makalah tugas terbaru

Upload: nina-asriana-andi

Post on 07-Jan-2016

290 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

16

Penentuan Kematangan Sedimen Minyak BumiTUGAS MATA KULIAH GEOKIMIA ORGANIKMuhammad Dedy Ari RahmanNRP 1414 201021

DOSEN PENGAMPUProf. Dr. R. Y. Perry Burhan

JURUSAN KIMIAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2015

i

iii

KATA PENGANTARAlhamdulillahirobbilalamin. Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunianya sehingga saya dat menyelesaikan makalah yang berisikan tentang PENENTUAN KEMATANGAN SEDIMEN MINYAK BUMI . semoga makalah ini dapat bermanfaat untuk menambah pengetahuan bagi para pembaca dan dapat digunakan sebagai salah satu pedoman dalam proses pembeljaran dan tak lupa Pada kesempatan ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu dan mendukung dalam pengerjaan tugas akhir ini, yaitu :1. Prof. Dr. R. Y. Perry Burhan, selaku dosen pengampu mata kuliah geokimia organik yang telah sabar memberikan materi kuliah. Terima kasih atas ilmu dan waktunya yang telah dibagikan selama ini.2. Teman-teman peserta mata kuliah geokimia organik.saya menyadari maalah ini masih banyak kekurangannya karna pengetahuan yang saya miliki cukup terbatas oleh karena itu kritik dan saran dari pembaca yang bersifat membangun untuk kesempurnaan makalah ini.akhir kata saya sampaikan terima kasih.

Surabaya, 30 Mei 2015

Penulis

DAFTAR ISIKATA PENGANTARiiDAFTAR ISIiiiBAB I PENDAHULUAN11.1 Latar Belakang11.2 Rumusan Masalah61.3 Tujuan Penelitian6BAB II Pembahasan72.1 Epimerizatiaon Asam Amino7 2.2 Derajat ketik jenuhan rantai panjang keton13BAB III PENUTUP153.1 Kesimpulan15DAFTAR PUSTAKA16

ii

iv16

BAB IPendahuluan1.1 Latar Belakang1.1.1 Radiometric age dating (the clocks in the rocks)

Sebagian besar unsur kimia alami di Bumi berada dalam keadaan stabil ketika terbentuk. Sementara unsur unsur lainnya memiliki lebih dari satu spesies (jenis). Spesies kimia yang mengandung jumlah proton yang sama di dalam inti dengan unsur stabil yang terbentuk, akan tetapi mengandung jumlah neutron yang berbeda disebut isotop. Akibat perbedaan sedikit dalam sifat fisiokimia dari isotop terhadap unsur yang relatif stabil, isotop radioaktif mampu menjadi tidak stabil dan akan membusuk serta membentuk unsur anak atau produk yang lebih stabil. Penentuan umur dengan radiometri merupakan proses menentukan umur suatu material geologi dalam tahun menggunakan berbagai macam teknik berdasarkan pada pembusukan atau penguraian nuklir yang terjadi secara alami pada isotop radioaktif. Setiap isotop memiliki waktu paro yang berbeda. Beberapa contoh dari isotop yang tidak stabil beserta hasil dari perubahannya yang menjadi lebih stabil ditunjukkan oleh gambar 1.

Gambar 1. Beberapa contoh dari isotop yang tidak stabil beserta hasil dari perubahannya yang menjadi lebih stabilDalam penerapannya, mineral yang mengandung unsur unsur radioaktif diekstrak dari suatu batuan dan rasionya diukur dari mineral. Umur secara angka yang ditentukan dari analisis radioisotop merupakan waktu pembentukan mineral radioaktif dalam batuan, yaitu ketika mineral (dan batuan) memadat. Akibat, batuan sedimen silisiklastik dibentuk oleh penghancuran batuan yang sebelumnya telah ada menjadi komponen komponen mineralnya, penanggalan umur secara absolut dari mineral pada batuan sedimen tidak memberikan informasi waktu partikel sedimen tersebut diendapkan. Oleh karena itu, umur yang ditentukan dengan teknik ini merupakan umur batuan asal dari partikel sedimen. Pengecualian untuk peraturan ini berlaku pada mineral yang terpresipitasi secara kimiawi, seperti presipitasi secara langsung dari air laut yang membentuk cangkang organisme. Beberapa isotop memiliki waktu paro yang relatif singkat, sebagai contoh adalah C14. Yang memiliki waktu paro 5.730 tahun. Waktu paro yang relatif singkat ini, digabungkan dengan fakta bahwa karbon yang terakumulasi pada material tanaman dan cangkang yang kemudian menjadi endapan sedimen, dapat digunakan dalam melakukan perhitungan endapan yang relatif sangat muda, yaitu endapan Holosen.1.1.2. Penentuan umur secara relative

Akibat dari keterbatasan dalam menggunakan penentuan umur secara radiometri untuk mengidentifikasi waktu pembentukan batuan sedimen, teknik penentuan umur secara relatif umum digunakan. Beberapa hukum geologi telah dikembangkan untuk mengembangkan penentuan umur pembentukan batuan sedimen secara relatif.1.1.3 The Law of Original HorizontalityHukum ini meyatakan bahwa kedudukan awal pengendapan suatu lapisan batuan adalah horisontal, kecuali pada tepi cekungan memiliki sudut kemiringan awal (initial dip) karena dasar cekungannya yang memang menyudut. Bila suatu batuan sedimen ditemukan dalam posisi miring atau terlipat maka batuan tersebut telah mengalami suatu deformasi setelah pengendapan akibat tektonik.

Gambar 2. Hukum original horizontality1.1.4 The Law of SuperpositionHukum ini menyatakan bahwa dalam kondisi normal (belum mengalami deformasi), perlapisan suatu batuan yang berada pada posisi paling bawah merupakan batuan yang pertama terbentuk dan tertua dibandingkan dengan lapisan batuan diatasnya. Ketika seseorang akan menguji lapisan batuan untuk menentukan umurr relatifnya, hal terpenting yang pertama kali harus dilakukan adalah memastikan bahwa batuan tersebut tidak mengalami pembalikan lapisan akibat aktivitas tektonik. Hal ini dapat dibuktikan dengan melihat beberapa kenampakan sedimen yang hanya terjadi pada bagian atas (top) atau bawah (bottom) dari sebuah lapisan batuan sedimen, sepertimud crack, ripple, graded beddingpadaBouma sequence, load structure, flute mark, dan beberapa fosil jejak.

Gambar 3. Hukum Superposisi1.1.5 The Law of Faunal SuccessionHukum ini menyatakan bahwa dalam suatu urutan batuan secara vertikal, kandungan fosilnya mengalami pergantian secara sistematis. Pada setiap lapisan yang berbeda umur geologinya akan ditemukan fosil yang berbeda pula. Secara sederhana bisa juga dikatakan Fosil yang berada pada lapisan bawah akan berbeda dengan fosil di lapisan atasnya. Fosil yang hidup pada masa sebelumnya akan digantikan (terlindih) dengan fosil yang ada sesudahnya, dengan kenampakan fisik yang berbeda (karena evolusi). Perbedaan fosil ini bisa dijadikan sebagai pembatas satuan formasi dalam lithostratigrafi atau dalam koreksi stratigrafi.

Gambar 4. Hukum Faunal Succession1.1.5 The Law of Crosscutting Relations.Hukum ini menyatakan bahwa hubungan petong memotong (cross cutting relationship) adalah hubungan kejadian antara satu batuan yang dipotong / diterobos oleh batuan lainnya, dimana batuan yang dipotong / diterobos terbentuk lebih dahulu dibandingkan dengan batuan yang menerobos.

Gambar 5. Ilustrasi hukum Crosscutting.

Ketidakselarasan (unconformity) adalah hubungan antara satu lapis batuan dengan lapis batuan lainnya (batas atas atau bawah) yang tidak kontinyu (tidak menerus), yang disebabkan oleh adanya rumpang waktu pengendapan. Ketidakselarasan terjadi ketika sedimen tidak diendapkan atau ketika diendapkan lalu mengalami erosi. Hal ini penting untuk mengetahui adanya suatu interval waktu geologi yang tidak ada catatan pada lokasi tertentu. Pada waktu tersebut, proses geologi seperti pengangkatan tektonik atau fluktuasi permukaan air laut mugkin telah terjadi. Dalam geologi dikenal 3 (tiga) jenis ketidak selarasan, yaitu1.Disconformity, adalah salah satu jenis ketidakselarasan yang hubungan antara satu lapis batuan (sekelompok batuan) dengan satu batuan lainnya (kelompok batuan lainnya) yang dibatasi oleh satu rumpang waktu tertentu (ditandai oleh selang waktu dimana tidak terjadi pengendapan).2.Angular unconformity(ketidakselarasan bersudut), adalah salah satu jenis ketidakselarasan yang hubungan antara satu lapis batuan (sekelompok batuan) dengan satu batuan lainnya (kelompok batuan lainnya), memiliki hubungan / kontak yang membentuk sudut.3.Nonconformity, adalah salah satu jenis ketidakselarasan yang hubungan antara satu lapis batuan (sekelompok batuan) dengan satu batuan beku atau metamorf.

Gambar 6. Jenis ketidakselarasan:disconformity,angular unconformity, dannonconformity

1.2 PermasalahanDenngan menggunakan parameter epimerisasi asam amino apakah dapat menentukan kematangan minyak bumi melalui proses sedimen

1.3 Tujuan

Menentukan kematangan minyak bumi berdasarkan sedimen yang terbentuk dengan menggunakan parameter epimerisasi asam amino

BAB II Pembahasan2.1 Epimerization asam aminoasam amino dapat dipertahankan dalam bahan protein yang terkait dengan pembentukan mineral, seperti kerang mollusca dan tesforaminifera. Tingkat isomerisasi asam amino telah berhasil digunakan untuk memperkirakan usia atau suhu pemendaman sedimen kuarter (Bada & Schroeder 1975; Goodfriend et al, 2001.). Aplikasi ini dimungkinkan karena organisme hidup dapat mensintesis protein dari bentuk 1 asam amino (lihat Bagian 2.3.1), tetapi setelah pemendaman isomerisasi, akhirnya menghasilkan campuran rasemat (lihat Bagian 2.1.3). Racemat terjadi melalui perpindahan proton dan pembentukan intermediate Karbanion trigonal planar (lih Gambar. 5.5), dan pada kesetimbangan reaksi maju dan mundur adalah sama, sehingga konsentrasi dari 1 dan d enantiomer juga sama. Netral asam amino isoleusin yang sering digunakan karena stabilitasnya relatif (Bagian 3.3.3a). Ini memiliki dua pusat karbon stereogenik, dan mungkin dari isomerizations, epimerization dari-l isoleusin ke d-alloisoleucine adalah jalur reaksi utama dan digunakan untuk estimasi umur / suhu (Gbr. 5.38). Pada kesetimbangan, tingkat lingkungan untuk reaksi mundur tidak sama, yang ulang untuk hasil pengujian dalam rasio d-alloisoleucine:-l isoleusin C.1.3.

Pada proses pertama penerapan racemisasi atau epimerisasi untuk memperkirakan usia atau palaeotemperatures tampaknya relatif sederhana, melalui penerapan kinetika orde pertama (Kotak 5.4). Namun, potensi kerugian pembentukan asam amino oleh pencucian air telah dicatat (Bagian 3.3.3a), dan ada beberapa faktor rumit lainnya.Biasanya tingkat epimerisasi ditentukan untuk total asam amino, yang mencakup asam amino bebas yang terikat dalam peptida dan protein. Asam amino bebas yang diharapkan menjadi yang paling rentan terhadap epimerisasi, sehingga tingkat di mana hidrolisis membebaskan asam amino individu dari rantai peptida juga tingkat hidrolisis consideration. Hal penting dari setiap ikatan peptida tergantung pada faktor-faktor seperti panjang rantai protein (ikatan umumnya lebih labil dalam rantai besar) dan sifat dari asam amino yang berdekatan (Kriausakul & Mitterer 1978). Karena urutan asam amino ditentukan secara genetik, tidak mengherankan bahwa tingkat hidrolisis protein dalam struktur kalsifikasi menunjukkan variabilitas taksonomi. Untuk epimerizsasi isoleusin l-: d-alloisoleucine urutan kinetika pertama menghasilkan persamaan berikut (Bada & Schroeder 1972):

Tingkat epimerization (atau racemization) tergantung pada stabilitas Karbanion: yanglebih stabil itu adalah lebih besar tingkat isomerisasi. Stabilitas dikendalikan oleh pengaruh elektrostatikkelompok terikat pada atom a-C. Dalam tes karbonat pH sedikit basa (lihat Kotak 3.4), sehingga asam amino netral ada sebagai terprotonasi bersama-sama dengansesuai zwitterion (struktur kiri dan tengah pada Gambar. 2.11a, masing-masing) .suatu gugus NH3 dibentuk oleh protonasi penarik elektron sehingga menstabilkan Karbanion, yang menyebabkan isomerisasi lebih cepat,sedangkan kelompok COO- adalah electron yang menyumbangkan dan mendestabilkan Karbanion, sehingga isomerisasi lebih lambat. Keseimbangan antara pengaruh kontras ini, dan karenanya tingkat isomerisasi asam amino dalam rantai peptida, dimodifikasi oleh asam amino lainnya yang melekat pada amina dan kelompok karboksil. Ada lima lingkungan mungkin bagi asam amino dalam rantai peptida, seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.39. Epimerisasi / racemisasi lebih lambat untuk C-terminal dari unit N-terminal (Smith & Sol 1980), karena dapat membentuk kelompok COO- sedangkan kekuatan menarik elektron dari gugus amino berkurang oleh keterlibatan dalam ikatan untuk asam amino lainnya (Mitterer & Kriausakul 1984). Untuk unit N-terminal gugus karboksil terlibat dalam ikatan asam amino lain, dan memiliki sumbangan electron lemah, sedangkan kelompok amina terprotonasi menstabilkan karbanion pada proses isomerisasi.Harga relatif diamati epimerisai isoleusin - dalam eksperimen adalah: N-terminal dan gugus ketopiperazine >> C-terminal dan kelompok interior isoleusin. bagaimanapun, harga relatif epimerization diamati pada sampel adalah ketopiperazine> N-terminal> C-terminal > Free >> interior (Mitterer & Kriausakul 1984) . Terlihat mengapa C-terminal dan isoleusin bebas dapat menunjukkan epimerisasiyang luas tapi nilai dari epimerisasi lambat dijelaskan oleh konversi dari beberapa epimerisasi isoleusin lebih tinggi dan cepat (N-terminal dan diketopiperazine) untuk (C-terminal dan bebas isoleusin) melalui unit epimerisasi.Tingkat hidrolisis penting, karena menghasilkan kurva yang diprediksi oleh kinetika orde pertama dalam Eqn 5.12 untuk epimerization isoleusin yang bebas. Jika hidrolisis yang lambat, Bagian awal dari kurva tingkat juga akan sama dengan yang di kotak 5.4.Kecepatan, atau tingkat, dari reaksi yang melibatkan satu spesies kimia (reaksi unimolecular) tergantung pada konsentrasi spesies yang terlibat. Itu juga tergantung pada suhu, dan tingkat suhu sebanding dengan beberapa kekuatan (n) dari konsentrasi:Rate = k [Y]ndi mana [Y] = konsentrasi spesies kimia Y, dan k = tetapan laju. Nilai n (reaksiorder) hanya dapat ditentukan secara eksperimental. Isomerisasi Reaksi dan degradasi kerogen dapatdidekati dengan reaksi yang n = 1, yaitu mereka adalah reaksi orde pertama. Tingkat konstan, k, adalah terkait dengan energi aktivasi (eact; lihat Kotak 2.6) dan suhu:k= Ae (Eact/RT)di mana A = konstanta Arrhenius (juga dikenal sebagaiFaktor frekuensi), eact = aktivasienergi, R = konstanta gas (8,314 kJ mol-1K-1) dan T = suhu mutlak (Kelvin di).Dari Eqn 5.3 laju reaksi dapat dilihat untuk meningkatkan suhu. Bagi kebanyakan reaksi dekatsuhu kamar (300 K) eact = c.50kJmol-1, sehingga 10 C kenaikan temperatur hasil dalam penggandaan perkiraan dari laju reaksi. Namun, eksponensial ketergantungan laju reaksi pada suhu bahwa kenaikan berturut-turut lebih kecil dari jumlah untuk setiap interval 10 C sebagai kenaikan suhu, misalnya, kenaikan tingkat hanya C.1.4 untuk 10 C kenaikan di wilayah 200 C. Laju reaksi urutan pertama dapat direpresentasikan oleh perubahan konsentrasi bahan awal waktu, yang menghasilkan diferensial berikutpersamaan:

di manaa =konsentrasi awaldanx=perubahan konsentrasi. Integrasikemudian memberikan:logyang mewakilipeluruhaneksponensial(misalnya pembusukan radioaktif). Waktu yang dibutuhkanuntuk setengahbahanmenghilang(yaitu x= a/2), tidak peduli apakonsentrasi awal, adalah konstan. Hal initerkait dengankonstanta lajudandisebutwaktu paruh(t1 /2):

Reaksi reversibel, seperti epimerization, bias dijelaskan oleh:

di mana konstanta kf dan kb = tingkat reaksi maju dan mundur, masing-masing. Sebagai reaksi maju berlangsung, konsentrasi reaktan ([Y])menurun dan bahwa produk ([Z]) meningkat, sehingga laju reaksi maju melambat, sedangkanreaksi mundur meningkat. Tingkat ke depanReaksi (hilangnya Y) dapat direpresentasikanoleh:

dituliis dalam bentuk yang sama seperti Eqn 5.4 hasil:

di mana m = kf [Y0] / (kf + kb), [Y0] = konsentrasi reaktan awal, x = perubahan konsentrasi, K = ekuilibrium konstan (kf / kb) dan awalnya tidak ada produk (Yaitu [Z] = 0). Integrasi kemudian memberikan:

Sulit untuk mendapatkan konsentrasi mutlak, tetapi mungkin untuk menggunakan rasio produk reaktan dan:

Dalam semua persamaan di atas laju reaksi tergantung suhu, dan persamaan hanya berlaku untuk kondisi isotermal. Dalam system geologi, pemendaman kompleks biasanya terlibat, dengan tingkat variabel pemanasan dan mungkin juga interval pendinginan. Untuk sistem seperti tingkatpersamaan membutuhkan integrasi terhadap kedua suhu dan waktu, dan diasumsikan bahwa Avalues yang sedikit dipengaruhi oleh perubahan suhu (Lewis 1993).

Diperkirakan untuk epimerization dari isoleusin bebas karena sebagian isoleusin akan di perlahan epimerisasi posisi interior, dengan tingkat epimerization menjadi efektif dikendalikan oleh sejumlah kecil isoleucine bebas. bagaimanapun, tingkat hidrolisis umumnya terletakantara ikatan peptida antara isoleusin dan tetangganya dengan isoleusin tersisa di terminalcukup lama untuk tingkat signifikan epimerization terjadi sebelum isoleusin bebas terbentuk.Hal ini membantu untuk menjelaskan penampilan tingkat kurva untuk epimerization alami isoleusin, seperti pada Gambar. 5.40.

Tingkat epimerisasi /racemisasi dari isoleusin dan asam amino lainnya tergantung pada genus organism (Mller 1984;Kimber&Griffin1987) karena pengaruh dari tingkat hidrolisis peptida, seperti disebutkan di atas.

Meskipun komplikasi diatas, epimerisasi dan racemisasi asam amino telah digunakan untuk menentukan umur deposit kuarter (Coleman etal1987;. Cerdas&Frances1991). Usia relatif dapat diperoleh atau dengan menggunakan kalibrasi yang sesuai (misalnya14C dating; Box5.5), perkiraan dari usia yang sebenarnya dapat diketahui. Aplikasi sederhana dalam sedimen core laut dalam, karena lingkungan termal stabil dan seragam lebih besar dihamparan laut. Luasnya isomerisasi dispesies individu terhadap usia radiometric untuk memberikan penentuan alat(5.41a Gambar;. Mller1984), dan data untuk dua spesies dapat dikombinasikan untuk menghasilkan kurva Concordia (Gbr. 5.41b; Wehmiller1993), memberikan keyakinan yang lebih besar terhadap prosedur penentuan umur .

Meskipun aplikasi utama dari isomerisasi asam amino adalah menentukan umur strata, perbedaan suhu rata-rata dapat diperkirakan, menghasilkan informasi tentang perubahan iklim Kuarter (misalnya Miller, 1987).aplikasi ini membutuhkan penentuan umur independent dan kinetika reaksi orde satu untuk menggambarkan isomerisasi.

2.3 Derajat ketidak jenuhan rantai panjang keton

Meskipun rasio18O: 16O dalam tes karbonat invertebrata laut dapat digunakan untuk memeriksa suhu permukaan laut, tingkat glaciation benua, keseimbangan antara curah hujan dan penguapan, kedalaman kompensasi karbonat dan perubahan diagenetic karbonat apakah estimasi dapat dibuat dan akurasinya (box5.6,5.7;Marshall1992). Ada juga palaeo thermometer geokimia organic yang bekerja berdasarkan distribusi rantai panjang (C37-C39) keton tak jenuh(Brassell etal. 1986). 14C adalah isotop karbon tak stabil yang terbentuk di atmosfer oleh penembakan neutron 14N, tetapi kemudian meluruh kembali ke 14N karena kehilangan elektron

14C teroksidasi menjadi CO2, yang kemudian dimasukkan ke dalam bahan organik olehfotosintesis, dan kemudian memasuki organisme lain. Jumlah 14C organisme hidup terlihat dari isi atmosfer tapi setelah kematian jumlah 14C penurunan oleh peluruhan radioaktif, yang diwakili oleh Eqn 5.14. Jumlah isotop14C relative stabil terhadap isotop C dan memberikan ukuran usia bahan organik. Waktu paruh dari 14C pertama diperkirakan 5568 tahun (Libby et al. 1949), sehingga setelah sekitar sepuluh waktu paruh atau 55-60 Kyr, ada begitu sedikit 14C yang tertinggal ketepatan metode menurun dan usia estimasi menjadi tidak dapat diandalkan, sehingga membutuhkan penggunaan teknik lain.Konsentrasi 14C dalam sampel jika dibandingkan dengan yang di standar (umumnya asam oksalat I atau II), yang memungkinkan usia radiokarbon konvensional dapat ditentukan menggunakan kinetika orde pertama untuk waktu paruh dari 5568 tahun, dan mengoreksi setiap fraksinasi isotope (Kelip & Polach 1977). Usia konvensional radiokarbon mengasumsikan bahwa ukuransemua 14C tetap konstan sepanjang waktu, tapi ini tidak begitu. Variasi dalam produksi atmosfer 14C terjadi, terkait dengan perubahan intensitas kosmik radiasi, dan pertukaran antara 14CO2atmosfer dan reservoir laut juga bervariasi. Ketidaktepatan berasal dari fakta bahwa waktu paruh sebenarnya c.5730yr. Usia radiokarbon membutuhkan kalibrasi untuk memberikan kalender usia yang akurat, dan ini telah berhasil dicapai kembali ke c.11ka dengan menghitung cincin pohon (dendrochronology), seperti ditunjukkan pada Gambar. 5.42. Usia radiokarbon untuk organisme laut biasanya 400 tahun lebih besar daripada organism terrestrial dikalender usia yang sama (kelip &Braziunas1993), sebagai akibat dari rate pertukaran antara bikarbonat laut dan CO2 atmosfer, dan juga pencampuran dari upwelling laut dalam dengan air permukaan(Mangerud 1972).

BAB IIIPenutup3.1 KesimpulanAplikasi rasemisasi atau epimerisasi untuk penentuan umur atau aleo temperature menjadi lebih sederhana melalui aplikasi dari kinetika orde satu. Derajat epimerisasi digunakan untuk menentukan asam amino total baik itu asam amino bebas dan juga ikatan peptide dan protein.

Daftar pustaka

http://blog.ub.ac.id/ykzirafmaysih/2013/11/01/geologi-minyak-bumi-penentuan-umur-relatif-dan-absolut/

Stephen_D._Killops,_Vanessa_J._Killops]_Introduct(BookFi.org)