Pembakaran Sempurna dan Tidak Sempurna
Ditulis oleh Bambang Sugianto pada 16-06-2009
Pembakaran
bahan bakar dalam mesin kendaraan atau dalam industri tidak terbakar
sempurna. Pembakaran sempurna senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil)
membentuk karbon dioksida dan uap air. Sedangkan pembakaran tak sempurna
membentuk karbon monoksida dan uap air. Misalnya:a. Pembakaran sempurna isooktana:
C8H18 (l) +12 ½ O2 (g) –> 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) ΔH = -5460 kJ
b. Pembakaran tak sempurna isooktana:
C8H18 (l) + 8 ½ O2 (g) -> 8 CO (g) + 9 H2O (g) ΔH = -2924,4 kJ
Dampak Pembakaran tak Sempurna Sebagaimana terlihat pada contoh di atas, pembakaran tak sempurna menghasilkan lebih sedikit kalor. Jadi, pembakaran tak sempurna mengurangi efisiensi bahan bakar. kerugian lain dari pembakaran tak sempurna adalah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO), yang bersifat racun. Oleh karena itu, pembakaran tak sempurna akan mencemari udara.
Kalor Pembakaran
Ditulis oleh Bambang Sugianto pada 15-06-2009
Reaksi
kimia yang umum digunakan untuk menghasilkan energi adalah pembakaran,
yaitu suatu reaksi cepat antara bahan bakar denga oksigen yang disertai
terjadinya api. Bahan bakar utama dewasa ini adalah bahan bakar fosil,
yaitu gas alam, minyak bumi, dan batu bara. Bahan bakar fosil itu
berasal dari pelapukan sisa organisme, baik tumbuhan atau hewan.
Pembentukan bahan bakar fosil ini memerlukan waktu ribuan sampai jutaan
tahun.Bahan bakar fosil terutama terdiri atas senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa yang hanya terdiri atas karbon dan hidrogen. Gas alam terdiri atas alkana suku rendah terutama metana dan sedikit etana, propana, dan butana. Seluruh senyawa itu merupakan gas yang tidak berbau. Oleh karena itu, kedalam gas alam ditambahkan suatu zat yang berbau tidak sedap, yaitu merkaptan, sehingga dapat diketahui jika ada kebocoran. Gas alam dari beberapa sumber mengandung H2S, suatu kontaminan yang harus disingkirkan sebelum gas digunakan sebagai bahan bakar karena dapat mencemari udara. Beberapa sumur gas juga mengandung helium.
Minyak bumi adalah cairan yang mengandung ratusan macam senyawa, terutama alkana, dari metana hingga yang memiliki atom karbon mencapai lima puluhan. Dari minyak bumi diperoleh bahan bakar LPG (Liquified Petroleum gas), bensin, minyak tanah, kerosin, solar dan lain-lain. Pemisahan komponen minyak bumi itu dillakukan dengan destilasi bertingkat. Adapun batu bara adalah bahan bakar padat, yang terutama, terdiri atas hidrokarbon suku tinggi. Batu bara dan minyak bumi juga mengandung senyawa dari oksigen, nitrogen, dan belerang.
Bahan bakar fosil, terutama minyak bumi, telah digunakan dengan laju yang jauh lebih cepat dari pada proses pembentukannya. Oleh karena itu, dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi akan segera habis. Untuk menghemat penggunaan minyak bumi dan untuk mempersiapkan bahan bakar pengganti, telah dikembangkan berbagai bahan bakar lain, misalnya gas sintesis (sin-gas) dan hidrogen. Gas sintetis diperoleh dari gasifikasi batubara. Batu bara merupakan bahan bakar fosil yang paling melimpah, yaitu sekitar 90 % dari cadangan bahan bakar fosil. Akan tetapi penggunaan bahan bakar batubara menimbulkan berbagai masalah, misalnya dapat menimbulkan polusi udara yang lebih hebat daripada bahan bakar apapun. Karena bentuknya yang padat terdapat keterbatasan penggunaannya. Oleh karena itu, para ahli berupaya mengubahnya menjadi gas sehingga pernggunaannya lebih luwes dan lebih bersih.
Gasifikasi batubara dilakukan dengan mereaksikan batubara panas dengan uap air panas. Hasil proses itu berupa campuran gas CO,H2 dan CH4.
Sedangkan bahan sintetis lain yang juga banyak dipertimbangkan adalah hidrogen. Hidrogen cair bersama-sama dengan oksigen cair telah digunakan pada pesawat ulang-alik sebagai bahan bakar roket pendorongnya. Pembakaran hidrogen sama sekali tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air. Hidrogen dibuat dari air melalui reaksi endoterm berikut:
H2O (l) —> 2 H2 (g) + O2 (g) ΔH = 572 kJ
Apabila
energi yang digunakan untuk menguraikan air tersebut berasal dari bahan
bakar fosil, maka hidrogen bukanlah bahan bakar yang konversial. Tetapi
saat ini sedang dikembangkan penggunaan energi nuklir atau energi
surya. Jika proyek itu berhasil, maka dunia tidak perlu khawatir akan
kekurangan energi. Matahari sesungguhnya adalah sumber energi terbesar
di bumi, tetapi tekonologi penggunaan energi surya belumlah komersial.
Salah satu kemungkinan penggunaan energi surya adalah menggunakan
tanaman yang dapat tumbuh cepat. Energinya kemudian diperoleh dengan
membakar tumbuhan itu. Dewasa ini, penggunaan energi surya yang cukup
komersial adalah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater). Nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar diberikan pada tabel 4 berikut.
Tabel 4. Komposisi dan nilai kalor dari berbagai jenis bahan bakar
Entalpi Pembakaran
Ditulis oleh Bambang Sugianto pada 14-06-2009
Reaksi suatu zat dengan oksigen disebut reaksi pembakaran.
Zat yang mudah terbakar adalah unsur karbon, hidrogen, belerang, dan
berbagai senyawa dari unsur tersebut. Pembakaran dikatakan sempurna
apabila karbon (c) terbakar menjadi CO2, hidrogen (H) terbakar menjadi
H2O, belerang (S) terbakar menjadi SO2.Perubahan entalpi pada pembakaran sempurna 1 mol suatu zat yang diukur pada 298 K, 1 atm disebut entalpi pembakaran standar (standard enthalpy of combustion), yang dinyatakan dengan ΔHc0 . Entalpi pembakaran juga dinyatakan dalam kJ mol -1 .
Harga entalpi pembakaran dari berbagai zat pada 298 K, 1 atm diberikan pada tabel 3 berikut.
Tabel 3 . Entalpi Pembakaran dari berbagai zat pada 298 K, 1 atm
Jawab:
Entalpi pembakaran isooktana yaitu – 5460 kJ mol-1 . Massa 1 liter bensin = 1 liter x 0,7 kg L-1 = 0,7 kg = 700 gram . Mol isooktana = 700 gram/114 gram mol-1 = 6,14 mol. Jadi kalor yang dibebaskan pada pembakaran 1 liter bensin adalah: 6,14 mol x 5460 kJ mol -1 = 33524,4 kJ.
Entalpi Penguraian
Reaksi penguraian adalah kebalikan dari reaksi pembentukan. Oleh karena itu, sesuai dengan azas kekekalan energi, nilai entalpi penguraian sama dengan entalpi pembentukannya, tetapi tandanya berlawanan.Contoh:
Diketahui ΔHf 0 H2O (l) = -286 kJ mol -1, maka entalpi penguraian H2O (l) menjadi gas hidrogen dan gas oksigen adalah + 286 kJ mol-1
H2O (l) ——> H2 (g) + ½ O2 (g) ΔH = + 286 kJ
0 komentar:
Posting Komentar