Bilangan Oktan/Angka Oktan

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.