa-bangsa tersebut memperoleh minyak bumi dengan

mengambilnya di permukaan bumi karena minyak bumi tersebut merembes sampai ke

permukaan. Bangsa-bangsa tersebut memanfaatkan minyak bumi sebagai obat luka,

pencahar, atau pembasmi kutu.

Namun, ada sumber yang belum diketahui dengan tepat mengatakan bahwa minyak

bumi pertama kali ditemukan di Timur Tengah (Parsi kuno/Iran) sebagai rembesan yang

muncul ke permukaan. Diperkirakan juga bahwa Nabi Nuh AS juga menggunakan minyak

bumi yang merembes di permukaan yang berbentuk asphalt atau teer untuk menambal

perahunya agar tidak kemasukan air.

PETA KONSEP

153

(sumber : wikipedia.com)

Gambar 4.1. Ensiklopedia Britannica

Seiring perkembangan jaman, Pada abad pertama, bangsa Arab dan Persia berhasil

menemukan teknologi distilasi minyak bumi. Distilasi ini menghasilkan minyak yang

mudah terbakar. Semenjak itulah minyak digunakan sebagai bahan bakar. Minyak bumi

sebagai bahan bakar juga muncul pada zaman Harun Al Rasyid dengan nama Naphta.

Pada zaman berikutnya muncul gas bumi yang muncul ke permukaan pertama kali

dan terbakar, sehingga pada waktu itu muncul agama yang menyembah api yang

menganggap itu adalah api abadi (Majusi).

Beberapa abad kemudian bangsa Spanyol melakukan eksplorasi minyak bumi di

wilayah yang sekarang bernama Kuba, Meksiko, Bolivia, dan Peru. Pada pertengahan abad

ke-19, masyarakat Amerika Utara dan Eropa menggunakan minyak tanah atau minyak

batu-bara sebagai bahan bakar untuk penerangan.

Seiring perkembangan zaman, mesin yang semula digerakkan dengan tenaga

manusia dan hewan, mulai berganti dengan minyak bumi sebagai bahan bakar untuk

menggerakkan mesin. Setelah James Watt menemukan mesin uap pertama kali yang

memunculkan revolusi industri, masyarakat luas mulai memburu minyak bumi sebagai

sumber energi, karena dianggap praktis dan tidak merepotkan.

154

(sumber : http://www.indiatimes.com/lifestyle/self/james-watt-278221.html)

Gambar 4.2. James Watt

(sumber : http://smart-pustaka.blogspot.co.id)

Gambar 4.3. Mesin uap pertama

Perkembangan selanjutnya, mulailah dilakukan eksplorasi dan eksploitasi minyak

bumi. Lalu ditemukanlah minyak bumi yang berbentuk cair yang berasal dari proses

pengendapan fosil-fosil selama berabad-abad di dalam bumi. Minyak bumi ini memenuhi

kriteria untuk digunakan sebagai bahan bakar yang mudah dipakai sebagai sumber energi.

Sebelumnya pada tahun 1794, Haquet mengemukakan teorinya bahwa minyak bumi

155

berasal dari daging atau zat organik seperti kerang dan moluska. Hal ini didasari bahwa

batuan yang mengandung minyak bumi biasanya mengandung fosil binatang laut.

Pengeboran minyak bumi pertama kali tercatat dilakukan di Pennsylvania,

Amerika, tahun 1859, di tambang milik Edwin L. Drake yang merupakan pelopor industri

minyak bumi dunia. Mulai abad ke-19, industri minyak yang modern muncul di AS dan

disusul oleh negara-negara di Eropa yang selanjutnya diusahakan secara komersil.

(sumber : id.wikipedia.org)

Gambar 4.4. Sistem distilasi minyak bumi

Von Humbold da Gay Lussac (1805), memperkirakan bahwa minyak bumi

berhubungan dengan aktivitas gunung api. Ide tersebut juga dikemukakan oleh ahli geologi

Perancis, Virlet d' Aoust (1834), teori ini didasarkan bahwa sering kali minyak bumi

ditemukan bersama-sama dengan lumpur gunung api. Sir William Logan (1842),

menghubungkan rembesan minyak bumi dengan struktur antiklin dan ini merupakan

pengamatan pertama kali yang dilakukan terhadap hubungan rembesan dengan antiklin.

Tahun 1847 di Glasgow, Inggris, pertama kali ditemukan suatu cara mengolah minyak

bumi menjadi minyak lampu, sehingga dapat digunakan sebagai pengganti lilin sebagai

sumber penerangan utama. Dengan penemuan tersebut, pada saat itu minyak bumi

merupakan bahan utama yang banyak dicari oleh para pengusaha.

156

Tahun 1859 merupakan saat munculnya untuk pertama kali industri minyak bumi.

Salah satu proyek pada saat itu adalah dilakukannya pengeboran minyak bumi dan

ditemukan pada kedalaman 69 ft di daerah Tutisville, negara bagian AS. Pada akhir abad

19, pencarian minyak bumi telah menyebar di luar AS, terutama Amerika Latin (Meksiko)

pada tahun 1890 dan Eropa Timur (Romania dan Rusia) serta mencapai wilayah Asia

(Burma dan Indonesia).

Eksplorasi di Timur Tengah pada tahun 1919 dan tahun 1927 dilakukan

pengeboran minyak bumi pertama kali dan ditemukan lapangan minyak Kirkuk dengan

produksi minyak bumi mencapai 100.000 barrel per hari. Pada tahun 1939 juga ditemukan

beberapa lapangan minyak bumi raksasa di Saudi Arabia. Pada tahun 1960 di Kuwait,

dilakukan pencarian minyak bumi di lepas pantai.

Berkembangnya teknologi yang ada saat ini, menyebabkan perkembangan sarana

dengan menggunakan bahan bakar minyak bumi juga ikut berkembang, contohnya

kendaraan bermotor. Perkembangan ini juga menyebabkan pemisahan jenis bahan bakar

minyak yang semakin beragam. Crude oil atau minyak mentah didestilasi menjadi beberapa

fraksi bahan bakar seperti bensin, solar, minyak tanah, hingga aspal.

2. Sejarah Penemuan Minyak Bumi di Indonesia

(sumber : id.wikipedia.org)

Gambar 4.5. Kolonel Drake

Salah satu daya tarik negara-negara sahabat melirik Indonesia tak lain karena

negara ini memiliki sumber daya alam yang beraneka ragam, terutama hasil tambang

seperti batubara, minyak dan gas bumi. Namun, walau cadangannya tidak melimpah, ketiga

komoditas tersebut selalu menjadi incaran. Tak hanya sebagai energi untuk menghidupkan

roda perekonomian agar pertumbuhan suatu negara bisa lebih baik tapi itu dapat menjadi

alasan strategis untuk menjalin kerjasama antarnegara mengingat sumber daya alam itu

157

tidak dapat diperbarui.Tidak semua daerah kekuasaan masing-masing negara memiliki

cadangan minyak dan gas bumi (migas). Hal inilah yang mendorong Belanda menjajah

Indonesia hingga ratusan tahun karena tidak mau ketinggalan dengan Amerika Serikat (AS)

yang mulai beralih dari kayu bakar ke minyak sejak penemuan energi fosil tersebut oleh

Kolonel Drake pada 1859 di Titusville, Pennsylvania.

Selang 12 tahun kemudian, usaha Belanda mencari minyak berhasil juga menyusul

penemuan oleh Jan Reering yang kemudian mulai melakukan pengeboran di lereng

Gunung Ciremai, Cibodas, Jawa Barat. Pengeboran yang dilakukan Reering pun

menggunakan model yang sama seperti di Pennsylvania, yaitu dengan tenaga lembu.

Walaupun 4 sumur telah digali, ternyata tidak mendapatkan hasil yang komersial. Namun

demikian, di tempat itu banyak terdapat oil seepages (rengkahan tanah yang mengandung

minyak).

Kemudian, dilakukanlah ekplorasi (pencarian) di sekitar oil seepages yang

merupakan petunjuk ke arah ditemukannya sumur minyak dangkal sehingga dapat

dilakukan pengeboran dengan peralatan yang sederhana. Mengetahui sumber energi ini

lebih mudah diangkut dibandingkan batubara, 12 tahun kemudian setelah usaha Reering,

yaitu 1883, seorang inspektur perkebunan di daerah Langkat, Sumatera Utara, Aeliko Jana

Zijlker meneruskan langkah pencarian cairan hitam yang berbau khas itu. Dengan modal

yang didatangkan dari negeri Belanda, Zijlker membentuk sebuah perusahaan yang

berlokasi tak jauh dari ditemukannya minyak, dikenal dengan Telaga Tunggal. Seperti yang

dialami Reering, pengeboran pertamanya tidak mendapatkan hasil yang diharapkan.

(sumber : id.wikipedia.org)

Gambar 4.6. Aeliko Jana Zijlker

158

Namun pengeboran kedua pada 1885 berhasil memberikan nilai komersial. Karena

berhasil, mulai bermunculanlah peminat untuk mencari minyak secara besar-besaran di

berbagai tempat yang diperkirakan banyak terdapat oil seepages, seperti Surabaya, Jambi,

Aceh Timur, Palembang dan Kalimantan Timur. Keberhasilan memperoleh minyak

menciptakan usaha kegiatan produksi, pengolahan/pengilangan, serta pemasarannya.

Pemerintah Hindia Belanda pada waktu itu membentuk perusahaan minyak Royal Dutch

Company (NV. Koninklijke Nederlansche Mij. Tot Exploitatie van Petroleum Bronnen in

Nederlandsch Indie) di mana perusahaan ini adalah cikal bakal berdirinya perusahaan Shell

di Indonesia.

3. Teori Pembentukan Minyak Bumi

Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin: petrus), dijuluki juga

sebagai emas hitam adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar,

yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi dan gas alam

berasal dari jasad renik lautan, tumbuhan dan hewan yang mati sekitar 150 juta tahun yang

lalu. Sisa-sisa organisme tersebut mengendap di dasar lautan, kemudian ditutupi oleh lumpur.

Lapisan lumpur tersebut lambat laun berubah menjadi batuan karena pengaruh tekanan

lapisan di atasnya. Sementara itu, dengan meningkatnya tekanan dan suhu, bakteri anaerob

menguraikan sisa-sisa jasad renik tersebut dan mengubahnya menjadi minyak dan gas.

Gambar 4.7. Pori batuan

• Abu-abu adalah pasir

• Biru adalah air

• Hitam adalah minyak

Proses pembentukan minyak bumi dan gas ini memakan waktu yang sangat lama.

Minyak dan gas yang terbentuk meresap dalam batuan yang berpori seperti air dalam batu

159

karang. Minyak dan gas dapat pula bermigrasi dari suatu daerah ke daerah lain, kemudian

terkonsentrasi jika terhalang oleh lapisan yang kedap. Walaupun minyak bumi dan gas

alam terbentuk di dasar lautan, banyak sumber minyak bumi yang terdapat di daratan. Hal

ini terjadi karena pergerakan kulit bumi, sehingga sebagian lautan menjadi daratan. Ada

tiga macam teori yang menjelaskan proses terbentuknya minyak dan gas bumi. Teori

pertama adalah teori biogenetik atau lebih di kenal dengan teori organik. Teori kedua

adalah teori anorganik, sedangkan yang ketiga adalah teori duplex yang merupakan

perpaduan dari kedua teori sebelumnya.

a. Teori Biogenetik (Organik)

Menurut teori Biogenetik, pembentukan minyak bumi dimulai dari bangkai

makhluk hidup laut kecil dan tumbuhan yang mengendap di dasar laut dan tertutup lumpur.

Semuanya membentuk fosil. Endapan ini mendapat tekanan dan panas yang besar. Secara

alami akan berubah menjadi minyak bumi dan gas alam. Massa jenis air lebih besar

sehingga minyak bumi akan terdorong dan terapung. Kemudian minyak bumi bergerak dan

mencari tempat yang lebih baik untuk berhenti dan terperangkap dalam batuan yang kedap

atau kadang-kadang merembes keluar ke permukaan bumi. Hal ini dapat menjelaskan

mengapa minyak bumi juga disebut petroleum. (Petroleum berasal dan bahasa latin petrus”

artinya batuan dan “oleum” artinya minyak). Untuk rnemperoleh minyak bumi atau

petroleum dilakukan pengeboran. Pengeboran menjadi lebih mudah dilakukan karena

massa jenis minyak bumi lebih kecil daripada air. Hal ini mengakibatkan minyak terapung

di atas air.

Macquir (Prancis, 1758) merupakan orang yang pertama kali berpendapat bahwa

minyak bumi berasal dari tumbuh-tumbuhan. Kemudian M.W Lamanosow (Rusia, 1763)

juga mengemukakan hal yang sama. Pendapat di atas juga didukung oleh sarjana lain

seperti Nem Beery, Engler, Bruk, Bearl, Hofer. Mereka mengatakan bahwa ”minyak dan

gas bumi berasal dari organisme laut yang telah mati berjuta-juta tahun yang lalu dan

membentuk sebuah lapisan dalam perut bumi.” Minyak bumi termasuk sumber daya alam

yang tidak terbarukan.

Berdasarkan teori Biogenesis, minyak bumi terbentuk karena adanya kebocoran

kecil yang permanen dalam siklus karbon. Siklus karbon ini terjadi antara atmosfer dengan

permukaan bumi, yang digambarkan dengan dua panah dengan arah yang berlawanan, di

mana karbon diangkut dalam bentuk karbon dioksida (CO2). Pada arah pertama, karbon

dioksida di atmosfir berasimilasi, artinya CO2 diekstrak dari atmosfir oleh organisme

160

fotosintetik darat dan laut. Pada arah yang kedua CO2 dibebaskan kembali ke atmosfir

melalui respirasi makhluk hidup (tumbuhan, hewan dan mikroorganisme).

Apabila makhluk hidup tersebut mati, maka 99,9% senyawa karbon dari mahluk

hidup akan kembali mengalami siklus sebagai rantai makanan, sedangkan sisanya 0,1%

senyawa karbon terjebak dalam tanah dan dalam sedimen. Inilah yang merupakan cikal

bakal senyawa-senyawa fosil atau dikenal juga sebagai embrio minyak bumi. Embrio

minyak bumi mengalami perpindahan dan akan menumpuk di salah satu yang

kemungkinan menjadi reservoar dan ada yang hanyut bersama aliran air sehingga

menumpuk di bawah dasar laut. Karena perbedaan tekanan di bawah laut, embrio tersebut

muncul ke permukaan lalu menumpuk di permukaan dan ada pula yang terendapkan di

permukaan laut dalam yang arusnya kecil.

b. Teori Anorganik

Menurut teori Anorganik, minyak bumi terbentuk akibat adanya aktivitas bakteri

yang mampu melakukan reaksi biokimia, mengubah unsur-unsur seperti oksigen, hidrogen,

karbon, belerang, dan nitrogen dari batuan induk menjadi zat minyak yang mengandung

hidrokarbon. Barth Barthelot (1866) mengemukakan di dalam minyak bumi terdapat logam

alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tingi akan bersentuhan dengan CO2

membentuk asetilena.

(sumber : https://www.biography.com)

Gambar 4.8. Dimitri Mendeleyev

Kemudian Mendeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk

akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam di dalam bumi. Yang lebih

161

ekstrim lagi adalah pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi

mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan

dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan itu berdasar fakta ditemukannya material

hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain.

c. Teori Duplex

Teori duplex yang banyak diterima oleh kalangan luas menjelaskan bahwa minyak

dan gas bumi berasal dari berbagai jenis organisme laut baik hewani maupun nabati.

Diperkirakan bahwa minyak bumi berasal dari materi hewani dan gas bumi berasal dari

materi nabati. Yang jelas minyak dan gas bumi terdiri dari senyawa kompleks yang unsur

utamanya adalah karbon (C) dan unsur hidrogen (H). Secara sederhana senyawa ini dapat

ditulis dengan rumus kimia CxHy sehingga sering disebut sebagai senyawa hidrokarbon.

Pada zaman purba, di darat dan di laut hidup beraneka ragam binatang dan tumbuh-

tumbuhan. Binatang serta tumbuh-tumbuhan yang mati ataupun punah itu akhirnya

tertimbun di bawah endapan Lumpur. Endapan lumpur ini kemudian dihanyutkan oleh arus

sungai menuju lautan, bersama bahan organik lainnya dari daratan.

Akibat pengaruh waktu, suhu tinggi dan tekanan beban lapisan batuan di atasnya

binatang serta tumbuh-tumbuhan yang mati tadi berubah menjadi bintik-bintik dan

gelembung minyak atau gas. Akibat pengaruh yang sama, maka endapan lumpur berubah

menjadi batuan sedimen. Batuan lunak yang berasal dari lumpur yang mengandung bintik-

bintik minyak dikenal sebagai batuan induk. Selanjutnya minyak dan gas ini akan

bermigrasi menuju tempat yang bertekanan lebih rendah dan akhirnya terakumulasi di

tempat yang disebut perangkap (trap).

Suatu perangkap dapat mengandung:

• Minyak, gas, dan air

• Minyak dan air

• Gas dan air

Karena perbedaan berat jenis, apabila ketiga-tiganya berada dalam suatu perangkap

dan berada dalam keadaan stabil, gas senantiasa berada di atas, minyak di tengah dan air di

bagian bawah. Hal ini disebabkan adanya perbedaan berat jenis antara gas, minyak, dan air.

Gas yang terdapat bersama-sama minyak bumi disebut associated gas sedangkan yang

terdapat sendiri dalam suatu perangkap disebut non-associated gas.

162

Dalam proses pembentukan minyak bumi diperlukan waktu yang masih belum bisa

ditentukan. Untuk itu, jika bicara mengenai hal ini masih terdapat pendapat yang berbeda-

beda. Ada yang mengatakan ribuan tahun, ada yang mengatakan jutaan tahun, bahkan ada

yang mengatakan lebih dari itu.

4. Proses Pembentukan Minyak Bumi

Minyak bumi merupakan sumber daya energi terbesar dan paling banyak

digunakan baik di Indonesia maupun di dunia internasional sampai saat ini. Pertumbuhan

dan perkembangan teknologi serta industri di Indonesia tidak terlepas dari peranan minyak

bumi sebagai sumber daya energi. Minyak bumi banyak digunakan karena sifatnya yang

cair sehingga mudah digunakan karena memiliki nilai kalor yang tinggi dan dapat diproses

menjadi sumber daya energi dalam berbagai bentuk.

Proses pembentukan minyak bumi dihasilkan dari pembusukan organisme dan dari

penguraian senyawa – senyawa organik yang berasal dari jasad organism yang hidup di

laut jutaan tahun yang lalu. Kebanyakannya dari tumbuhan laut (terutama ganggang dan

tumbuhan sejenis ) dan juga binatang kecil seperti ikan , akan membentuk lapisan yang

kaya zat organik, dan akhirnya akan menjadi batuan endapan. Proses ini berulang secara

terus-menerus, sehingga satu lapisan akan menutup lapisan berikutnya. Proses ini

berlangsung selama jutaan tahun. Yang memungkinkan lautan tersebut menyusut dan

berpindah tempat karena adanya gerakan dari lempeng-lempeng bumi.

Endapan yang terbentuk ini umumnya miskin oksigen, sehingga tidak

dimungkinkan material organik dari organisme, tumbuhan, maupun hewan tersebut

terdekomposisi secara sempurna. Akan tetapi ada bakteri anaerob (tidak menggunakan

oksigen dalam hidupnya) yang mengurai material ini, sedikit demi sedikit, molekul demi

molekul, selama jutaan tahun menjadi material yang kaya akan hidrogen dan karbon.

Seiring dengan terdekomposisinya material ini, muncul tekanan yang disebabkan oleh

batuan yang mengendap di atasnya, sehingga temperatur dan tekanannya menjadi tinggi,

kemudian secara perlahan-lahan akan mengubah sisa-sisa bahan organik menjadi minyak

bumi.

Hasil dari minyak bumi ini kemudian bergerak ke arah lapisan bahan yang atas

karena mempunyai massa jenis yang rendah. Kemudian minyak bumi menuju ke batuan

yang mempunyai pori-pori yang ukurannya cukup. Sehingga minyak akan terakumulasi di

163

lapisan batuan. Lapisan batuan yang dapat mengandung minyak inilah yang disebut dengan

reservoir minyak.

Proses penguraian yang berlangsung lambat di bawah suhu dan tekanan tinggi

sehingga menghasilkan campuran hidrokarbon yang kompleks. Bagian campuran yang

berada dalam fase cair disebut sebagai minyak bumi, sedangkan yang sebagian lagi

campuran yang berada pada fase gas disebut sebagai gas alam, karena memiliki nilai

kerapatan yang lebih rendah dari air. Suatu minyak bumi dan gas alam dapat bergerak ke

atas melalui batuan sedimen yang berpori. Pada umumnya minyak bumi terperangkap

dalam batuan yang tidak berpori dalam pergerakan ke atas. Fenomena itulah yang

menyebabkan minyak bumi juga sering disebut sebagai petroleum.

Campuran Minyak bumi sangat kompleks terdiri atas senyawa-senyawa

hidrokarbon (97 – 98%) dan unsur lain seperti: Belerang (S), Nitrogen (N), Oksigen (O2),

Vanadium (V), Nikel (Ni), Besi (Fe), Tembaga (Cu), air , dan garam-garam terdispersi.

Senyawa hidrokarbon maupun bukan senyawa hidrokarbon akan berpengaruh dalam

menentukan cara pengolahan yang dilakukan dalam kilang minyak.

Senyawa hidrokarbon dalam minyak bumi dibagi menjadi tiga golongan yaitu

senyawa hidrokarbon parafin, naften, dan aromatis. Di samping itu, ada senyawa

hidrokarbon olefin dan diolefin yang terjadi karena proses perengkahan pada proses

pengolahan minyak bumi pada kilang.

Senyawa hidrokarbon parafin adalah senyawa hidrokarbon jenuh dengan rumus

umum CnH2n+2 senyawa ini mempunyai sifat-sifat stabil pada suhu biasa, tidak bereaksi

dengan asam sulfat berasap, larutan alkali pekat, dan asam nitrat maupun oksida kuat

seperti: asam kromat, kecuali senyawa yang mempunyai atom karbon tersier, yang bereaksi

lambat dengan klor dengan bantuan sinar matahari, klor, dan brom bila terdapat katalis.

Suatu senyawa hidrokarbon parafin terdiri sampai empat buah atom karbon, pada

suhu kamar dan dengan tekanan atmosfir yang berupa gas. Kemudian suatu senyawa

hidrokarbon parafin dapat berupa cairan dan terdapat dalam fraksi nafta, bensin, kerosin,

bahan bakar diesel, dan minyak bakar yang terdiri dari 5 sampai 15 buah atom karbon pada

suhu kamar dan tekanan atmosferis. Untuk senyawa hidrokarbon parafin dengan lebih dari

15 buah atom karbon berupa zat padat pada suhu kamar dan tekanan atmosfer dan dapat

bersifat stabil disebabkan karena pada suhu kamar tidak bereaksi dengan asam/alkali pekat.

Tabel 4.1. mencantumkan suatu fase dari beberapa jenis hidrokarbon parafin .

164

Tabel 4.1. Senyawa Hidrokarbon Parafin

Rantai

karbon Nama Fase pada suhu kamar Keterangan

C1 Metana Gas terdapat pada LNG

C2 Etana Gas Komponen utama LPG

C3 Propane Gas Komponen utama LPG

C4 Butane Gas Komponen utama LPG

iC4 Isobutana Gas Komponen utama LPG

C5 – C16 Cair Komponen pada naphtha, bensin, kerosin,

solar, minyak bakar, minyak diesel

C17 Padat Malam parafin

Senyawa hidrokarbon naftalen merupakan senyawa hidrokarbon jenuh dengan

rumus umum CnH2n. Suatu senyawa hidrokarbon ini mempunyai sifat kimia seperti senyawa

hidrokarbon parafin dan mempunyai struktur molekul siklis, sehingga senyawa tersebut

juga dapat disebut sebagai senyawa sikloalkana. Sikloalkana banyak terkandung dalam

fraksi naphta dan fraksi minyak bumi dengan titik didih lebih tinggi adalah siklopentana

dan sikloheksana. Suatu struktur molekul dari siklopentana dan sikloheksana sebagai

berikut.

Gambar 4.9. Struktur molekul siklopentana dan sikloheksana

Senyawa hidrokarbon aromatik merupakan senyawa hidrokarbon tidak jenuh

dengan rumus umum CnH2n-2. Suatu senyawa hidrokarbon aromatik mempunyai sifat yang

sangat reaktif yaitu mudah dioksidasi menjadi asam dan dapat mengalami reaksi substitusi

atau adisi tergantung kepada kondisi reaksi.

Senyawa hidrokarbon aolefin mempunyai rumus molekul CnH2n dan merupakan

senyawa tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua. Suatu olefin tidak terdapat didalam

minyak mentah, tetapi terbentuk dalam distilasi minyak mentah dan banyak terbentuk

dalam proses perengkahan. Senyawa ini sangat reaktif dan merupakan bahan dasar utama

dalam industri petrokimia, misalnya: etilena (C2H4) dan propilena (C3H5).

165

Senyawa hidrokarbon diolefin mempunyai rumus umum yaitu CnH2n-2 dan

merupakan senyawa tidak jenuh dengan dua buah ikatan rangkap dua. Seperti halnya

dengan senyawa olefin, senyawa ini tidak terdapat dalam minyak mentah, tetapi terbentuk

dalam proses perengkahan. Senyawa ini tidak stabil dan mudah terpolimerisasi dan dapat

membentuk damar.

Selain suatu senyawa hidrokarbon, minyak bumi juga mengandung senyawa-

senyawa lain yang dapat digolongkan sebagai impuritas antara lain sebagai berikut.

1. Oksigen (O2)

Kadar oksigen dalam minyak mentah antara 0,1 - 2 % berat dan terdapat sebagai asam

organik (asam naftenal).

2. Nitrogen ( N2)

Kadar nitrogen dalam minyak mentah antara 0,1 - 2 % berat.

3. Logam

Kadar logam dalam minyak mentah antara 5 - 400 ppm. Logam - logam tersebut ada

dalam kandungan minyak mentah antara lain: Fe, Ni, As, dan V. Logam - logam tersebut

dapat meracuni katalis pada reaktor ataupun menyebabkan korosi pada turbin uap dan

bata tahan api. Arsenik dan timbal merupakan racun bagi katalis catalytic reforming,

sedangkan vanadium, nikel, dan besi merupakan racun bagi katalis catalytic cracking.

4. Garam

Garam yang umum terdapat dalam minyak bumi biasanya berupa garam klorida.

Garam ini dapat terurai menjadi asam sehingga dapat menyebabkan korosi pada kolom

fraksinasi. Garam juga dapat menyebabkan penyumbatan pada tray dan heat exchanger.

5. Pasir, mineral lainnya, dan air

Pasir, mineral lainnya, dan air tersuspensi di dalam umpan minyak. Dalam analisis

minyak, senyawa-senyawa ini digolongkan dalam base sediment dan air. Pada umumnya

senyawa ini jumlahnya kurang dari 0,5 %. Senyawa - senyawa tersebut akan dikeluarkan

oleh desalter unit.

6. Senyawa sulfur

Senyawa ini dapat menyebabkan korosi. Senyawa sulfur dapat berupa gas hidrogen

sulfida yang sangat korosif. Sulfur juga dapat terikat pada senyawa hidrokarbon, misalnya

berupa merkaptan. Belerang terdapat sebagai senyawa maupun sebagai unsur dalam

minyak bumi. Kadarnya berkisar antara 0,04 - 6 % dari minyak mentah tergantung asal dari

minyak mentah. Minyak mentah Indonesia kadarnya < 1% berat. Setelah proses distilasi ,

166

belerang terdistribusi dengan jumlah besar pada fraksi yang lebih berat. Kerugian dengan

adanya belerang sebagai berikut.

- Dapat menurunkan angka oktan. Penurunan angka oktan 0 sampai 2 dengan adanya

merkaptan dan etil trisulfid sekitar 0,1% S.

- Menurunkan susceptibility mesin. Susceptibility adalah kenaikan angka oktan bila 1

cm3 TEL ditambahkan pada galon bensin.

- Meracuni katalis pada proses catalytic cracking.

- Bersifat korosif pada suhu > 300F dan dapat merusak alat proses. Unsur belerang

berubah menjadi senyawa markaptan (H2S) dan bereaksi dengan besi serta oksigen

membentuk senyawa FeS yang rapuh .

- Pencemaran udara: bau tak sedap dari senyawa H2S dan SO2 menimbulkan kabut

(smog), menyebabkan hujan asam, dan kandungan 0,1% H2S dalam udara dapat

mematikan bila terhirup selama 1,5 jam.

Minyak mentah yang dihasilkan setiap ladang minyak bumi berbeda-beda, maka

diperlukan suatu cara untuk menentukan jenis minyak mentah sehingga dapat diperoleh

suatu gambaran mengenai produk-produk yang dapat dihasilkan dari setiap minyak

mentah. Suatu klasifikasi minyak bumi diuraikan sebagai berikut.

Klasifikasi berdasarkan API Gravity merupakan klasifikasi yang paling sederhana.

Jika API gravity minyak mentah itu tinggi, maka minyak tersebut mengandung fraksi

ringan jumlah yang besar. Jadi minyak mentah dengan API gravity tinggi lebih berharga

daripada minyak mentah dengan API gravity tinggi lebih berharga dari pada minyak

mentah dengan API gravity tinggi mengandung fraksi ringan (bensin dan kerosin) lebih

banyak dan fraksi berat (residu) lebih sedikit. Klasifikasi minyak mentah berdasarkan API

gravity.

Tabel 4.2 Klasifikasi Minyak Mentah Berdasarkan API Gravity

Jenis minyak mentah API gravity Spesific gravity

Ringan > 39,0 < 0,830

Ringan sedang 39,0 – 35,0 0,830 – 0,850

Berat sedang 35,0 – 32,1 0,850 – 0,865

Berat 32,1 – 24,8 0,865 – 0,905

Sangat berat < 24,8 0,905

Berdasarkan kandungan malam parafin dan aspal, suatu minyak mentah dapat

dibagi dalam tiga golongan, yaitu minyak mentah dasar parafin adalah minyak mentah yang

mengandung malam parafin, suatu minyak mentah dasar aspal adalah minyak mentah

167

mengandung aspal, dan minyak mentah dasar campuran adalah minyak mentah

mengandung malam parafin dan aspal.

5. Pengolahan Minyak Secara Umum

Minyak mentah yang diperoleh di alam memiliki sifat bermacam-macam, sehingga

produk yang dapat diperoleh dari pengolahan minyak mentah bermacam-macam pula

karena operasi dan proses yang digunakan di kilang pun bermacam-macam. Pengolahan

yang umum dilakukan di kilang bermacam-macam. Umumnya dilakukan distilasi minyak

bumi menjadi fraksi-fraksinya dengan didasarkan pada daerah didihnya dan produk yang

diinginkan.

Proses distilasi minyak bumi dilakukan untuk memisahkan fraksi-fraksi yang ada.

Sifat-sifat fraksi tergantung pada komposisi dan tipe yang diinginkan. Contohnya

kandungan senyawa aromat dalam kerosin, minyak diesel yang tidak diinginkan, tetapi

pada bensin kandungan senyawa tersebut diinginkan karena dapat meningkatkan pada

mutu bensin tersebut , dan senyawa aromat. Klasifikasi produk berdasarkan kisaran titik

didih dicantumkan pada tabel 4.3. berikut.

Tabel 4.3. Klasifikasi Produk Berdasarkan Kisaran Titik Didih

Titik Didih, F Produk Fungsi

(-259) - (-44) BBG Bahan bakar kilang

- 44 Propan Elpiji

31 Butan + bensin, menaikkan volatilitas

30 - 300 Naphta ringan Komponen bensin motor catalytic reformer

300 - 400 Naphta berat + minyak gas ringan untuk bahan jet

400 - 500 Kerosin Bahan bakar kerosin

400 - 550 Minyak tungku Kerosin dengan titik didih lebih besar

400 - 600 Minyak gas ringan Bahan bakar furnace & diesel

600 - 800 Minyak gas berat + minyak gas hampa untuk umpan catalytic

cracking

800 - 1100 Minyak gas hampa Untuk umpan catalytic cracking

1100 - . . . Residu pendek Minyak bakar dan aspal

Proses dalam kilang, tidak ada fraksi-fraksi atau gabungan fraksi dari pemisahan

minyak mentah yang langsung dapat digunakan sebagai produk, sehingga fraksi-fraksi

tersebut harus dilakukan pemurnian dan modifikasi terlebih dahulu untuk memperoleh

produk yang diinginkan. Proses yang secara sederhana dilakukan antara lain adalah

pencucian soda untuk menghilangkan kandungan unsur dan senyawa sulfur. Salah satu

contohnya adalah pada heavy naphta dengan angka oktan rendah dilakukan proses catalytic

reforming untuk memperoleh heavy naphta dengan angka oktan tinggi.

168

Proses pengolahan minyak bumi yang cukup kompleks disebabkan adanya

beberapa unit pengolahan, mulai dari praperlakuan minyak mentah, distilasi minyak

mentah menjadi produk-produknya, treating, cracking, dan refining sampai pada proses

blending untuk menghasilkan produk yang siap untuk dipasarkan.

Minyak bumi ditemukan bersama-sama dengan gas alam. Minyak bumi yang telah

dipisahkan dari gas alam disebut sebagai minyak mentah (crude oil). Proses pengolahan

minyak bumi secara umum dicantumkan pada Gambar 4.10. berikut:

Gambar 4.10. Contoh pengolahan minyak bumi secara umum

Berikut ini adalah tipe-tipe proses pengolahan minyak secara umum.

1. Proses skimming atau topping (skimming or topping process) merupakan proses

distilasi atmosferis sederhana. Minyak mentah dipisah menjadi gasolin, kerosen, fuel

oil, dan lain-lain

2. Proses rengkahan (cracking process), tipe ini merupakan kombinasi dari topping dan

thermal cracking.

3. Lubricating-oil process merupakan proses topping dengan pembuatan pelumas dari

residu minyak mentah.

169

4. Proses lengkap (complete processing ) merupakan gabungan proses dari topping,

viscosity breaking (thermal cracking), catalytic cracking, catalytic reforming, dan

pembuatan pelumas yang dilakukan secara serempak.

B. Unit dalam Kilang Pengolahan Minyak

Distilasi merupakan suatu proses yang sering dijumpai di dalam sebuah kilang dan

digunakan sebagai proses untuk memisahkan minyak mentah ke dalam fraksi-fraksi sesuai

titik didihnya. Proses pertama yang sering dilakukan adalah pemisahan dengan sistem

batch. Kilang distilasi modern biasanya menggunakan pipa fraksinator teratur. Beberapa

unit distilasi umumnya saling dihubungkan sehingga hasil panas dari satu unit di pompa

langsung ke unit lainnya. Sifat-sifat fraksi tergantung pada komposisi minyak mentah dan

tergantung pada tipe produk yang diinginkan. Contohnya adanya senyawa aromat di dalam

fraksi kerosin atau fraksi minyak gas yang menyebabkan mutu yang dihasilkan dari

distilasi langsung minyak mentah tidak baik. Sebaliknya adanya senyawa aromat yang

terkandung dalam fraksi bensin menyebabkan mutu suatu bensin menjadi lebih baik.

Proses lainnya seperti hydrotreating, hydrocracking, reforming, solvent treating,

solvent dewaxing, dan catalytic cracking sedikit atau banyak jumlahnya dapat sederhana

maupun kompleks, tergantung pada produk-produk yang dibuat. Maka dari itu, dapat

dikatakan bahwa tidak ada dua atau lebih kilang mempunyai skema proses pengolahan

yang sama.

Fraksi-fraksi yang biasanya dapat diperoleh dari minyak mentah, daerah didih, dan

penggunaannya adalah sebagai: bahan bakar gas (-259 sampai -44F untuk bahan bakar

kilang), propan (-44F untuk LPG), butan (31F untuk campuran bensin), nafta ringan (30-

300F untuk komponen bensin motor ), nafta berat (300- 300F untuk reformer katalitik),

kerosin (400-550F untuk bahan bakar kerosin), minyak tungku (400-550F sama dengan

kerosin, tetapi dengan titik didih akhir lebih tinggi), minyak gas ringan (400- 600F untuk

bahan bakar dapur dan bahan bakar diesel), minyak gas berat (600-800F, dapat dicampur

dengan minyak gas hampa sebagai umpan untuk rengkahan katalis), minyak gas hampa

(800-1100F, untuk umpan unit rengkahan katalis), residu pendek (> 1100F untuk minyak

bakar atau dapat dibuat aspal). Minyak tanah atau kerosin, minyak tungku dan minyak gas

ringan disebut sebagai distilat tengahan. Fraksi-fraksi sampai minyak gas berat diperoleh

dengan jalan distilasi pada tekanan atmosferik, sedangkan minyak gas hampa dan residu

pendek diperoleh dengan jalan distilasi hampa.

170

Suatu fraksi-fraksi atau gabungan fraksi-fraksi diperoleh dari pemisahan minyak

mentah yang begitu saja digunakan sebagai produk minyak bumi. Sebelumnya dari masing-

masing fraksi harus mengalami perlakuan lebih lanjut yang berbeda-beda tergantung pada

kotoran-kotoran yang terkandung di dalam fraksi dan sifat-sifat yang diinginkan dalam

produknya. Perlakuan yang paling sederhana terhadap fraksi adalah pencucian soda untuk

menghilangkan senyawa belerang. Sedangkan untuk perlakuan kompleks yaitu perlakuan

pelarut (solven treating), pengambilan malam dengan pelarut (solven dewaxing), perlakuan

dengan lempung (clay treating) dan perlakuan dengan hidrogen (hydrotreating), serta

pencampuran (blending) untuk menghasilkan minyak yang sesuai dengan yang dibutuhkan.

Pada sistem pengolahan minyak dibagi menjadi dua bagian besar yaitu Fuel Oil

Complex yang merupakan kilang untuk memproduksi bahan bakar minyak dan Lub Oil

Complex yang merupakan kilang untuk memproduksi non bahan bakar minyak seperti

pelumas dan aspal dengan penjelasan berikut ini.

Fuel Oil Complex (FOC) merupakan kilang yang dirancang untuk mengolah minyak

mentah. Produk – produk yang dihasilkan dari Fuel Oil Complex (FOC) yaitu:

1. Hydrogen Rich Gas dipakai sendiri di kilang.

2. Mixed LPG untuk bahan bakar konsumen masyarakat.

3. Light Naphta untuk komponen blending premium, feed unit platformer, dan bahan

baku kilang paraxylene.

4. Platformate (HOMC) digunakan sebagai komponen blending premium.

5. HSD dan ADO untuk bahan bakar diesel kecepatan tinggi.

6. IDF dan IDO untuk bahan bakar diesel kecepatan rendah.

7. Kerosene untuk bahan bakar konsumen masyarakat.

8. IFO untuk bahan bakar furnace.

Unit – unit yang ada pada FOC antara lain sebagaimana berikut.

1. Crude Distilling Unit

Unit ini digunakan sebagai pemisah awal untuk minyak mentah sehingga diperoleh

fraks-fraksi minyak untuk dilakukan pengolahan lebih lanjut. Unit ini dilengkapi

dengan desalter untuk menghilangkan kadar garam. Produk Crude Distilling Unit

sebagai berikut.

• Refinery gas dengan boiling range < 30C yang dominan mengandung C1 dan

C2, dipakai sebagai bahan bakar dapur pabrik – pabrik yang ada di kilang dengan

jumlah 0,02% crude oil

171

• Liquid Petroleum Gas dengan boiling range < 30C yang fraksinya sebagian

besar terdiri dari C3 dan C4, langsung dikirim ke tangki penampungan dengan

jumlah sekitar 2,53% dari crude feed.

• Light Naphta dengan boiling range 30 – 80C. Setelah keluar dari pengolahan

tingkat I (CDU), maka produk ini tidak membutuhkan lagi pengolahan tingkat

II karena sudah memenuhi syarat sebagai komponen mogas dan komponen

nafta ekspor. Jumlahnya sekitar 6,73% crude feed.

• Heavy Naphta dengan boiling range 80 – 100C. Berbeda dengan light naphta,

heavy naphta sebagai komponen mogas harus melalui proses kedua untuk

menaikkan angka oktannya. Mula-mula diproses di unit Naphta Hydrotreater

untuk dibuang dikomponen sulfurnya, kemudian baru masuk Unit Platforming

untuk menaikkan angka oktan dari 60 ke 95. Jumlah yang dihasilkan dari

produk ini mencapai sekitar 16,39% dari Crude feed.

• Kerosene dengan Boiling range 160 - 250C. Kerosene sebagai komponen

blending dapat langsung dikirim ke tangki penyimpanan dan sebagian lagi, bila

diperlukan, diolah di AH Unibon untuk diperbaiki smoke point-nya dari sekitar

15 Milimeter menjadi 24 Milimeter serta jumlahnya sekitar 21% dari Crude

feed.

• Light Diesel Oil (LDO) dan Heavy Diesel Oil (HDO) dengan boiling range

masing - masing 250 - 290C dan 290 - 350C. Kedua produk ini juga dipakai

sebagai komponen Automotif Diesel Oil (ADO) dan tidak perlu lagi dimasukkan

pada proses kedua. Jumlah produk yang dihasilkan masing - masing mencapai

11,6% dan 11,21% dari crude feed.

• Reduce Crude dengan boiling range > 350C. Produk berat dari minyak mentah

ini mempunyai tiga fungsi utama, yaitu sebagai Refinery Fuel Oil (RFO), bahan

baku Industrial Fuel Oil (IFO) dan Low Sulphur Waxy Residu (LSWR). Agar

menjadi komponen IFO, suatu produk ini diproses pada Unit Visbbreaker untuk

memperbaiki pour point-nya.

2. Unit LPG Recovery

Unit LPG recovery digunakan untuk memisahkan LPG propane dengan LPG

butane yang berasal dari stabilizer column (CDU) dan debutanizer dari unit

platforming. Umpan yang diolah dari unit ini adalah 93,2 % volume yang berasal

172

dari overhead naphta stabilizer dan 6,8% volume berasal dari overhead

debutanizer.

3. Unit Cracked Naphta Minimum Alkalinity Mercaptant Oxide Treater

Unit Cracked Naphta Minimum Alkalinity Mercaptant Oxide Treater dalam unit

ini, suatu thermal naphta diolah sampai memenuhi persyaratan spesifikasi sebagai

komponen mogas untuk memproduksi gasoline. Thermal cracked naphta

dicampurkan dengan platformate yang memiliki angka oktan tinggi dan dengan

kadar sulfur rendah, sehingga dengan demikian didapat mogas yang cukup baik

dan memenuhi persyaratan pemasaran dalam unit ini menggunakan bantuan

katalis. Katalis yang digunakan adalah mercaptant oxide.

4. Unit Sour Water Stripper

Dalam unit sour water stripper ini kadar H2S dalam sour water dikurangi dari 8100

ppm wt menjadi kurang dari 20 ppm wt dan kadar NH3 diturunkan dari 300 ppm

wt menjadi kurang dari 130 ppm wt. Dalam unit ini pemisahan NH3 dari air

menggunakan stripping pada striiping column.

5. Unit Visbeaker thermal cracker

Unit ini mengelola reduced crude dari kolom distilasi untuk memberikan nilai

tambah pada residu. Proses yang dilakukan adalah mengubah minyak fraksi berat

menjadi fraksi ringan dengan cara cracking menggunakan media pemanas.

6. Unit Naphta Hydrotreating

Unit ini berfungsi untuk menghilangkan sulfur, logam berat, dan komponen

nitrogen serta senyawa oksigen. Dari proses ini akan dihasilkan heavy naphta yang

memenuhi syarat sebagai umpan platforming.

7. Unit Aromatic Hydrogenation

Unit ini bertujuan untuk memperbaiki smoke point pada kerosen agar tercapai

smoke point minimal 17 milimeter. Unit ini terdiri dari dua bagian, yaitu

hydrocarbon process untuk mereduksi sulfur, nitrogen, dan heavy metal serta

aromatic hydrogenation untuk menaikkan smoke point.

8. Unit Platforming dan CCR Unit

Unit ini mengolah lebih lanjut naphta untuk menaikkan angka oktan menjadi lebih

tinggi. Untuk campuran blending gasoline atau premium, unit ini dilengkapi

dengan sistem Continuous Catalytic Regeneration (CCR).

9. Unit Thermal Distilallate Hydrotreating

173

Unit ini mengolah LGO dan HGO dari visbreaker agar diperoleh diesel oil dengan

cetane index sekitar 45 dan flash point tidak kurang dari 154F.

C. Penggunaan Minyak Bumi dan Dampaknya

1. Penggunaan Minyak bumi

Minyak bumi dengan senyawa kompleks dapat diolah menjadi berbagai macam

senyawa produk hasil yang dapat digolongkan berdasarkan jumlah atom karbon dalam

senyawa tersebut. Secara ringkas dapat kita lihat pada Tabel 4.4. berikut:

Tabel 4.4. Fraksi Minyak Bumi

Fraksi minyak bumi Jumlah atom C Titik didih

Gas alam (LNG) 1 sampai 2 -160oC sampai -88oC

Elpiji (LPG) 3 sampai 4 -40oC sampai 0oC

Petroleum eter 5 sampai 6 20oC sampai 70oC

Bensin 7 sampai 8 70oC sampai 140oC

Nafta 9 sampai 10 140oC sampai 180oC

Kerosin (minyak tanah) 11 sampai 13 180oC sampai 250oC

Solar 14 sampai 16 250oC sampai 350oC

Minyak pelumas 17 sampai 20 >350 oC

Vaselin dan lilin 21 sampai 22 Meleleh pada 52oC sampai 57 oC

Aspal 36 dan seterusnya residu

Kokas petroleum 36 dan seterusnya residu

a. Gas Alam (LNG)

Gas Alam (Liquified Natural Gas) merupakan hidrokarbon hasil dari pengolahan

minyak bumi dengan komposisi metana, dan etana dengan sedikit kandungan propane serta

butane yang dicairkan dengan cara penekanan dan penurunan suhu. Gas ini digunakan

sebagai bahan bakar di Industri. LNG biasanya disimpan pada suhu -150oC dengan tekanan

246 psig.

b. Elpiji (LPG)

Elpiji (Liquified Petroleum Gas) meruapakan hidrokarbon hasil dari pengolahan

minyak bumi dengan komposisi utama berupa propane dan butane yang dicairkan dengan

penekanan pada 70 psig dan pada suhu 37,7oC. Elpiji digunakan sebagai bahan bakar yang

telah ditetapkan pemerintah sebagai bahan bakar rumah tangga sebagai subtitusi dari

penggunaan minyak tanah (kerosin) sebelumnya.

174

(sumber : http://kokiers.com/articles/1807)

Gambar 4.11 Tabung kemasan gas elpiji

c. Petroleum Eter

Petroleum eter merupakan hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 30 sampai

90oC. Ciri khas petroleum eter adalah berbentuk cair dan mudah terbakar. Namun

petroleum eter tidak terlalu membahayakan. Petroleum eter digunakan sebagai bahan

pelarut nonpolar dan sebagai pengganti pentana dalam proses industri ataupun proses

penelitian.

d. Bensin

Bensin merupakan hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 35 sampai 75oC.

Bensin terdiri atas isomer-isomer heptana dan oktana. Bensin digunakan sebagai bahan

bakar kendaraan bermotor. Bensin memiliki karakteristik yang berbeda-beda, di setiap

negara memiliki standar untuk bensin yang beredar di pasaran. Misalnya di Indonesia yang

menetapkan bensin dengan standar bilangan oktan 88 (premium), 90 (pertalite), 92

(pertamax), dan 96 (pertamax plus).

(sumber : www.pertamina.com)

Gambar 4.12. Logo bahan bakar bensin jenis pertamax dan pertalite

e. Nafta

Nafta merupakan hasil distilasi minyak bumi pada suhu antara 70 sampai 140oC.

Nafta digunakan sebagai bahan baku industri petrokimia seperti plastik, karet sintetis,

deterjen, obat, cat, serat sintetis, kosmetik, dan zat aditif bensin.

175

(sumber : https://www.otomaniac.com/ , http://belajartani.com/)

Gambar 4.13. Produk turunan nafta

f. Kerosin (Minyak Tanah)

Kerosin (minyak tanah) merupakan produk hasil distilasi minyak bumi, campuran

dengan rantai C12H26–C15H32 yang digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga, industri

dan bahan bakar mesin jet (lebih dikenal sebagai Avtur, Jet-A, Jet-B, JP-4 atau JP-8).

Kerosin terdiri dari campuran senyawa parafin, naften, serta aromatik dan sedikit senyawa

belerang. Kandungan senyawa belerang H2S misalnya mengakibatkan, bau yang

menyengat ketika kerosin dibakar. Minyak bumi biasanya mengandung 5-25% kerosin.

Sifat-sifat yang harus dimiliki minyak tanah adalah: titik nyala, titik asap, kekentalan, kadar

belerang, sifat pembakaran serta bau dan warna yang khas.

g. Solar (minyak diesel)

Solar merupakan bahan bakar minyak hasil pengolahan minyak bumi yang

dikhususkan sebagai bahan bakar mesin diesel kendaraan bermotor dan terdiri dari ratusan

rantai hidrokarbon yang berbeda, dengan rentang atom karbon pada 12 hingga 18 dengan

titik didih di antara 260oC hingga 315oC. Hidrokarbon yang terdapat dalam minyak solar

meliputi parafin, naften, olefin dan aromatik (mengandung 24% aromatik berupa bensen,

176

toluen, xilen dan lain-lain), di mana temperatur penyalaannya akan menjadi lebih tinggi

dengan adanya hidrokarbon volatil (mudah menguap) yang lebih banyak jumlahnya. Bahan

bakar solar atau minyak solar adalah bahan bakar yang digunakan untuk mesin diesel

putaran tinggi di atas 1000 rpm (rotation per minute). Bahan bakar solar disebut juga High

Speed Diesel (HSD) atau Automotif Diesel Oil (ADO). Mutu minyak solar yang baik adalah

bahwa minyak solar harus memenuhi batasan sifat-sifat yang tercantum pada spesifikasi

dalam segala cuaca. Secara umum minyak solar adalah mudah teratomisasi menjadi

butiran-butiran halus, sehingga dapat segera menyala dan terbakar dengan sempurna sesuai

dengan kondisi dalam ruang bakar.

Berbeda dengan bensin yang memiliki rantai karbon lebih pendek, rantai karbon

solar yang panjang menyebabkan besarnya energi yang diperlukan untuk menghancurkan

seluruh ikatan molekuler pada solar dan timbulnya asap hitam yang khas pada saluran

buang mesin diesel disebabkan tidak semua partikel solar dapat dihancurkan.

Bahan bakar ini dibedakan dari segi bilangan cetane, yaitu bilangan yang

menunjukkan kemampuan pembakaran serta kemampuan mengontrol jumlah ketukan yang

terjadi pada mesin. Semakin tinggi bilangan setana pada solar maka semakin tinggi pula

kualitas solar tersebut. Umumnya, jumlah bilangan cetane pada solar yang ditujukan

sebagai bahan bakar mesin kendaraan jauh lebih tinggi bila dibandingkan dengan jumlah

cetane pada solar untuk mesin-mesin industri.

Solar termasuk salah satu bahan bakar dengan angka kebutuhan yang terbesar.

Inovasi pada bahan bakar ini yakni adanya biosolar yang merupakan campuran antara solar

hasil pengolahan minyak bumi dan biodiesel yang berasal dari pengolahan lemak nabati

dengan perbandingan tertentu.

h. Minyak Pelumas

Fraksi minyak pelumas dalam hasil olahan minyak bumi terdapat pada fraksi yang

memiliki jumlah atom karbon sebanyak 21 sampai 22 atom karbon. Produk hasil olahan ini

digunakan sebagai pelumas yang berfungsi untuk meminimalisir gesekan yang terjadi antar

komponen di dalam mesin dan menghindari kehilangan daya, sehingga mesin tidak mudah

aus ketika digunakan. Minyak pelumas juga harus dapat mengalira dengan bebas di dalam

mesin, sehingga panas yang diakibatkan oleh gesekan mesin dapat diminimalisir. Semua

jenis mesin memerlukan minyak pelumas mulai dari mesin yang memiliki kerja ringan,

sedang hingga berat. Minyak pelumas juga digunakan pada komponen banyak melibatkan

sistem gigi beroda (gear). Minyak pelumas memiliki beberapa karakteristik salah satunya

yang paling umum yaitu standar kekentalan dengan kode SAE. SAE (Society of Automotive

177

Engineers) adalah suatu organisasi yang mengevaluasi kualitas pelumas yang didirikan

oleh Andrew Riker dan Henry Ford pada 1905, dan kode SAE sebenarnya menunjukkan

kemampuan suatu pelumas atau oli dalam menjaga stablitas kekentalannya terhadap

pengaruh suhu lingkungan/mesin panas atau dingin. Pelumas yang menggunakan kode

SAE berarti telah diuji dan dievaluasi oleh Society of Automotive Engineers.

Arti atau makna dari kode-kode SAE dari oli mesin:

1. SAE 20W50 memiliki makna secara umum oli yang mampu menyesuaikan

kekentalannya, pada suhu rendah (dingin) memiliki sifat seperti oli SAE 20W dan

pada suhu tinggi seperti SAE 50. Sifat oli SAE 20W mampu distart pada suhu dingin

sampai suhu -10oC (tidak membeku) dan mampu mengalir dengan pemompaan

sampai -20oC. Sifat oli SAE 50 pada suhu mesin tinggi 100oC tidak terlalu encer,

dengan kekentalan berkisar 16,3 cSt – 21,9 cSt. (Sebagai perbandingan keenceran

seperti air pada 20oC setara ~ 1 cSt)

2. SAE 15W40 bermakna pada suhu rendah (dingin) memiliki sifat seperti oli SAE 15W,

pada suhu tinggi seperti SAE 40. Sifat oli SAE 15W mampu distart pada suhu dingin

sampai suhu -15oC dan mampu mengalir dengan pemompaan sampai -25oC. Sifat oli

SAE 40 pada suhu mesin tinggi 100oC kekentalannya berkisar 12,5 cSt – 16,3 cSt.

3. SAE 10W30 berarti pada suhu rendah (dingin) memiliki sifat seperti oli SAE 10W,

pada suhu tinggi seperti SAE 30. Sifat oli SAE 15W mampu distart pada suhu dingin

sampai suhu -20oC dan mampu mengalir dengan pemompaan sampai -30oC. Sifat oli

SAE 30 pada suhu mesin tinggi 100oC kekentalannya berkisar 9,3 cSt – 12,5 cSt.

Kode W dibelakang angka standar SAE merupakan singkatan dari (winter) yang

mengindikasikan pengujian pelumas atau oli pada keadaan dingin.

(sumber : https://www.apritos.com/)

Gambar 4.14 Kode SAE pada Kemasan Pelumas

i. Vaselin dan Lilin

Vaselin adalah produk hasil olahan minyak bumi yang berbentuk padat pada suhu

ruang, dan akan meleleh ketika dipanaskan. Vaselin disebut juga petroleum jelly. Kegunaan

vaselin dalam berbagai bidang, sebagai bahan baku industri kosmetik, perawatan tubuh dan

178

lain-lain. Karena vaselin merupakan produk yang aman jika digunakan sebagai produk

perwatan luar tubuh manusia. Beberapa contoh penggunaan diantaranya yaitu: minyak

rambut, lotion badan, lipstik dan lain sebagainya. Sedangkan lilin merupakan produk hasil

pengolahan minyak bumi yang terdiri dari rantai hidrokarbon C21 sampai C22. Lilin disebut

juga (wax parafin) berwujud padat, dan dapat mencair jika dipanaskan, digunakan sebagai

bahan baku pembuatan lilin penerang, dan sebagai bahan pelapis buah dalam proses

pengawetan.

j. Aspal dan Kokas

Aspal adalah hidrokarbon yang bersifat kental dan melekat (adhesive), berwarna

cokelat hitam, tahan terhadap air serta mengandung sulfur, oksigen dan klor yang sangat

tinggi. Aspal berasal dari fraksi berat minyak bumi (residu) yang diolah menjadi dua jenis,

yaitu aspal padat dan aspal cair. Fungsi utama aspal pada jalan raya yaitu: untuk mengikat

batuan agar tidak terlepas dari permukaan jalan, sebagai bahan pelapis dan perekat, sebagai

pengisi ruang kosong antara agregat kasar, agregat halus dan agregat filter.

Kokas merupakan residu atau hasil bawah dari pengolahan minyak bumi yang

berupa padatan berwarna abu gelap hingga hitam. Terdiri dari senyawa kompleks

hidrokarbon rantai yang sangat panjang. Penggunaannya adalah pada pembuatan elektroda

grafit untuk dapur elektrik pada industri baja dengan menggunakan proses treatment

tertentu sebelumnya, dapat juga digunakan sebagai katoda pada baterai.

(sumber : http://www.nafiun.com/)

Gambar 4.15 Katoda pada baterai

2. Dampak Pembakaran Bahan Bakar dan Cara Mengatasinya

Peningkatan jumlah penduduk setiap tahunnya menyebabkan peningkatan

kebutuhan energi terus terjadi. Saat ini, hampir semua kebutuhan energi manusia diperoleh

dari pemanfaatan sumber daya alam fosil, misalnya untuk keperluan pembangkit listrik dan

179

alat transportasi manusia menggunakan energi fosil sebagai sumber energinya berupa batu

bara dan minyak bumi. Hal ini akan berdampak negatif terhadap lingkungan dan kesehatan

makhluk hidup karena sisa pembakaran energi dari bahan bakar fosil ini menghasilkan zat-

zat pencemar yang berbahaya baik berupa bahan padat, cair ataupun gas. Pencemaran udara

menyebabkan turunnya kualitas udara sehingga mengganggu kenyamanan lingkungan

bahkan dapat menyebabkan terjadinya gangguan kesehatan. Menurunnya kualitas udara

tersebut mayoritas disebabkan oleh penggunaan bahan bakar fosil yang tidak terkendali dan

tidak efisien pada sarana transportasi dan industri yang umumnya terpusat di kota-kota

besar. Hasil penelitian di beberapa kota besar (Jakarta, Bandung, Semarang dan Surabaya)

menunjukkan bahwa kendaraan bermotor merupakan sumber utama pencemaran udara.

(Sumber: http://komunitaskretek.or.id)

Gambar 4.16. Polusi udara, akibat pembakaran bahan bakar alat transportasi

Sebelumnya perlu kita ketahui apa saja penyebab terjadinya pembakaran bahan

bakar fosil dapat menimbulkan pencemaran, di antaranya sebagai berikut ini.

a. Pembakaran Tidak Sempurna

Pembakaran bahan bakar fosil yang tidak sempurna akan menghasilkan senyawa

CO (karbon monoksida), partikel karbon (jelaga), dan sisa bahan bakar (senyawa

hidroksida), yang mana senyawa-senyawa tersebut merupakan senyawa yang tidak mudah

untuk terurai di lingkungan, sehingga akan menimbulkan efek lain terhadap lingkungan.

b. Pengotor dalam Bahan Bakar

Bahan bakar yang mengandung zat pengotor akan menghasilkan senyawa-senyawa

tertentu di dalam gas buangnya. Sebagai contoh keberadaan senyawa sulfur di dalam bahan

bakar akan mengakibatkan terbentuknya senyawa SO2 atau SO3 di dalam gas buang hasil

pembakarna yang dapat mencemari lingkungan.

180

c. Bahan Aditif (Tambahan) dalam Bahan Bakar

Bensin yang ditambahi TEL (Tetra Ethyl Lead) yang memiliki rumus molekul

Pb(C2H5)4 sebagai zat aditif peningkat bilangan oktan akan menghasilkan partikel timah

hitam berupa PbO.

Berikutnya dapat kita kaji ini beberapa dampak negatif penggunaan sumber energi

fosil terhadap lingkungan (misalnya dampak terhadap udara dan iklim, air dan tanah) dan

manusia:

3. Dampak Gas Oksida Karbon

a. Karbon Monoksida

Gas karbon monoksida terbentuk dari proses pembakaran yang tidak sempurna,

gas ini tidak berwarna dan berbau, sehingga kehadirannya tidak diketahui. Gas karbon

monoksida bersifat racun, dapat menimbulkan rasa sakit pada mata, saluran pernapasan,

dan paru-paru. Apabila gas karbon monoksida masuk ke dalam darah melalui pernapasan,

gas ini akan bereaksi dengan hemoglobin dalam darah, membentuk karboksihemoglobin

(COHb).

CO + Hb → COHb (4.1)

Hemoglobin merupakan senyawa dalam darah yang berfungsi sebagai pengikat

oksigen, di mana seharusnya hemoglobin bereaksi dengan oksigen menjadi

oksihemoglobin (O2Hb) dan dibawa ke sel-sel jaringan tubuh yang memerlukan.

O2 + Hb → O2Hb (4.2)

Namun, afinitas (kecenderungan mengikat) gas karbon monoksida terhadap

hemoglobin dalam darah sekitar 300 kali lebih besar daripada oksigen. Bahkan karbon

monoksida mampu memutuskan ikatan hemoglobin yang telah mengikat oksigen dan

membentuk karboksihemoglobin (COHb).

CO + O2Hb → COHb + O2 (4.3)

Sehingga, keberadaan gas karbon monoksida akan menghalangi fungsi vital

hemoglobin dalam darah untuk membawa oksigen bagi tubuh, akibatnya suplai oksigen

bagi tubuh tidak terpenuhi. Konsentrasi gas CO sampai dengan 100 ppm masih dianggap

aman jika waktu kontak hanya sebentar. Gas CO sebanyak 30 ppm apabila dihisap

manusia selama 8 jam akan menimbulkan rasa pusing dan mual. Pengaruh karbon

181

monoksida (CO) terhadap tubuh manusia tidak sama manusia yang satu dengan yang

lainnya.

Pengaruh konsentrasi gas CO di udara terbuka sampai dengan 100 ppm terhadap

tanaman hampir tidak ada, khususnya pada tanaman tingkat tinggi. Namun apabila

konsentrasi gas CO di udara mencapai 2000 ppm dan waktu kontak lebih dari 24 jam,

maka akan mempengaruhi kemampuan fiksasi nitrogen oleh bakteri bebas yang ada pada

lingkungan terutama yang terdapat pada akar tanaman.

Waktu tinggal CO dalam atmosfer lebih kurang 4 bulan, CO dapat dioksidasi

menjadi CO2 dalam atmosfer. Salah satu organime hidup yang mampu membantu

mengurangi kadar CO dari lingkungan adalah mikroorganisme tanah, khususnya adalah

jamur penicillium dan aspergillus.

Salah satu cara untuk mengurangi bahan pencemar yang berasal dari asap

kendaraan bermotor adalah dengan memasang pengubah katalitik pada knalpot

kendaraan. Pengubah katalitik berupa silinder dari baja tahan karat yang berbentuk

menyerupai sarang lebah yang dilapisi katalis (biasanya platina). Pada separuh bagian

pertama dari pengubah katalitik, karbon monoksida bereaksi dengan nitrogen monoksida

membentuk karbon dioksida dan gas nitrogen (gas-gas racun gas tak beracun).

2 CO(g) + 2 NO(g) → 2 CO2(g) + N2(g) (4.4)

Pada bagian berikutnya, hidrokarbon dan karbon monoksida (jika masih ada)

dioksidasi membentuk karbon dioksida dan uap air. Pengubah katalitik hanya dapat

berfungsi jika kendaraan menggunakan bensin tanpa timbel.

b. Karbon Dioksida

Karbon dioksida atau CO2, semua orang mengenal senyawa ini sebagai gas, tak

berbau, tak berwarna, tak beracun, berasal dari setiap mekanisme pembakaran sempurna

dan metabolism makhluk hidup. Gas Karbon dioksida pertama kali diamati keberadaannya

oleh Van Helmont, tahun 1577. Secara statistik alamiah, gas ini tidak melimpah di muka

bumi dan konstan persentasenya. Sejak lama orang tidak memberi perhatian terhadap sifat-

sifat gas tersebut. Gas CO2 memiliki sifat menyerap energi panas dari radiasi sinar infra

merah yang dipancarkan matahari, akibatnya makin terakumulasilah energi panas tersebut

dimuka bumi dan mulailah dikenal istilah “Green House Effect“ atau efek rumah kaca.

Sebenarnya efek rumah kaca berfungsi sebagai selimut yang menjaga suhu permukaan

bumi rata-rata 15oC. Tanpa karbon dioksida dan uap air di atmosfer, suhu rata-rata

permukaan bumi diperkirakan sekitar –25oC. Jadi, sebenarnya efek rumah kaca sangat

182

penting dalam menentukan kehidupan di bumi. Akan tetapi, peningkatan kadar dari gas-

gas rumah kaca dapat menyebabkan suhu permukaan bumi menjadi terlalu tinggi sehingga

dapat menyebabkan berbagai macam kerugian seperti kenaikan suhu harian di permukaan

bumi atau dikenal dengan istilah “Global Warming” selanjutnya yang disertai dengan

perubahan iklim di permukaan bumi atau “Global Climate Change”.

(Sumber: http://geo-media.blogspot.com)

Gambar 4.17. Ilustrasi efek rumah kaca akibat CO2

Penanggulangan terhadap kelebihan jumlah gas karbon dioksida dapat dilakukan

dengan cara melakukan penanaman tanaman hijau, karena tanaman hijau mampu

mengkonversi CO2 dalam proses metabolismenya.

Seiring perkembangan teknologi gas CO2 telah dapat dimanfaatkan dalam bentuk

fase yang lain, gas CO2 dapat digunakan sebagai pelarut superkritis dimana pelarut ini

memiliki banyak keunggulan selain ramah lingkungan dan kemampuannya dalam

mengekstraksi suatu senyawa. Beberapa penelitian juga telah menemukan bahwa CO2 telah

mampu dijadikan bahan pendukung dalam industri polimer (plastik) namun

pengaplikasiannya dalam bidang ini masih terkendala dengan minimnya teknologi yang

mendukung.Pemanfaatan gas CO2 yang paling umum kita jumpai salah satunya adalah

dapat diubah fasenya menjadi padat dan disebut “dry ice“ dan digunakan dalam industri

pengawetan.

4. Dampak Gas Oksida Belerang

Keberadaan gas belerang oksida pada hasil pembakaran bahan bakar terjadi karena

adanya kontaminasi senyawa belerang pada bahan bakar sehingga saat terjadi proses

183

pembaakaran akan terbentuk senyawa oksida belerang atau sering ditulis dengan SOx

terdiri atas gas SO2 dan gas SO3 yang keduanya mempunyai sifat berbeda. Gas SO2

memiliki ciri khas berbau tajam dan tidak mudah terbakar, sedangkan gas SO3 bersifat

sangat reaktif.

Gas SOx mempunyai ciri bau yang tajam, beracun karena selalu mengikat oksigen

untuk mencapai kestabilan fase gasnya. SOx menimbulkan gangguan sitem pernafasan, jika

kadar 400-500 ppm akan sangat berbahaya, 8-12 ppm dapat menimbulkan iritasi pada mata,

0,3 hingga 5 ppm menimbulkan bau.

Konsentrasi gas SO2 di udara akan mulai terdeteksi oleh indera manusia (tercium

baunya) manakala kensentrasinya berkisar antara 0,3 hingga 1 ppm. Sehingga dalam hal

ini jumlah gas yang dominan adalah gas SO2. Namun, demikian gas tersebut akan bereaksi

dengan oksigen yang ada di udara dan membentuk gas SO3 melalui reaksi berikut.

2 SO2 + O2 (udara) → 2 SO3 (4.5)

Salah satu penyebab peningkatan kadar SOx di udara adalah pemakaian batubara

sebagai bahan bakar pada beberapa kegiatan industri seperti yang terjadi di negara Eropa

Barat dan Amerika, dan Negara lainnya. Belerang dalam batu bara berupa mineral besi

peritis atau FeS2 dan dapat pula berbentuk mineral logam sulfida lainnya seperti PbS, HgS,

ZnS, CuFeS2 dan Cu2S.

Dalam proses industri besi dan baja (tanur logam) banyak dihasilkan SOx karena

pada umumnya mineral-mineral logam banyak terikat dalam bentuk sulfida. Pada proses

peleburan logam sulfida diubah menjadi oksida logam. Proses ini sekaligus juga berfungsi

untuk menghilangkan kandungan belerang dari logam karena belerang merupakan senyawa

pengotor logam. Pada suhu tinggi logam sulfida mudah dioksida menjadi oksida logam

melalui reaksi berikut:

2 ZnS + 3O2 → 2 ZnO + 2 SO2 (4.6)

2 PbS + 3 O2 → 2 PbO + 2 SO2 (4.7)

Selain tergantung dari kandungan belerang dari batu bara yang dipakai sebagai

bahan bakar, penyebaran gas SOx, ke lingkungan juga tergantung dari keadaan meteorologi

dan geografi setempat. Kelembaban udara juga mempengaruhi kecepatan perubahan SOx

menjadi asam sulfat maupun asam sulfit. Reaksi antara gas SOx dengan uap air yang

terdapat di udara yang akan membentuk asam sulfat maupun asam sulfit, dinyatakan

dengan reaksi sebagai berikut:

184

SO3 + H2O (udara) → H2SO4 (4.8)

Apabila asam sulfat dan asam sulfit yang ada di atmosfer turun ke permukaan bumi

bersama-sama dengan jatuhnya hujan, terjadilah apa yang dikenal dengan “acid rain” atau

hujan asam. Hujan asam sangat merugikan karena dapat merusak tanaman maupun

kesuburan tanah. Pada beberapa negara industri, hujan asam sudah banyak menjadi

persoalan yang sangat serius karena sifatnya yang merusak. Hutan yang gundul akibat

jatuhnya hujan asam akan mengakibatkan lingkungan semakin parah.

(Sumber: http://artikel-teknologi.com)

Gambar 4.18. Kerusakan hutan akibat hujan asam

5. Dampak Gas Oksida Nitrogen

Gas nitrogen oksida sering disebut dengan NOx, nitrogen oksida mempunyai 2

bentuk yang sifatnya berbeda, yakni gas NO2 dan gas NOx. Gas NO2 bersifat berbau dan

berwarna, sedangkan gas NO tidak berwarna serta tidak berbau. Warna gas NO2 adalah

merah kecoklatan dan berbau tajam menyengat hidung.

Kadar NOx di udara daerah perkotaan yang berpenduduk padat akan lebih tinggi

dari daerah pedesaan yang berpenduduk sedikit. Gas ini ditimbulkan oleh aktivitas

pembakaran bahan bakar fosil dalam hal transportasi, generator pembangkit listrik dan

kegiatan-kegiatan lainnya seperti pembuangan sampah yang akan menambah kadar NOx di

udara.

Pencemaran gas NOx di udara sebagian besar berasal dari gas buangan hasil

pembakaran yang keluar dari alat transportasi, dan generator pembangkit listrik stasioner

atau mesin-mesin yang menggunakan bahan bakar gas alami yang rentan mengandung

185

pengotor berupa nitrogen di dalamnya. Keberadaan NOx di udara dapat dipengaruhi oleh

intensitas sinar matahari yang mengikuti daur reaksi fotolitik NO2 sebagai berikut:

NO2 + sinar matahari → NO + O (4.9)

O + O2 → O3 (ozon) (4.10)

O3 + NO → NO2 + O2 (4.11)

Gas NOx yang ada diemisikan dapat berubah dalam bentuk gas NO2, karena gas ini

telah teroksidasi oleh ozon pada atmosfer, jika kita tinjau dari daur reaksi fotolitik NO2 di

atas keberadaan gas NOx dalam udara mampu mendegradasi senyawa ozon (O3) yang

merupakan senyawa penyusun lapisan atmosfer. Sehingga secara tidak langsung

pencemaran akibat senyawa NOx di udara mampu berakibat rusaknya lapisan atmosfer

pada bumi.

Konsentrasi gas NO yang tinggi di udara dapat menyebabkan gangguan pada

sistem saraf pada manusia ataupun pada hewan yang mengakibatkan kejang-kejang, dan

apabila keracunan ini terus berlanjut akan dapat menyebabkan kelumpuhan. Gas NO akan

menjadi lebih berbahaya ketika gas tersebut teroksidasi oleh oksigen menjadi gas NO2.

Dampak udara yang telah tercemar oleh gas nitrogen oksida tidak hanya berbahaya

bagi manusia dan hewan saja, tetapi juga berdampak berbahaya bagi kehidupan tanaman.

Pengaruh gas NOx pada tanaman antara lain ditandai dengan timbulnya bintik-bintik pada

permukaan daun. Pada konsentrasi yang lebih tinggi gas tersebut dapat menyebabkan

nekrosis atau kerusakan pada jaringan daun. Hal ini mengakibatkan daun tidak dapat

berfungsi sempurna sebagai tempat pembentukan karbohidrat melalui proses fotosintesis.

Akibatnya tanaman tidak dapat tumbuh dan berkembang sesuai yang seharusnya.

Konsentrasi NO sebanyak 10 ppm dalam udara sudah dapat menurunkan kemampuan

fotosintesis daun sampai sekitar 60% hingga 70%.

Pencemaran udara oleh gas NOx dapat menyebabkan terbentuknya senyawa Peroxy

Acetil Nitrates yang disingkat dengan PAN. Peroxy Acetil Nitrates ini dapat menyebabkan

iritasi pada mata yang membuat mata terasa pedih dan berair. Campuran senyawa PAN

bersama senyawa kimia lainnya yang ada di udara dapat menyebabkan terjadinya kabut

foto kimia atau Photo Chemistry Smog yang sangat menggangu lingkungan.

Keberadaan senyawa NOx pada gas buang sisa pembakaran terjadi karena adanya

proses pembakaran yang tidak sempurna, sehingga untuk mengatasi hal tersebut dapat

dilakukan 2 proses pembakaran di bawah ini.

186

1. Bahan bakar dibakar pada temperatur tinggi dengan sejumlah udara sesuai dengan

persamaan stoikiometri, misalnya dengan 90 - 95% udara. Pembentukan NO dapat

diminimalisir dengan membatasi jumlah udara yang digunakan pada pembakaran,

karena udara mengandung kadar nitrogen yang tinggi.

2. Bahan bakar dibakar sempurna pada suhu relatif rendah dengan udara berlebih. Suhu

rendah dapat mencegah pembentukan NO.

Kedua proses ini menurunkan pembentukan NO sampai 90%. NO2 pada manusia dapat

meracuni paru-paru, kadar 100 ppm dapat menimbulkan kematian, 5 ppm setelah 5 menit

menimbulkan sesak nafas.

6. Dampak Logam Timbal (Pb)

Timbal adalah suatu unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang Pb

dan nomor atom 82, lambangnya diambil dari bahasa latinnya yaitu Plumbum. Timbal (Pb)

termasuk dalam kategori logam berat yang keberadaannya secara alami di dalam kerak

bumi. Keberadaan timbal bisa juga berasal dari hasil aktifitas manusia, yang jumlahnya

300 kali lebih banyak dibandingkan Pb alami yang terdapat pada kerak bumi. Pb biasa

ditemukan dalam deposit bijih logam. Unsur Pb digunakan dalam bidang industri modern

sebagai bahan pembuatan pipa air yang tahan korosi, bahan pembuat cat, baterai, dan

campuran bahan bakar bensin.

Keberadaan senyawa timbal pada gas buang sisa pembakaran bahan bakar

disebabkan karena adanya zat aditif yang ditambahkan dalam bahan bakar yang berfungsi

sebagai peningkat kualitas (peningkatan bilangan oktan) biasanya berupa TEL (Tetra Ethyl

Lead). Timbal (Pb) adalah logam yang mendapat perhatian khusus karena sifatnya yang

beracun terhadap manusia. Senyawa timbal (Pb) dapat masuk ke dalam tubuh melalui

konsumsi makanan, minuman, bahan perawatan tubuh, udara, air, serta debu yang tercemar

Pb.

Beberapa keracunan akibat kontaminasi senyawa Pb bisa menimbulkan berbagai

macam gangguan di antaranya sebagai berikut.

1. Menghambat aktivitas enzim yang terlibat dalam pembentukan hemoglobin (Hb)

yaitu zat pengikat oksigen dalam darah.

2. Meningkatnya kadar asam δ-aminolevulinat dehidratase (ALAD) dan kadar

protoporphin dalam sel darah merah

3. Memperpendek umur sel darah merah

187

4. Menurunkan jumlah sel darah merah, serta meningkatkan kandungan logam Fe

dalam plasma darah.

5. Kandungan Pb dalam darah berhubungan dengan tingkat kecerdasan manusia.

Semakin tinggi kadar Pb dalam darah, semakin rendah poin IQ. Apabila dalam darah

ditemukan kadar Pb sebanyak tiga kali batas normal (intake normal sekitar 0,3

mg/hari), maka akan terjadi penurunan kecerdasan intelektual.

Senyawa timbal bersifat kumulatif dalam tubuh, dengan waktu paruh timbal dalam

sel darah merah adalah 35 hari, dalam jaringan ginjal dan hati selama 40 hari, sedangkan

dalam tulang selama 30 hari. Sehingga jika senyawa timbal masuk secara terus menerus

kadarnya dalam tubuh akan terus bertambah. Sebagian kecil Pb diekskresikan melalui urin

atau feses karena sebagian terikat oleh protein dan sebagian lainnya lagi terakumulasi

dalam ginjal, hati, kuku, jaringan lemak, dan rambut.

7. Dampak Partikulat Pembakaran

Partikulat merupakan bahan pencemar udara yang dapat berada bersama-sama

dengan bahan atau bentuk pencemar lainnya. Partikulat dapat diartikan sebagai bahan

pencemar udara yang berbentuk padatan atau cairan yang halus, dan tersuspensi di udara,

misalnya embun, debu, asap, fumes dan fog (kabut). Sumber pencemaran partikulat dapat

berasal dari peristiwa alami dan dapat juga berasal dari aktivitas manusia. Pencemaran

partikulat yang berasal dari alam, adalah sebagai berikut.

a. Debu tanah/pasir halus yang terbang terbawa oleh angin kencang.

b. Abu dan bahan-bahan vulkanik yang terlempar ke udara akibat letusan gunung berapi.

c. Semburan uap air panas di sekitar daerah sumber panas bumi di daerah pegunungan.

Sumber pencemaran partikulat diakibatkan dari aktivitas manusia. Sebagian besar

berasal dari pembakaran batubara, proses industri, kebakaran hutan, gas buangan alat

transportasi, asbes dari bahan bangunan, abu terbang dari proses peleburan baja dan asap

dari proses pembakaran yang tidak sempurna, terutama pada pembakaran batu arang.

188

(Sumber: http://mercubuana.blogspot.com)

Gambar 4.19. Partikulat pada gas buang industri

Partikulat di atmosfer dalam bentuk suspensi, yang terdiri atas partikulat-partikulat

padat cair. Ukuran partikulat dari 100 mikron hingga kurang dari 0,01 mikron. Terdapat

hubungan antara ukuran partikulat polutan dengan sumbernya. Partikulat sebagai pencemar

udara mempunyai waktu hidup yaitu pada saat partikulat masih melayang-layang sebagai

pencemar di udara sebelum jatuh ke bumi. Waktu hidup partikulat berkisar antara beberapa

detik sampai beberapa bulan. Sedangkan kecepatan pengendapannya tergantung pada

ukuran partikulat, massa jenis partikulat serta arah dan kecepatan angin yang bertiup.

Benda partikulat ini sering disebut sebagai asap atau jelaga, benda-benda partikulat

ini sering merupakan pencemar udara yang paling kentara dan biasanya juga paling

berbahaya. Sebagian benda partikulat keluar dari cerobong pabrik sebagai asap hitam tebal,

tapi yang paling berbahaya adalah partikulat-partikulat halus butiran-butiran yang sangat

kecil sehingga dapat menembus bagian terdalam paru-paru. Sebagian besar partikulat halus

ini terbentuk dengan polutan lain terutama sulfur dioksida (SO2) dan nitrogen oksida (NO)

dan secara kimiawi berubah dan membentuk zat-zat nitrat dan sulfat.

Berdasarkan lamanya partikulat melayang-layang di udara dan rentang ukurannya,

partikulat dapat dibedakan menjadi 2 macam yaitu dust fall atau setteable particulate

(partikulat yang cepat terendapkan) dan suspended particulate matter (SPM). Dust fall

adalah partikulat berbentuk lebih besar dari 10 µm, memiliki masa jenis yang lebih besar

dibanding SPM. SPM adalah partikulat yang ukurannya lebih kecil dari 10 µm dan

keberadaannya terutama berasal dari proses industri dan pembakaran.

Partikulat yang masuk ke dalam paru-paru dapat membahayakan manusia karena

beberapa hal berikut.

a. Sifat-sifat kimia dan fisik dari partikulat tersebut mungkin beracun.

b. Partikulat yang masuk tersebut bersifat inert.

189

c. Partikulat tersebut membawa molekul-molekul gas berbahaya yang terserap di dalam

molekulnya dan menyebabkan molekul-molekul gas tersebut dapat mencapai dan

tertinggal dalam paru-paru yang sensitif.

Evaluasi Belajar

Pilihan Ganda

1. Fraksi minyak bumi terbanyak adalah …

a. alkana dan sikloalkana.

b. aldehida dan aromatik.

c. sikloalkana dan aromatik.

d. LPG, LNG, dan aspal.

e. bensin premium dan solar.

2. Teknik yang diterapkan untuk memisahkan fraksi minyak bumi adalah …

a. ekstraksi

b. destilasi bertingkat

c. permurnian bertingkat

d. dekantasi

e. magnetisasi

3. Fraksi minyak mentah yang tersisa dalam kolom fraksionasi dapat digunakan sebagai..

a. bahan bakar untuk memasak.

b. bahan bakar untuk kendaraan.

c. aspal untuk mengeraskan jalan.

d. pelarut senyawa karbon.

e. pelumas mesin.

4. Kandungan gas alam yang paling banyak adalah ...

a. Etana d. Butana

b. Propana e. Pentana

c. Metana

5. Pada proses pengolahan minyak bumi dilakukan proses pemecahan molekul senyawa

yang panjang menjadi molekul senyawa yang pendek yang dinamakan ...

a. Blending d. Reforming

b. Treating e. Polimerisasi

c. Cracking

190

6. Senyawa penyusun minyak bumi yang membentuk cicin dan bersifat tidak jenuh

adalah ...

a. n-alkana

b. isoalkana

c. sikloalkana

d. organologam

e. hidrokarbon aromatik

7. Senyawa yang tidak terdapat dalam minyak bumi adalah ...

a. Hidrokarbon

b. Belerang

c. Oksigen

d. Alkana

e. Timbal

8. Unsur terbanyak kedua penyusun minyak bumi adalah ...

a. Karbon

b. Hidrogen

c. Belerang

d. Oksigen

e. Nitrogen

9. Senyawa yang tergolong gas alam adalah ...

a. metana dan etana

b. etena dan butena

c. propenadan butena

d. prapana dan butana

e. etana dan etuna

10. Diketahui beberapa zat :

1. LPG

2. bensin

3. Solar

4. Alkohol

5. kerosin

Yang merupakan hasil fraksi minyak bumi adalah ...

a. 1,2,3 dan 4

b. 1,3,4 dan 5

191

c. 1,2,3 dan 5

d. 1,2,4 dan 5

e. 2,3,4 dan 5

11. Pemurnian minyak bumi dilakukan dengan cara distilasi bertingkat yaitu pemisahan

berdasarkan …

a. titik leleh

b. titik cair

c. titik didih

d. ukuran partikel

e. suhu

12. Fraksi minyak bumi yang memiliki titik didih terendah adalah ...

a. LNG

b. LPG

c. Kerosin

d. Premium

e. Bensin

13. Berikut ini data hasil penyulingan bertingkat minyak bumi:

fraksi Jumlah atom C Titik didih ( oC)

1

2

3

4

5

1 – 4

5 – 10

11 – 12

13 – 25

26 – 28

< 40

40 -180

160 – 250

220 – 350

> 350

Fraksi nomor 4 biasa digunakan untuk ...

a. bahan bakar kendaraan bermotor.

b. bahan bakar mesin diesel.

c. bahan baku pembuatan lilin.

d. bahan baku pembuatan pupuk.

e. bahan baku pembuatan aspal.

14. Penyusun utama bensin adalah ...

a. heksana dan heptana.

b. pentana dan heksana.

c. propana dan butana.

d. heptana dan oktana.

e. butana dan propana.

192

15. Alkana disebut juga parafin karena ...

a. rumus molekulnya CnH2n+2.

b. sukar bereaksi dengan zat lain.

c. mudah bersenyawa.

d. berupa zat cair pada suhu kamar.

e. atom karbonnya bervalensi empat.

Soal Essay

1. Sebutkan fraksi minyak bumi dari dari yang teringan hingga terberat !

2. Jelaskan masing-masing kegunaan dari fraksi minyak bumi !

3. Jelaskan alasan mengapa minyak bumi diproses dengan menggunakan pemisahan

distilasi fraksinasi yang berdasarkan pada titik didih !

4. Sebutkan dan jelaskan kegunaan fraksi minyak bumi yang berupa padatan !

5. Jelaskan alasan mengapa minyak bumi perlu dipisahkan sebelum digunakan!

6. Jelaskan secara singkat teori pembentukan minyak bumi !

7. Jelaskan proses pembentukan minyak bumi !

8. Sebutkan senyawa-senyawa pengotor dalam minyak bumi !

9. Jelaskan alasan mengapa belerang dan nitrogen tidak disukai keberadaannya di dalam

minyak bumi !

10. Sebut dan jelaskan kandungan minyak bumi golongan hidrokarbon !

193

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Hiskia. 1990. Kimia Larutan : Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Institut Teknologi

Bandung.

Atkins. 1990. Physical Chemistry. Edisi ke-4. Oxford : Oxford University Press.

Atkinson, John dan Carol Hibbert. 2000. Advanced Level Chemistry. Oxford : Heinemann.

Ebbing, Darrel D. 1984. General Chemistry. Wilmington : Houghton Miffling Comp.

Fessenden, Ralph J. dan Joan S. Fessenden. 1997. Dasar-dasar Kimia Organik. Jakarta :

Binarupa Aksara.

Hill, Graham C., et. al. 1995. Chemistry in Context. Ontario : Nelson.

Keenan, C. W., et. al. 1980. General College Chemistry. New Jersey : Harper & Row

Publisher.

Petrucci, Ralph H. 1995. General Chemistry, Principles and Modern Application. New

Jersey : Collier-McMillan.

Susilowati, Endang. 2012. Kimia Untuk Kelas X SMA dan MA. Solo : Tiga Serangkai.

https://konsep-kimia.blogspot.co.id/2016/09/oligosakarida.html

http://gadis-pertanianbudidaya.blogspot.co.id/2013/01/contoh-makromolekul-polimer-

karbohidrat.html

http://meilisamalihahutami.blogspot.co.id/2014/03/

http://taufik-ardiyanto.blogspot.co.id/2011/10/rumus-struktur-asam-amino.html

http://www.rumuskimia.net/2017/02/pengertian-protein.html

https://dlc.dcccd.edu/biology1-3/lipids

https://www.slideshare.net/rifkiristiovan/pembuatan-koloid-kimia-kelas-xi

http://ayugitas.blogspot.co.id/2012/05/pembuatan-sistem-koloid-cara-dispersi.html

https://bisakimia.com/2014/09/23/sistem-koloid-sifat-sifat-koloid/

https://ekaaseptianingsih.wordpress.com/2014/01/11/sifat-koloid-efek-tyndal-dan-gerak-

brown/

https://fauzanagazali.wordpress.com/kelas-xi/semester-ii/9-koloid-2/materi-ajar/3-sifat-

sifat-koloid/

http://aridhoprahasti.blogspot.co.id/2013/04/sifat-sifat-koloid-pengertian-dan_24.html

http://obatgagalginjal.co/arti-cuci-darah-bagi-penderita-gagal-ginjal/

http://www.nafiun.com/2013/07/contoh-koagulasi-koloid-penggumpalan.html

http://eanggrainiyusmin.blogspot.co.id/2015/05/makalah-kimia.html

194

http://health.liputan6.com/read/2116658/ini-dia-cara-tradisional-membuat-tahu

http://indonesian.cri.cn/201/2012/05/10/1s127603_3.htm

http://www.indiatimes.com/lifestyle/self/james-watt-278221.html

http://smart-pustaka.blogspot.co.id/2010/11/james-watt.html

https://www.biography.com/people/dmitri-mendeleyev-9405465

http://kokiers.com/articles/1807

http://pertamina.com

https://www.otomaniac.com/harga-ban-mobil-terlaris/

http://belajartani.com/7-jenis-pupuk-kimia-yang-sering-digunakan-oleh-petani/

https://www.apritos.com/233/kode-api-service-oli-mesin-bensin-dan-diesel/

http://www.nafiun.com/2013/07/aplikasi-kegunaan-sel-volta-dalam-kehidupan-sehari-

hari.html

http://komunitaskretek.or.id

http://geo-media.blogspot.com

http://artikel-teknologi.com

http://mercubuana.blogspot.com

195

GLOSARIUM

Abu: Sisa yang tinggal setelah suatu barang mengalami pembakaran lengkap

Aditif: Zat yang dicampur dengan zat yang lain untuk memberikan sifat, warna, rasa dan

sebagainya tanpa membawa pengaruh terhadap susunan fisik dan kimiawinya yang pokok

Adsorpsi: Proses melekatnya molekul atau ion pada permukaan zat padat

Aerosol: Sistem tersebarnya partikel halus zat padat atau cairan dalam gas atau udara,

misalnya asap dan kabut.

Aldehida: Senyawa yang mengandung gugus karbonil (C=O) yang terikat pada sebuah

atau dua buah unsur hidrogen

Amonia(k): Gas tak berwarna, baunya menusuk, terdiri atas unsur nitrogen dan hidrogen

(NH3), mudah sekali larut dalam air; senyawaannya banyak dipakai dalam pupuk, obat-

obatan dan sebagainya

Asam Asetat: Asam berupa zat cair yang jernih berbau sengit (sangat penting dalam teknik

industri, antara lain sebagai bahan untuk pembuatan aseton dan selulosa asetat); H3COOH

Atom: Unsur kimia yang terkecil yang dapat berdiri sendiri dan dapat bersenyawa dengan

yang lain

Atom C: Unsur kimia yang terkecil dari karbon

Basa: Senyawa yang menghasilkan ion OH- jika dilarutkan dalam air

Bakteri: Makhluk hidup terkecil bersel tunggal

Cair: Bersifat seperti air, tidak padat, dan tidak berupa gas

Cracking: Penguraian molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi hidrokarbon

yang memiliki struktur molekul yang kecil

Degradasi: Penguraian atau perubahan menjadi senyawa yang lebih sederhana secara

bertahap

Dehidrasi: Membuang kandungan air dalam campuran etanol

Dekomposisi: Proses perubahan menjadi bentuk yang lebih sederhana,; penguraiannya.

Difusi: Peristiwa mengalirnya/berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian

berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah

Disakarida: Gula yg diturunkan dari monosakarida, dengan penyingkiran satu molekul air

dari dua monosakarida

Dispersi: Penguraian atau pembiasan warna

Distilasi: Metode pemisahan bahan kimia berdasarkan perbedaan kecepatan menguap

(volatilitas) bahan

196

Elektroforesis: Gerakan partikel-partikel koloid melewati zat cair karena pengaruh medan

listrik

Emisi: Gas buang sisa hasil pembakaran bahan bakar

Enzim: Protein yang kompleks yang dihasilkan oleh sel-sel hidup dan dapat menimbulkan

biokimia dalam suhu badan

Etanol: Senyawa organik golongan alkohol primer yang berwujud cair dalam suhu kamar,

tidak berwarna, mudah menguap, mudah terbakar, mudah larut dalam air dan tembus

cahaya

Fraksi: Mol bilangan yang menyatakan rasio jumlah mol zat yang terlarut dan pelarut

dalam sebuah larutan

Galaktosa: Gula sederhana, karbohidrat yang kadangkala terdapat secara alamiah,

ditemukan dalam susu, otak dan dalam tumbuhan

Gugus hidroksil: Gugus fungsional -OH yang digunakan sebagai substituen pada sebuah

senyawa organik

Gula: Bahan makanan yang manis rasanya yang dibuat dari air beberapa tumbuhan atau

buah (seperti tebu, aren, nyiur)

Gula pereduksi: golongan gula (karbohidrat) yang dapat mereduksi senyawa-senyawa

penerima elektron

Hidrogenasi: Penggabungan hidrogen dengan zat lain, digunakan untuk mengubah minyak

(lemak cair) menjadi padat

Hidrokarbon: Senyawa yang terbentuk dari karbon dan hidrogen saja

Hidrolisis: Penguraian senyawa kimia yang disebabkan oleh reaksi dengan air

Ikatan kimia: Gaya tarik menarik yang kuat antara atom-atom tertentu bergabung

membentuk molekul atau gabungan ion-ion sehingga keadaannya menjadi lebih stabil

Ikatan kovalen: Ikatan yang terjadi karena pemakaian pasangan elektron secara

bersama oleh 2 atom yang berikatan

Kadar: Ukuran isi suatu zat

Karbon dioksida: Unsur gas rumah kaca utama yang merupakan salah satu komposisi

alami dalam atmosfer; CO2

Katalis: Suatu zat yang mempercepat laju reaksi- reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa

mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri

Keasaman: Konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam pelarut air

197

Koagulasi: Perihal menjadi keras atau padat, baik seluruh maupun sebagian cairan sebagai

akibat perubahan kimiawi

Koefisien stoikiometri: Koefisien yang ditulis di sebelah kiri rumus kimia sebuah zat

dalam persamaan reaksi

Koloid: Suatu campuran zat heterogen antar dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat

yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain

Kondensasi: Perubahan uap air atau benda gas menjadi benda cair pada suhu udara di

bawah titik embun

Konsentrasi: Persentase kandungan bahan di dalam suatu larutan

Kristaloid: Kristal protein yang bentuknya lebih halus daripada kristal mineral dan

biasanya dapat mengembang apabila dimasukkan ke dalam air

Logam: Mineral yang tidak tembus pandang, dapat menjadi penghantar panas dan arus

listrik (missal: besi, alumunium, nikel); metal

Medium: Zat perantara untuk merambatnya gelombang bunyi

Membran: Selaput, kulit tipis, atau lembaran bahan tipis yang merupakan pemisah

Metana: Gas yang terbentuk pada pelapukan zat organik dalam rawa dan paya yang

merupakan komponen utama gas alam dan gas tambang

Metanol: Zat cair yang tidak berwarna, jernih, mudah menguap dan mudah terbakar dan

bersifat racun; alkohol CH3OH

Molekul: Bagian terkecil suatu senyawa yang terbentuk dari kumpulan atom yang terikat

secara kimia

Monomer: Senyawa kimia yang molekulnya dapat digabungkan untuk membentuk

molekul lebih besar yang dinamakan polimer

Monosakarida: Gula yang paling sederhana yang apabila mengalami perubahan akan

kehilangan sifatnya sebagai gula

Nitrogen: Gas tidak berwarna, tidak berasa, tidak berbau dan tidak beracun, bebas di udara

(dilambangkan dengan N)

Oksida: Biji logam yang mengandung oksigen

Oksidasi: Reaksi penambahan/penaikan bilangan oksidasi

Oktana: Senyawa hidrokarbon jenis alkana dengan rumus C8H18

Partikel: Unsur butir (dasar) benda atau bagian benda yang sangat kecil dan berdimensi;

materi yang sangat kecil

Pelarut: Zat yang melarutkan: air termasuk zat

pH: Skala logaritma untuk menyatakan keasaman atau kebasaan suatu larutan

198

Polimer: Makromolekul (molekul raksasa) yang tersusun dari satuan-satuan kimia

sederhana yang disebut monomer

Polimerisasi: Proses bereaksi molekul monomer bersama dalam reaksi kimia untuk

membentuk tiga dimensi jaringan atau rantai polimer

Polisakarida: Karbohidrat di mana molekulnya apabila dihidrolisis menghasilkan banyak

sekali monosakarida

Reaksi: Perubahan dan sebagainya yang terjadi karena bekerjanya suatu unsur

Reaksi heterogen: Reaksi yang berlangsung dalam suatu sistem yang heterogen, yaitu di

dalamnya terdapat dua fasa atau lebih

Reaksi homogen: Reaksi yang berlangsung dalam suatu sistem yang homogen, yaitu di

dalamnya hanya satu fasa atau diasumsi perpindahan massa antar fasa sangat cepat,

sehingga seolah-olah hanya satu fasa

Reaksi ireversibel: Reaksi yang berlangsung searah atau reaksi yang tidak dapat balik

Reaksi katalitik: Penambahan katalis pada suatu reaksi yang mengakibatkan

bertambahnya laju reaksi

Reaksi kimia: Perubahan materi yang menyangkut struktur dalam molekul suatu zat

Reaktor: Alat proses tempat di mana terjadinya suatu reaksi berlangsung

Reduksi: Istilah yang menjelaskan berubahnya bilangan oksidasi (keadaan oksidasi) atom-

atom dalam sebuah reaksi kimia

Rumus molekul : Rumus senyawa kimia yang mengandung lambang atom-atom

atau radikal yang ada, yang diikuti dengan angka bawah yang menyatakan jumlah setiap

jenis atom atau radikal dalam molekul

Semi permeabel: Selaput yang hanya bias dilewati air dan ion

Senyawa: Gabungan dari beberapa unsur yang terbentuk melalui reaksi kimia

Suhu: Ukuran kuantitatif terhadap temperature, panas dan dingin yang diukur dengan

termometer

Unit: Bagian terkecil dari sesuatu yang dapat berdiri sendiri

Viskositas: Sifat fisik zat yang bergantung pada geseran molekul komponennya;

kekentalan

199

INDEKS

Abu, 190, 225, 234

Aditif, 216, 234

Adsorpsi, 167, 168, 178, 234

Aerosol, 134, 138, 234

Aldehida, 234

Amonia, 234

Amonia(k), 234

Asam Asetat, 103, 234

Atom, xv, 25, 51, 52, 53, 54, 56, 66, 77,

85, 95, 112, 234

Bakteri, 234

Basa, 234

Cair, 134, 137, 138, 171, 196, 234, 242

Cracking, 199, 229, 234

Degradasi, 235

Dehidrasi, 87, 235

Dekomposisi, 151, 235

Difusi, 235

Disakarida, 107, 235

Dispersi, xv, 128, 133, 134, 144, 145,

146, 235

Distilasi, 183, 186, 203, 235

Elektroforesis, 143, 161, 164, 177, 178,

235

Emisi, 235

Enzim, 235

Etanol, 84, 86, 89, 235

Fraksi, xv, 203, 208, 212, 228, 230, 231,

235

Galaktosa, 235

Gugus hidroksil, 87, 236

Gula, 48, 49, 128, 169, 235, 236, 237

Gula pereduksi, 236

Hidrogenasi, 236

Hidrokarbon, xv, 55, 63, 117, 196, 211,

229, 236

Hidrolisis, 103, 177, 236

Ikatan kimia, 236

Ikatan kovalen, 236

Kadar, 197, 198, 222, 236

Karbon dioksida, 218, 236

Katalis, 206, 236

Keasaman, 236

Koagulasi, 143, 162, 164, 166, 178, 179,

236

Koefisien stoikiometri, 237

Koloid, xv, 125, 127, 131, 132, 134,

139, 140, 141, 142, 143, 144, 147,

151, 152, 154, 161, 162, 164, 166,

167, 168, 170, 178, 237

Kondensasi, 144, 148, 179, 237

Konsentrasi, 217, 220, 222, 223, 236,

237

Kristaloid, 237

Logam, 96, 198, 224, 237

Medium, 134, 140, 237

Membran, 237

Metana, 11, 51, 55, 56, 196, 228, 237

Metanol, 11, 86, 88, 237

Molekul, xv, 30, 55, 56, 76, 80, 85, 102,

109, 152, 154, 173, 197, 237

Monomer, 106, 237

200

Monosakarida, 106, 107, 237

Nitrogen, 195, 197, 222, 229, 238

Oksida, 49, 217, 220, 222, 238

Oksidasi, 75, 238

Oktana, 56, 238

Partikel, xv, 126, 128, 142, 146, 148,

158, 160, 161, 167, 168, 238

Pelarut, 238

pH, 104, 110, 173, 174, 238

Polimer, 109, 238

Polimerisasi, 229, 238

Polisakarida, 107, 109, 238

Reaksi, xv, 4, 5, 8, 9, 11, 14, 15, 19, 24,

27, 33, 34, 36, 49, 57, 65, 66, 71, 74,

75, 87, 88, 90, 117, 118, 150, 151,

177, 221, 238, 239

Reaksi heterogen, 238

Reaksi homogen, 238

Reaksi ireversibel, 238

Reaksi katalitik, 238

Reaksi kimia, 4, 24, 27, 34, 239

Reaktor, 239

Reduksi, 239

Rumus molekul, 64, 70, 94, 117, 239

Semi permeabel, 239

Senyawa, xv, 23, 25, 48, 57, 64, 68, 70,

75, 79, 80, 106, 113, 115, 116, 120,

195, 196, 197, 198, 224, 225, 229,

234, 235, 236, 237, 238, 239

Suhu, 5, 38, 39, 40, 42, 148, 223, 239

Unit, 203, 205, 206, 207, 239

Viskositas, 142, 143, 239

201

BIODATA PENULIS

Dr. Dewi Selvia Fardhyanti S.T.,

M.T. lahir di Malang pada 16 Maret

1971. Memperoleh gelar Sarjana Teknik

dari Jurusan Teknik Kimia Universitas

Diponegoro (1996) serta Magister

Teknik dari Jurusan Teknik Kimia

Institut Teknologi Bandung (2004) dan

Doktor di bidang Teknik Kimia dari

Universitas Gadjah Mada (2014) dan

memperoleh predikat cumlaude untuk

disertasinya yang berjudul Model

Kesetimbangan Termodinamis dalam Rangka Pemungutan Komponen-komponen

Utama Tir Batubara dengan Proses Ekstraksi Cair-cair. Pada tahun 1999-2007

menjadi staff pengajar di Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang dengan mata kuliah pokok Kimia

Analisa dan Dasar Pemisahan Analitik. Sejak tahun 2007 hingga saat ini merupakan

staff pengajar pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Negeri

Semarang. Mata kuliah pokok yang diampu diantaranya Perpindahan Panas,

Termodinamika 1-2, dan Perancangan Alat Proses 1. Selain aktif mengajar, ia

mendalami penelitian di bidang ekstraksi dan termodinamika. Beberapa

penelitiannya di bidang tersebut telah dipresentasikan pada beberapa seminar

internasional diantaranya di Venezia, Barcelona, Osaka, Taipei, Istanbul,

Phillipina, Hongkong, dan Vietnam serta pada beberapa jurnal internasional

diantaranya Journal of Basic and Applied Research International, British Journal

of Applied Science & Technology, International Journal of Thermodynamic

(terindeks Thomson Reuters dan Scopus) dan Ponte International Scientific

Research Journal (terindeks Thomson Reuters dan Scopus).

202

Rr. Dewi Artanti Putri, S.T., M.T. lahir

di Semarang pada tahun 1987.

Memperoleh gelar Sarjana Teknik dari

Jurusan Teknik Kimia Universitas

Diponegoro pada tahun 2009 serta

Magister Teknik di bidang Teknik Kimia

dari Universitas Diponegoro pada tahun

2013. Pada tahun 2010-2014 menjadi

dosen kontrak di Fakultas Teknik,

Universitas Negeri Semarang dengan

mata kuliah pokok Pengolahan Limbah

Industri. Sejak tahun 2014 hingga saat ini

merupakan staff pengajar pada Jurusan

Teknik Kimia Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang. Mata kuliah pokok yang diampu diantaranya

Pengolahan limbah industri, Ekonomi Teknik, Kimia Analisis dan Teknologi

Pangan. Selain aktif mengajar, selama lebih dari 6 tahun, ia mendalami penelitian

di bidang teknologi pangan dan biogas. Beberapa penelitiannya di bidang pangan

adalah penghilangan zat antinutrisi pada umbi talas, dan edible film dari pati

sorgum. Sedangkan penelitiannya pada bidang biogas adalah pembuatan biogas

dari limbah peternakan dan pemanfaatan limbah pabrik bioetanol(vinasse) sebagai

bahan biogas.

203