Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Hidrokarbon: Ketika Karbon Berkerabat dengan Hidrogen

Karbon merupakan unsur bukan logam, di alam terdapat sebagai intan, grafit, dan arang (zat arang, unsur dengan nomor atom 6, berlambang C dengan bobot atom 12,0111). Selain itu, karbon adalah kertas tipis berlumas zat hitam untuk membuat tembusan ketikan atau tulisan. Pernah berjumpa dengan intan, grafit, dan arang? Nah, kalau belum pernah berjumpa, mari kita kenali benda-benda tersebut dan kekerabatannya dengan hidrogen.

Struktur kiri adalah β-grafit (rhombohedral), sedangkan struktur kanan adalah intan.

Struktur kiri adalah β-grafit (rhombohedral), sedangkan struktur kanan adalah intan.

Dari kiri ke kanan masing-masing adalah gambar intan, grafit, dan arang.

Dari kiri ke kanan masing-masing adalah gambar intan, grafit, dan arang.

Jika kita perhatikan dalam kehidupan sehari-hari, arang, grafit, dan intan terdiri dari satu jenis atom saja, yaitu karbon. Namun, material tersebut memiliki fungsi dan harga yang relatif sangat berbeda. Arang biasa digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga dalam skala kecil maupun bahan bakar pabrik dalam skala besar. Grafit biasanya digunakan dalam mata pensil untuk menulis. Intan digunakan sebagai bahan perhiasan yang harganya sangat mahal dibandingkan grafit dan arang. Itu sedikit gambaran tentang karbon sebagai unsur pertama yang akan kita bahas, selanjutnya kita akan membahas mengenai unsur hidrogen.

Hidrogen di alam merupakan gas tidak berwarna, tidak berbau, tidak ada rasanya, menyesakkan dengan rumus H2, tetapi tidak bersifat racun. Dalam tabel periodik unsur, hidrogen merupakan unsur dengan nomor atom 1, berlambang H, dan bobot atom 1,0080. Apakah teman-teman pernah tahu, membaca, atau mengenal tentang tabel periodik unsur? Kalau belum, ayo kita kenalan dulu dengan tabel periodik unsur.

Gambar tabel periodik unsur.

Gambar tabel periodik unsur.

Unsur hidrogen merupakan unsur pertama dari semua unsur dalam tabel periodik unsur dan sifatnya sangat ringan. Sejumlah besar gas H2 diperlukan dalam industri petrokimia dan kimia. Penggunaan terbesar H2 adalah untuk memproses bahan bakar fosil dan dalam pembuatan amonia. Konsumen utama dari H2 ada di kilang petrokimia meliputi hidrodealkilasi, hidrodesulfurisasi, dan hydrocracking.

Selain itu, hidrogen juga banyak digunakan pada pembangkit listrik sebagai pendingin generator karena sejumlah sifatnya yang berhubungan langsung dengan struktur molekul diatomiknya yang ringan. Hal ini meliputi densitas dan viskositas yang rendah serta mempunyai bahan spesifik dan konduktivitas termal tertinggi di antara semua gas.

Oke, tadi adalah beberapa gambaran umum masing-masing untuk unsur karbon dan hidrogen. Lalu, apakah yang akan terjadi jika kedua unsur ini disatukan? Apakah menghasilkan sesuatu yang baik ataukah sebaliknya? Mari kita selidiki.

Dalam bidang kimia, senyawa yang terbentuk sebagai hasil reaksi antara karbon dan hidrogen dikenal dengan hidrokarbon. Seluruh hidrokarbon memiliki rantai karbon dan atom-atom hidrogen yang berikatan dengan rantai tersebut. Contoh paling sederhana untuk senyawa hidrokarbon adalah CH4 (metana). Dalam proses pengembangan yang lebih lanjut, hidrokarbon dapat digunakan sebagai sumber energi yang sangat penting yaitu sebagai sumber bahan bakar. Bahan bakar yang paling banyak digunakan adalah bahan bakar minyak (petroleum).

Petroleum mengandung sangat banyak senyawa hidrokarbon, sebagian besarnya mengandung 60 atom karbon pada setiap 1 molekul. Pemurnian minyak yang dilakukan adalah melalui proses distilasi, yang di dalam proses ini minyak mentah dipanaskan hingga senyawa yang ada di dalam minyak tersebut terpisah menjadi fraksi-fraksi yang lebih kecil berdasarkan titik didihnya. Proses pemisahan fraksi-fraksi tersebut dapat dilihat pada gambar.

Gambar reaktor distilasi.

Gambar reaktor distilasi.

Berdasarkan gambar, kita bisa lihat bahwa dari sumber minyak mentah yang diolah dapat dihasilkan beberapa fraksi bahan bakar baik untuk kendaraan maupun industri. Berdasarkan data tahun 2006 di Amerika Serikat, pertambahan populasi, urbanisasi, dan industrialisasi menyebabkan kebutuhan akan minyak menjadi semakin tinggi dan sulit diprediksi. Pertumbuhan terbesar adalah pada negara berkembang. Contohnya Cina yang memiliki 10 juta kendaraan aktif di jalan raya pada tahun 2008. Kenaikan jumlah bahan bakar minyak yang digunakan, secara langsung juga berimbas pada kenaikan jumlah gas buang dari kendaraan dan pabrik, seperti CO2, SOx, dan NOx.

Kenaikan jumlah produksi gas CO2, SOx, dan NOx berimbas pada kenaikan temperatur bumi, khususnya CO2 yang berperan penting pada perubahan iklim bumi melalui pemanasan global. Hal ini akan menjadi lebih rumit ketika bahan bakar semakin banyak digunakan oleh manusia baik dalam kendaraan maupun pabrik, di mana tuntutan kerja dan produksi semakin memprioritaskan untuk menghasilkan produk keluaran yang lebih banyak dan berkualitas.

Semakin banyak kebutuhan manusia akan energi, maka semakin banyak bahan bakar yang akan dibakar. Kita bisa berkata seperti ini karena tinggal di Indonesia, suatu negara berkembang dengan populasi manusia yang banyak, kebutuhan yang banyak pula, serta ketergantungan akan bahan bakar minyak yang sangat tinggi. Pertanyaannya, ketika kita (Indonesia) masih mengandalkan kekerabatan karbon dan hidrogen dalam bahan bakar minyak sebagai sumber energi utama, lingkungan di Indonesia, apa kabarnya?

Perlu kita ingat bahwa lingkungan yang masih baik pada awalnya akan berubah menjadi tidak baik ketika isi yang ada dalam lingkungan tersebut memberikan hal yang tidak baik. Begitupun sebaliknya. Oleh karena itu, kita yang tahu apa yang baik bagi kita dan lingkungan kita, sudah sebaiknya kita memilih tindakan yang terbaik bagi kita dan lingkungan.

Bahan bacaan:

Penulis:
Cucun Alep Riyanto. Staf Pengajar Kimia Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga, Jawa Tengah. Kontak: cucun.alep.14(at)gmail.com