Bensin

Bensin (dari Belanda: benzinecode: nl is deprecated ; Jerman: benzincode: de is deprecated ),^[1]^[2] adalah salah satu jenis bahan bakar minyak yang dimaksudkan untuk kendaraan bermotor roda dua, tiga, dan empat. Secara sederhana, bensin tersusun dari hidrokarbon rantai lurus, mulai dari C7 (heptana) sampai dengan C11. Dengan kata lain, bensin terbuat dari molekul yang hanya terdiri dari hidrogen dan karbon yang terikat antara satu dengan yang lainnya sehingga membentuk rantai.

Jika bensin dibakar pada kondisi ideal dengan oksigen berlimpah, maka akan dihasilkan CO₂, H₂O, dan energi panas. Setiap kg bensin mengandung 42.4 MJ.

Bensin dibuat dari minyak mentah, cairan berwarna hitam yang dipompa dari dalam perut bumi biasa disebut dengan minyak bumi. Cairan ini mengandung hidrokarbon; atom-atom karbon dalam minyak mentah ini berhubungan satu dengan yang lainnya dengan cara membentuk rantai yang panjangnya yang berbeda-beda. Molekul hidrokarbon dengan panjang yang berbeda akan memiliki sifat yang berbeda pula. CH₄ (metana) merupakan molekul paling “ringan”; bertambahnya atom C dalam rantai tersebut akan membuatnya semakin “berat”. Empat molekul pertama hidrokarbon adalah metana, etana, propana, dan butana. Dalam temperatur dan tekanan kamar, keempatnya berwujud gas, dengan titik didih masing-masing -107, -67,-43 dan -18 derajat C. Berikutnya, dari C5 sampai dengan C18 berwujud cair, dan mulai dari C19 ke atas berwujud padat.

Dengan bertambah panjangnya rantai hidrokarbon akan menaikkan titik didihnya, sehingga pemisahan hidrokarbon ini dilakukan dengan cara distilasi. Prinsip inilah yang diterapkan di pengilangan minyak untuk memisahkan berbagai fraksi hidrokarbon dari minyak mentah.

Etimologi

Istilah "bensin" merupakan istilah serapan dari bahasa Belanda, yaitu benzine yang berarti Benzena. Istilah ini tidak ada kaitannya dengan nama marga penemu mobil berkebangsaan Jerman. Karl Benz. Benzena yang merupakan senyawa kimiawi berasal dari kata benzoë (kemenyan), suatu getah yang dihasilkan oleh pohon kemenyan. Kimiawan berkebangsaan Britania bernama Michael Faraday (1791–1867) menjadi orang pertama yang menemukan zat benzena pada tahun 1825, dalam tabung gas ringan bekas, tetapi malah disebut bikarbunat hidrogen. Kimiawan Jerman bernama Eilhard Mitscherlich yang menyiapkan zat dari asam benzoat dan basa kuat, lalu menamai zat tersebut dengan nama Benzin.^[1] Namun, rekan dekatnya bernama Justus von Liebig justru menamai Benzol karena menurutnya, imbuhan akhir -in mengingatkannya dengan obat Strychnin dan Chinin, yang tidak ada hubungannya dengan itu. Sejak saat itu, nama Benzin digunakan dalam bahasa Jerman untuk campuran hidrokarbon ringan yang tidak ditentukan, dibuat dari tar batu bara atau minyak bumi, sementara Benzol (atau "benzin murni") terdiri dari zat benzena.^[2] Kata tersebut kemudian diserap ke bahasa Belanda dan banyak bahasa lainnya, termasuk ke bahasa Indonesia.

Bilangan oktan

Karena merupakan campuran berbagai bahan, daya bakar bensin berbeda-beda menurut komposisinya. Ukuran daya bakar ini dapat dilihat dari bilangan oktan setiap campuran.

Bilangan oktan (octane number) merupakan ukuran dari kemampuan bahan bakar untuk mengatasi ketukan sewaktu terbakar dalam bensin. Nilai bilangan 0 ditetapkan untuk n-heptana yang mudah terbakar, dan nilai 100 untuk isooktana yang tidak mudah terbakar. Suatu campuran 30 n-heptana dan 70 isooktana akan mempunyai bilangan oktan:

=(30/100x0) + (70/100x10) = 70

Bilangan oktan bensin dapat ditentukan melalui uji pembakaran sampel bensin untuk memperoleh karakteristik pembakarannya. Karakteristik tersebut kemudian dibandingkan dengan karakteristik pembakaran dari berbagai campuran n-heptana dan isooktana. Jika ada karakteristik yang sesuai, maka kadar isooktana dalam campuran n-heptana dan isooktana tersebut digunakan untuk menyatakan nilai bilangan oktan dari bensin yang diuji.

Angka oktan beberapa bahan bakar:

Senyawa Angka Senyawa Angka oktan
n-heptana 0
metilsikloheksana 104
2-metil heksana 41
benzena 108
3-metil heksana 56
metilbenzena 124
2,2-dimetil pentana 89
1-heptena 68
2,3-dimetil pentana 87
5-metil-1-heksena 96
2,4-dimetil pentana 77 *
2-metil-2-heksana 129
3,3-dimetil pentana 95
2,4-dimetil-1-pentena 142
3-etil pentana 64
4,4-dimetil-1-1pentena 144
2,2,3-trimetil butana 113
2,3-dimetil-2-pentena 165
n-heksana 26
2,4-dimetil-2-pentena 135
sikloheksana 77
2,2,3-trimetil-1-butena 145

Di dalam mesin, campuran udara dan bensin (dalam bentuk gas) ditekan oleh piston sampai dengan volume yang sangat kecil dan kemudian dibakar oleh percikan api yang dihasilkan busi. Karena besarnya tekanan ini, campuran udara dan bensin juga bisa terbakar secara spontan sebelum percikan api dari busi keluar. Bilangan oktan suatu bensin memberikan informasi tentang seberapa besar tekanan yang bisa diberikan sebelum bensin tersebut terbakar secara spontan. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak.

Nama oktan berasal dari oktana (C8), karena dari seluruh molekul penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus; oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.

Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti bensin tersebut terdiri dari campuran setara dengan campuran 87% oktana dan 13% heptana. Bensin ini akan terbakar secara spontan pada angka tingkat kompresi tertentu yang diberikan, sehingga hanya diperuntukkan untuk mesin kendaraan yang memiliki ratio kompresi yang tidak melebihi angka tersebut.

Analisis kimia dan produksi

Bensin diproduksi di kilang minyak. Material yang dipisahkan dari minyak mentah lewat distilasi, belum dapat memenuhi standar bahan bakar untuk mesin-mesin modern. Material ini nantinya akan menjadi campuran hasil akhir. Setiap barel minyak bumi umumnya menghasilkan 74 liter bensin (46% basis volume), namun besaran ini tergantung pada kualitas minyak bumi dan kualitas bensin yang akan dihasilkan.^[3]

Semua bahan bakar yang disebut dengan bensin umumnya terdiri dari hidrokarbon, dengan atom karbon berjumlah antara 4 sampai 12 (biasanya disebut C4 sampai C12).^[4]^[5]

Karakteristik

Mudah menguap pada temperatur normal.
Tidak berwarna, tembus pandang, dan berbau.
Mempunyai titik nyala rendah (-10 sampai -15 derajat Celcius).
Mempunyai berat jenis yg rendah (0,71 sampai 0,77 kg/l).^[6]
Dapat melarutkan oli dan karet.
Menghasilkan jumlah panas yang besar (9,500 sampai 10,500 kcal/kg).
Sedikit meninggalkan jelaga setelah dibakar.

Zat aditif dalam bensin

Jenis aditif

Untuk memperlambat pembakaran bahan bakar, dulu digunakan senyawa Pb seperti TEL (Tetra Ethyl Lead) dan MTBE (Methyl Tertiary Butyl Eter). Oleh karena Pb bersifat racun, maka penggunaanya sudah diganti dengan senyawa organik seperti etanol.

Antioksidan digunakan untuk menghambat pembentukkan kerak yang dapat menyumbat saringan dan saluran bensin. Bensin banyak mengandung senyawa olefin yang mudah bereaksi dengan oksigen membentuk kerak yang disebut gum. Jadi, bensin perlu ditambahkan antioksidan, seperti alkil fenol.

Pewarna untuk membedakan berbagai jenis bensin. Contohnya pewarna kuning untuk bensin premium. Pewarna sebaiknya tidak mempengaruhi kualitas bensin.

Antikorosi untuk mencegah korosi pada logam yang bersentuhan dengan bensin, seperti logam tangki dan saluran bensin. Contoh antikorosi adalah asam karboksilat.

Deterjen karburator untuk mencegah/membersihkan kerak dalam karburator. Endapan kerak berasal dari partikel padat/asap pembakaran dan gum. Adanya kerak dapat menurunkan kinerja mesin sehingga kendaraan boros bahan bakar dan mesin cendrung tersandat. Deterjen karburator mengandung berbagai senyawa, seperti amina dan amida.

Antikerak PFI (Port Fuel Injection) Untuk membersihkan kerak pada system PFI kendaraan. Kerak dapat menghambat pengambilan bensin sehingga kendaraan sulit dinyalakan dan kurang tenaga. Pembentukan kerak berawal sewaktu mesin dimatikan. Panas yang ada menyebabkan penguapan sisa bahan bakar, yang meninggalkan senyawa berat seperti olefin. Olefin bereaksi dengan oksigen membentuk kerak gum. Contoh antikerak PFI adalah dispersan polimer yang mengandung senyawa, seperti polibutena amina dan polieter amina.

Zat pencemaran hasil pembakaran BBM

Pembakaran bensin dalam mesin kendaraan mengakibatkan pelepasan berbagai zat yang dapat mengakibatkan pencemran udara.

CO₂
CO dari pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna, bersifat racun.
NO_x (NO, NO₂). Pembakaran bahan bakar dalam suhu yang tinggi di mana nitrogen dalam udara ikut teroksidasi. NO_x dapat menyebabkan hujan asam dan smog fotokimia
Pb pada penggunaan bensin yang mengandung aditif senyawa timbal bersifat racun

Bensin yang digunakan oleh kendaraan akan menimbulkan dua masalah utama. Masalah pertama adalah asap dan ozon di kota-kota besar. Masalah kedua adalah karbon dan gas rumah kaca.

Idealnya, ketika bensin dibakar di dalam mesin kendaraan, akan menghasilkan CO₂ dan H₂O saja. Kenyataannya pembakaran di dalam mesin tidaklah sempurna, dalam proses pembakaran bensin, dihasilkan juga:

Karbon monoksida, CO, yang merupakan gas beracun.
Nitrogen oksida, NO_x, sebagai sumber utama asap di perkotaan yang jumlah kendaraannya sangat banyak.
Hidrokarbon yang tidak terbakar.

Oleh karena alasan-alasan inilah, para ilmuwan sekarang sedang berusaha untuk mengganti bahan bakar bensin dengan bahan bakar hidrogen yang lebih ramah lingkungan, karena jika H₂ ini direaksikan dengan O₂ hanya akan menghasilkan uap air.

Nama produk bensin di Indonesia

Bensin memiliki berbagai nama, tergantung pada produsen dan oktan. Beberapa jenis bensin yang dikenal di Indonesia di antaranya:

Premium, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 88.^[7]
Pertalite, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 90. (Sebenarnya merupakan campuran satu banding satu antara Premium dan Pertamax)
Pertamax, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 92.
Pertamax Plus, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 95.
Pertamax Turbo, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 98.
Pertamax Racing, produksi Pertamina yang memiliki Oktan 100.
Super, produksi Shell yang memiliki Oktan 92.
V-Power, produksi Shell yang memiliki Oktan 95.
V-Power Nitro+, produksi Shell yang memiliki Oktan 98.^[8]
Revvo 90, produksi Vivo yang memiliki Oktan 90.
Revvo 92, produksi Vivo yang memiliki Oktan 92.
Revvo 95, produksi Vivo yang memiliki Oktan 95.
BP 90, produksi BP yang memiliki Oktan 90.
BP 92, produksi BP yang memiliki Oktan 92.
BP 95, produksi BP yang memiliki Oktan 95.

Gasoline 92

Referensi

^ ^a ^b E. Mitscherlich, "Über Benzin und Benzinschwefelsäure";, Chemisches Zentralblatt, vol. 2, pp. 505-506
^ ^a ^b G. Weidinger, Waarenlexikon der chemischen Industrie und der Pharmacie, Leipzig: H. Haessel, 1868-1869, pp. 62-63
^ "Oil Industry Statistics from Gibson Consulting". Diakses tanggal 31 July 2008.
^ Collins, Chris (2007). Implementing Phytoremediation of Petroleum Hydrocarbons. Methods in Biotechnology. 23. Humana Press. hlm. 100. ISBN 1-58829-541-9.
^ Werner Dabelstein, Arno Reglitzky, Andrea Schütze and Klaus Reders "Automotive Fuels" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2007, Wiley-VCH, Weinheim.doi:10.1002/14356007.a16_719.pub2
^ Bell Fuels. "Lead-Free gasoline Material Safety Data Sheet". NOAA. Diakses tanggal 6 July 2008.
^ Djumena, Erlangga, ed. (23 Juli 2010). "BBM Tak Sesuai dengan Spesifikasi?". Kompas.com. KOMPAS.com. Diakses tanggal 1 Juli 2011.
^ "Apa perbedaan Shell V-Power Nitro+ dengan produk lainnya?". Shell Indonesia. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2022-01-17. Diakses tanggal 18 Januari 2022.