Atom C primer - C sekunder - C tersier - C kwarterner

Atom karbon primer adalah atom karbon yang berikatan dengan satu atom karbon lainnya.
Atom karbon skunder adalah atom karbon yang berikatan dengan dua atom karbon lainnya.
Atom karbon tersier adalah atom karbon yang berikatan dengan tiga atom karbon lainnya.
Atom karbon kuartener adalah atom karbon yang berikatan dengan 4 atom karbon lainnya.

Isomer

Dalam ilmu kimia, isomer ialah molekul-molekul dengan rumus kimia yang sama (dan sering dengan jenis ikatan yang sama), namun memiliki susunan atom yang berbeda (dapat diibaratkan sebagai sebuah anagram). Kebanyakan isomer memiliki sifat kimia yang mirip satu sama lain. Juga terdapat istilah isomer nuklir, yaitu inti-inti atom yang memiliki tingkat eksitasi yang berbeda.
Contoh sederhana dari suatu isomer adalah C₃H₈O. Terdapat 3 isomer dengan rumus kimia tersebut, yaitu 2 molekul alkohol dan sebuah molekul eter. Dua molekul alkohol yaitu 1-propanol (n-propil alkohol, I), dan 2-propanol (isopropil alkohol, II). Pada molekul I, atom oksigen terikat pada karbon ujung, sedangkan pada molekul II atom oksigen terikat pada karbon kedua (tengah). Kedua alkohol tersebut memiliki sifat kimia yang mirip. Sedangkan isomer ketiga, metil etil eter, memiliki perbedaan sifat yang signifikan terhadap dua molekul sebelumnya. Senyawa ini bukan sebuah alkohol, tetapi sebuah eter, dimana atom oksigen terikat pada dua atom karbon, bukan satu karbon dan satu hidrogen seperti halnya alkohol. Eter tidak memiliki gugus hidroksil.

Terdapat dua jenis isomer, yaitu isomer struktural dan stereoisomer. Isomer struktural adalah isomer yang berbeda dari susunan/urutan atom-atom terikat satu sama lain. Contoh yang disebutkan di atas termasuk kedalam isomer struktural. Sedangkan stereoisomer memiliki struktur yang sama, namun beberapa atom atau gugus fungsional memiliki posisi geometri yang berbeda.

Senyawa Karbon Dalam Kehidupan Sehari-Hari

A. Senyawa karbon dalam bidang pangan

Senyawa karbon dalam bidang pangan meliputi berbagai kelompok zat, seperti:

1. Karbohidrat

Karbohidrat adalah zat makanan yang menghasilkan tenaga. Karbohidrat terdiri atas tiga unsur yaitu C, H, dan O. Karbohidrat terbagi menjadi dua yaitu karbohidrat sederhana dan karbohidrat majemuk. Karbohidrat sederhana (monosakarida) adalah karbohidrat yang tidak dapat dipecah lagi menjadi karbohidrat yang lebih sederhana. Contoh monosakarida adalah glukosa, galaktosa, dan fruktosa. Karbohidrat majemuk (disakarida dan atau polisakarida) adalah karbohidrat yang dapat dibagi menjadi molekul karbohidrat yang lebih sederhana. Contoh disakarida adalah sukrosa, maltosa, dan laktosa. Sedangkan contoh polisakarida adalah amilum, glikogen, dan selulosa.

2. Protein

Protein adalah zat yang sangat bagi tubuh. Protein terdiri atas unsur C, H, O, dan N, serta kadang-kadang S dan P. Protein terbentuk atas molekul-molekul kecil yang disebut asam amino. Protein sangat berguna untuk pertumbuhan. Contoh makanan yang mengandung protein adalah susu dan daging (protein lengkap), sayuran dan buah-buahan (protein tidak lengkap).

3. Lemak

Lemak merupakan senyawa majemuk dan lebih efektif dibandingkan karbohidrat dan protein. Lemak mengandung unsur C, H, dan O. lemak dibedakan menjadi tiga kelompok yaitu lemak sederhana (lemak dan minyak), lemak campuran (fosfolid dan lipoprotein), dan lemak asli (asam lemak dan sterol). Berdasarkan kejenuhannya lemak dibagi menjadi lemak yang mengandumg asam jenuh dan asam lemak tak jenuh.

Asam lemak jenuh dapat disintesis oleh tubuh dan banyak terdapat pada lemak hewani, contohnya mentega dan gajih. Asam lemak tak jenuh berwujud cair sehingga disebut minyak dan banyak terdapat pada lemak nabati, contohnya minyak kelapa, minyak jagung, dan minyak sayur lainnya.

4. Mineral

Tubuh manusia perlu beberapa mineral untuk menjaga kesehatannya. Unsur mineral yang besar jumlahnya dalam tubuh disebut mineral makro. Contohnya Na, Cl, K, Ca, P, Mg, dan S. unsur mineral yang sedikit jumlahnya dalam tubuh disebut mineral mikro. Contohnya Fe, I, Mn, Cu, Zn, Co, dan F.

5. Vitamin

Vitamin adalah senyawa organik yang berguna untuk menjalankan berbagai funsi tubuh dan menjaga kelangsungan hidup dan pertumbuhan. Vitamin terdiri atas unsur C, H, O, serta N. Vitamin dibagi menjadi dua, yaitu vitaminyang larut dalam minyak dan vitamin yang larut dalam air. Vitamin yang larut dalam minyak adalah vitamin A, D, E, dan K. Vitamin jenis ini banyak terdapat dalam daging, ikan, dan biji-bijian. Jika diserap tubuh, akan disimpan di dalam hati atau jaringan lemak. Vitamin yang larut dalam air adalah B dan C. Vitamin jenis ini dapat beregerak bebas dalam darah dan limpa.

B. Senyawa karbon dalam bidang sandang

Senyawa karbon di bidang sandang adalah serat. Serat dipintal menjadi benang dan benang ditenun menjadi kain. Kain inilah yang selanjutnya dipotong dan dijahit menjadi baju.

Berdasarkan asalnya, serat dibedakan menjadi dua, yaitu serat alami dan serat buatan (sintetis). Serat alami yang utama adalah kapas (selulosa polisakarida) dan wol (protein). Serat sintetis dibagi menjadi selulosa dan non-selulosa.

C. Senyawa karbon dalam bidang papan

Bahan bangunan yang berasal dari hidrokarbon pada umumnya berupa plastik. Bahan dasar plastik hampir sama dengan LPG, yaitu polimer dari propilena, yaitu senyawa olefin/alkena dari rantai karbon C3. Dari bahan plastik inilah kemudian jadi bermacam-macam barang mulai dari atap rumah (genteng plastik), furniture, peralatan interior rumah, dan lain-lain.

D. Senyawa karbon dalam bidang perdagangan

Beberapa logam bermanfaat dalam bidang perdagangan. Logam-logam itu biasa digunakan untuk membuat uang logam, patung yang berharga tinggi, dan perhiasan. Contohnya adalah tembaga untuk digunakan sebagai pipa ledeng atau pembuatan paduan logam (kuningan dan perunggu). Selain tembaga , ada pula emas danperak yang bernilai tinggi sebagai perhiasan.

E. Senyawa karbon dalam bidang seni dan estetika

Peranan hidrokarbon pada seni dan estetika dapat kita temui pada tinta / cat minyak dan pelarutnya (thinner). Selain pada cat, senyawa hidrokarbon terdapat pula di kosmetik yaitu lilin. Contohnya lipstik, waxing, dan juga pada semir sepatu. Lilin yang digunakan adalah lilin parafin.

Mutu Bensin dan Dampak Pembakaran Bahan Bakar

Bensin atau sering disebut gasoline/premium terdiri dari campuran isomer heptane (C₇H₁₆) dan oktana (C₈H₁₈). Bensin merupakan salah satu fraksi minyak bumi yang digunakan sebagai bahan bakar mesin dan kendaraan bermotor.

Mutu Bensin

Mutu bahan bakar bensin ditentukan oleh jumlah ketukan (knocking) yang ditimbulkan. Jumlah ketukan dinyatakan dengan nilai oktan. Semakin tinggi mutu bensin, berarti jumlah ketukan semakin sedikit, dan angka oktanya semakin tinggi. Sebagai pembanding dalam penentuan bilangan oktan pada bensin digunakan nilai n – heptana dan isooktana. Kedua senyawa ini merupakan sebagian senyawa yang terdapat dalam bensin. Isooktana memberikan ketukan paling sedikit, diberi nilai oktan 100. N – heptane menghasilkan ketukan paling sedikit, diberi nilai nol. Suatu campuran yang terdiri dari 80% isooktana dan 20% n – heptane mempunyai nilai oktan sebesar 80 .

Salah satu jenis bensin, misalnya premium mempunyai nilai oktan 88. Ini berarti mutu premium setara dengan campuran 88% isooktan dan 12% n – heptane. Namun, mutu premium atau jumlah ketukan yang dihasilkan setara dengan campuran 88% isooktan dan 12% n – heptana. Pada umumnya bensin menimbulkan banyak ketukan. Hal ini terjadi karena sebagian besar bensin yang merupakan hasil penyulingan terdiri dari alkane rantai lurus.

Bensin yang berantai hidrokarbon lurus kualitasnya kurang baik karena mengakibatkan penyalakan/knocking pada mesin sehingga mesin menjadi cepat rusak. Namun, knocking ini dapat dikurangi dengan menambahkan TEL (tetraethyl lead), yaitu Pb(C₂H₅)₄. Penambahan 2-3 mL TEL kedalam 1 galon bensin, dapat menaikan nilai oktan 15 poin. Kekurangan dari penambahan TEL ini adalah dalam pembakaran bensin akan menghasilkan oksida timah hitam yang keluar bersama asap knalpot atau menempel pada mesin.

Untuk mengantisipasinya, maka ke dalam bensin bertimbal ini dicampurkan 1,2 – dibromo etana sehingga endapan PbO dalam mesin tidak terjadi. Rumus struktur dari TEL dan MTBE sebgai berikut.

 Dampak Pembakaran Bahan Bakar

Pemakaian TEL pada bensin, selain mampu mempercepat pembakaran bensin, ternyata juga memberikan dampak negatif yaitu menghasilkan partikulat Pb dari knalpot yang mengakibatkan pencemaran udara, mengganggu pernapasan, gigi rapuh, kerusakan tulang belakang, terhambatnya kerja enzim, dan terganggunya pembentukan hemoglobin. Untuk mengganti TEL digunakan MTBE (metil tersier butyl eter). Namun perlu diketahui bahwa memakai timbal atau bukan timbal, bensin tetap merupakan penyebab polusi udara terbesar karena merupakan sumber utama gas CO₂. CO₂dihasilkan dari proses pembakaran sempurna. Reaksi pembakaran sempurna tersebut adalah 2C₈H₁₈ + 25O₂16CO₂ + 18H₂O.

Selain itu, pembakaran bensin juga menghasilkan gas CO yang beracun dan dapat berikatan dengan hemoglobin dalam darah dan menghalangi ikatan O₂ dengan hemoglobin.

Berikut reaksinya :

C₈H₁₈ +17/2 O₂ →8CO + 9H₂O

Bila gas O₂yang tersedia cukup, maka reaksi tersebut akan berjalan sempurna. Namun jika tidak, maka akan terjadi pembakaran tidak sempurna yang menghasilkan gas CO. Gas CO dapat berikatan dengan hemoglobin, yang seharusnya berfungsi mengikat O₂. Namun, karena kemampuan CO untuk mengikat tersebut lebih kuat, maka Hb yang telah berikatan dengan CO menjadi HbCO tidak bisa lagi mengikat O₂. Akibatnya tubuh akan kekurangan O_2. Ambang batas CO di udara adalah < 100 ppm. Udara dengan kadar CO > 100 ppm menyebabkan sakit kepala dan cepat lelah. Dapun pada kadar CO > 750 ppm dapat menyebabkan kematian, maka dari itu jangan menyalakan mesin di ruang tertutup.

Pembakaran bensin yang mengandung belerang secara terus-menerus dan oksida belerang yang dilepas ke udara dalam jumlah banyak akan menimbulkan hujan asam. Selain itu, CO₂ yang terlalu banyak di udara akan menyebabkan peningatan suhu bumi (green house effect).

Alternatif Penggunaan Bahan Bakar selain Minyak Bumi

 

Semakin langka dan tingginya harga minyak bumi serta masih minimnya penggunaan energi alternatif, seperti energi angin, tenaga surya, biomassa, dan panas bumi menyebabkan kita harus berpikir untuk  mencari alternatif penggunaan BBM fosil yang lain.  Alternatif yang sudah dilakukan selama ini yaitu penggunaan  biodiesel (campuran solar dan minyak kelapa sawit) atau biofuel (campuran etanol dan bensin) yang bahan bakunya merupakan komoditas pasar siap pakai.  Alternatif lain yang perlu dipertimbangkan adalah energi hijau terbarukan seperti pemanfaatan biji jarak pagar (Jatropha curcas).  Sekurang-kurangnya, ada dua pilihan dalam proses produksi minyak jarak pagar diukur dari hasil olahan, investasi, dan biaya pengolahannya.

1.   mengolah biji jarak pagar secara mekanik dengan memeras biji untuk mendapat straight jatropha oil (SJO). Minyak jenis SJO ini dengan biaya produksi di bawah Rp 2.000 per liter sudah dapat mengganti minyak tanah untuk menyalakan kompor dapur atau menggantikan minyak bakar untuk memanaskan ketel uap air yang menggerakkan turbin-turbin pembangkit listrik.

2.   mengolah SJO melalui proses esterifikasi yang rumit dan karenanya mahal pada investasi maupun bahan tambahan serta katalis untuk memacu reaksi kimia. Hal ini menyebabkan biaya pokok produksi ester SJO dua kali lipat SJO. Pada dasarnya, dari sisi mutu, ester-SJO hanya berbeda pada titik nyala dan derajat kekentalan.

Salah satu pertimbangan penggunaan alternatif BBM fosil dengan menggunakan minyak jarak pagar (SJO), yaitu: tanaman jarak pagar bisa hidup dan tetap produktif meski ditanam di tanah kritis dan tandus, tumbuh baik di dataran rendah maupun pegunungan, tidak memiliki hama dan mulai berbuah pada usia lima bulan sesudah ditanam, serta dapat dipanen terus-menerus hingga usia 50 tahun. Pertimbangan lainnya yaitu dapat meningkatkan penghasilan petani, mampu menghemat devisa negara apabila produksinya melewati kebutuhan dalam negeri, dan dapat menurunkan kadar emisi NOx, SOx dan CO. 

[Latihan]

Sintesis Atau Pengubahan Zat Kimia Dari Bahan Minyak Bumi

 

Minyak bumi merupakan bahan alam dengan berbagai jenis senyawa kimia, sehingga dapat digunakan dalam berbagai bahan baku industri.

a.      Plastik (PE)

Plastik adalah bahan yang elastik, tahan panas, mudah dibentuk, lebih ringan dari kayu, dan tidak berkarat oleh adanya kelembapan. Plastik selain harganya murah, juga dapat digunakan sebagai isolator dan mudah diwarnai. Sedangkan kelemahan plastik adalah tidak dapat dihancurkan (degredasi). Contoh plastik adalah polietilena, polistirena, (Styron, Lustrex, Loalin), poliester (Mylar, Celanex, Ekonol), polipropilena (Poly- Pro, Pro-fax), polivinil asetat.

Polietilena atau PE  (Poly � Eth, Tygothene, Pentothene) adalah polimer dari etilena (CH₂ = CH₂) dan merupakan plastik putih mirip lilin, dapat dibuat dari resin sintetik dan digolongkan dalam termoplastik (plastik tahan panas). Polietilena mempunyai sifat daya tekan baik, tahan bahan kimia, kekuatan mekanik rendah, tahan kelembapan, kelenturan tinggi, hantaran  elektrik rendah. Berdasar kerapatannya PE dibagi dua yaitu PE dengan kerapatan rendah (digunakan sebagai pembungkus, alat rumah tangga dan isolator) dan yang berkerapatan tinggi (dimanfaatkan sebagai drum, pipa air, atau botol).

Plastik disamping mempunyai kelebihan dalam berbagai hal, ternyata limbahnya dapat menimbulkan masalah bagi lingkungan. Penyebabnya yaitu sifat plastik yang tidak dapat diuraikan dalam tanah. Untuk mengatasi masalah ini para pakar lingkungan dan ilmuwan dari berbagai disiplin ilmu telah melakukan berbagai penelitian dan tindakan, diantaranya yaitu dengan cara mendaur ulang limbah plastik, Namun cara ini tidak terlalu efektif karena hanya sekitar 4% yang dapat didaur ulang. sisanya menggunung di tempat penampungan sampah.  Sebagian besar plastik yang digunakan masyarakat merupakan jenis plastik polietilena.  Ada dua jenis polietilena, yaitu high density polyethylene (HDPE) dan low density polyethylene (LDPE). HDPE banyak digunakan sebagai botol plastik minuman, sedangkan LDPE untuk kantong plastik.

Pemanasan polietilena menggunakan metode pirolisis akan terbentuk suatu senyawa hidrokarbon cair. Senyawa ini mempunyai bentuk mirip lilin (wax). Banyaknya plastik yang terurai adalah sekitar 60%, suatu jumlah yang cukup banyak. Struktur kimia yang dimiliki senyawa hidrokarbon cair mirip lilin ini memungkinkannya untuk diolah menjadi minyak pelumas berkualitas tinggi. Pada pembahasan sebelumnya telah dijelaskan bahwa minyak pelumas yang saat ini beredar di pasaran berasal dari pengolahan minyak bumi. Sifat kimia senyawa hidrokarbon cair dari hasil pemanasan limbah plastik mirip dengan senyawa hidrokarbon yang terkandung dalam minyak mentah sehingga dapat diolah menjadi minyak pelumas. Pengubahan hidrokarbon cair hasil pirolisis limbah plastik menjadi minyak pelumas menggunakan metode hidroisomerisasi. Minyak pelumas buatan ini diharapkan dapat digunakan untuk kendaraan bermotor dengan kualitas yang sama dengan minyak bumi hasil penyulingan minyak mentah, ramah lingkungan, sekaligus ekonomis.

b.      Cat

Cat adalah produk dari industri pelapis permukaan, bertujuan untuk menjaga keawetan bahan yang dilapisi (kayu, logam atau tembok) dan untuk estetika (keindahan).  Fungsi cat ini yaitu memberikan ikatan yang baik antara permukaan benda dan cat pelapis. Cat primer disediakan dalam kemasan yang lebih encer dari cat biasa dan dilarutkan dalam air atau minyak. Kemasan cat umumnya terdiri atas resin atau bahan pengikat (untuk mengikat pigmen warna di dalam cat, misal: minyak biji rami dan getah tumbuhan seperti gom arab, gom senegal), bahan pengisi (untuk memperbaiki sifat mekanis dan fisik cat agar tidak retak/terjadi goresan saat pengeringan, contohnya: bubuk kaca agar memantulkan cahaya matahari/lampu pada rambu lalu lintas), penstabil (digunakan sebagai penetral pengaruh sinar ultraviolet matahari),  pengering pelarut, dan pigmen.

Pigmen bersifat ganda yaitu untuk menampilkan keindahan dan memberikan sifat mekanik pada selaput yang terbentuk. Pigmen menghalangi penyebaran uap air dan sinar matahari langsung pada bahan yang dilapisi.  Warna yang dihasilkan pigmen bergantung pada banyaknya cahaya matahari yang diserap dan diserap dan dipantulkan.  Pigmen harus tidak toksik dan merupakan senyawa anorganik yang tak larut dalam pelarut organik sehingga mengendap di dasar wadah. Pigmen seperti zink, aluminium, dan stainless digolongkan dalam pigmen metalik, banyak digunakan untuk dekorasi. Krom dalam bentuk polikrometik dipakai sebagai cat lapis akhir pada kendaraan bermotor.

c.      Tekstil ( Nilon )

Kata tekstil berasal dari bahasa latin �texer�  yang berarti menenun.  Tekstil dibuat dari serat yang dipintal, ditenun, dirajut, dianyam atau dibuat jala benang. Serat dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu serat alami dan serat sintetik.  Serat alami (wol, sutera, katun, dan rami) pada umumnya pendek dengan panjang 1,3-20 cm. Serat alam berasal dari kapas akan menghasilkan kain yang lunak dan menyerap air sehingga baik untuk dibuat handuk, sprei, maupun pakaian. Serat rami dapat dibuat linen yang indah dan kuat sehingga dimanfaatkan untuk membuat taplak, sapu tangan dan serbet. Serat binatang (domba) dibentuk menjadi wol, sutera (kepompong ulat sutera) juga termasuk serat alami  Serat alam yang berasal dari mineral adalah asbestos, mempunyai sifat tahan terhadap api dan digunakan pada pembungkus kabel. 

Bahan baku serat sintetik adalah filamen yang bersambung/serat pendek, seragam dalam panjang, dan terpintal dalam benang. Poliester, nilon, akrilik, dan poliolefin merupakan contoh serat sintetik yang dibuat dari petrokimia. Perbedaan bahan tersebut terletak pada kekuatan tarik, elastisitas, kelembutan, daya serap terhadap air, ketahanan terhadap cahaya dan panas atau usia pemakaian. Bahan yang dihasilkan merupakan bahan yang kuat dan mudah disetrika. Serat sintetik yang terbuat  dari bubur kayu, sampah kapas atau petrokimia yaitu rayon, asetat dan triasetat.  Kain rayon menghasilkan bahan penghisap yang mudah kering, kain asetat tahan kerut dan tarikan, sedangkan triasetat merupakan bahan yang lebih tahan kusut.

Nilon adalah kelompok poliamida hasil polimerisasi heksametilena-diamina dan asam adipat. Nilon termasuk polimer paling ulet, kuat, dan kenyal, tidak rusak oleh minyak dan gemuk serta tak basah oleh air sehingga dapat dibentuk menjadi serat, sikat, lembaran, batang, pipa, maupun bahan penyalut.  Nilon terdiri dari Nilon 6, Nilon 6,6 dan Nilon 8.. Nilon 6,6 dibuat dari reaksi polimerisasi asam adipat dan heksametilena diamina. Asam adipat dibuat dari sikloheksana, dan petroleum mengandung sikloheksana.

Diagram pembuatan Nilon 6,6 ditampilkan pada Gambar 2.

                Gambar 2. Pembuatan Nilon 6 dari Benzena

Bagan pembuatan Nilon 6,6 dan Nilon 8 ditampilkan pada Gambar 3

        Gambar 3. Proses Pembuatan Nilon 6,6 dan nilon 8

Untuk produksi nilon besar-besaran sebagai bahan baku digunakan batu bara, minyak bumi, gas alam, maupun hasil pertanian. Nylon 66 (Huruf 6,6 atau 6 merupakan jumlah atom karbon pembentuk bahan) dibuat dari  bahan baku kaprolaktam.  

d.      PVC (Polivinil klorida)

Monomer dari PVC (poli vinil klorida) adalah etena yang satu atom hidrogen diganti (substitusi) dengan atom klorida. Vinil klorida dengan rumus kimia CH₂=CHCl disebut kloroetilena atau kloroetena adalah gas tak berwarna, yang mencair pada suhu �13,9^oC. PVC termasuk termoplastik yang paling banyak digunakan, bersifat kuat dan ulet. PVC dibagi dua yaitu PVC elastik dan PVC keras, atau kaku. Jenis PVC elastik dimanfaatkan untuk penutup lantai, bola mainan, sarung tangan, jas hujan.

 PVC keras dimanfaatkan sebagai pipa listrik atau pipa air, kartu kredit. Kedua jenis PVC memiliki sifat sama yaitu tahan cuaca dan isolator. PVC dimodifikasi dengan bahan lain untuk meningkatkan pemakaiannya. PVC/akrilik tahan api dan bahan kimia, sedangkan PVC/ABS (akrilonitril-butadiena-stirena) mudah diproses pada rentangan api dan kuat terhadap tegangan tinggi. ABS adalah suatu bahan yang kuat, kaku, dan murah. PVC di Indonesia dijual dengan beberapa merk, dari yang tebal sampai yang tipis. Pabrik pembuat PVC menyebut dengan istilah paralon. Membakar PVC bekas menimbulkan asap yang diduga dapat menyebabkan kanker hati. PVC terbakar perlahan-lahan.

Plastik vinil dibuat dari gas alam, atau minyak bumi. Vinil dapat dibuat lemas, kaku, maupun bening. Sebagai bahan yang tidak mudah pecah atau sobek, vinil tidak dirusak oleh asam, minyak atau air. Sejak tahun 1927 PVC merupakan bahan plastik vinil yang telah diproduksi secara komersial. Pada pertengahan tahun 1970 vinil diteliti sebagai salah satu pencemar udara penyebab penyakit serius, seperti kanker hati. Plastik vinil dimanfaatkan secara luas sebagai barang yang murah dan tahan lama yang fleksibel (lantai, isolasi, kopor, tirai kamar mandi, pakaian mirip kulit, atau selang air). Jenis vinil yang tegar digunakan untuk mainan dan pipa air. Penyalutan dengan vinil dilakukan agar tidak lembek atau lembab, dan kertas dokumen maupun kertas dinding  tidak terkena noda.

 e.      Perekat atau Adhesif

Perekat adalah bahan untuk menggabungkan dua benda pada permukaannya, contohnya semen, pelapisan tablet, lem, maupun getah. Mekanisme kerja perekat adalah perekatan mekanik atau fisika dan perekatan kimia.

Proses perekatan benda yaitu dengan memasukkan bahan perekat ke dalam pori-pori benda, sehingga terjadi penguncian secara mekanik. Pada perekatan kimia terjadi reaksi kimia (gaya tarik elektrik) antar molekul perekat dan permukaan benda. Umumnya perekatan terjadi secara bersamaan antara perekatan fisika dan kimia.

Perekat terdiri dari perekat yang mengering di udara, dilelehkan sebelum digunakan, dilakukan penekanan, atau yang aktif secara kimiawi. Benda yang direkatkan biasanya kertas, plastik, karet, kayu, logam, logam bukan logam, kaca, bahkan gigi. Plastik termoset memerlukan perekat untuk menggabungkan kedua bahan.

Powerglu adalah perekat yang bekerja berdasarkan reaksi polimerisasi pada saat pengeringan. Reaksi perekatan dibantu oleh uap air di udara/zat lain yang ditambahkan. Perekat untuk kayu dikenal sebagai perekat tahan-cuaca dan setengah tahan-cuaca. Perekat tahan cuaca umumnya memiliki kekuatan lebih besar dari kayunya. Bahan perekat jenis ini dibuat dari bahan polimer fenolik, epoksi, atau resorsinol. Perabot kayu yang tidak mengalami perubahan  suhu yang drastis dan tidak kena air terlalu sering dapat memanfaatkan perekat dari bahan tulang atau perekat vinil. Perekat kayu setengah tahan-cuaca terbuat dari perekat urea dan kasein.

 f.       Polistirena (PS).

Polistirena adalah polimer yang mengandung monomer stirena C₆H₅CH=CH₂.  Polimer ini termasuk golongan termoplastik, merupakan plastik jernih dan keras. Polistirena diproduksi dalam bentuk busa plastik dengan nama komersial styrofoam, atau sebagai bahan isolasi (listrik, panas), komponen perabot, bahan pengemas, mainan, maupun benda toilet. Stirena dibuat dengan cara pirolisis-dehidrogenasi dari etilbenzena.  Etilbenzena disintesis dari etilena dan benzena. Polimer ini bersifat tahan asam, basa, maupun garam. Penampilan PS lembut dan kecerahannya baik sehingga banyak digunakan untuk pipa, busa, pendingin, instrumen atau panel dalam otomotif.

Stirena dapat digunakan sebagai monomer karet sintetik. Jenis karet sintetik ini dikopolimerisasi dengan gugus lain yaitu SBR (stirena-butadiena), SCR (stirena-kloroprena), dan SIR (stirena-isoprena). Pemanfaatan polimer yang dapat menggantikan logam (sifat: konduktor, titik leleh yang tinggi, berpenampilan cantik dalam pewarnaan) dan kayu (tahan suhu dan tekanan)  makin diteliti. Polimer adalah bahan yang anti karat dan tidak mudah terbakar.

Minyak Bumi

 

 

Minyak bumi  atau dalam bahasa Inggrisnya disebut  Petroleum, menurut bahasa Latin terdiri dari dua penggalan kata yaitu Petrus yang artinya karang dan Oleum yang artinya minyak.  Oleh karena itu kimia minyak bumi (petroleum) merupakan  ilmu yang mempelajari tentang kelanjutan dari tumbuhan setelah dipendam atau dikubur selama jutaan tahun.  Senyawa yang terkandung dalam petroleum mempunyai variasi yang besar dari senyawa dengan kerapatan rendah (gas) sampai senyawa dengan kerapatan tinggi (padatan). 

 

 

      Minyak bumi atau petroleum dijuluki juga sebagai emas hitam, yaitu cairan yang kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, dan  berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi.  Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, dimana sebagian besar terdiri dari seri alkana tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya.

  Asal minyak bumi adalah mahluk hidup (tumbuhan, hewan) yang terkubur selama jutaan tahun dengan melalui proses penguburan, proses diagenesis kemudian proses lebih lanjut pada masa katagenesis dan tidak dapat dimanfaatkan lagi pada masa metagenesis.

 

Tahapan penguburan bahan alam mengalami tiga masa perubahan kimiawi yaitu:

a.      Diagenesis

Masa ini merupakan zona tak matang dan terjadi perengkahan tak mencolok (10%), yang dibagi dalam tiga bagian yaitu :

1)     Diagenesis dini, yaitu peralihan dari senyawa yang stabil saat di permukaan bumi, menjadi senyawa yang stabil pada kedalaman ribuan meter dengan suhu sekitar 40-42^oC. Pada masa ini terjadi pembentukan kerogen (fase dari petroleum yang tidak dapat larut dalam pelarut organik dan anorganik).

2)     Diagenesis pertengahan, terjadi proses aromatisasi (senyawa rantai panjang membentuk senyawa aromatik, lingkar dan mempunyai ikatan rangkap dengan elektron terdelokalisasi).

3)     Diagenesis akhir,  adalah proses yang terjadi pengkhelatan logam oleh senyawa organik yang terbentuk pada masa sebelumnya.

Pembentukan minyak bumi terjadi pada diagenesis akhir dan dapat dikenal berdasar hasil eksplorasi.

 

b.            Katagenesis

Katagenesis adalah zona minyak dan gas basah.  Pada masa ini terjadi perengkahan mencolok, dimana terjadi perubahan senyawa kimia yang diakibatkan oleh suhu dan kedalaman pendaman (penguburan) sehingga menyebabkan penguraian termal kerogen.

 

c.         Metagenesis

Pada tahap ini  terjadi masa perusakan termal dari karakter senyawa (cairan) menjadi residu (padatan), sehingga mengakibatkan senyawa organik menjadi senyawa yang kekurangan hidrogen, dan material tak bernilai atau menjadi material bernilai dari senyawa karbon (grafit, intan).

Adapun  proses pengendapan bahan organik dalam proses pembentukan minyak bumi ditunjukkan pada gambar 1. berikut.

               

                     Gambar 1.  Diagram Pembentukan Minyak Bumi

 

     

Komposisi kimia dari minyak bumi dipisahkan dengan cara destilasi yang didasari oleh perbedaan titik didih, kemudian setelah diolah lagi lebih lanjut akan diperoleh minyak tanah, bensin, lilin dan lain-lain.  Meskipun demikian pemisahan tidak dapat memberikan senyawa tunggal, melainkan kumpulan senyawa dengan isomernya.

Minyak bumi terdiri dari hidrokarbon, senyawa hydrogen dan karbon.  Empat alkana teringan, yaitu � CH₄ (metana), C₂H₆ (etana), C₃H₈ (propane), dan C₄H₁₀ (butana) semuanya adalah gas yang mendidih pada suhu -161.6�C, -88.6�C, -42�C, dan -0.5�C, berturut-turut (-258.9�, 127.5�, -43.6�, dan +31.1� F).

Rantai karbon dengan C_5-7 semuanya ringan, dan mudah menguap, nafta jernih. Senyawaan tersebut digunakan sebagai pelarut, cairan pencuci kering (dry clean), dan produk cepat-kering lainnya. Rantai dari C₆H₁₄ sampai C₁₂H₂₆ dicampur bersama dan digunakan untuk bensin. Minyak tanah terbuat dari rantai C₁₀ sampai C₁₅, diikuti oleh minyak diesel (C₁₀ hingga C₂₀) dan bahan bakar minyak yang digunakan dalam mesin kapal. Senyawaan dari minyak bumi ini semuanya dalam bentuk cair dalam suhu ruangan. Minyak pelumas dan gemuk setengah-padat (termasuk Vaselin) berada di antara C₁₆ sampai ke C₂₀.  Sedangkan rantai di atas C₂₀ berwujud padat, dimulai dari "lilin, kemudian tar, dan bitumen aspal.

Titik pendidihan dalam tekanan atmosfer dari fraksi distilasi minyak bumi (^oC) adalah sebagai berikut.

	-	Minyak eter: 40 - 70 oC (digunakan sebagai pelarut)
	-	Minyak ringan: 60 - 100 oC (bahan bakar mobil)
	-	Minyak berat: 100 - 150 oC (bahan bakar mobil)
	-	Minyak tanah ringan: 120 - 150 oC (pelarut dan bahan bakar untuk rumah tangga)
	-	Kerosene: 150 - 300 oC (bahan bakar mesin jet)
	-	Minyak gas: 250 - 350 oC minyak diesel/pemanas)
	-	Minyak pelumas > 300 oC (minyak mesin)
	-	Sisanya: ter, aspal, bahan bakar residu

Sekarang yang menjadi pertanyaan adalah �Apakah  ada perbedaan antara gas yang di dalam tabung dan gas di dalam pipa�. Jawaban pertanyaan ini adalah gas LPG (LPG singkatan dari gas dan bertekanan  atau liquid pressure gas) lebih murni dari pada gas dalam pipa. Harga gas LPG lebih mahal, hal ini menunjukkan bahwa proses gas LPG yang melibatkan pembuatan gas-gas metana, etana, dan propana dari hasil perengkahan (cracking) tidak mudah yaitu dengan cara memasukkan gas dalam tabung yang harus dikontrol tekanannya sehingga mencair dan volume cairan lebih kecil dari volume gas. Tekanan tabung harus dijaga dan dipertahankan. 

 

 

Proses perengkahan, pengubahan, alkilasi, atau polimerisasi merupakan tahap awal dari pemanfaatan senyawa (zat kimia) yang berasal dari minyak bumi. Minyak bumi mengandung banyak senyawa kimia dan hasil isolasi senyawa ini dapat dimanfaatkan oleh industri. Bahan kimia ini disebut sebagai bahan petrokimia. Pemanfaatan industri umumnya didasari oleh reaksi-reaksi polimerisasi (perpanjangan rantai), reaksi perengkahan (perpendekan rantai), reaksi pengubahan (paduan dengan senyawa lain), maupun pembentukan senyawa pendek dari senyawa panjang minyak bumi (pembentukan gas, alkilasi, perpendekan rantai atom karbon). Perpendekan rantai minyak bumi menghasilkan senyawa yang ekonomis dan bermanfaat.

Senyawa kimia lain dari tumbuhan atau hewan pembentuk minyak bumi adalah alkaloid, terpena, steroid, asam amino, dan lipid.  Senyawa-senyawa ini terkubur bersama tumbuhan dan hewan. Senyawa kimia yang terkubur dan pada saat pengeboran minyak masih dapat dikenali dari strukturnya, maka senyawa ini dianggap dapat menjadi pengungkap sejarah pembentukan minyak bumi yang dikenal sebagai biomarker atau penanda hayati (contoh: porfirin dari klorofil, sekobikadinana dari isoprena atau terpena, skualena, sterana, bahkan steroid, dan kolesterol).

           Minyak bumi dapat dimanfaatkan sebagai bahan dasar industri. Bahan dasar ini dipisahkan berdasar beberapa proses sebagai berikut.

a.      Reaksi Perengkahan (cracking)

Cracking adalah pemecahan senyawa organik rantai panjang menjadi dua atau lebih senyawa organik rantai  lebih pendek, terjadi secara alami maupun dari pemanasan langsung.

Contoh pemanasan

Proses alami:

 

Proses cracking atau alkilasi penting untuk minyak bumi dalam mencari senyawa yang lebih dibutuhkan oleh konsumen, yaitu untuk mendapatkan bensin lebih banyak dari minyak pelumas.   Contoh cracking adalah minyak diesel (C₁₆-C₂₄) dan minyak pelumas (C₂₀-C₃₀) yang dipecah menjadi bensin (C₄-C₁₀) dan senyawa lain yang lebih banyak digunakan.

 

 b.     Reaksi pengubahan (reforming)

Reaksi pengubahan adalah reaksi dari bahan petroleum menjadi bahan dasar industri dengan pemanfaatan bahan yang murah menjadi material yang dibutuhkan sehingga bernilai ekonomis (murah). Proses ini diperoleh pada polimerisasi (pembentukan plastik).

 

c.      Reaksi alkilasi

Proses alkilasi dibagi  dua yaitu proses perpanjangan atom karbon rantai lurus dan proses pemutusan ikatan rantai karbon (dealkilasi). Proses ini dapat dikelompokkan dalam polimerisasi, bila perpanjangannya memiliki gugus fungsi yang sama. Dealkilasi dapat dimasukkan ke dalam kelompok perengkahan.

 

d.      Polimerisasi

Polimerisasi adalah proses pembentukan polimer. Polimer terdiri dari polimer alami dan polimer sintetik. Polimer adalah molekul besar yang terdiri atas pengulangan satuan kecil (monomer). Monomer adalah senyawa organik yang memiliki ikatan rangkap dua dan ikatan rangkap ini terbuka membentuk ikatan dengan monomer lain sampai jumlah yang diinginkan (polimer sintetik). Polimer alam membentuk senyawa secara alami, contoh polimer alam yaitu lateks (dari pohon karet), karbohidrat (singkong jagung), protein, selulosa, resin. Sedangkan Contoh polimer sintetik adalah nilon, dakron, teflon.

Proses pembentukan polimer terdiri dari tiga tahap yaitu pembentukan radikal bebas (inisiasi), perpanjangan monomer (propagasi), dan terminasi (pemotongan atau penyetopan reaksi).  Pembentukan cabang dalam proses polimerisasi menyebabkan tiga bentuk struktur yaitu struktur beraturan (isotaktik), struktur tak beraturan (ataktik), campuran (sindiotaktik). Struktur polimer sangat berpengaruh terhadap sifat polimernya.