Jawaban Pertanyaan

1. Anggaplah bahwa Anda adalah seorang peneliti yang sedang berusaha mencari bahan

bakar alternatif, berikanlah satu contoh bahan bakar yang menurut Anda memenuhi

persyaratan bahan bakar alternatif seperti dicantumkan dalam bacaan di atas, terangkan

tahapan pekerjaan yang harus Anda lakukan mulai dari pencarian bahan baku sampai

mendapatkan produknya!

Jawab:

Bahan bakar alternatif yang sangat memenuhi persyaratan adalah DiMethyl Ether (DME).

Dimethyl Ether atau yang dikenal dengan metoksi metana, merupakan senyawa organik

dengan rumus CH3OCH3. DME memenuhi persyaratan sebagai bahan bakar alternatif yang

baik karena beberapa hal sebagai berikut:

DME merupakan gas yang bersih, tidak berwarna, serta mudah untuk dicairkan dan

didistribusikan. Hal ini memudahkan penyimpanan DME pada saat keadaan cair serta

biaya produksinya akan lebih mudah dibandingkan penyimpanan dalam bentuk gas.

DME juga dapat dihasilkan dari berbagai sumber, meliputi material yang dapat

diperbaharui (biomassa, limbah, dan produk agrikultur) dan bahan bakar fossil (gas alam

dan batu bara). Indonesia sebagai negara dengan biomassa dan sumber batubara yang

melimpah sangat berpotensi untuk memproduksi DME secara nasional.

Mengandung kadar oksigen yang tinggi sehingga mempermudah terjadinya proses

pembakaran karena dalam pembakaran dibutuhkan oksidator atau substansi yang

mengandung oksigen.

Mengandung kadar sulfur maupun senyawa berbahaya lainnya dalam jumlah yang rendah

sehingga zat-zat berbahaya tersebut tidak mencemari lingkungan sekitar.

Pembakarannya yang bersih membuat DME menjadi serbaguna dan sebagai larutan yang

menjanjikan dalam bentuk campuran yang dapat diperbaharui dan memiliki kadar karbon

yang rendah. Kadar karbon rendah yang dimiliki oleh DiMethyl Ether dapat mengurangi

jumlah jelaga (black carbon) yang terbentuk setelah proses pembakaran selesai. Dengan

sedikitnya jelaga yang terbentuk, maka semakin baik mutu pembakaran DiMethyl Ether

sehingga hal tersebut juga menjadi salah satu persyaratan bahan bakar alternatif yang baik.

Berikut ini merupakan sifat yang dimiliki oleh DiMethyl Ether:

Molecular formula C2H6O

Molar mass 46.07 g mol−1

Appearance Colourless gas

Odor Typical

Density 1.97 g L−1

Melting point -141 °C, 132 K, -222 °F

Boiling point -24 °C, 249 K, -11 °F

Massa Molar / berat molekul DME yang kecil menyebabkan titik didih yang dimiliki

oleh DME juga kecil sehingga mengakibatkan terjadinya pembakaran DME dalam kurun

waktu yang relatif singkat. Selain itu, berat molekul juga memengaruhi mutu pembakaran

DME tersebut. Semakiin ringan berat molekul yang dimiliki suatu senyawa, maka akan

semakin sedikit jelaga atau smoke yang terbentuk.

Tahapan Proses

Pembuatan DME yang dibahas pada konteks ini menggunakan bahan dasar berupa

biomassa dan dapat dilakukan melalui dua proses, yaitu secara langsung maupun tidak

langsung. Caranya dengan mereaksikan material biomassa pada temperatur tinggi yang

terkontrol oksigennya melalui suatu reaktor reaktor. Hasil pereaksian tersebut adalah

campuran gas yang disebut gas sintesis atau syngas. Selanjutnya, Syngas tersebut

dikonversikan lagi sedemikian rupa menjadi methanol. Lalu, metanol diolah menjadi DME.

Adapun proses pembuatan DME menggunakan bahan biomassa secara langsung, yaitu

diproduksi dari syngas tanpa harus dikonversikan ke dalam bentuk metanol.

Di bawah ini merupakan gambar pemrosesan bahan mentah menjadi DME:

2. Suatu penelitian dilakukan untuk mensintesis bahan bakar alternatif. Beberapa analisa,

baik kualitatif maupun kuantitatif, dilakukan terhadap produk bahan bakar tersebut.

Salah satu analisa yang dilakukan adalah setelah pemisahan produk dengan reaktan,

penentuan massa molar. Data yang diperoleh adalah sebagai berikut:

NOP (kPa) ρ (g / L) P (atm)

ρP

(g / L atm)

1 12.223 0.225 0.122 1.844

2 25.2 0.456 0.252 1.809

3 36.97 0.664 0.369 1.799

4 60.37 1.062 0.604 1.758

5 85.23 1.468 0.852 1.723

6 101.3 1.734 1.013 1.712

Berdasarkan data yang diberikan di atas, tentukan tekanan pada saat gas dikatakan ideal

dan tentukan massa molar X. Jelaskan cara lain yang dapat digunakan untuk menentukan

massa molar dari suatu gas dengan pendekatan gas ideal atau gas nyata.

Jawab:

Tekanan pada saat gas dikatakan ideal, yaitu saat tekanan mencapai 1 atm. Dalam kondisi ini,

data ke-6 memiliki tekanan sebesar 1.013 atm yang mendekati 1 atm sehingga data ke-6

memiliki tekanan pada saat gas dikatakan ideal, yaitu sebesar 1.013 atm.

Untuk menentukan massa molar X, maka dapat dilakukan dengan melakukan pendekatan

terhadap gas ideal yang menggunakan rumus :

P V=n R T

P V= mMr

R T

karena ρ=mV

, maka

P= ρMr

R T , sehingga Mr= ρP

R T ,

Pada keadaan ideal, suhu yang teridentifikasi sebesar 0 oC = 273.15 K , nilai R = 0.082

Dengan demikian Mr X sebesar

Mr=1.7341.013

0.082 ×273.15=38.34g

mol

Selain dengan menggunakan pendekatan gas ideal Mr X juga dapat dicari dengan

melakukan pendekatan gas nyata menggunakan metode limiting density.

Mr=RT ( ρP )P=0

Noρ (g / L) P (atm)

ρP

(g / L atm)

1 0.225 0.122 1.844

2 0.456 0.252 1.809

3 0.664 0.369 1.799

4 1.062 0.604 1.758

5 1.468 0.852 1.723

6 1.734 1.013 1.712

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.2001.600

1.650

1.700

1.750

1.800

1.850

1.900

f(x) = − 0.146862856389602 x + 1.85278724912057

P Vs ρ/P

Series 1Linear (Series 1)Linear (Series 1)Linear (Series 1)

Berdasarkan penggunaan regresi linear di dapatkan persamaan dari grafik, yaitu:

y = -0,027x + 1,870

Angka 1,870 dianggap sebagai nilai ρP

pada saat tekanannya bernilai 0 yang merupakan

ekstrapolasi pada tabel yang tertera di halaman sebelumnya. Sehingga didapatkan nilai Mr

nya sebesar:

Mr = 0.082 x 273,15 x 1,870

Mr = 41,88 g

mol

P - tekanan