Home / Kimia / Angka Oktan

Angka Oktan

  • 6 min read

Penulis : Yoga Romdoni Mahasiswa FMIPA UI Jurusan Kimia 2016

Bensin merupakan salah satu jenis bahan bakar minyak (BBM) yang digunakan pada kendaraan bermotor roda dua, tiga atau empat. Saat ini tersedia berbagai jenis bensin mulai dari premium, pertamax maupun pertamax plus. Dari berbagai jenis bensin ini memiliki mutu dan performance yang berbeda. Pada umumnya, mutu bahan bakar bensin dikaitkan dengan seberapa sering ketukan (knocking) yang ditimbulkan dan dinyatakan dengan nilai oktan.

Ketukan (Knocking)

Ketukan merupakan peristiwa bunyi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar di combustion chamber yang terjadi secara tidak normal atau premature combustion. Bahan bakar tersebut terbakar melalui oksidasi dengan sendirinya (autoignition) secara cepat sebelum piston berada pada posisi yang tepat.

Kebanyakan knocking terjadi dengan adanya spot ignition yang tidak seragam di atas piston. Terdapatnya bagian kosong antara piston dengan dinding silinder menyebabkan getaran yang menghasilkan bunyi knocking. Semakin lebar bagian kosong tersebut maka semakin besar bunyi knocking yang dihasilkan. Ketukan yang terlalu lama akan menyebabkan (1) kehilangan performance energi, (2) mengurangi efisiensi bahan bakar, (3) terjadi overheating pada mesin, (4) kerusakan mesin. Salah satu penyebab terjadinya knocking adalah tidak terpenuhinya persyaratan angka oktan pada mesin.

Angka Oktan

Angka oktan merupakan ukuran atau nilai kemampuan bahan bakar untuk tidak menghasilkan ketukan atau knocking dalam combusition chamber. Angka oktan berasal dari oktana (C8) karena dari seluruh senyawa penyusun bahan bakar, oktana memiliki sifat kompresi yang bagus. Oktana mampu dikompresi hingga volume kecil tanpa mengalami pembakaran yang tidak normal.

Untuk menentukan nilai oktan ditetapkan dua jenis senyawa organik sebagai pembanding yaitu iso-oktana dan n-heptana. Kedua senyawa tersebut merupakan dua diantara banyak senyawa yang terkandung dalam bensin. Iso-oktana menghasilkan ketukan paling sedikit dan diberi nilai 100 sedangkan n-heptana menghasilkan ketukan paling banyak sehingga diberi nilai 0. Sebagai contoh jika suatu campuran terdiri dari 80% isooktana dan 20% n-heptana maka mempunyai nilai oktan sebesar: (80% x 100) + (20% x 0) = 80.

  • Pada pertamax memiliki angka oktan 92, berarti mutu bahan bakar itu setara dengan campuran 92% iso-oktana dan 8% n-heptana. Meskipun demikian tidak berarti pertamax hanya terdiri dari dua senyawa tersebut, melainkan jumlah ketukan yang ditimbulkan setara dengan campuran 92% iso-oktana dan 8% n-heptana.
  • Pada pertalite memiliki angka oktan 90, berarti mutu bahan bakar itu setara dengan campuran 90% iso-oktana dan 10% n-heptana.
  • Pada premium memiliki angka oktan 88, berarti mutu bahan bakar itu setara dengan campuran 88% iso-oktan dan 12% n-heptana
  • Pada pertamax turbo memiliki angka oktan 98, berarti mutu bahan bakar itu setara dengan campuran 98% iso-oktana dan 2% n-heptana

Secara umum, alkana rantai bercabang memiliki nilai oktan yang lebih tinggi daripada isomer rantai lurusnya. Misalnya n-heksana memiliki nilai oktan 25 sedangkan 2,2-dimetilbutana memiliki nilai oktan 92. Selain itu, sekarang ini terdapat senyawa organik yang memiliki nilai oktan lebih besar dari 100, yang berarti bahan bakar tersebut lebih baik daripada iso-oktana murni.

A screenshot of a cell phone Description automatically generated

Interpretasi Angka Oktan

Nilai angka oktan sangat bergantung pada jenis bensin atau bahan bakar. Pada kendaraan biasanya tercantum spesifikasi seperti batasan minimum angka bahan bakar yang digunakan pada mesin. Jika bahan bakar yang digunakan pada mesin kendaraan dibawah batas minimum dimungkinkan terjadi ketukan pada mesin. Jika bahan bakar yang digunakan diatas batas minimum, maka tidak terjadi ketukan pada mesin namun kurang ekonomis dari segi biaya produksi.

Metode Penentuan Angka Oktan

Terdapat dua metode yang digunakan dalam menentukan besarnya angka oktan yaitu RON dan MON. RON (Research Octane Number) didasarkan pada metode uji ASTM D 2699 sedangkan MON (Motor Octane Number) didasarkan pada metode uji ASTM D 2700. Kedua metode ini menggunakan bahan bakar reference yaitu iso-oktana dan n-heptana sebagai pembanding dari bahan bakar yang ingin diketahui nilai angka oktannya.

Bahan bakar tersebut diuji pada mesin CFR (Cooperative Fuels Research) F1 untuk RON dan CFR F2 untuk MON. Kedua uji ini akan memberikan gambaran tentang performance dari kendaraan. Uji RON memberikan gambaran tentang akselerasi rendah dari mesin kendaraan dan ketukan pada suhu menengah sedangkan uji MON memberikan gambaran tentang kendaraan saat akselerasi tinggi dan ketukan pada suhu tinggi. Adanya perbedaan hasil antara RON dan MON dikenal dengan sensitivitas bahan bakar.

Fraksi bensin dari hasil penyulingan mempunyai nilai oktan yang rendah. Hal ini disebabkan karena sebagian besar hasil penyulingan bensin mengandung alkana rantai lurus. Nilai oktan bensin dapat ditingkatkan sebelum digunakan sebagai bahan bakar. Salah satu caranya dengan reforming. Reforming merupakan proses mengubah alkana rantai lurus menjadi rantai bercabang sehingga nilai oktan bensin dapat meningkat.

Zat Anti Ketukan (Anti-knocking additive)

Salah satu jenis zat anti ketukan yang digunakan adalah tetraethyl lead (TEL) dengan rumus Pb(C2H5)4. Penambahan 2 sampai 3 ml zat TEL ke dalam 1 galon bensin akan menaikkan nilai oktan sebesar 15 poin. Pembakaran bensin dengan TEL akan menghasilkan gas timbal bersamaan dengan asap kendaraan dan pada mesin. Untuk mencegah mengumpulnya gas timbal pada mesin maka ditambahkan etilen bromida (C2H4Br2) sehingga dapat terbentuk PbBr2 yang mudah menguap dan keluar bersamaan asap kendaraan.

Namun senyawa timbal ini berbahaya bagi kesehatan dan mencemari lingkungan. Oleh karena itu saat ini penggunaan TEL digantikan dengan zat anti-knocking yang lain seperti methyl tertiary buthyl ether (MTBE), ethyl tertiary buthyl ether (ETBE) dan tetra amyl methyl ether (TAME) yang juga dapat meningkatkan angka oktan.

Daftar Pustaka

  • Kennepohl, Dietmar Dr., (2019). Gasoline – A Deeper Look. Libretexts. https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Organic_Chemistry/Map%3A_Organic_Chemistry_(McMurry)/03%3A_Organic_Compounds-_Alkanes_and_Their_Stereochemistry/3.09%3A_Gasoline_-_A_Deeper_Look diakses pada tanggal 1 Juli 2020
  • Novandy, Arluky. (2013). Korelasi Angka Oktan dan Nilai Kalor Bensin. Swaraparta, 3(4). 1-14
  • Purba, Michael. (2006). Kimia 1B Untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga

Baca juga