INSTRUMEN KIMIA 10

Spectroskopi NIR (Near Infra red)

Daerah spectra NIR mrupakan bagian dari spectra elektromagnetik dengan kisaran panjang gelombang dari 700-2500 nm. Pada daerah ini, frekuensi overtone dari vibrasi molekul dapat menyerap cahaya dengan cepat. Karena pita absorpsi overtone umumnya lebar dan tumpang tindih, pembaca tidak dapat menentukan puncak yang tertinggi untuuk analisa kuantitatif. Sehingga, diperlukan analisa regresi multivarian yang berguna untuk menghubungkan keadaan tertentu dengan konsentrasi atau sifat fisik dari bahan.
Octan analyzer bekerja pada panjang gelombang yang pendek, dari 800- 1100 nm. Instrument yang digunakan telah dikalibrasi sehingga dapat memberikan hasil bilangan oktan (RON, MON dan PON) dari spectra absorbsi pada bahan bakar yang diuji. Prediksi ini didukung dengan menggunakan persamaan regresi multivarian, dengan bentuk :
Bilangan oktan = K0 + K1 (OD1) + K2 (OD2)….. + K14 (OD14) + K15 (Ta)
Dimana K0 parameter kemiringan, K1 sampai K15 adalah koefisien slop, OD1 hingga
OD14 adalah nilai absorbansi pada masing-masing ke-14 panjang gelombang, dan Ta adalah suhu lingkungan saat test dilakukan. Instrument ini dapat menyimpan persamaan kalibrasi hinggga lebih dari 10 kalibrasi untuk RON, MON dan PON dari campuran bensin.

Fitur analyzer
Analyzer mempunyai beberapa fitur yang berguna untuk melindungi kesalahan pembacaan : peringatan perbedaan yang tinggi, instrument akan memebrikan sinyal jika nilai yang diberikan berulang untuk beberapa sampel yang diberikan, melampaui nilai yang telah ditetapkan; peringatan suhu, instrument akan memberikan sinyal bila analyzer digunakan diluar range suhu yang dianjurkan (14-45 C); peringatan out of range, instrument akan memberikan sinyal bila sampel yang diuji berada di luar range kalibrasi dari alat, dan pengecekan kurva, instrument akan memberikan sinyal bila spektra optis dari sampel tidak sesuai dengan spektra optis dari bensin yang tersimpan pada unit analyzer.

Penentuan batas oleh mesin penguji CFR
Spektroskopi kuantitatif NIR merupakan tekhnik yang kedua, hasil yang diperoleh didapatkan dari persamaan regresi yang outputnya sama dengan beberapa analisa dengan metode primer. Pada kasus pengujian bilangan oktan, analisa metode primer yang dipilih adalah dengan mesin CFR. Suatu metode sekunder tidak akan pernah bisa menunjukkan akurasi yang baik
bila dibandingkan dengan hasil dari metode primer. Hal ini karena akurasi tidak dapat ditentukan diluar batasan yang telah ditentukan oleh metode primer. Pada kasus pengujian menggunakan mesin CFR, batasan dirangkum dalam tabel 1. Dalam konteks ini, reproducibility menggambarkan kemampuan mesin untuk menghasilkan hasil yang sama untuk bahan bakar yang diberikan setelah mesin dimatikan, selanjutnya dinyalakan kembali dan digunakan oleh teknisi yang baru. Repeatability menjelaskan kemampuan mesin untuk menampilkan hasil yang sama untuk sampel bahan bakar pada uji yang dilakukan secara berturut- turut. Interval kepercayaan 95% berhubungan dengan perkiraan standar deviasi sebanyak dua kali untuk ukuran test berulang dengan jumlah yang banyak.
Angka oktan bisa ditingkatkan dengan menambahkan zat aditif bensin. Menambahkan tetraethyl lead (TEL, Pb(C2H5)4) pada bensin akan meningkatkan bilangan oktan bensin tersebut, sehingga bensin "murah" dapat digunakan dan aman untuk mesin dengan menambahkan timbal ini. Untuk mengubah Pb dari bentuk padat menjadi gas pada bensin yang mengandung TEL dibutuhkan etilen bromida (C2H5Br).
Zat tambahan lainnya yang sering dicampurkan ke dalam bensin adalah MTBE (methyl tertiary butyl ether, C5H11O), yang berasal dan dibuat dari etanol. MTBE murni berbilangan setara oktan 118. Selain dapat meningkatkan bilangan oktan, MTBE juga dapat menambahkan oksigen pada campuran gas di dalam mesin, sehingga akan mengurangi pembakaran tidak sempurna bensin yang menghasilkan gas CO. Belakangan diketahui bahwa MTBE ini juga berbahaya bagi lingkungan karena mempunyai sifat karsinogenik dan mudah bercampur dengan air, sehingga jika terjadi kebocoran pada tempat-tempat penampungan bensin (misalnya di pompa bensin) MTBE masuk ke air tanah bisa mencemari sumur dan sumber-sumber air minum lainnya.
Etanol yang berbilangan oktan 123 juga digunakan sebagai campuran. Etanol lebih
unggul dari TEL dan MTBE karena tidak mencemari udara dengan timbal. Selain itu, etanol mudah diperoleh dari fermentasi tumbuh-tumbuhan sehingga bahan baku untuk pembuatannya cukup melimpah. Etanol semakin sering dipergunakan sebagai komponen bahan bakar setelah harga minyak bumi semakin meningkat.