Bilangan Oktan/Angka Oktan
Pengertian Bilangan Oktan/Angka Oktan
Bilangan oktan adalah angka yang menunjukkan seberapa besar tekanan yang
bisa diberikan sebelum bensin terbakar secara spontan. 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. Jika campuran gas ini terbakar karena tekanan yang tinggi (dan
bukan karena percikan api dari busi), maka akan terjadi knocking atau
ketukan di dalam mesin. Knocking ini akan menyebabkan mesin cepat rusak,
sehingga sebisa mungkin harus kita hindari.
Nama oktan berasal dari oktana (C 8), karena dari seluruh molekul
penyusun bensin, oktana yang memiliki sifat kompresi paling bagus.
Oktana dapat dikompres sampai volume kecil tanpa mengalami pembakaran
spontan, tidak seperti yang terjadi pada heptana, misalnya, yang dapat
terbakar spontan meskipun baru ditekan sedikit.
Bensin dengan bilangan oktan 87, berarti bensin tersebut terdiri dari
87% oktana dan 13% heptana (atau campuran molekul lainnya). Bensin ini
akan terbakar secara spontan pada angka tingkat kompresi tertentu yang
diberikan, sehingga hanya diperuntukkan untuk mesin kendaraan yang
memiliki ratio kompresi yang tidak melebihi angka tersebut.
Umumnya skala oktan di dunia adalah Research Octane Number (RON). RON
ditentukan dengan mengisi bahan bakar ke dalam mesin uji dengan rasio
kompresi variabel dengan kondisi yang teratur.
Beberapa angka oktan untuk bahan bakar:
-
87 Bensin standar di Amerika Serikat
-
88 Bensin tanpa timbal Premium-TT
-
91 Bensin standar di Eropa
-
94 Premix-TT
-
95 Super-TT
Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin.
Menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb(C2H5)4) pada bensin akan
meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin "murah"
dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan timbal ini.
Untuk mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang
mengandung TEL dibutuhkan etilen bromida (C 2H5Br). Celakanya, lapisan
tipis timbal terbentuk pada atmosfer dan membahayakan makhluk hidup,
termasuk manusia. Di negara-negara maju, timbal sudah dilarang untuk
dipakai sebagai bahan campuran bensin.
Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE
(methyl tertiary butyl ether, C5H11O), yang berasal dan dibuat dari
etanol. MTBE murni berbilangan setara oktan 118. Selain dapat
meningkatkan bilangan oktan, MTBE juga dapat menambahkan oksigen pada
campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak
sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Belakangan diketahui bahwa
MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat
karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi
kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa
bensin ) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber
air minum lainnya.
Etanol yang berbilangan oktan 123 juga digunakan sebagai campuran.
Etanol lebih unggul dari TEL dan MTBE karena tidak mencemari udara
dengan timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh dari fermentasi
tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya cukup melimpah.
Etanol semakin sering dipergunakan sebagai komponen bahan bakar setelah
harga minyak bumi semakin meningkat.
Jenis-jenis bensin
Jenis Bahan Bakar Minyak Bensin merupakan nama umum untuk beberapa jenis
BBM yang diperuntukkan untuk mesin dengan pembakaran dengan pengapian.
Di Indonesia terdapat beberapa jenis bahan bakar jenis bensin yang
memiliki nilai mutu pembakaran berbeda. Nilai mutu jenis BBM bensin ini
dihitung berdasarkan nilai RON (Randon Otcane Number). Berdasarkan RON
tersebut maka BBM bensin dibedakan menjadi 3 jenis yaitu:
- Premium (RON 88) : Premium adalah bahan bakar minyak jenis distilat
berwarna kekuningan yang jernih. Warna kuning tersebut akibat adanya zat
pewarna tambahan (dye). Penggunaan premium pada umumnya adalah untuk
bahan bakar kendaraan bermotor bermesin bensin, seperti : mobil, sepeda
motor, motor tempel dan lain-lain. Bahan bakar ini sering juga disebut
motor gasoline atau petrol.
- Pertamax (RON 92) : ditujukan untuk kendaraan yang mempersyaratkan
penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan tanpa timbal (unleaded).
Pertamax juga direkomendasikan untuk kendaraan yang diproduksi diatas
tahun 1990 terutama yang telah menggunakan teknologi setara dengan
electronic fuel injection dan catalytic converters.
- Pertamax Plus (RON 95) : Jenis BBM ini telah memenuhi standar
performance International World Wide Fuel Charter (WWFC). Ditujukan
untuk kendaraan yang berteknologi mutakhir yang mempersyaratkan
penggunaan bahan bakar beroktan tinggi dan ramah lingkungan. Pertamax
Plus sangat direkomendasikan untuk kendaraan yang memiliki kompresi
ratio > 10,5 dan juga yang menggunakan teknologi Electronic Fuel
Injection (EFI), Variable Valve Timing Intelligent (VVTI), (VTI),
Turbochargers dan catalytic converters.
Adapun Jenis Bensin yang dipasarkan beberapa perusahaan di Indonesia di antaranya :
1. PERTAMINA
-Premium
-Premix
-Pertamax
-Pertamax Plus
-Avgas
-Diesel
2. SHELL
-Shell Fuel Super Ron 92
-Shell Fuel Super Xtra Ron 95
-Shell Diesel
3. PETRONAS
Anti-Knocking dan cara mencegah knocking
Knocking (ketukan) adalah peledakan campuran (uap bensin dengan udara)
didalam silinder mesin dengan siklus Otto sebelum busi menyala.
Peristiwa knocking ini angat mengurangi daya mesin. Hidrokarbon rantai
lurus cenderung membangkitkan knocking. Ketukan dalam mesin terjadi
karena pembakaran tidak sempurna yang disebabkan oleh tidak tepatnya
perbandingan uap bahan bakar dan udara yang tidak seimbang. Hal ini akan
menyebabkan tidak semua bahan bakar terbakar dalam mesin. Bahan bakar
yang tidak terbakar akan mengakibatkan panas tidak merata dan
menyebabkan terjadinya kerak mesin. Pembakaran tidak sempurna akan
menyebabkan tekanan dan panas yang tinggi, sehingga mengakibatkan
kerugian tenaga, pemborosan bahan bakar dan kerusakan pada mesin. Mutu
pembakaran mogas oleh sifat ketukan yang dapat dilihat pada besarnya
angka oktana. Terjadinya ketukan pada mesin disebabkan karena kurang
terpenuhinya angka oktana, yang ditandai dengan terjadinya reaksi
berantai dari peroksida.
Anti-knocking adalah penambahkan bahan anti ketukan ke dalam mogas Untuk
meniadakan reaksi ketukan/peledakan campuran (knocking), yang mana
anti-knocking itu berupa TEL, TML atau campuran keduanya.
Cara Pencegahan Knocking
- Memilih angka oktan. Memilih oktan untuk kendaraan seperti mengisi air
ke dalam gelas hingga tinggi tertentu. Ada batas di mana mesin akan
terpuaskan. Kurang menyebabkan tidak optimal dan terganggu. Makin penuh
makin OK. Namun terlalu banyak hanya akan tumpah, mubazir saja.
- Memundurkan timing untuk mencegah knocking. Agar kedua ledakan
/pembakaran tidak saling tubruk, maka timing dimajukan. Jadi pembakaran
yang semestinya terjadi justru mendekati waktu pembakaran yang keliru.
Maka terhindarlah dua lidah api bertemu dari dua ledakan. Tentu saja
tindakan ini akan menurunkan efisiensi mesin.
- Menambahkan Octane Booster pada bensin (dimasukkan ke tangki bensin)
- Menggunakan katalis untuk menaikkan nilai oktan (biasanya mengandung timbal, tidak ramah lingkungan).
- Merubah derajat waktu pengapian (ignition timing) ke posisi yang lebih lambat (Retard).
- Menggunakan aplikasi water-injection (agak repot untuk perawatannya).
- dan lain-lain.
Zat aditif bensin
Tetraetil lead. Menambahkan tetraetil lead pada bensin akan meningkatkan
bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin “murah” dapat digunakan
dan aman untuk mesin dengan menambahkan lead (timbal) ini. Tetapi
akibatnya adalah bumi yang kita tinggali ini diselimuti oleh lapisan
tipis lead, dan lead ini berbahaya untuk makhluk hidup, termasuk
manusia. Sehingga di negara-negara maju, lead sudah dilarang untuk
dipakai sebagai bahan campuran bensin. MTBE (methyl tertiary butyl
ether), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE ini selain dapat
meningkatkan bilangan oktan, juga dapat menambahkan oksigen pada
campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak
sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Tetapi, belakangan diketahui
bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat
karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi
kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pom bensin)
dan MTBE ini masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber
air minum lainnya.
Zat-zat pencemar yang berasal dari pembakaraan BBM.
Zat-zat pencemar yang berasal dari pembakaran BBM diantaranya :
a. Karbon monoksida (CO)
Dikota besar yang lalu lintas kendaraannya cukup sibuk, kadar CO di
udara mencapai 50 ppm, bahkan didaerah sekitar lampu lalu lintas dapat
mencapai 120 ppm. Udara dengan kadar CO lebih dari 100 ppm dapat
menimbulkan sakit kepala dan cepat lelah, dan udara dengan kadar CO 250
ppm dapat menyebabkan pingsan bagi orang yang menghirupnya.
b. Nitrogen oksida (NOx)
Sumber utama Nitrogen oksida pencemar udara berasal dari bahan bakar
dalam industri dan kendaraan bermotor karena nitrogen dan oksigen tidak
bereaksi pada suhu rendah, tetapi bereaksi pada suhu tinggi.
N2(g) + O2(g) → 2NO2(g)
Sekitar 10% dari gas NO yang dihasilkan ini, dioksidasi lebih lanjut membentuk gas NO2
2 NO(g) = O2 (g) → 2 NO2(g)
Campuran NO dan NO2 sebagai pencemar udara biasanya ditandai dengan
lambang Nox. Lambang NOx diudara adalah 0,05 ppm. Gas NOx diudara secara
langsung tidak beracun pada manusia, tetapi Nox bereaksi terhadap
bahan-bahan pencemar lain dan menimbulkan fenomena asbut (asab kabut)
atau smog (berasal dari smoke = asap dan fog = kabut)
c. Oksida Belerang (SO2 dan SO3)
Gas oksida belerang dapat terjadi dari letusan gunung berapi, pembakaran
bahan bakar minyak dan batubara yang mengandung belerang, serta dari
industri pengolahan logam.
Contoh
(1) pembakaran batu bara dan minyak yang mengandung belerang S(5) + O2(9) → SO2(9)
(2) pemanggangan seng sulfida
2Zn S(5) + 3 O2(9) → 2 Zn O(5) + 2 SO2 (9)
Daerah yang tercemar oksida belerang dapat mengalami hujam asam, yaitu
ph air hujan ≤ 5. Hujan asam berbahaya bagi makhluk hidup karena dapat
menimbulkan
(1) iritasi pada kulit berupa gatal-gatal
(2) korosi terhadap logam-logam sehingga timbul karat
(3) merusak bangunan yang terbuat dari batu pualam/marmer
karena kapur akan bereaksi dengan asam.
CaCO3(s) = H2 SO4 (og) →
CaSO4(5) + H2 CO3 → CO2(g)
H2O(1)
(4) merusak tumbuh-tumbuhan.
d. Hidrokarbon yang tidak terbakar
Sebagai sumber utama ozon di perkotaan.Berbeda dengan lapisan ozon yang
berada di atmosfer atas (stratosfer) yang berguna bagi manusia dan
makhluk hidup lainnya, ozon yang kontak langsung dengan manusia dan
makhluk hidup ini berbahaya, karena bersifat oksidator.