Tajuk : Bahan Api (Penyulingan berperingkat petroleum)Tujuan : Mengkaji Penyulingan berperingkat petroleumTeori : Petroleum diklasifikasikan sebagai bahan api. Bahan api terbentuk apabila tumbuh-tumbuhan laut dan binatang di laut yang mati kemudian tertimbus dibawah pasir dan lumpur yang dalam. Petroleum memakan masa berjuta-juta tahun untuk dihasilkan dan merupakan sumber tenaga yang tidak boleh diperbaharui. Petroleum terbentuk oleh hidrokarbon (hidrokarbon adalah sebatian yang terdiri daripada karbon dan hidrogen) dengan penambahan bahan-bahan lain yang tertentu seperti sulfur. Campuran hidrokarbon petroleum yang kompleks boleh diasingkan kepada pecahan berlainan melalui kaedah penyulingan berperingkat kerana setiap pecahan mempunyai takat didih yang berlainan. Semasa penyulingan berperingkat, petroleum dipanaskan dalam sebuah menara pemeringkat. Hidrokarbon dengan takat didih rendah akan meruap terlebih dahulu, naik ke bahagian atas kelalang penyulingan lalu dikondesasikan dan diasingkan. Petroleum dalam bentuk semula jadi apabila dikumpul pada awalnya biasanya dinamakan minyak mentah. Ia adalah jelas, hijau atau hitam dan boleh menjadi sama ada nipis seperti petrol atau tebal seperti tar.Pemboleubah :i. Manipulasi : Suhu yang dikenakan ke atas pemanasan Petroleumii. Bergerakbalas : Sifat-sifat pecahan petroleum (warna pecahan, kelikatan pecahan, kebolehbakaran pecahan, kejelagaan pecahan)iii. Malar : Jenis minyak mentah yang digunakanHipotesis : Semakin tinggi suhu pembakaran petroleum, semakin gelap warna pecahan yang dihasilkan, semakin likat pecahan itu, semakin susah pecahan itu terbakar dan semakin banyak jelaga pecahan yang dihasilkan apabila dibakar.Bahan dan Radas : Petroleum 250 ml, serpihan porselin, kertas turas, kaki retort, kelalang kon, termometer, set penyulingan, labor gas, mangkuk penyejatan, kasa dawai, gabus 2 salur getah, penunu Bunsen, 4 buah mangkuk pijar

Gambar Rajah penyusunan radas :

Rajah 1 Petroleum dituang kedalam kelalang penyulingan

Proses memasang radas ekperimen

Prosedur :(A) Penyulingan berperingkat petroleum1. Radas disediakan seperti dalam Rajah 1.2. Petroleum dalam kelalang penyulingan dipanaskan perlahan-lahan.3. Pecahan pertama petroleum dikumpul pada suhu 30 - 80 .4. Pemanasan diteruskan dan hasil penyulingan dikumpul ke dalam kelalang kon yang berasingan pada tempoh suhu yang berbeza iaitu 80 -120 , 120 -160 dan 160 - 200 .(B) Ciri-ciri pelbagai pecahan petroleum5. Warna setiap pecahan diperhatikan.6. Kelikatan setiap pecahan diperhatikan dengan menggunakan rod kaca.7. Setiap pecahan dituangkan sedikit ke dalam mangkuk penyejatan kemudian dibakar. Sifat kebolehbakaran dan kejelagaan diperhatikan.8. Setiap pemerhatian direkod dalam Jadual 1.Keputusan :Pecahan Suhu / Warna KelikatanKebolehbakaran Kejelagaan api

Pertama30-80Tiada warnaSangat kurang likat (cair)Sangat mudah terbakarSedikit jelaga

Kedua80-120Kuning muda Kurang likatMudah dibakarSederhana berjelaga

Ketiga120-160KuningLikat Agak sukar dibakarAgak banyak jelaga

Keempat160-200Perang Sangat likat Sukar dibakarAmat banyak jelaga

Jadual 1

Warna setiap pecahan ngan

Sifat kebolehbakaran setiap pecahan Pecahan keduaPecahan pertama

Pecahan keempatPecahan ketiga

Keadaan jelaga yang dihasilkan setiap pecahan

Perbincangan :Warna hasil sulingan pertama lebih jernih, dan cair. Ini adalah kerana ia mempunyai struktur molekul yang sangat ringkas, dan mudah terurai walaupun pada suhu yang rendah. Apabila ujian nyalaan dijalankan didapati ia sangat mudah menyala dan sedikit jelaga dihasilkan. Ini membuktikan bahawa hasil pertama kurang mengandungi hidrokarbon. Contoh kegunaan harian adalah seperti gas untuk memasak. Hasil sulingan pada suhu antara 80C hingga 120C mempunyai warna larutan kuning muda dan likat sedikit. Ujian nyalaan dijalankan didapati ia mudah menyala, Nyalaan berwarna kuning muda dan jelaga yang dihasilkan adalah sederhana banyak. Contoh hasil sulingan harian yang selalu digunakan adalah petrol kenderaan. Pada hasil sulingan suhu antara 120C hingga 160C warna larutan kuning dan agak likat. Ini menunjukkan bahawa molekul-molekulnya adalah kompleks dan memerlukan tenaga haba yang tinggi untuk memecahkannya. Apabila nyalaan diuji, ia agak sukar terbakar dan banyak jelaga. Ini menunjukkan bahawa kandungan karbon juga agak banyak. Contoh hasil sulingan adalah naptha. Pada suhu antara 160C hingga 200C,warna hasil sulingan adalah perang (lebih gelap) dan lebih likat. Ini menunjukkan bahawa molekul-molekulnya adalah lebih kompleks menyebabkan ia susah terurai dan memerlukan tenaga haba yang tinggi untuk memecahkannya. Ujian nyalaan mendapati ia sukar dinyalakan dan sangat berjelaga. Pecahan ini kebanyakkannya digunakan sebagai inyak kapal terbang dan lampu.Kondenser Liebig berperanan untuk mengkondensasikan wap daripada pemanasan petroleum supaya wap tersebut bertukar kepada bentuk cecair. Kondenser liebig biasanya memberikan pemisahan yang lebih baik antara komponen yang berbeza dalam sulingan itu. Air paip yang dialirkan melalui tiub kaca luar kondenser Liebig pula bertujuan untuk mengekalkan arah kecerunan haba yang betul dan lancar supaya dapat mengurangkan risiko kejutan haba terhadap barangan kaca tersebut. Ia juga bertujuan untuk memastikan wap panas daripada pembakaran petroleum ditukarkan kepada cecair. Tujuan cip porselin ditambah ke dalam petroleum yang dipanaskan adalah untuk memastikan pembakaran dapat dilakukan dengan lebih tenang. Hal ini kerana, pembakaran dilakukan dengan menggunakan suhu yang tinggi dimana haba yang tinggi boleh menyebabkan cecair petroleum berhamburan, menyebabkan kecederaan, merosakkan peralatan makmal dan menyebabkan eksperimen yang dijalankan rosak.

Soalan :1. Bincangkan sifat kebolehbakaran setiap pecahan petroleum.Sifat kebolehbakaran setiap pecahan berkurang dengan bertambahnya takat didih. Semakin tinggi takat didih semakin sukar pecahan terbakar. Ini kerana struktur molekul yang ringkas memudahkannya untuk bertindak balas dengan oksigen dan menghasilkan nyalaan yang lengkap. Struktur molekul pecahan yang lebih kompleks memerlukan tenaga haba yang tinggi untuk memecahkannya.

2. Bincangkan hubungan diantara takat didih pecahan-pecahan dengana) Warna pecahanSemakin tinggi takat didih semakin gelap warna pecahan yang dihasilkan. Ini kerana semakin besar atau kompleks struktur molekul pecahan semakin tinggi jisim per isipadu dan seterusnya memberikan warna yang lebih gelap kepada larutan.

b) Kelikatan pecahanSemakin tinggi takat didih semakin likat pecahan yang dihasilkan, semakin susah pecahan mengalir. Hal ini kerana saiz molekul pecahan semakin besar dan daya tarikan antara molekul-molekul semakin kuat menyebabkan molekul-molekul sukar bergelongsor antara satu sama lain.

c) Kuantiti jelaga yang dihasilkan oleh setiap pecahan.Semakin tinggi takat didih, semakin banyak kuantiti jelaga yang dihasilkan. Ini disebabkan peratus karbon permolekul semakin bertambah dengan bertambahya takat didih pecahan tersebut.

3. Tuliskan persamaan kimia yang seimbang untuk menunjukkan pembakaran gasoline, (C8H18).2C8H18 (ce) + 25O2 (g) 16CO2 (g) + 18H2O (ce)

4. Pembakaran tidak lengkap gasoline menyebabkan pembebasan gas-gas yang beracun seperti karbon monoksida dan nitrik oksida. Tuliskan persamaan kimia yang seimbang untuk menunjukkan pembakaran tidak lengkap gasolin (C8H18).C8H18 (ce) + O2 (g) 8CO (g) + 9H2O (ce)

5. Apakah biodiesel?Biodiesel adalah bahan api diesel berasaskan minyak sayuran atau lemak haiwan yang terdiri daripada rantai panjang alkil ester. Biodiesel dihasilkan melalui tindak balas kimia lipid seperti minyak sayuran dan lemak haiwan dengan alkohol. Biodiesel mempunyai kira-kira 85% keupayaan tenaga kimia dengan petrodiesel, jadi boleh digunakan dengan lebih cepat pada satu kelajuan atau beban yang tertentu. Biodiesel mempunyai kelikatan yang rendah. Biodiesel digunakan sebagai kuasa untuk beberapa jenis pemanas.

6. Apakah kebaikan menggunakan biodiesel berbanding bahan api petroleum?Terdapat kebaikan menggunakan biodiesel berbanding petroleum dimana biodiesel adalah lebih murah berbanding petroleum. Biodiesel juga boleh diproses daripada bahan-bahan yang mudah didapati seperti minyak sayuran dan minyak haiwan.

Kesimpulan :Semakin rendah takat didih pecahan petroleum tersebut, semakin kurang likat pecahan tersebut, semakin cerah warnanya, semakin mudah pecahan tersebut untuk terbakar dan semakin kurang jelaga yang dihasilkan.Semakin tinggi takat didih pecahan petroleum tersebut, semakin likat pecahan tersebut, semakin gelap warnanya, semakin susah pecahan tersebut untuk terbakar dan semakin banyak jelaga yang dihasilkan. Hipotesis diterima.