Pendahuluan :Pembakaran merupakan reaksi oksidasi yang sangat cepat antara bahan baklar (fuel)

dan oksidator dengan menimbulkan panas atau nyala dan panas. Pembakaran dalam mesin diesel terdiri dari empat tahap. Tahap 1 adalah waktu pembakaran tertunda dimana partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar. Tahap 2 adalah perambatan api dimana tekanan akan naik. Tahap 3 adalah pembakaran langsung atau disebut juga pembakaran dikontrol. Tahap terakhir adalah pembakaran lanjut, walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung.

Spektroskopi Infra Red (IR) sangat penting dalam kimia modern, terutama dalam daerah organik. Sumber radiasi yang digunakan dalam metode ini adalah sinar Infra Merah (Infra Red). Pengabsorpsian energi pada berbagai frekuensi dapat dideteksi oleh spektrofotometer infra red, yang memplot jumlah radiasi infra merah yang diteruskan melalui sampel sebagai fungsi frekuensi, jumlah gelombang, atau panjang gelombang radiasi. Plot tersebut merupakan spektrum infra merah yang memberikan informasi penting tentang gugus fungsional suatu molekul.

Topik 1 :No. 5 Bila pihak lain meragukan kecanggihan AAS yang anda gunakan, bagaimana meyakinkan pihak tersebut? Jelaskan lebih rinci karena orang yang anda hadapi tidak tahu sama sekali mengenai metode AAS ini.Penjelasannya yg lebih rinci sama Zainah.Untuk meyakinkan pihak tersebut, kami dapat menjelaskan beberapa kelebihan metode AAS yang sesuai untuk menganalisis kandungan merkuri dalam sampel air sungai yang tercemar akibat limbah penambangan emas.Kelebihan metode AAS :

a. Metode AAS ini sangat spesifikSetiap unsur yang berbeda memiliki radiasi resonansi (radiasi yang diserap) yang berbeda panjang gelombangnya (λ). Radiasi resonansi unsur yang satu tidak akan diadsorpsi oleh atom bebas dari unsur lainnya. Tidak ada satu unsur pun dalam susunan berkala yang mempunyai radiasi resonans yang sama. Inilah yang menyebabkan metode AAS sangat spesifik, sehingga sangat sesuai untuk digunakan dalam menganalisis kandungan merkuri menggunakan sampel air sungai yang mengalir di sekitar daerah pertambangan emas tersebut.

b. Batas (limit) deteksi yang rendahc. Dari satu larutan yang sama, beberapa unsur yang berlainan dapat diukur dengan

metode AAS inid. Pengukuran dengan metode AAS ini dapat langsung dilakukan terhadap larutan

sampel, berbeda dengan kalorimetri yang membutuhkan pembentukan senyawa berwarna, dan gravimetri dimana endapan perlu dikeringkan terlebih dahulu untuk mengetahui jumlah massa yang akan diukur. Jadi preparasi larutan sampel sebelum pengukuran menggunakan metode AAS ini sangat sederhana.

e. Output data (adsorbansi) dapat dibaca langsung pada alat percobaan jika alat yang digunakan menghasilkan output data adsorbansi dari sampel yang diuji kandungannya.

f. Batas kadar-kadar yang dapat ditentukan sangat luas yaitu dari ppm hingga %g. Memiliki kepekaan yang tinggi dalam atomisasih. Dalam soal harga, instrumentasi AAS ini berada di tengah-tengah. (Antara yang

termurah seperti kalorimetri dan gravimetri, dan yang mahal seperti spektrometer emisi dengan “automatic direct-reading” atau XRF, dan sebagainya. Namun, instrumenasi AAS ini dapat bertambah mahal apabila dilengkapi dengan printer, automatic sampler, dan penyimpanan data cadangan (dengan microprocessor), dan sebagainya.

i. Tidak diperlukan pemisahan unsur logam terlebih dahulu.Kekurangan metode AAS :

a. Adanya pengaruh kimia dimana AAS tidak mampu menguraikan zat menjadi atom misalnya karena adanya pengaruh fosfat dalam menganalisis kandungan Ca di dalam sampel. Gangguan ini terjadi apabila unsur yang dianalisis mengalami reaksi kimia dengan anion atau kation tertentu dengan senyawa yang refraktori (tahan terhadap suhu tinggi), sehingga tidak semua analit dapat teratomisasi. Efeknya adalah misalnya terjadi penurunan data adsorbansi dalam analisa logam Ca, Mg, Hg, dll yang

mengandung silikat, fosfat, dll dimana diperoleh adsorbansi yang lebih rendah dibandingkan bila pengganggu-pengganggu seperti silikat dan fosfat itu tidak ada.

b. Adanya pengaruh ionisasi yitu apabila atom tereksitasi (tidak hanya disosiasi) sehingga meimbulkan emisi pada panjang gelombang yang sama. Gangguan ionisasi terjadi bila suhu nyala api cukup tinggi sehingga mampu melepaskan elektron dari atom netral dan membentuk ion positif. Pembentukan ion ini akan mengurangi jumlah atom netral, sehingga data adsorbansi akan berkurang juga.

c. Adanya pengaruh matriks misalnya pelarut. Gangguan matriks terjadi apabila sampel mengandung banyak garam atau asam, atau bila pelarut yang digunakan tidak menggunakan pelarut zat standar, atau bila suhu nyala untuk larutan standar dan sampel berbeda. Gangguan ini dalam analisis kualitatif tidak terlalu bermasalah, namun sangat mengganggu dalam analisis kuantitatif. Untuk mengatasi hal ini dalam analisis kuantitatif dapat diguanan cara analisis adisi standar.

d. Kurang sempurnanya preparasi sampel, seperti tingkat keasaman sampel dan standar tidak sama.

Topik 2 :No. 5Bagaimana anda meyakinkan teman-teman dalam tim bahwa penggunaan spektrofotometer UV-Vis dalam penentuan kadar formalin ini sudah tepat? Jelaskan lebih rinci mengenai metode ini.Dijelasin sama imasUntuk meyakinkan teman-teman, kami akan menjelaskan beberapa kelebihan metode UV-Vis yang akan digunakan untuk menganalisis kadar formalin dalam bakso.Kelebihan metode UV-Vis :

a. Dengan menggunakan metode spektrofotometri UV-Vis ini substansi yang tak dikenal dapat diidentifikasi, dan konsentrasi dan substansi yang dikenal dapat ditentukan.

b. Metode ini dapat diguanakan baik untuk sampel berwarna maupun sampel tidak berwarna

c. Sangat sederhana, preparasi larutan larutan sampel sebelum pengukuran sangat sederhana.

d. Dapat digunakan secara luas, yaitu dengan rentang panjang gelombang yang luas.e. Memiliki kepekaan yang tinggi dan tingkat ketelitiannya sangat tinggi untuk

menganalisis konsentrasi zat dalam sampel tertentu, misalnya kandungan formalin dalam bakso.

f. Memiliki selektivitas yang cukup baik, terutama dalam menganalisis kandungan formalin

g. Dapat menganalisa larutan sampel dengan konsentrasi yang sangat kecil.Kekurangan metode UV-Vis :

a. Adsorbansi dipengaruhi oleh pH larutan, suhu, dan adanya zat pengganggu.b. Kebersihan kuvet harus benar-benar terjaga, dinding kuvet yang akan ditembus sinar

tidak boleh sering dipegang karena akan mempengaruhi pengukuran adsorbansi yang terjadi.

c. Hanya dapat digunakan pada daerah ultraviolet dengan panjang gelombang >185 nm

d. Pemakaian hanya pada gugus fungsional yang mengandung elektron valensi dengan eksitasi energi yang rendah.

Topik 3 – Pembakaran pada BiodieselSecara umum, pembakaran dapat didefinisikan sebagai proses atau reaksi oksidasi

yang sangat cepat antara bahan baklar (fuel) dan oksidator dengan menimbulkan panas atau nyala dan panas.

Dalam proses pembakaran fenomena-fenomena yang terjadi antara lain interaksi proses-proses kimia dan fisika, pelepasan panas yang berasal dari energi ikatan-ikatan kimia, proses perpindahan panas, proses perpindahan massa dan gerakan fluida. Proses pembakaran akan terjadi jika unsur-unsur bahan bakar teroksidasi. Proses ini akan menghasilkan panas sehingga akan disebut sebagai proses oksidasi eksotermis. Jika oksigen yang dibutuhkan untuk proses pembakaran diperoleh dari udara, maka terdiri dari 21% oksigen dan 79% nitrogen.

Pembakaran adalah reaksi kimia yang cepat antara oksigen dan bahan yang dapat terbakar, disertai timbulnya cahaya dan menghasilkan kalor. Pembakaran spontan adalah pembakaran dimana bahan mengalami oksidasi perlahan-lahan sehingga kalor yang dihasilkan tidak dilepaskan, akan tetapi dipakai untuk menaikkan suhu bahan secara pelan-pelan sampai mencapai suhu nyala. Menurut Sazhin pembakaran spontan dipengaruhi oleh temperatur bahan bakar dan tekanan di dalam silinder pembakaran. Sedangkan Heywood dalam bukunya yang berjudul Internal Combustion Engine Fundamentals menerangkan bahwa pembakaran spontan disamping dipengaruhi oleh angka cetana, tekanan efektif, juga dipengaruhi oleh temperatur bahan bakar.

Gbr. 1. Pengaruh Temperatur terhadap Gbr. 2. Pengaruh Angka Cetana terhadapPembakaran Spontan (Sazhin, 2005) Pembakaran Spontan (Heywood, 1988)

Sumber : Skripsi Murni. 2010. Kaji Eksperimental Pengaruh Temperatur Biodiesel Terhadap Performansi Mesin Diesel. Program Studi Magister Teknik Mesin

Program Pascasarjana Universitas Diponegoro

Sistem Pembakaran Mesin Diesel

Gbr. 3. Proses Pembakaran Mesin Diesel(Maleev, 1973)

Proses pembakaran dibagi menjadi 4 periode seperti yang ditunjukan pada Gambar 3, adapun urutannya sebagai berikut:1. Periode 1: Waktu pembakaran tertunda

(ignition delay) (A -B)Periode ini disebut fase persiapan pembakaran, partikel-partikel bahan bakar yang diinjeksikan bercampur dengan udara di dalam silinder agar mudah terbakar.

2. Periode 2: Perambatan api (B-C)Nyala api akan merambat dengan kecepatan tinggi, sehingga menyebabkan tekanan dalam silinder naik. Periode ini sering disebut periode pembakaran letup.

3. Periode 3: Pembakaran langsung (C-D)Bahan bakar yang diinjeksikan langsung terbakar. Pembakaran langsung ini dapat dikontrol dari jumlah bahan bakar yang diinjeksikan, sehingga periode ini sering disebut periode pembakaran dikontrol.

4. Periode 4: Pembakaran lanjut (D-E)Injeksi berakhir di titik D, tetapi bahan bakar belum terbakar semua. Walaupun injeksi telah berakhir, pembakaran masih tetap berlangsung. Bila pembakaran lanjut terlalu lama, temperatur gas buang yang tinggi menyebabkan efisiensi panas turun.

Spektroskopi Infra Red (IR)Bila radiasi infra merah dilewatkan melalui suatu cuplikan, maka molekul-

molekulnya dapat menyerap (mengabsorpsi) energi dan terjadilah transisi diantara tingkat vibrasi (ground state) dan tingkat vibrasi tereksitasi (excited state). Pengabsorpsian energi pada berbagai frekuensi dapat dideteksi oleh spektrofotometer infrared, yang memplot jumlah radiasi infra merah yang diteruskan melalui cuplikan sebagai fungsi frekuensi, panjang gelombang, atau jumlah gelombang radiasi. Plot tersebut adalah spektrum infra merah yang memberikan informasi penting tentang gugus fungsional suatu molekul.

Vibrasi MolekulPenyerapan radiasi inframerah menyebabkan perubahan energi (ΔE) dan

dinyatakan sebagai : ΔE = h υ (dimana h adalah konstanta Planck, υ adalah frekuensi). Molekul-molekul poliatom memperlihatkan dua jenis vibrasi molekul, yaitu vibrasi stretching (ulur) dan bending (tekuk). Vibrasi ikatan yang melibatkan hidrogen sangat berarti, karena atom-atom dengan massa rendah cenderung lebih mudah bergerak daripada atom dengan massa lebih tinggi. a. Vibrasi Stretching (Ulur)

Makin rumit struktur suatu molekul, semakin banyak bentuk-bentuk vibrasi yang ungkin terjadi. Akibatnya kita akan melihat banyak pita-pita absorpsi yang diperoleh pada spektrum infra merah, bahkan bisa lebih rumit lagi bergantung pada molekul dan kepekaan instrumen.

b. Vibrasi Bending (Tekuk)Pada vibrasi ini ada 2 jenis, yaitu :1. Tekuk dalam bidang, terdiri dari scissoring (gunting) dan rocking (goyang)2. Tekuk keluar bidang, terdiri dari wagging (kibasan) dan twisting (pelintir).

Gambar 4. Bentuk vibrasi bending (Tekuk)Sumber : Susila Kristianingrum. (2010). Handout Spektroskopi Infra Merah

Instrumentasi Spektroskopi IR

Instrumentasi spektrofotometri IR susunannya hampir sama dengan spektrofotometri UV-Vis. Perbedaannya adalah sampel berhadapan langsung dengan sumber radiasi. Susunannya yaitu, Sumber radiasi Sampel Monokromator Detektor Penguat Visual Display. Sumber radiasi yang sering digunakan adalah senyawa silikon karbida yang dapat dipijarkan sampai suhu 1300-1500 K. Sampel yang digunakan dapat berupa cairan, padatan, atau gas. Monokromator terbuat dari garam NaCl, KBr, CsBr, dan LiF sehingga harus diletakkan di tempat yang kelembabannya rendah agar alat optiknya tidak rusak.

Dengan menggunakan metode spektrofotometri IR, peralatan yang digunakan sederhanan dan khusus digunakan untuk tujuan kualitatif yang difokuskan pada identifikasi gugus fungsi. Spektra IR

Gbr. 5 Spektra IR senyawa C6H12O2

Harga DBE = ½ (2C + 2 - H - X + N)= ½ (2.6 + 2 - 12 - 0 + 0)= ½ (14 - 12)= 1

Data spektrum IR 2870 - 2960 cm-1 - C – H alifatik 1745 cm-1 - C = O ester 1245 cm-1 - C – O ester

Perhitungan harga DBE, data-data spektroskopi diatas dan rumus molekul C6H12O2, mengarah pada suatu senyawa ester alifatik. Harga DBE 1 sesuai untuk satu gugus karbonil. Sementara satu sinyal proton singlet pada geseran kimia 1,8 ppm menunjukkan adanya -CH3 terisolasi yang terikat ke gugus karbonil (C=O). Oleh karena itu, rumus struktur dari senyawa yang memiliki RM C6H12O2 sesuai dengan data-data spektroskopi diatas adalah butiletanoat.

Kesimpulan :Hasil yang diperoleh dari spektra Infra Red tersebut adalah gugus fungsional senyawa C6H12O2. Hal tersebut ditunjukkan dengan perhitungan DBE yang mengarah pada suatu senyawa ester alifatik. Harga DBE 1 sesuai untuk satu gugus karbonil. Oleh karena itu, rumus struktur dari senyawa yang memiliki RM C6H12O2 sesuai dengan data-data spektroskopi diatas adalah butiletanoat.

Daftar Pustaka :Garry D., Christian. (1971). Analytical Chemistry, 2nd Edition. New York : John Wiley &

Sons.Khopkar, S.M. (1990). Konsep Dasar Kimia Analitik. Jakarta : UI PressLarry G., Hargis. (1998). Analytical Chemistry, Principles and Technigues. New Jersey :

Prentice Hall Inc.