Modul KI M. 09. Termokimia
40
3. Kegiatan Belajar 3
a. Tujuan kegiatan pembelajaran
.
Setelah mempelajari kegiatan belajar 3, diharapkan anda dapat: 1. Menjelaskan pengertian kalor pembakaran berbagai bahan bakar dalam
kehidupan sehari-hari? 2. Menjelaskan persamaan reaksi pembakaran sempurna?
3. Menjelaskan dampak pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna berdasarkan sifat gas yang dihasilkan.
b. Uraian materi
Dalam bagian ini akan dibahas tentang kalor pembakaran, berbagai bahan dalam kehidupan sehari-hari, persamaan reaksi
pembakaran sempurna, dan dampak pembakaran bahan bakar yang tidak sempurna berdasarkan sifat gas yang dihasilkan.
KALOR PEMBAKARAN
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 H
2
S, suatu kontaminan yang harus disingkirkan sebelum gas digunakan
Modul KI M. 09. Termokimia
41
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 bah an 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, ter utama 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,H
2
dan CH
4
. 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
Modul KI M. 09. Termokimia
42
tidak memberi dampak negatif pada lingkungan karena hasil pembakarannya adalah air. Hidrogen dibuat dari air melalui reaksi
endoterm berikut:
H
2
O l ---
?
2 H
2
g + O
2
g ? H = 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
Komposisi Jenis Bahan bakar
C H
O Nilai kalor
kJ per gram
Gas alam 70
23 Batu bara antrasit
82 1
2 Batu bara bituminos
77 5
7 Minyak mentah
85 12
Bensin 85
15 Arang
100 Kayu
50 6
44 Hidrogen
100 49
31 32
45 48
34 18
142
Modul KI M. 09. Termokimia
43 PEMBAKARAN SEMPURNA DAN TI DAK SEMPURNA
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:
C
8
H
18
l + 12 ½ O
2
g --
?
8 CO
2
g + 9 H
2
O g ? H = -5460 kJ b. Pembakaran tak sempurna isooktana:
C
8
H
18
l + 8 ½ O
2
g
?
8 CO g + 9 H
2
O g ? H = -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.
c. Rangkuman
Kategori