Download - amali Minyak
PRAKTIKAL 1: BAHAN API
Tujuan :
Untuk menyiasat penyulingan berperingkat petroleum.
Bahan-bahan/alat radas :
Petroleum, serpihan porselin, kertas turas, kaki retort, condenser Liebig, kelalang
penyulingan, kelalang kon, kasa dawai, tungku kaki tiga, piring penyejat, dan penunu
Bunsen.
Prosedur:
A: Penyulingan berperingkat petroleum.
1. Alat radas dan peralatan dipasangkan seperti yang ditunjukkan di rajah 1.
2. Petroleum di dalam kelalang penyulingan dipanaskan secara perlahan-lahan.
3. Pecahan petroleum pada peringkat pertama dikumpulkan pada suhu 30-80 oC.
4. Pemanasan diteruskan dan hasil penyulingan dikumpulkan dalam kelalang kon
yang berbeza pada julat suhu yang berbeza iaitu 80-120oC, 120-160OC, dan
160– 200oC.
B: Ciri-ciri pecahan penyulingan yang berbeza.
1. Warna petroleum diperhatikan pada setiap peringkat.
2. Kelikatan petroleum diperhatikan dengan mencondongkan kelalang kon.
3. Hasil penyulingan pada setiap peringkat suhu dimasukkan ke dalam piring
pengewapan dan dipanaskan. Warna nyalaan api dan jelaga diperhatikan.
4. Pemerhatian direkodkan.
Keputusan:
Pecahan Julat suhu
(0C)
Warna Kelikatan Kebolehbakaran Kandungan
jelaga
1 30-80 Kuning muda Tidak
likat/cair.
Sangat mudah
terbakar
Sangat kurang
2 80-120 Kuning muda
yang agak
terang
Kurang
likat
Mudah terbakar Kurang
3 120-160 Kuning Likat Susah terbakar Banyak
4 160-200 Kuning tua Sangat
likat
Sangat susah
terbakar
Sangat banyak
Gambar-gambar:
Perbincangan :
Dengan melakukan penyulingan pecahan, minyak mentah akan diasingkan
kepada beberapa pecahan berdasarkan julat suhu takat didih. Semasa eksperimen,
terdapat empat pecahan petroleum. Setiap pecahan mempunyai sifat-sifat yang
Gambar 1: Proses penyulingan bermula dan petroleum yang dipanaskan menghasilkan wap yang kemudiannya terkondensasi di kondenser Liebig.
Gambar 3: Ujian yang dijalankan bagi menguji kebolehbakaran pecahan-pecahan petroleum yang terhasil.
Gambar 4: Langkah yang digunakan untuk menguji kelikatan pecahan petroleum yang terhasil dimana tabung uji yang mengandungi pecahan dicondongkan.
Gambar 2: Empat hasil pecahan yang diperolehi daripada proses penyulingan berperingkat petroleum yang dijalankan. Dapat dikenalpasti perbezaan warna diantara pecahan-pecahan tersebut.
tersendiri terhadap suhu takat didih, kelikatan, warna pecahan, warna nyalaan dan
kuantiti jelaga yang terhasil apabila dibakar.
Berdasarkan keputusan eksperimen yang diperolehi, didapati sifat-sifat yang
terdapat pecahan petroleum yang terhasil berubah selari dengan pertambahan takat
didih pecahan tersebut. Semakin tinggi takat didih pecahan itu, semakin likat pecahan
tersebut kerana panjang rantai hidrokarbon pecahan semakin bertambah dan daya
tarikan antara molekul- molekulnya semakin kuat. Pecahan petroleum yang mempunyai
takat didih yang tinggi juga semakin sukar untuk terbakar serta kuantiti jelaga yang
terhasil daripada pembakaran pecahan tersebut juga semakin tinggi kerana peratus
karbon per molukel semakin bertambah dengan bertambahnya takat didih pecahan itu.
Bagi pecahan pertama, ia mempunyai takat didih pada julat suhu 30-80oC. ini
menunjukkan pecahan pertama mempunyai takat didih paling rendah berbanding
pecahan-pecahan lain. Pecahan pertama berwarna kuning muda dan merupakan warna
paling cerah bagi pecahan petroleum. Pecahan pertama mempunyai kelikatan yang
sangat rendah dan sangat cair. Kebolehbakaran bagi pecahan pada peringkat ini
adalah sangat mudah terbakar dan ia menghasilkan sangat kurang jelaga apabila
dibakar.
Pecahan 2 yang mempunyai takat didih pada julat suhu daripada 80-120ºC
Warna bagi pecahan ini adalah kuning muda yang agak terang jika dibandingkan
dengan pecahan 1 tetapi masih cair. Kelikatan bagi pecahan ini ialah lebih likat
daripada pecahan 1. Apabila pecahan 2 dibakar, kuantiti jelaga yang dihasilkan adalah
lebih banyak berbanding jelaga yang terhasil di pecahan pertama. Kebolehbakaran bagi
pecahan ini adalah mudah terbakar tetapi agak lambat jika dibandingkan dengan
pecahan yang pertama.
Pecahan 3 mempunyai takat didih di antara julat suhu 120-160ºC. Warna bagi
pecahan ini adalah kuning dan mempunyai kelikatan yang lebih tinggi daripada
pecahan pertama dan kedua. Pecahan ketiga ini lebih likat berbanding pecahan
pertama dan kedua. Kebolehbakaran bagi pecahan ketiga adalah agak susah untuk
terbakar jika dibandingkan dengan pecahan pertama dan kedua. Kuantiti jelaga yang
dihasilkan daripada pembakaran pecahan peringkat ketiga ini juga lebih banyak.
Pecahan 4 mempunyai takat didih yang julat suhunya daripada 160-200°C.
Pecahan ini mempunyai warna kuning tua dan merupakan pecahan yang paling pekat
diantara semua pecahan lain yang diperolehi. Pecahan ini adalah yang paling likat.
Disamping itu, kebolehbakaran bagi pecahan keempat ini adalah sangat susah terbakar
serta kuantiti jelaga yang dihasilkan apabila pecahan dibakar adalah paling banyak jika
dibandingkan dengan semua pecahan lain.
Namun begitu, semua pecahan tersebut mempunyai beberapa ciri yang sama
iaitu, keterlarutan dalam air dimana semua pecahan petroleum yang terhasil tidak larut
dalam air. Semua pecahan petroleum juga adalah bersifat neutral . Pecahan juga
mempunyai hasil pembakaran sama iaitu semua pecahan petroleum yang terbakar
menghasilkan gas karbon dioksida dan air.
Melalui rujukan yang dijalankan dapat dikatakan bahawa nama bagi setiap ialah
nafta bagi pecahan pertama, gasolin pada peringkat kedua, paraffin pada peringkat
ketiga dan diesel bagi pecahan keempat. Dapat dirumuskan bahawa ciri-ciri yang
terdapat pada setiap pecahan adalah bergantung pada panjang rantai dan jumlah
karbon yang terdapat pada molekul hidrokarbon pecahan tersebut.
Terdapat beberapa langkah keselamatan yang harus dipatuhi semasa
menjalankan amali ini antaranya ialah dengan memastikan alatan radas telah
diketatkan dengan baik serta getah paip yang digunakan untuk mengalirkan air tidak
bocor. Selain itu, pengudaraan makmal hendaklah dalam keadaan baik disamping
pengendalian peralatan kaca dengan berhati-hati bagi mengelakkan berlakunya
sebarang kemalangan. Akhir sekali, produk atau hasil pecahan turasan hendaklah
diletakkan jauh daripada api kerana ianya merupakan bahan yang mudah terbakar.
Kesimpulan :
Petroleum boleh disediakan melalui proses penyulingan berperingkat
berdasarkan takat didih tertentu. Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin gelap
warna pecahan tersebut. Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin likat pecahan
tersebut. Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin kurang tahap
kebolehbakarannya dan semakin banyak kuantiti jelaga yang terhasil.
Soalan Penggayaan:
1. Bincangkan kebolehbakaran bagi setiap pecahan petroleum.
Pecahan petroleum bagi peringkat pertama lebih mudah terbakar berbanding
pecahan petroleum yang keempat. Dapat diperhatikan bahawa kadar kebolehan
petroleum untuk terbakar semakin menurun walaupun takat didih dan jumlah
rantai molekul hidrokarbon bertambah. Hal ini demikian kerana semakin panjang
rantai hidrokarbon, semakin banyak tenaga haba yang diperlukan untuk
memecahkan rantai hidrokarbon tersebut.
2. Bincangkan hubungan takat didih pecahan dengan:
a) Warna pecahan.
- Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin terang warna pecahan
petroleum yang terhasil bagi setiap peringkat. Warna yang terhasil
bergantung pada saiz molekul. Jika saiz molekul besar, maka, warna
pecahan petroleum menjadi lebih terang, bermula dari kuning muda pada
peringkat pertama, kuning muda yang agak terang pada peringkat kedua,
kuning pada peringkat ketiga, dan akhir sekali kuning tua.
b) Kelikatan pecahan
- Semakin tinggi takat didih pecahan, semakin likat pecahan petroleum
yang terhasil. Hal ini demikian kerana rantai ikatan molekul hidrokarbon yang
panjang akan menjadikan pecahan yang terhasil adalah likat manakala
pecahan petroleum yang mempunyai ikatan yang ringkas dan pendek agak
kurang likat atau cair. Oleh itu, semakin panjang rantai hidrokarbon didalam
pecahan petroleum yang terhasil, semakin likat pecahan tersebut. Pecahan
petroleum yang mempunyai mempunyai jumlah hidrokarbon yang lebih
panjang mempunyai takat didih yang lebih tinggi.
c) Jumlah jelaga yang dihasilkan pada setiap pecahan.
- Semakin tinggi takat didih pecahan tersebut, semakin banyak jumlah
kuantiti jelaga yang dihasilkan apabila dibakar. Pecahan petroleum pada
peringkat keempat menghasilkan lebih banyak jelaga jika dibandingkan
dengan pecahan petroleum pada peringkat pertama. Hal ini demikian kerana,
pecahan yang mempunyai takat didih yang tinggi mempunyai kuantiti karbon
yang lebih banyak dalm rantai hidrokarbon, maka daya tarikan antara molekul
semakin tinggi. Jumlah karbon yang banyak akan menyebabkan
menyebabkan banyak jelaga yang terhasil.
3. Pecahan X ialah C6H14. Ramalkan warna, kelikatan dan jumlah jelaga yang
dihasilkan oleh X.
Berdasarkan formula, pecahan X adalah heksana. Oleh itu, pecahan X akan
mempunyai warna kuning muda dengan kelikatan yang rendah atau cair serta
menghasilkan sedikit jelaga apabila dibakar.
4. Tulis persamaan kimia seimbang tindak balas yang mewakili pembakaran
gasolin (C6H18)
2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O
5. Pembakaran yang tidak sempurna bagi gasolin membebaskan gas beracun iaitu
karbon monoksida dan oksida nitrik. Tuliskan persamaan kimia untuk
menunjukkan tindak balas tidak sempurna gasolin tersebut.
2C8H18 + 17O2 16CO + 18H2O
6. Apakah yang dimaksudkan dengan biodiesel?
- Biodiesel merupakan suatu nama dari Alkyl Ester iaitu etil ester yang dihasilkan
daripada minyak sayuran atau lemak haiwan yang bertindakbalas dengan
methanol atau etanol. Biodiesel dapat digunakan sebagai bahan bakar pada
mesin yang menggunakan diesel untuk beroperasi. Biodiesel mempunyai sifat
kimia yang hampir serupa dengan petroleum mahupun diesel sehingga ianya
dapat digunakan terus pada mesin diesel atau dicampur dengan petroleum
diesel. Biodiesel tidak menghasilkan gas yang berbahaya seperti sulphur
dioksida kerana ianya tidak mengandungi sulfur dan lebih bersih serta lebih
mudah ditangani jika dibandingkan dengan petroleum diesel. Oleh itu, biodiesel
dijadikan sebagai bahan bakar alternatif masa depan dan ianya boleh
digolongkan dalam sumber yang boleh diperbaharui. Penggunaannya boleh
mengurangkan pencermaran yang dihasilkan oleh bahan bakar dari petroleum.
7. Apakah kelebihan menggunakan biodiesel berbanding pecahan petroleum?
- Salah satu daripada kelebihan yang terdapat pada biodiesel adalah ianya boleh
diperbaharui kerana biodiesel dihasilkan daripada minyak sayuran dan lemak
haiwan yang mana ianya boleh diperolehi dengan mudah seperti minyak masak
yang telah digunakan. Ia juga lebih mesra alam daripada diesel kerana
membebaskan lebih sedikit karbon monoksida, karbon dioksida, sulfur dioksida
dan zarah-zarah lain yang menjejaskan alam sekitar. Biodiesel juga lebih cekap
bahan api petroleum kerana ianya mempunyai kandungan ‘cetane’ yang lebih
tinggi daripada bahan api petroleum. Kurang berbau kerana mengeluarkan
aroma makanan bergoreng atau aroma barbeku apabila digunakan.
Bibliografi :
Addison Keith. Biodiesel. (2012). Dari http://journeytoforever.org/biodiesel.html
Freudenrich Craig. How Oil Refining Works. (2001). Dari http://science.howstuffworks.com/environmental/energy/oil-refining4.htm
Toh Kim Kau. SPM Kimia. (1999). Petaling Jaya: Sasbadi Sdn. Bhd.