Radiator Coolant

Mata Kuliah : Kimia Terapan
Dosen : DR Mudjiyono

Aris Purwadi
S830208001/IPA/Psains

I. Pendahuluan.

Pada saat ini kehidupan sehari-hari manusia sangat sulit dilepaskan dengan kendaraan bermotor atau mesin, penggunaan mesin langsung atau tidak langsung selalu disertai dengan penggunaan bahan bakar, dari proses pembakaran selalu saja disertai dengan pembebasan panas. Tidak semua panas dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan energi yang diperlukan tetapi terbuang ke lingkungan, karena panas yang berlebihan justru akan mengganggu kinerja mesin. Agar kerja mesin tidak terganggu, dalam mesin terutama yang penggunaannya cukup lama atau kendaraan bermotor selalu dipasar radiator. Fungsi Radiator adalah untuk mentranformasikan panas mesin ke lingkungan agar kerja mesin tidak terganggu atau rusak karena “over heat” atau kelebihan panas.

Untuk kendaran berkapasitas kecil (isi silinder kecil) biasanya dibawah 200 cc cukup menggunakan pendingin sirip atau “van colling” yang terpasang pada sisi luar ruang pembakaran mesin kendaraan bermotor. Radiator digunakan pada kendaraan yang memiliki kapasitas silinder yang cukup besar dengan memberikan pipa atau saluran pada badan mesin sehingga cairan pendingin dapat melewati dengan baik menggunakan bantuan pompa radiator. Perangkat radiator terdiri dari saluran cairan pendingin masuk dan keluar mesin, kipas pendingin yang dipasang didepan atau dibelakang sirip pendingin, tangki cadangan cairan pendingin radiator dan cairan pendingin radiator. Cairan pendingin pada radiator ini mempunyai peran yang sangat penting dalam metransformasikan panas mesin kelingkungan, agar mesin dapat tetap bekerja pada suhu yang optimal yang berdapak pada penghematan bahan bakar. Air sebenarnya dapat digunakan sebagai cairan pendingin, namun air dengan titik didih 100^oC dan titik beku 0^oC memerlukan perhatian dan pemeliharaan yang terlalu sering, yang lebih berbahaya bila kendaraan atau mesin digunakan didaerah yang beriklim cukup ekstrim baik dingin maupun panas. Pada saat cuaca sangat dingin air dalam radiator akan membeku dan dapat mengakibatkan pecahnya pipa saluran radiator serta mesin akan sangat sulit untuk di stater. Demikian pula pada iklim yang ekstrim panas, air dalam radiator tidak akan dapat bertahan lama karena mendidih dan tingkat penguapan yang tinggi sehingga akan capat habis bila tidak terkontrol akan terjadi kerusakan kendaraan yang sangat fatal.

Untuk mengatasi masalah tersebut dibuatlah cairan pendingin pada radiator yang biasa dikenal dengan nama “Radiator Coolant”. Radiator Coolant dibuat dengan mencampurkan cairan etilen glikol atau 1,2-etanadiol dengan aquadestilata dengan perbandingan tertentu tergantung pada kebutuhan dan situasi/iklim dimana kendaraan bermotor atau mesin tersebut digunakan. Pertanyaannya mengapa digunakan etilen glikol sebagai campuran cairan pendingin radiator, mengapa pula harus dicampur dengan aquadestilata (air murni).

II. Dasar Teori

A. Sifat Koligatif Larutan.

Larutan merupakan campuran homogen terdiri dari zat pelarut dan zat terlarut, adanya zat terlarut akan mempengaruhi sifat fisik larutan yang terjadi. Sifat fisik yang dipengaruhi oleh jumlah partikel zat terlarut ialah , tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku dan tekanan osmotik.

Titik didih zat cair adalah suhu pada saat tekanan uap jenuh zat cair sama dengan tekanan udara luar, sedangkan yang dimaksud dengan titik beku larutan ialah suhu pada saat tekanan uap larutan sama dengan tekanan uap pelarut padat murninya. Adanya zat terlarut dalam larutan akan mempengaruhi besarnya tekanan uap larutan, karena zat terlarut akan menghalangi molekul pelarut untuk dapat menguap yang berakibat pada penurunan tekanan uap larutan. Penurunan tekanan uap ini akan berpengaruh pada perubahan titik didih dan perubahan titik beku, dimana semakin banyak zat terlarut dalam larutan maka perubahan yang terjadi akan semakin besar.

Dari percobaan diketahui bahwa kenaikan titik didih dan penurunan titik beku tidak bergantung pada jenis zat terlarut tetapi hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut atau konsentrasi larutan. Petrucci H. Ralph (1987 : 69). Sesuai dengan hukum Roult bahwa besarnya kenaikan titik didih dan penurunan titik beku larutan berbanding lurus dengan molalitas larutan:

rtb ∞ m

rt_b = K_b . m atau rt_f = K_f . m

Dimana : rt_b = kenaikan titik didih

rt_f = penurunan titik beku

K_b = tetapan kenaikan titik didih molal

K_f = tetapan penurunan titik beku molal

m = molalitas larutan

Harga K_b dan K_f tergantung pada jenis pelarut, jika pelarut air harga

K_b = 0,52^oC/molal dan K_f = 1,86^oC/molal

Bila zat terlarut terionisasi maka besarnya kenaikan titik didih dan penurunan titik bekunya akan lebih besar dibanding dengan yang tidak terionisasi untuk konsentrasi larutan yang sama, besarnya perubahan dipengaruhi oleh faktor Van’t Hoff sebagai berikut :

Bentuk umum reaksi :

A(aq) --> n B(aq)

Awal : m -

Derajat ionisasi (µ) : - µ m + n .µ m +

Setelah ionisasi : m - µ m n .µ m

Jumlah partikel yang ada dalam larutan = m - µ m + n .µ m

= m { 1 + (n-1) µ }

Jadi perubahan jumlah partikel dalam larutan elektrolit adalah sebesar { 1 + (n-1) µ } atau disebut dengan faktor Van’t Hoff i = { 1 + (n-1) µ }

B. Etilen glikol

Etilen glikol (glikol) merupakan senyawa yang dapat digolongkan sebagai polialkohol, berupa zat cair yang tidak berwarna, kental dan berasa manis. Etilen glikol memiliki titik didih yang relatif tinggi 198^oC dan titik bekunya -11,5^oC, mudah larut dalam air.

Reaksi Pembuatan :

Etilen glikol dapat dibuat dengan mengoksidasi etilena menggunakan katalisator perak, sehingga terbentuk etilen oksida. Etilen oksida yang diperoleh dihidrolisis dalam lingkungan asam sehingga terbentuk etilen glikol.

O₂ H₂O

Reaksi : CH₂ = CH₂ H₂C – CH₂ CH₂ – CH₂

O OH OH

Etilen oksida etilen glikol

Etilen glikol seperti halnya air dapat membentuk ikatan hidrogen, maka etilen glikol dapat bercampur dengan air pada segala perbandingan, campuran etilen glikol dalam air banyak digunakan sebagai cairan anti beku pada kendaraan bermotor yang digunakan didaerah beriklim dingin atau panas. Hart Harold ( 2007 : 238 )

III. Pembahasan

Air murni mendidih pada suhu 100^oC dengan dicampurkan etilen glikol maka sesuai hukum Roult titik didih campuran yang terjadi akan meningkat sesuai dengan perbandingan atau molalitas campuran yang dibuat dan disesuaikan dengan kebutuhan penggunaannya. Demikian pula mengenai titik beku larutan yang terjadi akan turun sesuai dengan jumlah etilen glikol yang dicampurkan ke dalam air karena etilen glikol membeku pada suhu -11,5^oC.

Sebagai contoh Larutan pendingin radiator dibuat dengan kadar 40% larutan glikol dalam air, dengan menggunakan hukum Roult dapat diperkirakan titik didh dan titik beku larutan yang terjadi bila diketahui K_b air = 0,52 ^oC/molal dan K_f air = 1,86 ^oC/molal.

Bila dibuat 100 gram larutan pendingin maka massa glikol (M_r = 62) adalah 40 gram dan massa air = 60 gram, maka molalitas larutan pendingin yang terjadi :

Molalitas larutan = 40/62 x 1000/60 molal

Kenaikan titik didih larutan = 0,52 x 40/62 x 1000/60 ^oC

= 5,59 ^oC

Titik didih larutan yang terjadi = 105,59^oC

Ikatan hidrogen yang terjadi antara molekul air dengan molekul etilen glikol sangat berperan dalam meninggkatkan titik didih campurannya. Jumlah etilen glikol yang ada dalam larutan akan sangat menurunkan tekanan uap larutan yang terjadi, hal ini selain disebabkan oleh adanya ikatan hidrogen antara molekul air dan molekul etilen glikol, secara kuatitatif molekul etilen glikol akan menghalangi proses penguapan pelarut air, sehingga titik didih larutan akan meningkat.

Pada penggunaannya radiator coolant dipertimbangkan kemampuan mengoksidasi atau daya oksidasi dari logam yang digunakan dalam mesin, untuk kendaraan bermotor/ mesin digunakan logam aluminium, sedangkan bahan radiator atau sel pendingin untuk kendaraan sebelum tahun 2000 digunakan logam tembaga sedangkan untuk kendaraan tahun 2000 keatas telah digunakan aluminium. Maka dalam pengguaannya sering ditambahkan garam yang dapat menjaga tingkat keasaman dengan pH kurang lebih = 7, dengan demikian akan terbebas dari sifat korosi dari dalam mesin.

Penggunaan Radiator Coolant dipasarkan dengan beberapa merek dagang antara lain :

Pada merk dagang Prestone berisi : Water, ethylene glycol, diethylene glycol, Sodium 2-ethylhexanoate dan Sodium neodecanoate dengan formulasi ini diperoleh titik beku dan titik didh sebagai berikut :

Prosentase	Titik Beku	Titik Didih
50% anti freeze dan 50% air	- 34o F	+ 265o F
	-37o C	+ 129oC

Dengan menggunakan Radiator Coolant yang berisi larutan etilen glikol dengan kadar 50% dapat digunakan selama 24 bulan atau jarak tempuh mencapai 40.000 km untuk kendaraan produksi tahun 2000 keatas. Honda Prospect Motor ( 2002 : 71)

IV. Kesimpulan

Sifat Koligatif larutan terutama kenaikan titik didih dan penurunan titik beku dapat dimanfaatkan dalam pembuatan Radiator Coolant yang tahan lama dan dapat meningkatkan perfomace mesin kendaraan bermotor.

=============================

Daftar Pustaka

Hart Harold. 2007. Kimia Organik Edisi II. Jakarta : Erlangga.

Oxtoby. Gillis. Nachtrieb. 2001. Prinsip-prinsip Kimia Modern Jilid I. Jakarta :

Penerbit Erlangga

P.T. Honda Prospect Motor 2002.

Petrucci H. Raplh. Suminar. 1987. Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2.

Jakarta : Penerbit Erlangga.