RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP)

1 No. Dokumen : F/751/WKS1/P/5 No. Revisi : 1 Tanggal Berlaku : 1 Juli 2016 RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN (RPP) Satuan Pendidikan : SMA Negeri 1 Godean Mata Pelajaran : Kimia Kelas/Semester : XI/ Gasal Materi Pokok : Minyak Bumi Materi Pembelajaran: Minyak Bumi dan Fraksi Minyak Bumi Alokasi Waktu : 2 x 45 Menit A. Tujuan Pembelajaran Siswa dapat : 1. Mempresentasikan video secara berkelompok berkaitan dengan a. pembentukan minyak bumi b. teknik pemisahan minyak bumi dan fraksi minyak bumi c. kandungan dan kegunaan minyak bumi d. dampak positif dan negative penggunaan minyak bumi serta cara penanggulangan 2. Menjelaskan materi tentang minyak bumi berdasarkan video yang ditampilkan B. Kompetensi Dasar dan Indikator Pencapaian Kompetensi 3.1. Menjelaskan proses pembentukan dan teknik pemisahan fraksi-fraksi minyak bumi serta kegunaannya 3.1.1. Mempresentasikan video tentang minyak bumi secara berkelompok 3.1.2. Menjelaskan materi berdasarkan video yang ditampilkan C. Materi Pembelajaran 1. pembentukan minyak bumi 2. teknik pemisahan minyak bumi dan fraksi minyak bumi 3. kandungan dan kegunaan minyak bumi 4. dampak positif dan negative penggunaan minyak bumi serta cara penanggulangan *Materi selengkapnya terlampir D. Metode Pembelajaran

2 Metode pembelajaran : presentasi, diskusi, dan tanya jawab E. Media Pembelajaran 1. Media pembelajaran : Buku LKS dan buku paket 2. Alat pembelajaran : laptop, LCD, white board, dan spidol 3. Bahan pembelajaran : Bahan ajar, LKS F. Sumber Belajar 1. Sudarmo, Unggul. 2013. Kimia untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta: Erlangga 2. Salirawati, Das, Fitria Meilina, Jamil Suprihatiningrum. 2007. Belajar Kimia secara Menarik untuk SMA/MA Kelas X. Jakarta: Gramedia Widiasarana Indonesia 3. LKS kimia SMA kelas XI semester 1 : Kreativ, TIM Penyusun MIPA G. Langkah-langkah Pembelajaran Kegiatan Langkah Kegiatan Pembelajaran Alokasi Waktu a. Komunikasi 1. Pendidik memberi salam 2. Pendidik mempersilahkan peserta didik duduk dan tenang untuk bersiap mengikuti pembelajaran 3. Pendidik mengajak peserta didik 5 menit berdoa sebelum memulai pelajaran 4. Pendidik menanyakan kabar dan mengecek kehadiran peserta didik Pendahuluan b. Apresepsi Guru memberikan apersepsi dengan mengaitkan materi yang sudah disampaikan sebelummnya mengenai minyak bumi. Pernahkah kalian melihat ibu kalian memeras santan? Apa warna air santan pada perasan pertama? Apakah langsung putih mengental? Tentu tidak kan. Nah setelah perasan pertama bagaimana santan yang dihasilkan? Kental sekali bukan. Bagaimana pada pemerasan terakhir? Apakah masih kental? Tentu tidak kan. Hal ini sama halnya

3 pada proses pengolahan minyak bumi, pada proses destilasi mula-mula minyak yang terambil sedikit, selanjutnya minyak akan keluar semua dan pada proses terakhir hanya tinggal sisa sisa minyak bumi (residu). c. Motivasi Untuk mengetahui proses pembentukan minyak bumi, teknik pemisahan minyak bumi dan fraksi minyak bumi, kandungan dan kegunaan minyak bumi, dan dampak positif dan negative penggunaan minyak bumi serta cara penanggulangannya marilah kita simak video yang ditampilkan oleh teman-teman kalian. Kegiatan Inti 1. Mengamati Siswa melihat tayangan video dilayar depan mengenai teknik pemisahan minyak bumi dan fraksi minyak bumi, kandungan dan kegunaan minyak bumi, dan dampak positif dan negative penggunaan minyak bumi serta cara penanggulangannya. 80 menit 2. Menanya Siswa bertanya mengenai video yang ditampilkan Siswa bertanya mengenai kasus-kasus yang terjadi disekeliling kita yang berkaitan dengan minyak bumi. 3. Mengumpulkan informasi Siswa berusaha menganalisis pertanyaan yang diajukan kepada mereka. Siswa berusaha mencari jawaban pada buku, internet maupun sumber lain. Siswa menganalisis jawaban pertanyaan dari berbagai sumber terkait dengan minyak bumi.

4 4. Mengasosiasi Siswa berdiskusi dengan kelompoknya untuk menjawab pertanyaan yang diajukan kepada mereka. 5. Mengkomunikasikan Setelah siswa memperoleh jawaban dari pertanyaan yang diperolehnya mereka berusaha untuk menjawab pertanyaan secara bergantian. Jika ada siswa yang kurang puas dengan jawabannya, siswa berusaha mencari jawaban yang lebih logis dan mudah diterima oleh penanya. Jika kelompok yang maju kesulitan dalam mencari jawaban, teman lain berusaha membantu mencari jawaban. Penutup a. Simpulan Siswa bersama guru menyimpulkan pembelajaran hari ini, mengenai proses pembentukan minyak bumi, teknik pemisahan minyak bumi dan fraksi minyak bumi, kandungan dan kegunaan minyak bumi, dan dampak positif dan negative penggunaan minyak bumi serta cara penanggulangannya 5 menit b. Evaluasi Guru memberikan tugas kepada siswa untuk mengerjakan LKS halaman 24-25 soal pilihan ganda. Siswa diminta untuk belajar karena pertemuan berikutnya akan diadakan ulangan harian 2 tentang minyak bumi c. Refleksi

5 Meminta umpan balik kepada peserta didik tentang kegiatan belajar yang telah berlangsung pada hari ini. d. Penutup Pendidik mengakhiri kegiatan pembelajaran dengan berdoa dan salam untuk menutup kegiatan pembelajaran. H. Penilaian Hasil Pembelajaran Aspek Prosedur Instrument Keterangan Pengetahuan -Tes tertulis -Soal evaluasi Terlampir Mengetahui, Guru Mata Pelajaran Godean, Agustus 2016 Mahasiswa PPL Siti Martiningsih, S.Pd. NIP 19700223 200604 2 003 Fatma Septiyani NIM 13303241017

6 Lampiran 1 Materi Lampiran 1. Materi 1. Pengertian Minyak Bumi Minyak bumi (bahasa Inggris: petroleum, dari bahasa Latin: petrus karang dan oleum minyak) dijuluki juga sebagai emas hitam, adalah suatu cairan kental yang berwarna coklat sampai hitam atau kehijauan, yang mudah terbakar dan berbau kurang sedap, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi merupakan campuran kompleks dari senyawa-senyawa hidrokarbon, baik senyawa alifatik, alisiklik, dan aromatik yang sebagian terdiri atas alkana tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya, dengan sedikit senyawa nitrogen (0,01-0,9%), belerang (0,1-7%), oksigen (0,06-0,4%) dan senyawa logam dalam jumlah yang sangat kecil. 2. a. Teknik Pemisahan Fraksi-Fraksi Minyak Bumi 1. Penghilangan garam Minyak bumi mentah selalu terkotori dengan air garam yang berasal dari sumur minyak bumi, sehingga air garam harus dihilangkan karena pada konsentrasi tertentu (di atas 5 lb/1000 barel) dapat menyebabkan korosi pada peralatan pengolahan yang terbuat dari baja. Garam dalam minyak mentah berupa kristal garam yang terlarut atau tersuspensi dalam emulsi air dengan minyak. Salah satu jenisnya adalah garam-garam klorida. Penghilangan garam dilakukan dengan metode bejana pengendap, pengendapan tegangan tinggi, dan menara dengan bahan isisan. Minyak mentah dicuci dengan 10-15% air panas pada suhu 90-150 0 C, tekanan 50-250 psi. Air garam dan minyak dibiarkan memisah dalam tangki. Penggunaan tekanan adalah untuk mengurangi kehilangan fraksi ringan dalam minyak mentah. Proses pemisahan dipercepat dengan melewatkan minyak mentah melalui menara dengan bahan isian (pasir, kerikil, ijuk). Apabila garam dalam bentuk emulsi, maka dipecah dahulu menggunakan sabun, asam lemak, sulfonat & alkohol rantai panjang. Bahan kimia ditambahkan sebelum minyak mentah dicampur dengan air. Pengendapan menggunakan arus listrik tegangan tinggi yaitu 16500-33000 volt. 2. Distilasi Distilasi (penyulingan) merupakan proses pendidihan cairan, pengembunan & pengumpulan uapnya. Pada pengolahan minyak bumi modern, menggunakan proses distilasi fraknisai (distilasi bertingkat. Pada industri minyak bumi,

7 penyulingan bertingkat dilakukan dalam menara besar dengan beberapa piringan berpori. Minyak mentah dipanaskan dalam tanur hingga suhu 370 0 C. Minyak akan masuk kolom fraksinasi. Pemanasan ini dilakukan dengan steam. Selanjutnya minyak terkondensasi pada suhu yang berbeda-beda. Makin ke atas, suhu dalam kolom fraksinasi akan semakin rendah (komponen bagian atas adalah gas bertitik didih rendah). Komponen minyak mentah yang tidak menguap disebut residu (parafin, lilin, aspal). 3. Cracking (Perengkahan) Proses cracking berfungsi untuk memecah molekul hidrokarbon besar menjadi kecil dengan panas. Proses cracking diharapkan dapat meningkatkan kualitas hasil fraksinasi minyak bumi. Katalis yang sering digunakan adalah zeolit. Reaksi cracking umumnya ada 4: a) Reaksi cracking dengan parafin Parafin Parafin + Olefin b) Reaksi cracking dengan olefin c) Reaksi cracking dengan naften Alkil naften Naften + Olefin d) Reaksi cracking dengan aromatis Alkil aromatis Aromatis + Olefin 4. Reforming Yaitu perubahan bentuk molekul produk minyak bumi bermutu kurang baik menjadi bentuk yag lebih baik kualitasnya. Reforming dilakukan dengan menggunakan pemanasan dan katalis. Katalis yang digunakan adalah molibdenum oksida dalam Al2O3 atau platina dalam lempung. Unit reforming katalitis akan mengubah nafta berat dengan angka oktan rendah menjadi nafta berat dengan angka oktan tinggi. 5. Alkilasi dan Polimerisasi Alkilasi merupakan penambahan jumlah atom dalam molekul menjadi moleuk yang lebih besar. Proses ini membutuhkan katalis asam kuat (H2SO4, HCl, AlCl3). Polimerisasi merupakan penggabungan molekul-molekul kecil (monomer) menjadi molekul yang lebih besar dan kompleks. 6. Treating Treating adalah perlakuan yang berbeda untuk setiap fraksi hasil penyulingan minyak bumi. Perlakuan paling sedrhana adalah pencucian soda untuk menghilangkan senyawa belerang (desulfurizing). Perlakuan lebih kompleks yaitu perlakuan pelarut (solvent treating), penghilangan wax atau

8 lilin (solvent dewaxing), perlakuan lempung (clay treating) dan perlakuan air (hidrotreating). 7. Blending Adalah proses pencampuran produk penyulingan minyak bumi dengan senyawa tertentu. Tujuannya adalah untuk meningkatkan kualitas produk dan menyesuaikan sifat produk sesuai yang diharapkan. Misalnya dengan penambahan suatu aditif. b. Fraksi-fraksi minyak bumi 1. Fraksi 1 Pada fraksi ini dihasilkan gas, yang merupakan fraksi paling ringan. Minyak bumi dengan titik didih di bawah 30 o C, berarti pada suhu kamar berupa gas. Gas pada kolom ini ialah gas yang tadinya terlarut dalam minyak mentah, sedangkan gas yang tidak terlarut dipisahkan pada waktu pengeboran. Gas yang dihasilkan pada tahap ini yaitu LNG (Liquid Natural Gas) yang mengandung komponen utama propana (C3H8) dan butana (C4H10), dan LPG (Liquid Petroleum Gas) yang mengandung metana (CH4) dan etana (C2H6). 2. Fraksi 2 Pada fraksi ini dihasilkan petroleum eter. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil 90oC, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendinginan dengan suhu 30 o C 90 o C. Pada trayek ini, petroleum eter (bensin ringan) akan mencair dan keluar ke penampungan petroleum eter. Petroleum eter merupakan campuran alkana dengan rantai C5H12 C6H14. 3. Fraksi 3 Pada fraksi ini dihasilkan gasolin (bensin). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 175 o C, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 90 o C 175 o C Pada trayek ini, bensin akan mencair dan keluar ke penampungan bensin. Bensin merupakan campuran alkana dengan rantai C6H14 C9H20. 4. Fraksi 4 Pada fraksi ini dihasilkan nafta. Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 200 o C, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 175 o C-200 o C. Pada trayek ini, nafta (bensin berat) akan mencair dan keluar ke penampungan nafta. Nafta merupakan campuran alkana dengan rantai C9H20 C12H26. 5. Fraksi 5 Pada fraksi ini dihasilkan kerosin (minyak tanah). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 275 o C, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom

9 pendingin dengan suhu 175 o C-275 o C. Pada trayek ini, kerosin (minyak tanah) akan mencair dan keluar ke penampungan kerosin. Minyak tanah (kerosin) merupakan campuran alkana dengan rantai C12H26 C15H32. 6. Fraksi 6 Pada fraksi ini dihasilkan minyak gas (minyak solar). Minyak bumi dengan titik didih lebih kecil dari 375 0 C, masih berupa uap, dan akan masuk ke kolom pendingin dengan suhu 250 0 C-375 0 C. Pada trayek ini minyak gas (minyak solar) akan mencair dan keluar ke penampungan minyak gas (minyak solar). Minyak solar merupakan campuran alkana dengan rantai C15H32 C16H34. 7. Fraksi 7 Pada fraksi ini dihasilkan residu. Minyak mentah dipanaskan pada suhu tinggi, yaitu di atas 375 o C, sehingga akan terjadi penguapan. Pada trayek ini dihasilkan residu yang tidak menguap dan residu yang menguap. Residu yang tidak menguap berasal dari minyak yang tidak menguap, seperti aspal dan arang minyak bumi. Adapun residu yang menguap berasal dari minyak yang menguap, yang masuk ke kolom pendingin dengan suhu 375 o C. Minyak pelumas (C16H34 C20H42) digunakan untuk pelumas mesin-mesin, parafin (C21H44 C24H50) untuk membuat lilin, dan aspal (rantai C lebih besar dari C36H74) digunakan untuk bahan bakar dan pelapis jalan raya. 3. Komposisi Minyak Bumi Gas alam merupakan campuran dari alkana dengan komposisi bergantung pada sumbernya. Umumnya, mengandung 80% metana (CH4), 7% etana (C2H6), 6% propana (C3H8), 4% butana dan isobutana (C4H10), dan 3% pentana (C5H12). Gas alam yang dipasarkan sudah diolah dalam bentuk cair, disebut LNG (liquid natural gas).

10 Minyak bumi hasil pertambangan yang belum diolah dinamakan minyak mentah (crude oil). Minyak mentah merupakan campuran yang sangat kompleks, yaitu sekitar 50 95% adalah hidrokarbon, terutama golongan alkana dengan berat molekul di atas 100 an; sikloalkana; senyawa aromatik; senyawa mikro, seperti asam-asam organik; dan unsur-unsur anorganik seperti belerang. Hidrokarbon dalam minyak mentah terdiri atas hidrokarbon jenuh, alifatik, dan alisiklik. Sebagian besar komponen minyak mentah adalah hidrokarbon jenuh, yakni alkana dan sikloalkana. Di Indonesia, minyak bumi terdapat di bagian utara pulau Jawa, bagian timur Kalimantan dan Sumatra; daerah Papua; dan bagian timur pulau Seram. Minyak bumi juga diperoleh di lepas pantai utara Jawa dan pantai timur Kalimantan. Minyak bumi yang ditambang di Indonesia umumnya banyak mengandung senyawa hidrokarbon siklik, baik sikloalkana maupun aromatik. Berbeda dengan minyak dari Indonesia, minyak bumi dari negara-negara Arab lebih banyak mengandung alkana dan minyak bumi Rusia lebih banyak mengandung sikloalkana. E. Bilangan Oktan Fraksi terpenting dari minyak bumi adalah bensin. Bensin digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor (perhatikan Gambar.2). Sekitar 10% produk distilasi minyak mentah adalah fraksi bensin dengan rantai tidak bercabang. Gambar.2 Pemanfaatan salah satu fraksi minyak bumi untuk kendaraan bermotor. Dalam mesin bertekanan tinggi, pembakaran bensin rantai lurus tidak merata dan menimbulkan gelombang kejut yang menyebabkan terjadi ketukan pada mesin. Jika ketukan ini dibiarkan dapat mengakibatkan mesin cepat panas dan mudah rusak. Ukuran pemerataan pembakaran bensin agar tidak terjadi ketukan digunakan istilah bilangan oktan. Bilangan oktan adalah bilangan perbandingan antara nilai ketukan bensin terhadap nilai ketukan dari campuran hidrokarbon standar.

11 Campuran hidrokarbon yang dipakai sebagai standar bilangan oktan adalah n-heptana dan 2,2,4-trimetilpentana (isooktana). Bilangan oktan untuk campuran 87% isooktana dan 13% n-heptana ditetapkan sebesar 87 satuan. Terdapat tiga metode pengukuran bilangan oktan, yaitu: a. pengukuran pada kecepatan dan suhu tinggi, hasilnya dinyatakan sebagai bilangan oktan mesin; b. pengukuran pada kecepatan sedang, hasilnya dinamakan bilangan oktan penelitian; c. pengukuran hidrokarbon murni, dinamakan bilangan oktan road index. Beberapa hidrokarbon murni ditunjukkan pada Tabel.2. Hidrokarbon Bilangan Oktan Road Indeks n-heptana 0 2-metil heptana 23 n-heksana 25 2-metil heksana 44 1-heptana 60 n-pentana 62 1-pentena 84 1-butena 91 sikloheksana 97 2,2,4-trimetil petana 100 Makin tinggi nilai bilangan oktan, daya tahan terhadap ketukan makin kuat (tidak terjadi ketukan). Ini dimiliki oleh 2,2,4-trimetilpentana (isooktana), sedangkan n-heptana memiliki ketukan tertinggi. Oleh karena 2,2,4- trimetilpentana memiliki bilangan oktan tertinggi (100) dan n-heptana

12 terendah (0) maka campuran kedua senyawa tersebut dijadikan standar untuk mengukur bilangan oktan. Untuk memperoleh bilangan oktan tertinggi, selain berdasarkan komposisi campuran yang dioptimalkan juga ditambah zat aditif, seperti tetraetillead (TEL) atau Pb(C2H5)4. Penambahan 6 ml TEL ke dalam satu galon bensin dapat meningkatkan bilangan oktan 15 20 satuan. Bensin yang telah ditambah TEL dengan bilangan oktan 80 disebut bensin premium. Metode lain untuk meningkatkan bilangan oktan adalah termal reforming. Teknik ini dipakai untuk mengubah alkana rantai lurus menjadi alkana bercabang dan sikloalkana. Teknik ini dilakukan pada suhu tinggi (500 600 C) dan tekanan tinggi (25 50 atm).

13 Lampiran 2 RUBRIK TES PENGETAHUAN No Tujuan Pembelajaran Butir Soal Skor 1. proses pembentukan minyak bumi 2. teknik pemisahan minyak bumi dan fraksi minyak bumi 3. kandungan dan kegunaan minyak bumi 4. dampak positif dan negative penggunaan minyak bumi serta cara penanggulangannya Bagaimana cara mendeteksi adanya minyak bumi? Jawab : dengan menggunakan alat yang memiliki sensor tertentu yang diberi ledakan kecil dengan TNT. Pada proses pengeboran, mengapa muncul api pada tempat penampungan minyak mentah? Jawab : api itu sebenarnya digunakan untuk menetralisir gas metana supaya gas yang dihasilkan tidak beracun dan hasil pembakarannya supaya sempurna Senyawa yang paling banyak terdapat pada minyak bumi adalah Jawab : alkana dan sikloalkana Apa dampak negatif pada lahan yang dilakukan pengeboran? Dan bagaimana cara menanggulanginya? Jawab : lahan akan menjadi berlubang besar, jika hujan turun akan dapat menimbulkan kubangan air. Tentu saja akan menimbulkan masalah baru yang berkaitan dengan kesehatan masyarakat karena air kubangan yang mengandung zat-zat kimia akan mengalir kesungai bila hujan tiba. Cara menanggulanginya : dilakukan reboisasi dan penghijauan kembali, 10 10 5 10

14 pengurukan lahan agar lubang menjadi tertutup, dikelola sehingga dapat menjadi objek wisata baru jumlah skor x 2 Nilai = 7 Lampiran 3 RUBRIK TES KETERAMPILAN Lembar Pengamatan Keterampilan No Aspek yang dinilai 1 Video yang ditampilkan 2 Kejelasan saat menerangkan materi 3 Ketepatan dalam menjawab pertanyaan yang diajukan kepadanya 4 Keaktifan saat presentasi Skor 1 2 3 4 Keterangan Rubrik No Aspek yang dinilai Rubrik 1 Video yang ditampilkan 4 = jika video yang ditampilkan dari segi gambar menarik, suara jelas dan mudah dipahami 3 = jika video yang ditampilkan dari segi gambar menarik, namun suara kurang jelas tetapi mudah dipahami 2 = jika video yang ditampilkan dari segi gambar kurang menarik dan suara kurang jelas tetapi mudah dipahami 1 = jika video yang ditampilkan dari segi gambar kurang menarik, suara kurang jelas dan sulit dipahami

15 2 Kejelasan saat menerangkan materi 3 Ketepatan dalam menjawab pertanyaan yang diajukan kepadanya 4 Keaktifan saat presentasi 4 = jika siswa menjelaskan materi dengan suara yang keras, bahasa yang digunakan mudah dipahami dan lancar dalam berbicara. 3 = jika siswa menjelaskan materi dengan suara yang kurang keras, namun bahasa yang digunakan mudah dipahami dan lancar dalam berbicara. 2= jika siswa menjelaskan materi dengan suara yang kurang keras, namun bahasa yang digunakan mudah dipahami meskipun kurang lancar dalam berbicara. 1= jika siswa menjelaskan materi dengan suara yang kurang keras, bahasa yang digunakan sulit dipahami dan kurang lancar dalam berbicara. 4= jika siswa menjawab pertanyaan dengan bahasa yang mudah dipahami, tidak berbelit-belit dan jawabannya tepat 3= jika siswa menjawab pertanyaan dengan bahasa yang sulit dipahami, namun tidak berbelit-belit dan jawabannya tepat 2= jika siswa menjawab pertanyaan dengan bahasa yang sulit dipahami, berbelit-belit namun jawabannya tepat 1= jika siswa menjawab pertanyaan dengan bahasa yang sulit dipahami, berbelit-belit dan jawabannya kurang tepat 4= jika siswa berusaha menjelaskan video, menerangkan inti dari video dan berusaha menjawab pertanyaan yang diajukan 3= jika siswa tidak berusaha menjelaskan video, namun berusaha menerangkan inti dari video dan berusaha menjawab pertanyaan yang diajukan 2= jika siswa tidak berusaha menjelaskan video, tidak berusaha menerangkan inti dari video namun berusaha menjawab pertanyaan yang diajukan

16 1= jika siswa tidak berusaha menjelaskan video, tidak berusaha menerangkan inti dari video dan tidak berusaha menjawab pertanyaan yang diajukan Pedoman penilaian Kriteria Skor: 1 = Kurang Skor total : 16 2 = Cukup Skor minimal : 4 3 = Baik 4 = Sangat Baik