Penetapan Kadar Logam Dengan Ekstraksi Menggunakan Metode Air-Acetylene Flame

Metode ekstraksi ini digunakan untuk menetapkan kadar logam berkonsentrasi kecil. Logam-logam yang dapat ditetapkan yaitu Kadmium, Kromium, Kobalt, Tembaga, Besi, Timbal, Mangan, Nikel Perak dan Seng. Metode ini terdiri dari tahap pengkelatan dengan Ammonium Pyrrolidine Dithiocarbamate (APDC) dan pengektraksian dalam Methyl Isobuthyl Ketone (MIBK), lalu dilakukan pengukuran dengan menggunakan metode air-acetylene flame.  Dengan metode ini diharapkan kadar logam yang sedikit tersebut dapat diukur dengan tepat dan kesalahan pengukuran yang kecil, jika dibandingkan dengan metode secara langsung.

Alat-alat yang dibutuhkan

1.       Spektrofotometri Serapan Atom dan alat-alat pelengkapnya

2.       Burner Head. Konfirmasi dengan petunjuk penggunaan alat SSA mengenai Burner Head yang cocok untuk pengukuran metode ini

Peraksi dan Bahan yang dibutuhkan

1.       Udara bebas (sumber O₂)

2.       Asetilen

3.       Logam murni bebas air

4.       Methyl Isobuthyl Ketone (MIBK), grade pereaksi. Untuk analisis sekelumit, digunakan MIBK murni dengan redistillation (destilasi kembali)  atau dengan sub-boiling distillation

5.       Larutan Ammonium Pyrrolidine Dithiocarbamate (APDC)

6.       Asam Nitrat pekat, HNO₃ kemurnian tinggi

7.       Larutan Logam Standar

8.       Larutan Kalium Permanganat, KMnO₄ 5% (w/v)

9.       Natrium Sulfat, Na₂SO₄ anhidrat

10.   Larutan campuran Air-MIBK jenuh: Campurkan satu bagian MIBK murni dengan satu bagian air pada corong pisah. Kocok selama 30 detik dan pisahkan. Buang bagian yang terlarut pada air. Lalu simpan lapisan MIBK.

11.   Larutan Hydroxylamine Hydrochloride 10% (w/v)

Prosedur

1.       Operasional Instrument

Setelah posisi burner tepat, aspirasikan larutan air-MIBK jenuh dalam api dan kurangi secara bertahap laju fuel sampai warna api sama seperti sebelum pengaspirasian pelarut

2.       Standarisasi

Pilih tiga konsentrasi dari larutan logam standar dimana kira-kira kandungan logam dalam sampel berada pada kisaran konsentrasi standar yang telah ditentukan. Adjust 100 ml dari setiap standar dan 100 ml dari blanko logam-bebas air sampai pH 3 dengan penambahan HNO₃ 1N atau NaOH 1N. Untuk ekstraksi unsur tunggal, gunakan kisaran pH dibawah ini untuk memperoleh efisiensi ekstraksi yang optimum:

Unsur	Kisaran pH untuk Ekstraksi Optimum
Ag Cd Co Cr Cu Fe Mn Ni Pb Zn	2-5 (kompleks, labil) 1-6 2-10 3-9 0,1-8 2-5 2-4 (kompleks, labil) 2-4 0,1-6 2-6

Catatan: Untuk ekstraksi Ag dan Pb nilai pH optimumnya adalah 2,3 ± 0,2.  Mn cepat membentuk senyawa kompleks pada temperatur ruangan, yang mengakibatkan berkurangnya respon instrument. Pendinginan ekstraks sampai 0^oC dapat mencegah pembentukan senyawa kompleks selama beberapa jam. Jika hal ini tidak mungkin dan Mn tidak dapat dianalisis segera setelah ekstraksi, gunakan prosedur analisis lainnya.

Transfer setiap larutan standar dan blanko 200 ml kepada setiap labu ukur, tambahkan 1ml larutan APDC , dan kocok untuk mencampurkan. Tambahkan 10 ml MIBK dan kocok dengan kuat selama 30 detik. Volume rasio maksimal untuk sampel dengan MIBK adalah 40. Setiap isi dipisahkan kedalam lapisan organic yang mengandung air, lalu tambahkan air dengan hati-hati (sesuaikan ke pH yang sama dimana ekstraksi dilaksanakan). Pada labu ukur, lapisan organik dibawa ke leher labu dan dapat dideteksi untuk diaspirasikan kedalam api.

Aspirasikan langsung ekstraksi organik kedalam api (nolkan instrument pada blanko air-MIBK jenuh) dan catat absorbansinya.

Siapkan kurva kalibrasi dengan memplot pada absorbansi dari ektraksi standar pada kertas grafik linear kepada masing-masing konsentrasinya sebelum ekstraksi.

3.       Analisis  sampel

Siapkan sampel dengan cara yang sama seperti penyiapan standar. Bilas atomizer dengan mengaspirasikan larutan air-MIBK jenuh. Tangani pengaspirasian ekstraks organik seperti diatas secara langsung ke dalam api dan catat absorbansinya.

Dengan mengikuti  prosedur ekstraksi  diatas  hanya hexavalent kromium saja yang diukur. Untuk menetapkan total kromium, oksidasikan trivalent kromium menjadi  hexavalent kromium dengan mendidihkan sampel dan ditambahkan larutan KMnO₄ secukupnya setetes demi setetes untuk memberikan warna pink ketika larutan didihkan selama 10 menit. Hilangkan kelebihan KMnO₄ dengan menambahkan 1 sampai 2 tetes larutan Hydroxylamine Hydrochloride kedalam larutan yang mendidih, biarkan selama 2 menit untuk berlangsungnya reaksi. Jika warna pink tetap ada, tambahkan 1 sampai 2 tetes lagi larutan Hydroxylamine Hydrochloride dan tunngu selama 2 menit. Panaskan lagi selama 5 menit. Dinginkan, ekstrak dengan MIBK dan aspirasikan.

Selama ekstraksi, jika terbentuk emulsi pada larutan air-MIBK, tambahkan Na₂SO₄ anhidrat untuk memperoleh fase organik yang homogen. Pada kasus ini, juga tambahkan Na₂SO₄ untuk semua standar dan blanko.

Untuk mencegah masalah dengan tidak stabilnya komplekson ekstrak logam, tetapkan logam sesegera mungkin stelah ekstraksi.

Perhitungan

Hitung konsentrasi dari setiap ion logam pada mikrogram per liter dengan indikasi sesuai dengan kurva kalibrasi.

Beri Rating: Sebarkan: * Lintas Berita Digg Facebook Lintas Berita * * Spektrofotometri

Spektrofotometri merupakan suatu metoda analisa yang didasarkan pada pengukuran serapan  sinar monokromatis oleh suatu lajur larutan berwarna pada panjang gelombamg spesifik dengan menggunakan monokromator prisma atau kisi difraksi dengan detektor fototube.

Spektrofotometer adalah alat untuk mengukur transmitan atau absorban suatu sampel sebagai fungsi panjang gelombang. Sedangkan pengukuran menggunakan spektrofotometer ini, metoda yang digunakan sering disebut dengan spektrofotometri.

Spektrofotometri dapat dianggap sebagai perluasan suatu pemeriksaan visual dengan studi yang lebih mendalam dari absorbsi energi. Absorbsi radiasi oleh suatu sampel diukur pada berbagai panjang gelombangdan dialirkan oleh suatu perkam untuk menghasilkan spektrum tertentu yang khas untuk komponen yang berbeda.

Absorbsi sinar oleh larutan mengikuti hukum Lambert-Beer, yaitu :

A =     log ( Io / It )         =  a b c

Keterangan  : Io = Intensitas sinar datang

It = Intensitas sinar yang diteruskan

a = Absorptivitas

b = Panjang sel/kuvet

c = konsentrasi (g/l)

A = Absorban

Spektrofotometri merupakan bagian dari fotometri dan dapat dibedakan dari filter fotometri sebagai berikut :

1. Daerah jangkauan spektrum

Filter fotometr hanya dapat digunakan untuk mengukur serapan sinar tampak (400-750 nm). Sedangkan spektrofotometer dapat mengukur serapan di daerah tampak, UV (200-380 nm) maupun IR (> 750 nm).

2. Sumber sinar

Sesuai dengan daerah jangkauan spektrumnya maka spektrofotometer menggunakan sumber sinar yang berbeda pada masing-masing daerah (sinar tampak, UV, IR). Sedangkan sumber sinar filter fotometer hanya untuk daerah tampak.

3. Monokromator

Filter fotometere menggunakan filter sebagai monokrmator. Tetapi pada spektro digunakan kisi atau prisma yang daya resolusinya lebih baik.

4. Detektor

–   Filter fotometer menggunakan detektor fotosel

–   Spektrofotometer menggunakan tabung penggandaan foton atau fototube.

Komponen utama dari spektrofotometer yaitu :

1. 1. Sumber cahaya

Untuk radisi kontinue :

–         Untuk daerah UV dan daerah tampak :

–         Lampu wolfram (lampu pijar) menghasilkan spektrum kontiniu pada gelombang 320-2500 nm.

–         Lampu hidrogen atau deutrium (160-375 nm)

–         Lampu gas xenon (250-600 nm)

Untuk daerah IR

Ada tiga macam sumber sinar yang dapat digunakan :

–         Lampu Nerst,dibuat dari campuran zirkonium oxida (38%) Itrium oxida  (38%) dan erbiumoxida (3%)

–         Lampu globar dibuat dari silisium Carbida (SiC).

–         Lampu Nkrom terdiri dari pita nikel krom dengan panjang gelombang 0,4 – 20 nm

–      Spektrum radiasi garis UV atau tampak :

–       Lampu uap (lampu Natrium, Lampu Raksa)

–       Lampu katoda cekung/lampu katoda berongga

–       Lampu pembawa muatan dan elektroda (elektrodeless dhischarge lamp)

–       Laser

1. 2. Pengatur Intensitas

Berfungsi untuk mengatur intensitas sinar yang dihasilkan oleh sumber cahaya agar sinar yang masuk tetap konstan.

1. 3. Monokromator

Berfungsi untuk merubah sinar polikromatis menjadi sinar monokromatis sesuai yang dibutuhkan oleh pengukuran

Macam-macam monokromator :

–   Prisma

–   kaca untuk daerah sinar tampak

–   kuarsa untuk daerah UV

–   Rock salt (kristal garam) untuk daerah IR

–  Kisi difraksi

Keuntungan menggunakan kisi :

–   Dispersi sinar merata

–   Dispersi lebih baik dengan ukuran pendispersi yang sama

–   Dapat digunakan dalam seluruh jangkauan spektrum

1. 4. Kuvet

Pada pengukuran di daerah sinar tampak digunakan kuvet kaca dan daerah UV digunakan kuvet kuarsa serta kristal garam untuk daerah IR.

1. 5. Detektor

Fungsinya untuk merubah sinar menjadi energi listrik yang sebanding dengan besaran yang dapat diukur.

Syarat-syarat ideal sebuah detektor :

–         Kepekan yang tinggi

–         Perbandingan isyarat atau signal dengan bising tinggi

–         Respon konstan pada berbagai panjang gelombang.

–         Waktu respon cepat dan signal minimum tanpa radiasi.

–         Signal listrik yang dihasilkan harus sebanding dengan tenaga radiasi.

Macam-macam detektor :

–    Detektor foto (Photo detector)

–      Photocell

–      Phototube

–      Hantaran foto

–      Dioda foto

–      Detektor panas

1. 6. Penguat (amplifier)

Berfungsi untuk memperbesar arus yang dihasilkan oleh detektor agar dapat dibaca oleh indikator.

1. 7. Indikator

Dapat berupa :

–         Recorder

–         Komputer

Karbokation (Ion Karbonium)

Semua karbokation (yang sebelumnya disebut ion karbonium) membawa satu muatan positif pada sebuah atom karbon. Disebut karbokation karena sebuah kation adalah sebuah ion positif, dan “karbo” menunjuk pada sebuah atom karbon. Akan tetapi, ada perbedaan penting dalam hal struktur berbagai jenis karbokation.

Jenis-jenis karbokation

Karbokation primer

Pada karbokation primer (1°), atom karbon yang membawa muatan positif hanya terikat pada satu gugus alkil yang lain.

Beberapa contoh karbokation primer antara lain sebagai berikut:

Perhatikan bahwa yang menentukan bukan seberapa kompleks gugus alkil yang terikat, tetapi jumlah ikatan antara karbon positif dengan atom karbon lainnya. Pada semua contoh di atas, hanya ada satu ikatan antara karbon positif dengan atom karbon lain.

Dengan mengganti sebuah gugus alkil dengan simbol R, maka karbokation primer dapat dituliskan seperti gambar disamping.

Karbokation sekunder

Pada karbokation sekunder (2°), atom karbon yang memiliki muatan positif terikat pada dua gugus alkil yang lain, yang bisa sama atau berbeda.

Contoh:

Karbokation sekunder memiliki rumus umum seperti ditunjukkan pada gambar di samping. R dan R’ adalah gugus-gugus alkil yang bisa sama atau berbeda.

Karbokation tersier

Pada karbokation tersier (3°), atom karbon positif terikat dengan tiga gugus alkil, yang bisa berupa kombinasi dari gugus-gugus yang sama atau berbeda.

Karbokation tersier memiliki rumus umum seperti ditunjukkan pada gambar di samping. R, R’ dan R” adalah gugus-gugus alkil yang bisa sama atau berbeda.

Kestabilan berbagai karbokation

“Efek pendesakan elektron” oleh gugus-gugus alkil

Anda mungkin telah mengetahui bahwa bromin lebih elektronegatif dibanding hidrogen, sehingga pada sebuah ikatan H-Br elektron-elektron tertarik lebih dekat ke atom bromin dibanding ke atom hidrogen. Demikian juga yang terjadi jika sebuah atom bromin terikat pada sebuah atom karbon – elektron-elektron terdorong ke arah bromin. Bromin memiliki efek induktif negatif.

Apa yang terjadi pada gugus-gugus alkil adalah kebalikannya, yakni tidak menarik elektron ke arahnya, tetapi “mendesak” elektron menjauh darinya.

Ini berarti bahwa gugus alkil menjadi sedikit positif (+) dan karbon dimana mereka terikat sedikit bermuatan negatif (-). Gugus alkil memiliki efek induktif positif.

Ini terkadang ditunjukkan sebagai, misalnya:

Tanda panah menunjukkan elektron-elektron yang sedang “terdesak” menjauh dari gugus CH₃. Tanda plus pada ujung sebelah kiri tanda panah menunjukkan bahwa gugus CH₃ sedang menjadi positif. Simbol-simbol + dan – hanya menegaskan apa yang terjadi.

Pentingnya penyebaran muatan untuk menstabilkan ion

Ada kaidah umum yang mengatakan bahwa jika sebuah muatan sangat terlokalisasi (semuanya terpusat pada satu atom) maka ion jauh lebih tidak stabil dibanding jika muatan tersebar pada beberapa atom.

Mari kita menerapkan kaidah ini terhadap jenis-jenis karbokation seperti ditunjukkan pada gambar berikut:

Anda akan melihat bahwa efek pendesakan elektron oleh gugus CH₃ menempatkan semakin banyak muatan negatif pada karbon positif mulai dari karbokation primer ke sekunder sampai tersier. Hal ini tentu menimbulkan pengaruh berupa pengurangan muatan positif.

Pada saat yang sama, daerah di sekitar berbagai gugus CH₃ menjadi sedikit positif. Dengan demikian pengaruhnya adalah bahwa muatan positif tersebar pada semakin banyak atom mulai dari ion primer ke sekunder sampai tersier.

Semakin tersebar muatan positifnya, maka semakin stabil ion tersebut.

Orde kestabilan karbokation primer < sekunder < tersier

Kestabilan karbokation dari segi energi

Ketika kita berbicara tentang karbokation sekunder yang lebih stabil dari karbokation primer, kestabilan dalam hal apa yang sebenarnya kita maksudkan? Kestabilan yang dimaksud adalah kestabilan dari segi energi – karbokation sekunder berada pada tingkat yang lebih rendah dalam “tangga” energi dibanding karbokation primer.

Ini berarti bahwa akan diperlukan lebih banyak energi untuk membuat sebuah karbokation primer dibanding karbokation sekunder.

Jika ada pilihan antara membuat ion sekunder atau ion primer, maka jauh lebih mudah membuat ion sekunder.

Demikian juga, jika ada pilihan antara membuat ion tersier atau ion sekunder, maka jauh lebih mudah membuat ion tersier.

Ini memiliki imbas penting dalam reaksi alkena-alkena tidak simetris. Jika anda tertarik dengan topik ini, silahkan mengikuti link berikut ke menu reaksi adisi nukleofilik.

Resonansi Magnetik Inti (NMR)

Bagian ini menerangkan tentang spektrum proton RMI dan bagaimana spektrum tersebut dapat menjelaskan kedudukan atom-atom hidrogen dalam molekul organik.

Latarbelakang spektroskopi RMI

Resonansi magnetik inti mempunyai kaitan dengan sifat-sifat magnetik suatu inti tertentu.

Atom hidrogen sebagai magnet kecil

Jika anda mempunyai suatu kompas jarum, biasanya akan mengarah pada medan magnet bumi dengan arah utara. Jika jarum kompas tersebut anda putar dengan jari sehingga menunjukkan arah selatan – arah yang berlawanan dengan medan magnet bumi. Posisi ini sangat tidak stabil karena berlawanan dengan arah medan magnet bumi, dan jika anda membiarkannya jarum akan segera kembali ke posisi semula yang lebih stabil.

Inti hidrogen juga mempunyai perilaku seperti magnet kecil dan inti-inti hidrogen dapat juga diatur arahnya agar sesuai dengan arah medan magnet luar atau berlawanan dengan arah medan magnet luar. Arah yang berlawanan dengan medan adalah tak stabil (energinya tinggi). Ini memungkinkan untuk mengubah arahnya dari yang lebih stabil ke kurang stabil dengan memberikan energi yang sesuai.

Energi yang dibutuhkan untuk mengubahnya tergantung pada kekuatan medan magnet luar yang digunakan, tetapi biasanya dalam kisaran gelombang radio – pada frekuansi antara 60 – 100 MHz. (frekuansi radio BBC 4 adalah diantara 92-95 MHz!)

Hal ini memungkinkan untuk mendeteksi hubungan antara gelombang radio pada frekuensi tertentu dengan perubahan orientasi proton sebagai suatu puncak dalam grafik. Perubahan proton dari satu arah ke arah lain oleh gelombang radio disebut dengan kondisi resonansi.

Pengaruh lingkungan kimia atom hidrogen

Mungkinkah kita mendapatkan suatu proton yang terisolasi, kenyataannya proton mempunyai sesuatu yang mengelilinginya – terutama elektron. Adanya elektron ini akan mengurangi pengaruh medan magnet luar yang dirasakan oleh inti hidrogen.

Misalkan anda menggunakan frekuensi radio 90 MHz, dan anda mengatur besarnya medan magnet sehingga suatu proton yang terisolasi dalam kondisi resonansi.

Jika anda mengganti proton yang terisolasi dengan proton yang terhubung dengan sesuatu, proton tidak akan merasakan pengaruh yang penuh dari medan luar dan akan berhenti beresonansi(berubah dari satu arah magnetik ke arah yang lain). Kondisi resonansi tergantung pada adanya kombinasi yang tepat antara medan magnet luar dan frekuensi radio.

Bagaimanakah anda mengembalikan kondisi resonansi? Anda dapat sedikit meningkatkan medan magnet luar untuk mengimbangi pengaruh elektron.

Misalnya anda menghubungkan hidrogen dengan sesuatu yang lebih elektronegatif. Elektron dalam ikatan akan makin menjauh dari inti hidrogen, sehingga pengaruhnya terhadap medan magnet di sekitar hidrogen akan berkurang.

Untuk mengembalikan hidrogen pada kondisi resonansi, anda harus sedikit meningkatkan medan magnet luar untuk mengimbangi pengaruh elektron – tetapi tidak sebanyak jika hidrogen berada didekat atom X.

Rangkuman

Untuk suatu frekuensi radio yang diberikan (katakanlah, 90 MHz) atom hidrogen membutuhkan sedikit medan magnet untuk membuatnya beresonansi yang besarnya tergantung pada apa yang ada didekatnya – dengan kata lain kebutuhan medan magnet adalah untuk mengarahkan lingkungan atom hidrogen dalam suatu molekul.
Ciri-ciri spektrum RMI

Spektrum RMI yang sederhana adalah seperti berikut:

Puncak

Pada gambar terdapat dua puncak karena ada dua lingkungan hidrogen yang berbeda – dalam gugus CH3 dan gugus COOH yang mengandung oksigen. Mereka berada pada posisi yang berbeda dalam spektrum karena membutuhkan medan magnet luar yang sedikit berbeda untuk menyebabkannya beresonansi pada frekuensi radio tertentu.

Ukuran kedua puncak memberikan informasi yang penting, yaitu banyaknya atom hidrogen dalam tiap-tiap lingkungan. Bukan tinggi puncaknya tetapi perbandigan luas area di bawah puncak. Jika anda dapat menghitung luas area di bawah puncak pada diagram di atas, anda akan mendapatkan perbandingannya 3 (untuk puncak yang besar) dan 1 (untuk yang kecil).

Perbandingan 3:1 menunjukkan banyaknya atom hidrogen dalam dua lingkungan yang berbeda – hal ini sesuai untuk CH3COOH.

Perlunya standar sebagai pembanding – TMS

Sebelum kita menjelaskan makna skala pada posisi horisontal, kita akan menjelaskan tentang titik nol – pada bagian kanan skala. Nol adalah titik dimana anda akan mendapatkan suatu puncak yang disebabkan oleh atom-atom hidrogen dalam tetrametilsilan – biasanya disebut dengan TMS. Setiap pembacaan spektrum RMI akan dibandingkan dengan TMS ini.

Anda akan menemukan puncak pada beberapa spektra RMI yang ditimbulkan oleh TMS (pada nol), dan yang lainnya akan menjauhi puncak TMS ke sebelah kiri. Pada dasarnya, jika anda akan menganalisis spektrum dengan suatu puncak pada nol, anda dapat mengabaikannya karena itu adalah puncak dari TMS.

TMS dipilih sebagai standar karena beberapa alasan, diantaranya:

* TMS mempunyai 12 atom hidrogen yang semuanya memiliki lingkungan kimia yang sama. Mereka terikat oleh atom yang sama dengan cara yang sama sehingga tidak hanya menghasilkan puncak tunggal tetapi juga puncak yang kuat (karena ada banyak atom hidrogen).
* Hidrogen pada senyawa ini lebih terlindungi dibandingkan pada senyawa lain karena adanya elektron-elektron ikatan C-H. Ini artinya inti hidrogen lebih terlindungi dari medan magnet luar, dan anda harus meningkatkan medan magnet untuk membawa hidrogen ini kembali ke kondisi resonansinya.

Pengaruh dari hal ini adalah TMS menghasilkan puncak yang ekstrim pada sisi kanan. Dan puncak lain akan muncul di sebelah kirinya.

Pergeseran kimia

Skala horisontal ditunjukkan sebagai (ppm). dinamakan pergeseran kimia/chemical shift dan dihitung dalam bagian per juta/parts per million – ppm.

Suatu puncak dengan pergeseran kimia, misalnya 2.0 artinya atom-atom hidrogen yang memunculkan puncak tersebut memerlukan medan magnet 2 juta lebih kecil dari medan yang dibutuhkan oleh TMS untuk menghasilkan resonansi.

Suatu puncak pada pergeseran kimia 2.0 dikatakan mempunyai medan lebih rendah dari TMS (downfiled).

Pelarut untuk spektroskopi RMI

Spektra RMI biasanya ditentukan dari larutan substansi yang akan dianalisis. Untuk itu pelarut yang digunakan tidak boleh mengandung atom hidrogen, karena adanya atom hidrogen pada pelarut akan mengganggu puncak-puncak spektrum.

Ada dua cara untuk mencegah gangguan oleh pelarut. Anda dapat menggunakan pelarut seperti tetraklorometana, CCl4, yang tidak mengandung hidrogen, atau anda dapat menggunakan pelarut yang atom-atom hidrogennya telah diganti dengan isotopnya, deuterium, sebagai contoh CDCl3 sebagai ganti CHCl3. Semua spektrum RMI pada bagian ini menggunakan CDCl3 sebagai pelarut.

Atom-atom deuterium mempunyai sifat-sifat magnetik yang sedikit berbeda dari hidrogen, sehingga mereka akan menghasilkan puncak pada area spektrum yang berbeda.

Kegunaan Minyak Bumi

Kegunaan fraksi-fraksi yang diperoleh dari minyak bumi terkait dengan sifat fisisnya seperti titik didih dan viskositas, dan juga sifat kimianya.

Bensin

Bensin merupakan bahan bakar transportasi yang masih memegang peranan penting sampai saat ini. Bensin mengandung lebih dari 500 jenis hidrokarbon yang memiliki rantai C5-C10. Kadarnya bervariasi tergantung komposisi minyak mentah dan kualitas yang diinginkan. Lalu, bagaimana sebenarnya penggunaan bensin sebagai bahan bakar?

Bensin sebagai bahan bakar kendaraan bermotor

Oleh karena bensin hanya terbakar dalam fase uap, maka bensin harus diuapkan dalam karburator sebelum dibakar dalam silinder mesin kendaraan. Energi yang dihasilkan dari proses pembakaran bensin diubah menjadi gerak melalui tahapan sebagai berikut.

Pembakaran bensin yang diinginkan adalah yang menghasilkan dorongan yang mulus terhadap penurunan piston. Hal ini tergantung dari ketepatan waktu pembakaran agar jumlah energi yang ditransfer ke piston menjadi maksimum. Ketepatan waktu pembakaran tergantung dari jenis rantai hidrokarbon yang selanjutnya akan menentukan kualitas bensin. -Alkana rantai lurus dalam bensin seperti n-heptana, n-oktana, dan n­-nonana sangat mudah terbakar. Hal ini menyebabkan pembakaran terjadi terlalu awal sebelum piston mencapai posisi yang tepat. Akibatnya timbul bunyi ledakan yang dikenal sebagai ketukan (knocking). Pembakaran terlalu awal juga berarti ada sisa komponen bensin yang belum terbakar sehingga energi yang ditransfer ke piston tidak maksimum. -Alkana rantai bercabang/alisiklik/aromatik dalam bensin seperti isooktana tidak terlalu mudah terbakar. Jadi, lebih sedikit ketukan yang dihasilkan, dan energi yang ditransfer ke piston lebih besar.

Oleh karena itu, bensin dengan kualitas yang baik harus mengandung lebih banyak alkana rantai bercabang/alisiklik/aromatik dibandingkan alkana rantai lurus. Kualitas bensin ini dinyatakan oleh bilangan oktan.

Bilangan Oktan

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

= (30/100 x 0) + (70/100 x 100)

= 70

Bilangan oktan suatu 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.

Fraksi bensin dari menara distilasi umumnya mempunyai bilangan oktan ~70. Untuk menaikkan nilai bilangan oktan tersebut, ada beberapa hal yang dapat dilakukan:

-Mengubah hidrokarbon rantai lurus dalam fraksi bensin menjadi hidrokarbon rantai bercabang melalui proses reforming Contohnya mengubah n-oktana menjadi isooktana.

-Menambahkan hidrokarbon alisiklik/aromatik ke dalam campuran akhir fraksi bensin.

-Menambahkan aditif anti ketukan ke dalam bensin untuk memperlambat pembakaran bensin. Dulu digunakan senyawa timbal (Pb). Oleh karena Pb bersifat racun, maka penggunaannya sudah dilarang dan diganti dengan senyawa organik, seperti etanol dan MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether).

Cara-cara Menanggulangi Kecelakaan

1. Periksa dan hilangkan kondisi-kondisi kerja yang tidak aman. Gunakan daftar periksa (checklist) untuk identifikasi masalah. Jika bahaya tidak dapat dihilangkan, berjaga-jagalah (misalnya dengan pagar pengaman) atau bila perlu gunakan peralatan pelindung seperti topi, kaca mata, helm, atau sepatu pengaman.
2. Melalui seleksi, cobalah memilah/mengeluarkan karyawan yang mungkin mudah mendapatkan kecelakaan untuk pekerjaan yang sedang dalam penyelidikan.
3. Buatlah suatu kebijakan keselamatan kerja yang menekankan bahwa perusahaan akan melakukan usaha maksimal untuk menekan angka kecelakaan kerja dan menekankan pentingnya mencegah kecelakaan dan cedera kerja pada perusanaan atau laboratorium.
4. Tetapkanlah suatu tujuan yang terkendali/terkontrol yang tidak boleh gagal. Analisis jumlah kecelakaan kerja dan insiden keselamatan kerja, kemudian tetapkan target yang ingin dicapai, misalnya dalam bentuk rasio kecelakaan kerja per jumlah karyawan atau tenaga kerja.
5. Dorong dan latihlah karyawan agar sadar akan pentingnya keselamatan kerja, tunjukkan kepada mereka bahwa manajemen tingkat atas (top management) perusahaan dan supervisor punya perhatian yang serius terhadap keselamata dan kesehatan kerja.
6. Tegakkanlah aturan keselamatan kerja yang mendukung upaya-upaya menekan angka kecelakaan dan cedera akibat kerja.
7. Adakan pemeriksaan keselamatan dan kesehatan kerja secara teratur. Juga lakukan investigasi terhadap kecelakaan kerja dan yang nyaris menimbulkan kecelakaan kerja. Buatlah suatu sistem di tempat kerja tersebut yang memungkinkan karyawan dapat mengingatkan pihak manajemen tentang adanya keadaan-keadaan bahaya atau yang berpotensi menimbulkan bahaya.

Jenis Bensin

Ada tiga jenis bensin produksi Pertamina, yakni Premium, Pertamax, dan Pertamax Plus. Nilai bilangan oktan ketiga jenis bensin ini diberikan pada tabel terlampir. Beberapa keunggulan dari Pertamax dan Pertamax Plus dibandingkan Premium adalah:

• Mempunyai bilangan oktan yang tinggi.

Produsen mobil cenderung memproduksi kendaraan yang menggunakan perbandingan kompresi mesin yang tinggi. (Perbandingan kompresi mesin adalah perbandingan volume silinder sebelum dan sesudah kompresi). Hal ini dimaksudkan agar tenaga mesin menjadi besar dan kendaraan dapat melaju dengan kecepatan tinggi. Mesin demikian membutuhkan bensin dengan bilangan oktan yang tinggi.

• Meningkatkan kinerja mesin agar mesin makin bertenaga

Pertamax dan Pertamax Plus memiliki stabilitas oksidasi yang tinggi dan juga mengandung aditif generasi terakhir. Pembakaran bensin menjadi semakin sempurna sehingga kinerja mesin bertambah baik.

• Bersifat ramah lingkungan

Pertamax dan Pertamax Plus tidak mengandung Pb yang bersifat racun. Pembakaran yang semakin sempurna juga dapat mengurangi kadar emisi gas polutan seperti CO dan NOx.

• Lebih ekonomis dari segi harga bahan bakar dan biaya perawatan

Pertamax dan Pertamax Plus sudah mengandung aditif sehingga praktis dan tepat takarannya. Aditif juga dapat melindungi mesin sehingga dapat menekan biaya perawatan.

Dampak pembakaran bensin terhadap lingkungan

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

Langkah-langkah mengatasi dampak dari pembakaran bensin: -Produksi bensin yang ramah lingkungan, seperti tanpa aditif Pb. -Penggunaan EFI (Electronic Fuel Injection) pada sistem bahan bakar. -Penggunaan konverter katalitik pada sistem buangan kendaraan. -Penghijauan atau pembuatan taman dalam kota.

-Penggunaan bahan bakar alternatif yang dapat diperbaharui dan yang lebih ramah lingkungan, seperti tenaga surya dan sel bahan bakar (fuel cell).

Sejarah Penemuan Fotosintesis

Netsains.com – Jika anda berdiri di dekat pohon yang rindang saat cuaca panas, apakah yang anda rasakan? Ya, akan terasa sejuk. Tapi mengapa hal itu bisa terjadi? Inilah yang disebut proses fotosisintesis pada tumbuhan.

Jadi fotosintesis tersebut adalah proses produksi energi dari senyawa anorganik (karbondioksida) menjadi senyawa organik (gula) dengan memanfaatkan cahaya. Dalam proses fotosintesis akan menghasilkan oksigen yang berguna bagi mahluk hidup.   Sehingga prosesnya adalah :

6H₂O + 6CO₂ + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O₂

Tapi apakah para ilmuwan langsung menemukan reaksi seperti di atas ini? Ternyata tidak. Penemuan fundamental ini bertahap dan berlangsung selama 100 tahun lebih!

Berawal dari teori Aristoteles dan para filsuf dari Yunani 2000 tahun lalu yang menyatakan bahwa tumbuhan mengabsorbsi senyawa organik langsung dari tanah. Terinspirasi dari teori tersebut, pada tahun 1727 seorang pastor dan naturalis yang dipanggil sebagai Bapak Fisiologi Tumbuhan, Stephen Hales, menduga bahwa tumbuhan mendapatkan nutrisi dari udara dan sesuatu hal yang ajaib, mungkin cahaya masuk ke dalamnya. Sekedar informasi bahwa pada tahun itu ilmu kimia masih belum ada.

Tahun 1776, pencarian tentang fotosintesis dimulai. Joseph Priestly mempublikasikan tentang eksperimen dan observasi perbedaan macam-macam udara. Beliau salah satu perintis yang melakukan eksperimen tentang gas dan mungkin juga mempunyai peran dalam penemuan oksigen. Priestly memulai eksperimen pada tahun 1771, salah satunya adalah tentang “kontaminasi” udara dari nyala lilin terhadap keberlangsungan hidup tikus. Beliau juga menemukan bahwa udara yang terkontaminasi dapat diubah oleh tanaman.  Akan tetapi Priestly gagal mengungkapkan peran  cahaya dalam eksperimennya.

Eksperimen Priestly mendapat perhatian Jan Ingen-Housz, seorang fisikawan, dan telah berhasil mempublikasikan 500 eksperimen tentang pemurnian udara! Beliau menemukan bahwa  tumbuhan dapat memurnikan udara dalam hitungan jam, tetapi dengan syarat tumbuhan tersebut berwarna hijau dan harus didukung oleh cahaya matahari.

Priestly sependapat dengan Ingen-Housz dan pada tahun 1781 beliau melanjutkan eksperimennya lagi tentang cahaya dan tumbuhan hijau. Bersama Ingen-Housz, Priestly mengkonfirmasi dugaan Hales yang dibuat pada lebih dari 52 tahun lalu. Akhirnya melalui eksperimen-eksperimen tersebut berhasil mengungkapkan bahwa udara yang dimurnikan oleh tanaman itu adalah karbondioksida (CO₂). Dari hasil penemuan tersebut, banyak ilmuwan, baik fisikawan ataupun kimiawan, sedikit demi sedikit mengungkapkan misteri proses fotosintesis. Di tahun 1782 Jean Senebier mempublikasikan tentang pemurnian udara oleh tumbuhan hijau, tahun 1785 Lavoisier dari Prancis mengidentikasi CO₂, dan 1796 Ingen-Housz mengungkapkan bahwa CO₂ adalah sumber karbon untuk tumbuhan. Yang menarik dari eksperimen ini adalah bukan “nutrisi tanaman” sebagai topik utama, akan tetapi tujuannya adalah pemurnian udara yang berkaitan tentang keberlangsungan mahluk hidup.

Penemuan lain yang tidak kalah pentingnya adalah seorang ahli kimia dari Geneva, N.T. de Saussure pertama kalinya mengungkapkan komponen yang mendekati fotosintesis. Beliau menyimpulkan bahwa air (H₂O) dibutuhkan dalam proses pemurnian udara. Sehingga terbentuk proses :

CO₂ + H₂O  → O₂ + senyawa organik

Pada masa itu belum diketahui bahwa senyawa organik yang dimaksud adalah glukosa (C6H12O6). Akhirnya seorang ahli bedah asal Jerman, Julius Mayer mengklarifikasi energi yang berhubungan dengan fotosintesis. Pada tahun 1845 beliau mengungkapkan bahwa energi yang digunakan oleh tumbuhan dan hewan dalam metabolisme mereka adalah turunan dari energi matahari yang ditransformasi  dalam fotosintesis (dari radiasi ke bentuk kimia). Dan pertengahan abad 19 outline tentang fotosintesis telah komplit. Meski sudah komplit, para ilmuwan masih berusaha mengungkapkan lebih detail tentang proses fotosintesis yang pendekatannya dengan mikroskop dan analisis radiochemical.

Referensi :

Hopkin, W.G., Huner, N.P.A. (2004). Introduction to Plant Physiology. Third Edition. John Wiley and Sons, Inc. United State of America.

Sumber gambar :

http://www.topnews.in/artificial-leaf-may-help-generate-clean-power-anvil-2201052

Evolusionisme : Darwin vs Harun Yahya (II)

Netsains.Com – Sesuai dengan yang saya janjikan sebelumnya, di tulisan kedua ini saya akan mengupas bagaimana pandangan teori evolusi yang telah diungkapkan oleh Darwin bahwa makhluk hidup di muka bumi tercipta sebagai akibat dari peristiwa kebetulan dan muncul dengan sendirinya dari kondisi alamiah, dibantah oleh seorang Harun Yahya. Dalam e-book yang saya baca berjudul ‘Keruntuhan teori evolusi : membongkar manipulasi ilmiah di balik teori evolusi Darwin dan motif-motif ideologisnya’ yang ditulis oleh seorang Harun Yahya.

Saya akan merangkum berbagai pemikiran dan bantahan terhadap teori evolusi yang sudah dikeluarkan oleh Darwin dan sudah diyakini oleh banyak ilmuwan. Tapi sebelum lebih mendalam, ada pertanyaan mendasar, siapa sebenarnya Harun Yahya itu?

Siapa Harun Yahya?

Adnan Oktar itulah nama sebenarnya. Ilmuwan dan da’i terkemuka yang lahir di Ankara (Turki) pada tahun 1956, yang mengambil nama penanya dari “Harun” (Aaron) dan “Yahya” (John) untuk mengenang perjuangan dua orang Nabi tersebut melawan kekufuran. Beliau memulai perjuangan intelektualnya pada tahun 1979 dengan sangat menjunjung tinggi nilai akhlaq dan mengabdikan hidupnya untuk mendakwahkan ajaran agama kepada masyarakat. Lulusan dari Akademi Seni, Universitas Mimar Sinan, sering melakukan pengkajian yang mendalam tentang berbagai filsafat dan ideologi materialistik yang sangat berpengaruh terhadap masyarakat sekitar selama menempuh pendidikan. Salah satu hasil karyanya yang fenomenal adalah tentang bukunya yang membantah secara “ilmiah” dari teori evolusi Darwin. Dimana dalam buku tersebut beliau menjelaskan tentang bahaya Darwinisme dan teori evolusi, yang merupakan ancaman terhadap nilai-nilai akhlaq, dan terhadap dunia. Selain itu ada juga buku tentang keruntuhan teori ini oleh ilmu pengetahuan.

Buku Harun Yahya tersebut mendapatkan sambutan luas di banyak negara mulai dari India, Amerika, Inggris, Polandia, Bosnia, Spanyol sampai Brasil. Buku-bukunya sudah diterjemahkan ke dalam bahasa Inggris, Prancis, Jerman, Spanyol, Italia, Portugis, Urdu, Arab, Albania, Rusia, Serbo-Kroasia (Bosnia), Polandia, Malaya, Uygur, Turki, serta bahasa Indonesia. Sangat menarik mengkaji hal-hal yang sudah di-amini oleh semua ilmuwan, namun seiring berjalan waktu, ada yang mengungkapkan kelemahannya.

Runtuhnya Darwinisme dalam 20 pertanyaan

Sebagai ilmuwan yang beragama, Harun Yahya mempelajari ilmu pengetahuan dengan tidak hanya meyakini keberadaan Tuhan, tetapi juga mempercayai bahwa keseluruhan alam semesta adalah hasil ciptaan-Nya. Sebagaimana halnya ilmuwan tekenal lain seperti Leonardo da Vinci, Copernicus, Keppler dan Galileo (bapak paleontology), Cuvier (perintis botani dan zoology), Linnaeus; dan Isaac Newton (yang dijuluki sebagai ilmuwan terbesar yang pernah ada), sampai Albert Einstein (yang dianggap sebagai orang paling jenius di zaman kita) adalah orang-orang ilmuwan yang mempercayai Tuhan.

Nah, di dalam bukunya yang berjudul “Runtuhnya Teori Evolusi dalam 20 Pertanyaan” yang bisa diunduh secara gratis di website ini, membahas secara detail tentang pembuktian terbalik atas apa yang sudah dinyatakan oleh Darwin. Saya tidak akan membahas secara keseluruhan dari setiap bab tersebut disini. Tapi  saya sangat tertarik untuk berbagi disini dalam membahas bab pertama tentang “Mengapa Teori Evolusi Tidak Absah Secara Ilmiah”. Disini diutarakan bahwa teori evolusi diajukan sebagai hipotesa rekaan di tengah konteks pemahaman ilmiah abad kesembilan belas yang masih terbelakang, yang hingga hari ini belum pernah didukung oleh percobaan atau penemuan ilmiah apa pun. Sebaliknya, semua metode yang bertujuan membuktikan keabsahan teori ini justru berakhir dengan pembuktian ketidakabsahannya. Contohnya, dalam cabang ilmu pengetahuan seperti paleontologi, genetika, biokimia dan biologi molekuler telah membuktikan bahwa tak mungkin makhluk hidup tercipta akibat kebetulan atau muncul dengan sendirinya dari kondisi alamiah.

Sebagai contoh kecil dari tubuh makhluk hidup yaitu sel hidup yang disusun dari berjuta-juta molekul protein, dikatakan tidak mungkin terbentuk secara kebetulan, yang sudah ditunjukkan melalui berbagai percobaan dan pengamatan, serta melalui perhitungan probabilitas secara matematis. Harun Yahya menyatakan bahwa teori evolusi gugur di langkah pertama: yaitu gagal dalam menjelaskan kemunculan sel hidup yang pertama.

Penutup

Mungkin sangat sulit untuk meninggalkan teori Darwinisme yang sudah berusia lebih dari 150 tahun, tetapi dalam ilmu pengetahuan yang terus berkembang, tak terkecuali teori Darwin yang sudah melegenda itu, dapat dibuktikan dengan penelitian terbaru seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi. Karena ilmu pengetahuan saat ini, berkembang sangat pesatnya, bukan hanya hitungan tahun dan bulan, bahkan bisa dalam hitungan hari.

Image dari http://blogs.reuters.com dan beberapa informasi dari website Harun Yahya.