Pintar Pelajaran Kalor Pembakaran Materi Bakar, Teladan Reaksi Pembakaran Tepat Dan Tidak, Nilai Kalor, Kimia

Kalor Pembakaran Bahan Bakar, Contoh Reaksi Pembakaran Sempurna dan Tidak, Nilai Kalor, Kimia- Reaksi kimia yang umum dipakai untuk menghasilkan energi ialah reaksi pembakaran, yaitu reaksi yang cepat antara materi bakar dengan oksigen yang disertai terjadinya api. Bahan bakar utama cukup umur ini ialah materi bakar fosil, yaitu gas alam, minyak bumi, dan watu bara. Bahan bakar fosil itu memerlukan waktu ribuan hingga jutaan tahun. Bahan bakar fosil terutama terdiri dari senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa yang hanya terdiri dari unsur karbon dan hidrogen. Gas alam terdiri dari alkana suku rendah, terutama metana, dan sedikit etana, propana, dan butana. Seluruh senyawa itu merupakan gas yang tidak berbau. Oleh alasannya ialah itu ke dalam gas alam ditambahkan suatu zat yang berbau tidak sedap, yaitu merkaptan, sehingga sanggup diketahui jikalau ada kebocoran. Gas alam dari beberapa sumber mengandung H₂S, suatu kontaminan yang harus disingkirkan sebelum gas dipakai sebagai materi bakar alasannya ialah sanggup mencemari udara. Beberapa sumur gas juga mengandung helium. (Baca juga : Entalpi)

Minyak bumi ialah cairan yang mengandung ratusan macam senyawa, terutama alkana, dari metana hingga yang mempunyai karbon mencapai lima puluhan. Dari minyak bumi diperoleh materi bakar LPG (liquid petroleum gas), bensin, minyak tanah, kerosin, solar, dan lain-lain. Pemisahan komponen minyak bumi dilakukan dengan distilasi bertingkat. Adapun watu bara ialah materi bakar padat yang terutama terdiri atas hidrokarbon suku tinggi. Batu bara dan minyak bumi juga mengandung senyawa dari oksigen, nitrogen, dan belerang. Pembakaran watu bara menimbulkan polusi yang tinggi alasannya ialah menghasilkan SO₂.

Bahan bakar fosil, terutama minyak bumi, telah dipakai dengan laju yang lebih cepat daripada proses pembentukannya. Oleh alasannya ialah itu dalam waktu yang tidak usang lagi akan segera habis. Untuk menghemat penggunaan minyak bumi dan untuk mempersiapkan materi bakar pengganti, telah dikembangkan banyak sekali materi bakar, contohnya gas sintetis (sin-gas) dan hidrogen.

Gas sintetis diperoleh dari gasifikasi watu bara. Batu bara bekerjsama merupakan materi bakar fosil yang sangat melimpah, yaitu sekitar 90% dari cadangan materi bakar fosil. Akan tetapi, penggunaan watu bara mengakibatkan banyak sekali masalah, antara lain mengakibatkan polusi udara yang lebih hebat daripada materi bakar apapun. Di samping itu juga ada keterbatasan penggunaannya alasannya ialah bentuknya yang padat. Oleh alasannya ialah itu, para hebat berusaha mengubahnya menjadi gas, sehingga penggunaannya lebih luwes dan bersih.

Gasifikasi watu bara dilakukan dengan mereaksikan watu bara panas dengan uap air panas. Hasil proses itu berupa adonan gas CO₂, H₂, dan CH₄.

Batu bara(s)	→	Batu bara gampang menguap (g)	→	CH4(g) + C(s)
	Δ		Δ

Arang ini bereaksi dengan uap pada proses endoterm reaksi gas-air (juga dikenal sebagai reaksi karbon-uap) untuk membentuk materi bakar adonan CO dan H₂ yang disebut sin-gas.

C(s) + H₂O(g) → CO(g) + H₂(g)          ΔH = 131 kJ

Bagaimanapun, sin-gas mempunyai nilai materi bakar yang lebih rendah daripada metana. Sebagai contoh, adonan terdiri dari 0,5 mol CO dan 0,5 mol H₂ (1 mol sin-gas) membebaskan energi sebesar sepertiga dari energi dari 1 mol metana. (ΔH_c = –802 kJ/mol).

½ H2(g) + ¼ O2(g) → ½ H2O(g)	ΔH = –121 kJ
½ CO(g) + ¼ O2(g) → ½ CO2(g)	ΔH = –142 kJ	+
½ H2(g) + ½ CO(g) + ½ O2(g) → ½ H2O(g) + ½ CO2(g)	ΔH = –263 kJ

Untuk menaikkan nilai materi bakar sin-gas, sin-gas sanggup diubah menjadi materi bakar lain, contohnya sebagai metana. Pada reaksi perubahan CO (juga disebut sebagai perubahan gas–air), sebagian CO bereaksi dengan uap berlebih untuk membentukCO₂ dan H₂O .

CO(g) + H₂O(g) → CO₂(g) + H₂(g)         ΔH = – 41 kJ

CO2 menguap dan H2 memperkaya adonan reaksi untuk membentuk metana dan uap air.

CO(g) + 3H₂(g) → CH₄(g) + H₂O(g)               ΔH = –206 kJ

Pengeringan adonan produk menghasilkan gas alam sintetik (SNG/sintetic natural gas). Dengan demikian, melalui proses tiga langkah reaksi maka watu bara sanggup diubah menjadi metana.

Bahan bakar sintetis lainnya yang juga banyak dipertimbangkan ialah hidrogen. Hidrogen cair tolong-menolong dengan oksigen cair telah dipakai pada pesawat ulang-alik sebagai materi bakar roket pendorongnya. Pembakaran hidrogen sama sekali tidak memberi efek negatif pada lingkungan alasannya ialah hasil pembakarannya ialah air. Hidrogen dibentuk dari penguraian air dengan listrik:

2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)          ΔH = –286 kJ

Walaupun biaya penguraian air dengan listrik relatif mahal, namun jikalau metode masa depan untuk membangkitkan listrik menunjukan ternyata ekonomis, maka bahari menyediakan sumber materi material yang tidak akan habis-habisnya. Apabila energi yang dipakai untuk menguraikan air tersebut berasal dari materi bakar fosil, maka hidrogen bukanlah materi bakar yang komersial. Tetapi ketika ini sedang dikembangkan penggunaan energi nuklir atau energi surya. Jika hal itu berhasil, maka dunia tak perlu khawatir lagi akan kekurangan energi.

Matahari ialah sumber energi terbesar bumi, tetapi teknologi penggunaan energi surya sebelumnya belumlah komersial. Salah satu kemungkinan penggunaan energi surya ialah memakai tumbuhan yang sanggup tumbuh dengan cepat. Energinya kemudian diperoleh dengan memperabukan tumbuhan itu. Dewasa ini penggunaan energi surya yang cukup komersial ialah untuk pemanas air rumah tangga (solar water heater). Nilai kalor dari banyak sekali jenis materi bakar ibarat tercantum pada tabel 1.

Tabel 1. Nilai kalor dari menyebarkan jenis materi bakar.

Jenis Bahan Bakar	Komposisi (%)			Nilai Kalor (kJ g-1)
	C	H	O
Gas alam	70	23	0	49
Batu bara (Antrasit)	82	1	2	31
Batu bara (Bituminos)	77	5	7	32
Minyak mentah	85	12	0	45
Bensin	85	15	0	48
Arang	100	0	0	34
Kayu	50	6	44	18
Hidrogen	0	100	0	142
Sumber: Chemistry, The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000.

Pembakaran materi bakar dalam mesin kendaraan atau industri tidak terbakar sempurna. Pada pembakaran tepat senyawa hidrokarbon (bahan bakar fosil) membentuk karbon dioksida dan uap air. Sedangkan pembakaran tak tepat membentuk karbon monoksida dan uap air.

Contoh :

Pembakaran tepat isooktana :

C₈H₁₈(l) + 25/2 O₂(g) → 8 CO₂(g) + 9 H₂O(l)          ΔH = –5.460 kJ

Pembakaran tak tepat isooktana :

C₈H₁₈(l) + 17/2 O₂(g) → 8 CO(g) + 9 H₂O(l)              ΔH = –2.924,4 kJ

Pembakaran tak tepat menghasilkan kalor lebih sedikit dibandingkan pembakaran sempurna. Jadi, pembakaran tak tepat mengurangi efisiensi materi bakar. Kerugian lain pembakaran tak tepat ialah dihasilkannya gas karbon monoksida (CO) yang beracun sehingga mencemari udara.

Anda kini sudah mengetahui Kalor Pembakaran Bahan Bakar. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Utami, B. A. Nugroho C. Saputro, L. Mahardiani, S. Yamtinah, dan B. Mulyani. 2009. Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Program Ilmu Alam. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 274.