BAB 2 TI NJAUAN PUSTAKA
2.1. Gas Alam
Gas alam sering juga disebut sebagai gas bumi atau gas rawa yaitu bahan bakar fosil berbentuk gas yang terutama terdiri dari metana CH
4
. Komponen utama dalam gas alam adalah metana CH
4
, yang merupakan molekul hidrokarbon rantai terpendek dan teringan. Gas alam juga mengandung molekul-molekul hidrokarbon yang lebih
berat seperti etana C
2
H
6
, propana C
3
H
8
dan butana C
4
H
10
, selain juga gas-gas yang mengandung sulfur belerang. Gas alam juga merupakan sumber utama untuk
sumber gas helium Wikipedia, Gas alam.
2.1.1.Komponen Gas Alam
Tabel 2.1 Komponen yang terdapat pada gas alam
Komponen
Metana CH
4
80-95 Etana C
2
H
6
5-15 Propana C
3
H
8
dan Butana C
4
H
10
5
Pada gas alam juga terdapat Nitrogen N, Helium He, karbon dioksida CO
2
, hidrogen sulfida H
2
S dan Merkuri Hg dapat juga terkandung dalam jumlah kecil. Komposisi gas alam bervariasi sesuai dengan sumber ladang gasnya.
Gas alam dapat berbahaya karena sifatnya yang sangat mudah terbakar dan menimbulkan ledakan. Gas alam lebih ringan dari udara, sehingga cenderung mudah
Universitas Sumatera Utara
tersebar di atmosfer. Akan tetapi bila ia berada dalam ruang tertutup seperti dalam rumah, konsentrasi gas dapat mencapai titik campuran yang mudah meledak, yang jika
tersulut api, dapat menyebabkan ledakan yang dapat menghancurkan bangunan.
Wikipedia, komponen gas alam.
2.1.2. Manfaat Gas Alam
Secara garis besar pemanfaatan gas alam dibagi atas 3 kelompok yaitu : 1. Gas alam sebagai bahan bakar, antara lain sebagai bahan bakar Pembangkit
Listrik Tenaga GasUap, bahan bakar industri ringan, menengah dan berat, bahan bakar kendaraan bermotor , sebagai gas kota untuk kebutuhan rumah
tangga hotel, restoran dan sebagainya. 2. Gas alam sebagai bahan baku, antara lain bahan baku pabrik pupuk,
petrokimia, metanol, bahan baku plastik 3. Gas alam sebagai komoditas energi untuk ekspor, yakni Liquefied Natural
Gas LNG. Teknologi mutakhir juga telah dapat memanfaatkan gas alam untuk air conditioner AC.
2.2.Metana
Metana adalah hidrokarbon paling sederhana yang berbentuk gas dengan rumus kimia CH
4
. Metana murni tidak berbau, tapi jika digunakan untuk keperluan komersial, biasanya ditambahkan sedikit bau belerang untuk mendeteksi kebocoran
yang mungkin terjadi. komponen utama gas alam adalah metana yang merupakan sumber utama
bahan bakar utama. Pembakaran satu molekul metana dengan oksigen akan
Universitas Sumatera Utara
melepaskan satu molekul CO
2
karbondioksida dan dua molekul H
2
O air, sebagaimana ditunjukkan pada persamaan reaksi berikut :
CH
4
+ 2O
2
→ CO
2
+ 2H
2
O
2.3. Propana
Propana adalah senyawa alkana dengan tiga atom karbon C
3
H
8
yang berwujud gas dalam keadaan normal, tapi dapat dikompresi menjadi cairan yang
mudah dipindahkan dalam senyawa yang tidak mahal. Senyawa ini diturunkan dari produk petroleum lain pada minyak bumi dan gas alam. Propana umumnya digunakan
sebagai bahan bakar mesin, pemanggang dan lain sebagainya.
Dijual sebagai bahan bakar, propana dikenal juga sebagai LPG Liquified Petrolium gas yang dapat berupa campuran dengan sejumlah kecil propana.
Wikipedia, Propana.
2.4. Etana
Etana merupakan sebuah senyawa dengan rumus kimia C
2
H
6
. Senyawa ini merupakan alkana dengan dua atom karbon, dan merupakan hidrokarbon alifatik.
Dalam tempratur dan tekanan standar, etana merupakan gas yang tidak berwarna dan tidak berbau. Dalam industri etana dihasilkan dengan cara mengisolasi gas alam, dan
sebagai hasil samping dari penyulingan minyak. Etana dengan nama lain yaitu etilhidrida yang memiliki rumus molekul C
2
H
6
dan mempunyai titik didih -88.6 ºC. Wikipedia, Etana.
Universitas Sumatera Utara
2.5. Karbondioksida CO
2
Senyawa karbondioksida, atau CO
2
, adalah gas atmosfir yang terdiri dari satu atom karbon dan dua atom oksigen. Karbondioksida adalah hasil dari pembakaran
senyawa organik dengan jumlah oksigen yang cukup. Juga dihasilkan oleh berbagai mikroorganisme dalam fermentasi dan dihembuskan oleh hewan. Tumbuhan
menyerap karbondioksida selama fotosintesis, memakai baik karbon maupun oksigen untuk membuat karbohidrat. Hadir di Atmosfer Bumi dengan konsentrasi rendah dan
bertindak sebagai gas rumah kaca, yang merupakan bagian utama dari siklus karbon. Wikipedia, Karbondioksida.
2.6. Hidrokarbon
Komponen utama gas alam, yaitu sumber daya yang sekarang memasok sebagian besar energi untuk kebutuhan kita yang merupakan hidrokarbon, yang hanya
mengandung karbon dan hidrogen. Ada tiga golongan hidrokarbon berdasarkan jenis ikatan karbon-karbonnya. Hidrokarbon jenuh hanya mengandung ikatan tunggal
karbon-karbon dan hidrokarbon tak jenuh yang mengandung ikatan majemuk karbon- karbon, baik ikatan rangkap, ikatan rangkap tiga, atau keduanya. Sedangkan
hidrokarbon aromatik ialah golongan khusus senyawa siklik yang stukturnya terkait dengan benzena Hart.H., 2003.
Pada gas alam hidrokarbon dipisahkan berdasarkan titik didihnya, dan kemudian berdasarkan massa molekulnya. Campuran gas dapat dipisahkan lebih lanjut
dengan pelarutnya kembali etana, propana, dan butana dalam pelarut seperti heksana.
Universitas Sumatera Utara
Campuran yang kaya metana yang tersisa kemudian digunakan untuk sintesis kimia Oxtoby,DW., 2003.
2.7. Kromatografi gas
Kromatografi merupakan salah satu metode pemisahan komponen-komponen campuran dimana cuplikan kesetimbangan diantara dua fasa, fasa gerak yang
membawa cuplikan dan fasa diam yang menahan cuplikan secara selektif. Pemisahan dengan kromatografi didasarkan pada perbedaan kesetimbangan komponen campuran
diantara fasa gerak fasa mobil dan fasa diam Hendayana.S., 1994.
1. Kromatografi gas dibagi menjadi dua katagori utama Vogel, 1994
2. Kromatografi gas cair GLC, dimana pemisahan terjadi antara fase
gerak gas dan fase diam cair 3.
Kromatografi gas padat GSC, dimana pemisahan terjadi antara fase gerak gas dan mengunakan zat padat sebagai fase diamnya.
Kromatografi gas cair yang umumnya disingkat dengan GLC, kini merupakan salah satu teknik kromatografi yang paling banyak digunakan diantara teknik
kromatogrfi yang lain. Hal ini disebabkan karena analisis dengan kromatografi gas cair dapat dilakukan dengan cepat dan relative murah, terutama untuk mengetahui
komponen-komponen yang menyusun suatu campuran,tidak hanya secara kualitatif tetapi juga secara kuantitatif. Bahkan kini dipakai juga untuk prefaratif yang langsung
dapat dikaitkan dengan alat lain .
Universitas Sumatera Utara
Keuntungan pengunaan GLC adalah sebagai berikut : 1.
Waktu pemisahan sangat cepat dapat diukur dalam menit 2.
Alat GLC relaif sangat mudah dioparesikan 3.
GLC sangat sensitif,sehingga hanya memerlukan jumlah sampel yang sangat sedikit biasanya dalam ukuran mikroliter.
4. Analisa dapat digunakan sebagai :
a. Analisa kualitatif yaitu dengan membandingkan waktu retensi sampel dengan waktu retensi pebanding
b. Analisa kuantitatif yaitu dengan perhitungan luas puncak peak 5. Alat GLC dapat dipakai dalam waktu yang lama dan berulang ulang
Adnan,M., 1997.
Dasar kerja GLC adalah sebagai berikut : Sampel diijeksikan kedalam injektor. Aliran gas dari gas pengangkut akan
membawa contoh yang telah teruapkan masuk kedalam kolom. Kolom akan memisahkan komponen-komponen dideteksi oleh detektor,dan sinyal dalam bentuk
puncak akan menghasilkan pencatat Alat GLC terbentuk atas 7 bagian yang pokok seperti ditunjukkan pada bagian
berikut : 1.Gas Pengangkut
Gas pengangkut gas pembawa ditempatkan dalam selinder bertekanan tinggi. Gas pembawa harus memenuhi syarat sebagai berikut :
• Harus inert : tidak bereaksi dengan sampel, pelarut sampel, dan fase diam yang
ada di kolom •
Murni, mudah diperoleh murah.
Universitas Sumatera Utara
• Sesuai dengan detektor
Gas-gas yang sering dipakai adalah : Helium atau Argon. Gas tersebut sangat baik, tidak mudah terbakar, tetapi sangat mahal. Berdasarkan alasan faktor ekonomi maka
H
2
atau N
2
yang digunakan sebagai gas pembawa. 2. Tempat Injeksi
Dalam pemisahan dengan GLC sampel harus dalam bentuk fasa uap .Gas dan uap dapat dimasukan secara langsung, tetapi kebanyakan senyawa organik berbentuk
padatan dan cairan, sehingga cairan dan padatan pertama-tama harus diuapkan. Ini membutuhkan pemanasan sebelum masuk kedalam kolom.
Sampel dimasukan kedalam kolom dengan bantuan jarum injeksi yang disebut syringe. Jumlah sampel yang diinjeksikan berkisar 0.5 – 50 ml untuk gas 0.2 –
20 μl untuk cairan.
3. Kolom Proses pemisahan komponen-komponen dari suatu sampel terjadi di kolom.
Ada 2 jenis kolom yaitu : •
Kolom dengan isian packed clumn •
Kolom pipa terbuka open tubular column. Kolom isian merupakan suatu pipa yang diisi bahan penyangga padat yang
permukaannya dilapisi dengan cairan fase diam yang tidak mudah menguap. Pada kolom buka terbuka fase diamnya melapisi permukaan diding kolom.Panjang kolom
isian biasanya hanya 0.7 – 2 m, sedangkan kolom pipa terbuka dapat bervariasi antra 30 – 300 m
Suhu kolom harus diatur dengan tepat, yang biasanya mengadakan percobaan terlebih dahulu sampai menghasilkan pemisahan yang optimal. Bila titik didih rat-rata
komponen diketahui, pengaturan pertama biasanya dilakukan beberapa derajat
Universitas Sumatera Utara
dibawah titik didih komponen sampel. Kemudian dinaikan sampai beberapa derajat diatas titik didih komponen sampel
4. Detektor
Komponen zat-zat yang terdapat dalam sampel yang telah dapat dipisahkan oleh kolom harus dalam sampel dipisahkan oleh kolom dapat dideteksi dan akhirnya
digambarkan dalam bentuk kromatogram. Detektor harus mempunyai kepekaan yang sangat tinggi. Meskipun demikian agar komponen yang jumlahnya sangat kecil dapat
ditunjuk dalam kromatogram masih diperlukan amplifier Sastrohamidjojo,H.,1985.
Syarat-syarat dari detektor yang baik adalah sebagai berikut : •
Daya deteksi yang tinggi •
Mempunyai respon yang lurus pada beda kadar yang besar •
Mempunyai respon yang seragam untuk semua senyawa •
Waktu respon yang cepat •
Stabil f. Sederhana, murah dan aman dipakai
2.7.1 Detektor TCD Thermal Conductivity Detector
Detektor TCD telah digunakan sejak awal sejarah gas kromatografi dan bahkan sampai sekarang pengunaan sangat luas. Banyak keuntungan karena detektor
ini mendeteksi hampir semua komponen kecuali untuk analisis gas dimana gas itu digunakan sebagai gas pembawa.
a. Kegunaan
Universitas Sumatera Utara
Detektor ini digunakan untuk analisis gas-gas anorganik dalam konsentrasi yang kecil dan mempunyai sensitivitas yang tinggi bila digunakan pada suhu operasi
yang tinggi.
b. Sensitivitas
Sensitivitas detektor TCD tergantung pada bridge current dan juga tahanan
serta ukuran dari filament. Bila bridge current mencapai ratusan mA maka tidak selalu mempunyai sensitifitas yang tinggi. Filamen yang mempunyai tahanan
yang kecil menyebabkan brige current yang mengalir membesar, sehingga
sensitivitas TCD nya rendah.
c. Kromatogram
Disain detector TCD sangat sederhana dan sederhana pula cara pengopersiannya. Kelemahan dari detektor ini memberikan base kine kromatogram
yang naik turun fluktuasi bila digunakan pada suhu yang tidak stabil. Dianjurkan untuk tidak mengubah-ubah suhu detektor diatur pada 20-50 º C lebih tinggi dari suhu
kolom. Terjadinya fluktuasi kromatogram disebabkan pula oleh fluktuasi aliran presisi agar dapat base line stabil, dilakukan pemanasan selama setengah sampai satu jam
sehingga dicapai suhu yang tetap. d.
Gas pembawa Untuk detektor TCD, digunakan gas pembawa Helium He dan Argon Ar
sebab kedua gas ini mempunyai thermal konductivitas yang lebih tinggi dari jenis pembawa gas yang lain. Perbedaan thermal konduktivitas gas akan memberikan hasil
yang berbeda. Perbedaan thermal konduktivitas antara hydrogen dan helium, tetapi secara kuantitaif tidak dapat memberikan hasil yang baik. Bila digunakan gas
Universitas Sumatera Utara
hydrogen sebagai gas pembawa, maka sensitivitas akan menurun selama beberapa saat, sedangkan bila digunakan gas Nitrogen dengan sensitivitas yang tinggi.
e. Deteksi
Detektor TCD merupakan satu-satunya detektor yang dapat digunakan untuk dapat mendeteksi semua jenis gas zat guna pemilihan gas pembawa yang sesuai.
Mampu mendeteksi konsentrsi 0.01 – 100 dan mempunyai sentivitas yang tinggi untuk gas-gas anorganik Mudjiharjo, 2001.
Universitas Sumatera Utara
BAB 3 BAHAN DAN METODE
Kategori