RPP Minyak BUmi kelas XI PDF

Preview

Summary

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Sekolah : MA Sholihiyyah. Mata Pelajaran : Kimia. Materi Pokok : Minyak Bumi. Kelas/Semester : Xl/Satu. Alokasi Waktu : 1x15 menit. A. Tujuan Pembelajaran 1. Setelah guru memberikan apersepsi siswa dapat menyebutkan contoh dari minyak bumi yang sering dijumpai ...

Description

RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Sekolah

: MA Sholihiyyah.

Mata Pelajaran

: Kimia.

Materi Pokok

: Minyak Bumi.

Kelas/Semester

: Xl/Satu.

Alokasi Waktu

: 1x15 menit.

A. Tujuan Pembelajaran 1.

Setelah guru memberikan apersepsi siswa dapat menyebutkan contoh dari minyak bumi yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dengan benar.

2.

Siswa dapat menyebutkan kegunaan minyak bumi dalam kehidupan sehari-hari dengan benar melalui gambar yang disajikan pada ppt.

3.

Siswa dapat mengutarakan pendapatnya mengenai dampak negatif akibat penggunaan bahan bakar yang berlebihan secara terperinci setelah guru memberikan pertanyaan umum tentang dampak negatif minyak bumi kepada seluruh siswa.

4.

Siswa dapat menyebutkan cara-cara yang dapat ditempuh untuk mengurangi ketergantungan pada bahan bakar minyak secara tepat melalui pertanyaan yang disajikan guru.

5.

Setelah guru menanyangkan video proses pengolahan minyak bumi, siswa dapat menjelaskan proses pengolahan minyak bumi secara tepat dan benar dengan presentasi didepan kelas.

B. Kompetensi Inti 3.

Memahami dan menerapkan pengetahuan (faktual, konseptual, dan prosedural) berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya terkait fenomena dan kejadian tampak mata.

4.

Mengolah, menyaji, dan menalar dalam ranah konkret (menggunakan, mengurai, merangkai, memodifikasi, dan membuat) dan ranah abstrak (menulis, membaca, 1

menghitung, menggambar, dan mengarang) sesuai dengan yang dipelajari di sekolah dan sumber lain yang sama dalam sudut pandang/teori.

C. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi Kompetensi Dasar

Indikator

3.2 Memahami proses pembentukan dan 1. Memberikan contoh minyak bumi dalam teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya.

kehidupan sehari-hari. 2. Menyebutkan kegunaan minyak bumi dalam kehidupan sehari-hari. 3. Memberikan pendapat dampak negatif dari penggunaan bahan bakar. 4. Menyebutkan solusi untuk mengurangi ketergantungan

pada

bahan

bakar

minyak. 4.2 Menyajikan hasil pemahaman tentang 5. Menjelaskan proses pembentukan dan proses pembentukan dan teknik pemisahan

pengolahan minyak bumi.

fraksi-fraksi minyak bumi

D. Materi Pembelajaran 1.

Materi Pembelajaran Regular a.

Kegiatan Apersepsi. Penggunaan bahan bakar fosil seperti minyak bumi dan berbagai produk olahannya, gas alam dan batubara yang sebagian besar terdiri atas senyawa hidrokarbon menghasilkan polusi karbondioksida yang semakin tidak terkontrol. Gas karbondioksida merupakan penyumbang utama gas rumah kaca yang menyebabkan terjadinya pemanasan global dibumi ini. S. Tajammul Hussain dan M. Hasib-ur-Rahman, dua orang peneliti dari Quaid-iAzam University, Islamabad, Pakistan telah berhasil mengkonversi campuran gas karbondioksida dan uap air menjadi metanol dan propuna dengan menggunakan nanokatalis dari paduan metal rutenium (Ru), mangaan (Mn), dan nikel (Ni) yang dialiasikan kedalam katalis pendukung titanium (lV) seperti pada hasil studi mereka 2

yang telah dipublikasikan pada Journal of Nano System & Technology. Pengertian nanokatalis itu sendiri ialah suatu zat kimia yang mampu mempercepat proses terjadinya reaksi tanpa ikut bereaksi dengan ukuran sepermiliyar meter, suatu ukuran yang amat kecil. Sintesis ekonomis ini belum dapat dikatakan ekonomis dikarenakan presentase konversi tinggi dicapai pada suhu 450ºC ddengan hasil 36% etanol dan 41% propuna. Meskipun mekanisme konversi ini dibilang cukup rumit karena seluruh spesi logam dalam nanokatalis tersebut memiliki peranan tersendiri dalam reaksi konversi, tetapi riset ini merupakan langkah awal yang baik untuk menemukan metode terbaru mengubah polusi karbondioksida menjadi sumber energi hidrokarbon (www.chem-is-try.org). Dalam era modern saat ini, cara berpikir manusia semakin praktis. Anelka alat rumah tangga diciptakan dengan teknologi tinggi dan serba elektronik.hal ini dimaksudkan untuk mempermudah segala pekerjaan manusia. Salah satu produk tersebut adalah kompor dengan bahan bakar gas LPG. Bahan bakar ini menggantikan sistem pembakaran kompor dengan bahan bakar minyak tanah sudah ketinggalan zaman. LPG diperoleh dari pengolahan minyak bumi dengan destilasi. Bahan bakar mobil dan kendaraan bermotor juga berasal dari minyak bumi. b. Komposisi Minyak Bumi. Minyak bumi merupakan komoditi hasil tambang yang sangat besar peranannya dalam perekomonian Indonesia. Minyak bumi merupakan campuran dari berbagai senyawa. Penyusun utama minyak bumi adalah hidrokarbon, terutama alkana, sikloalkana, dan senyawa aromatis. Komponen penyusun minyak bumi selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 1.9 berikut: Tabel 1.9 Komposisi minyak bumi. Jenis Senyawa

Jumlah (Presentase)

Hidrokarbon

90-99%

Alkana, sikloalkana, dan aromatis

Senyawa

0,1-7%

Tioalkana (R-S-R)

Belerang Senyawa

Contoh

Alkanatiol (R-S-H) 0,01-0,9%

Pirol (C4H5N)

0,01-0,4%

Asam karboksilat (RCOOH)

Nitrogen Senyawa Oksigen

3

Organo Logam

Sangat kecil

Senyawa logam Nikel

(Sumber: Sudarmo, 2014, hlm. 30). c.

Proses Terjadinya Minyak Bumi. Salah satu teori terjadinya minyak bumi adalah teori “dupleks”. Menurut teori ini, minyak bumi terbentuk dari jasad renik yang berasal dari hewan atau tumbuhan yang telah mati. Jasad renik tersebut terbawa air sungai bersama lumpur dan mengendap di dasar laut. Akibat pengaruh waktu yang mencapai ribuan bahklan jutaan tahun, temperatur tinggi, dan tekanan oleh lapisan diatasnya, jasad renik berubah menjadi bintik-bintik dan gelembung minyak atau gas. Lumpur yang bercampur dengan jasad renik tersebut kemudian berubah menjadi batuan sedimen yang berpori, sedangkan bintik minyak bumi dan gas bergerak ke tempat yang tekanannya rendah dan terakumulasi pada daerah perangkap (trap) yang merupakan batuan kedap. Pada daerah perangkap tersebut, gas alam, minyak dan air terakumulasi sebagai deposit minyak bumi. Rongga bagian atas merupakan gas alam, sedangkan cairan minyak mengambang diatas deposit air. Minyak bumi terbentuk melalui proses yang sangat lama. Oleh karena itu minyak bumi dikelompokan sebagai sumber daya alam yang tidak dapat diperbaharui sehingga harus digunakan secara tepat dan benar (Sudarmo, 2014, hlm. 31).

(Sumber: Utami, 2009, hlm. 207).

4

d. Pengolahan Minyak Bumi. Minyak nebtah (crude oil) berwujud cairan kental berwarna hitam yang belum dapat dimanfaatkan. Agar dapat dimanfaatkan, minyak bumi harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu. Pengolahan minyak bumi dilakukan pada kilang minyak mellui dua tahap. Pengolahan tahap pertama (primary processing) dilakukan dengan cara destilasi bertingkat dan pengolahan tahap kedua (secondary processing) dilakukan dengan berbagai cara (Sudarmo, 2014, hlm. 32). Pengolahan tahap pertama (primary process). Pengolahan tahap pertama ini berlangsung melalui proses distilasi bertingkat, yaitu pemisahan minyak bumi ke dalam fraksi-fraksinya berdasarkan titik didih masing-masing fraksi. Komponen yang titik didihnya lebih tinggi akan tetap berupa cairan dan turun ke bawah, sedangkan yang titik didihnya lebih rendah akan menguap dan naik ke bagian atas melalui sungkup-sungkup yang disebut menara gelembung. Makin ke atas, suhu dalam menara fraksionasi itu makin rendah. Hal itu menyebabkan komponen dengan titik didih lebih tinggi akan mengembun dan terpisah, sedangkan komponen yang titik didihnya lebih rendah naik ke bagian yang lebih atas lagi. Demikian seterusnya, sehingga komponen yang mencapai puncak menara adalah komponen yang pada suhu kamar berupa gas. Perhatikan diagram fraksionasi minyak bumi berikut ini.

5

(Sumber: Permana, 2009, hlm.139). Pengolahan tahap kedua (Secondary processing). Pengolahan tahap kedua merupakan pengolahan lanjutan dari hasil-hasil unit pengolahan tahapan pertama. Pada tahap ini, pengolahan ditujukan untuk mendapatkan dan menghasilkan berbagai jenis bahan bakar minyak (BBM) dan non bahan bakar minyak (non BBM) dalam jumlah besar dan mutu yang lebih baik, yang sesuai dengan permintaan konsumen atau pasar. Pada pengolahan tahap kedua, terjadi perubahan struktur kimia yang dapat berupa pemecahan molekul (proses cracking), penggabungan molekul (proses polymerisasi, alkilasi), atau perubahan struktur molekul (proses reforming). Proses pengolahan lanjutan dapat berupa proses-proses seperti di bawah ini. 1) Konversi struktur kimia Dalam proses ini, suatu senyawa hidrokarbon diubah menjadi senyawa hidrokarbon lain melalui proses kimia. a) Perengkahan (cracking)

6

Dalam proses ini, molekul hidrokarbon besar dipecah menjadi molekul hidrokarbon yang lebih kecil sehingga memiliki titik didih lebih rendah dan stabil. b) Alkilasi Alkilasi merupakan suatu proses penggabungan dua macam hidrokarbon isoparafin secara kimia menjadi alkilat yang memiliki nilai oktan tinggi. Alkilat ini dapat dijadikan bensin atau avgas. c) Polimerisasi Polimerisasi merupakan penggabungan dua molekul atau lebih untuk membentuk molekul tunggal yang disebut polimer. Tujuan polimerisasi ini ialah untuk menggabungkan molekul-molekul hidrokarbon dalam bentuk gas (etilen, propena) menjadi senyawa nafta ringan. d) Reformasi Proses ini dapat berupa perengkahan termal ringan dari nafta untuk mendapatkan produk yang lebih mudah menguap seperti olefin dengan angka oktan yang lebih tinggi. Di samping itu, dapat pula berupa konversi katalitik komponen-komponen nafta untuk menghasilkan aromatik dengan angka oktan yang lebih tinggi. e) Isomerisasi Dalam proses ini, susunan dasar atom dalam molekul diubah tanpa menambah atau mengurangi bagian asal. Hidrokarbon garis lurus diubah menjadi hidrokarbon garis bercabang yang memiliki angka oktan lebih tinggi. Dengan proses ini, n-butana dapat diubah menjadi isobutana yang dapat dijadikan sebagai bahan baku dalam proses alkilasi. 2) Proses ekstraksi Melalui proses ini, dilakukan pemisahan atas dasar perbedaan daya larut fraksifraksi minyak dalam bahan pelarut (solvent) seperti SO, furfural, dan sebagainya. Dengan proses ini, volume produk yang diperoleh akan lebih banyak dan mutunya lebih baik bila dibandingkan dengan proses distilasi saja. 3) Proses kristalisasi 7

Pada proses ini, fraksi-fraksi dipisahkan atas dasar perbedaan titik cair (melting point) masing-masing. Dari solar yang mengandung banyak parafin, melalui proses pendinginan, penekanan dan penyaringan, dapat dihasilkan lilin dan minyak filter. Pada hampir setiap proses pengolahan, dapat diperoleh produk-produk lain sebagai produk tambahan. Produk-produk ini dapat dijadikan bahan dasar petrokimia yang diperlukan untuk pembuatan bahan plastik, bahan dasar kosmetika, obat pembasmi serangga, dan berbagai hasil petrokimia lainnya. 4) Membersihkan produk dari kontaminasi (treating) Hasil-hasil minyak yang telah diperoleh melalui proses pengolahan tahap pertama dan proses pengolahan lanjutan sering mengalami kontaminasi dengan zat-zat yang merugikan seperti persenyawaan yang korosif atau yang berbau tidak sedap. Kontaminan ini harus dibersihkan misalnya dengan menggunakan caustic soda, tanah liat, atau proses hidrogenasi (Permana, 2009, hlm. 141-142). e.

Bensin. Kualitas Bensin. Salah satu hasil pengolahan distilasi bertingkat minyak bumi adalah bensin, yang dihasilkan pada kisaran suhu 30 °C – 200 °C. Bensin yang dihasilkan dari distilasi bertingkat disebut bensin distilat langsung (straight run gasoline). Bensin merupakan campuran dari isomer-isomer heptana (C7H16) dan oktana (C8H18). Bensin biasa juga disebut dengan petrol atau gasolin. Sebenarnya fraksi bensin merupakan produk yang dihasilkan dalam jumlah yang sedikit. Namun demikian karena bensin merupakan salah satu bahan bakar yang paling banyak digunakan orang untuk bahan bakar kendaraan bermotor, maka dilakukan upaya untuk mendapatkan bensin dalam jumlah yang besar. Cara yang dilakukan adalah dengan proses cracking (pemutusan hidrokarbon yang rantainya panjang menjadi hidrokarbon rantai pendek). Minyak bumi dipanaskan sampai suhu 800 °C, sehingga rantai hidrokarbon

8

yang kurang begitu dibutuhkan dapat dipecah menjadi rantai pendek, sesuai rantai pada fraksi bensin (Keenan, Kleinfelter, Wood, 1992). Mutu atau kualitas bensin ditentukan oleh persentase isooktana yang terkandung di dalamnya atau yang biasa disebut sebagai bilangan oktan. Dikatakan kualitas bensin ditentukan oleh isooktana (2,2,4–trimetilpentana), hal ini terkait dengan efisiensi oksidasi yang dilakukan oleh bensin terhadap mesin kendaraan. Efisiensi energi yang tinggi diperoleh dari bensin yang memiliki rantai karbon yang bercabang banyak. Adanya komponen bensin berantai lurus menghasilkan energi yang kurang efisien, artinya banyak energi yang terbuang sebagai panas bukan sebagai kerja mesin, dan hal ini menyebabkan terjadinya knocking atau ketukan pada mesin. Ketukan pada mesin ini menyebabkan mesin menjadi cepat rusak. Bensin premium memiliki bilangan oktan 82, sedangkan bensin super memiliki bilangan oktan 98. Untuk meningkatkan bilangan oktan bensin, ditambahkan satu zat yang disebut TEL (tetraetil lead) atau tetraetil timbal. Penambahan TEL dalam konsentrasi sampai 0,01% ke dalam bensin dapat menaikkan bilangan oktan, sehingga ketukan pada mesin dapat dikurangi. Namun demikian penggunaan TEL ini memberikan dampak yang tidak baik bagi kesehatan manusia. Hal ini disebabkan karena gas buang kendaraan bermotor yang bahan bakarnya mengandung TEL, menghasilkan partikel-partikel timbal. Partikel timbal yang terisap oleh manusia dalam kadar yang cukup tinggi, menyebabkan terganggunya enzim pertumbuhan. Akibatnya bagi anak-anak adalah berat badan yang berkurang disertai perkembangan sistem syaraf yang lambat. Pada orang dewasa, partikel timbal ini menyebabkan hilangnya selera makan, cepat lelah, dan rusaknya saluran pernapasan. Untuk itu sekarang sedang digalakkan penggunaan bensin tanpa timbal, yaitu dengan mengganti TEL dengan MTBE (metil tersier butil eter), yang memiliki fungsi sama untuk meningkatkan bilangan oktan, tetapi tidak melepaskan timbal di udara (Utami, 2009, hlm.211). f.

Dampak Pembakaran Bahan Bakar.

9

Pembakaran bahan bakar minyak dapat berlangsung dua cara yaitu pembakaran sempurna dan tidak sempurna. Pembakaran sempurna menghasilkan energi yang cukup besar dibandingkan pembakaran tidak sempurna. Tetapi gas CO2 yang dihasilkan dapat menyebabkan terjadinya green house effect (efek rumah kaca). Pembakaran tidak sempurna dari bahan bakar minyak akan menghasilkan jelaga yang dapat mengotori alat-alat seperti perkakas rumah tangga, mesin, knalpot, dan lain-lain. Sehingga mempercepat kerusakan pada alat-alat tersebut. Selain itu juga menghasilkan gas CO yang dapat menyebabkan keracunan. Reaksi pembakaran tidak sempurna: 2 CH4 + 3 O2 →

2 CO + 2 H2O

Gas CO merupakan gas tak berwarna, tak berbau, tak berasa, dan sukar larut dalam air. Gas CO mempunyai daya ikat yang lebih tinggi dibanding gas oksigen terhadap hemoglobin, sehingga jika terhirup manusia menyebabkan dalam darah lebih banyak mengandung CO daripada oksigen. Gejala yang timbul jika keracunan gas CO adalah sesak napas, daya ingat berkurang, ketajaman penglihatan menurun, dan lelah jantung. Tubuh akan kekurangan suplai oksigen, akibatnya badanlemas, pingsan, bahkan dapat menyebabkan kematian. Pembakaran bahan bakar minyak juga dapat menghasilkan zat polutan lain seperti: oksida belerang (SO2 dan SO3) dan oksida nitrogen (NO dan NO2), dan partikel-partikel debu. Gas-gas tersebut jika masuk di udara dapat menyebabkan terjadinya hujan asam. Gas SO2 merupakan gas tak berwarna tetapi berbau sangat menyengat dan larut dalam air. Gas CO2 dapat menyesakkan napas, memedihkan mata, dan mematikan daun karena merupakan racun bagi klorofil. Gas SO2 dan SO3 di udara lembap dapat bereaksi dengan uap air membentuk asam (Hartanto, 2009, hlm. 174-175). E. Metode 1. Ceramah Interaktif dan diskusi kelompok kecil.

10

F. Media 1. Media atau Alat. a. Power Point. b. Video proses pengolahan minyak bumi. 2. Bahan. c. LCD

G. Sumber Belajar Buku siswa: 1. Harnanto, Ari, 2009, Kimia 2 untuk SMA/MA kelas Xl, Jakarta: SETI-AJI 2. Utami, Budi, dkk.,2009, Kimia untuk SMA/MA kelas Xl program ilmu alam, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. 3. Permana, Irfan, 2009, Memahami Kimia 1: SMA/MA untuk kelas X, Jakarta: Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional. 4. Sudarmo, Unggul, 2014, KIMIA untuk SMA/MA kelas Xl, Surakarta: Erlangga. H. Kegiatan Pembelajaran. Langkah

Sintak model

Pembelajaran

pembelajaran

Kegiatan Pendahuluan

Apersepsi

Deskripsi

Alokasi Waktu

1. Guru

mengucapkan

salam, 2 menit

menanyakan kabar siswa, memimpin doa dan mengecek kehadiran siswa. 2. Guru

menyampaikan

tujuan

pembelajaran pada hari ini. 3. Guru menyampaikan apersepsi dengan diawali menanyakan kepada siswa apakah masih ada yang melihat ibunya memasak dengan menggunakan kayu bakar. 4. Guru menanyakan apakah ada yang mengetahui cara memperoleh bahan baku dari LPG (Liquid Petroleun 11

Gas). 5. Guru memberikan umpan balik, yaitu bahan baku LPG di peroleh dengan cara penyulingan minyak bumi. 6. Guru menceritakan pengalamannya ketika tidak menggunakan masker ketika berkendara dan merasakan pusing. 7. Guru

menanyakan

sekiranya

kepada

siswa,

yang

bisa

apakah

menyebabkan pusing. 8. Guru memberikan pengetahuan umum bila ternyata ada seorang ilmuan yang berasal dari pakistan yang melakukan penelitian mengenai nano katalis, dan ilmuwan

tersebut

mengkonversi

berhasil

campuran

gas

karbondioksida dan uap air menjadi etanol

dengan

nanokatalis.

menggunakan

Dari

penelitian

ini

merupakan langkah awal menemukan metode

terbaru

mengubah

polusi

menjadi sumber energi. Kegiatan Inti

Penyampaian Materi

1. Guru menyajikan materi komposisi 12 minyak bumi. 2. Guru mengawali dengan menanyakan apakah yang dimaksud minyak bumi kepada seluruh siswa. 3. Guru mereview pemahaman dasar peserta didik dengan menanyakan komposisi minyak bumi secara umum. 12

menit

4. Guru mereview jawaban siswa dengan menunjukan slide komposisi minyak bumi. 5. Guru menguji pemahaman umum siswa dengan menanyakan proses terbentuknya

minyak

bumi

sepengetahuan peserta didik. 6. Guru mereview jawaban siswa dengan menampilkan penjelasan

slide

yang

tentang

berisi

terbentuknya

minyak bumi. 7. Guru menanyakan apakah ada yang mau ditanyakan. 8. Guru mengajak siswa untuk berpikir bagaimana bisa minyak mentah bisa menjadi LPG, bensin dan aspal. 9. Guru

menampilkan

slide

proses

pengolahan minyak bumi. 10.Guru membagi peserta didik kedalam enam kelompok. 11.Guru

memberikan

lembar

kerja

kepada setiap kelompok. 12.Guru menanyangkan video proses pengolahan minyak bumi. 13.Guru mempersilahkan siswa untuk menyaksikan

video

tentang

pengolahan minyak bumi. 14.Guru

mempersilahkan

salah

satu

kelompok untuk mempresentasikan hasil yang dipe...