Reaksi pembakaran bensin dalam mesin membutuhkan oksigen maka reaksi tersebut termasuk reaksi

Saat berpergian menggunakan sepeda motor atau berjalan kaki di kota, pernah nggak sih RG Squad merasa sesak dan kesal karena begitu banyak asap berbau nggak enak? Tahu nggak kalian asap-asap itu munculnya dari mana? Bener banget, kebanyakan asap itu keluar dari kendaraan-kendaraan bermotor, seperti angkutan umum, mobil pribadi, motor, dan kendaraan bermotor lainnya.

Gambar. Asap mengebul dari kendaraan bermotor

Sumber: http://www.cidadessustentaveis.org.br

Perlu kalian ketahui bahwa pembakaran bahan bakar minyak akan menghasilkan gas-gas sisa pembakaran. Kandungan utama bahan bakar minyak adalah hidrokarbon, serta sedikit senyawa belerang, nitrogen dan oksigen. Pembakaran sempurna hidrokarbon dalam minyak bumi menghasilkan karbon dioksida dan uap air. Sementara itu pembakaran tidak sempurna akan menghasilkan partikel padat yang dikenal dengan asap dan berisi butiran-butiran halus dari karbon (jelaga), karbon monoksida, karbon dioksida, dan uap air.

Bensin merupakan salah satu hasil pengolahan minyak bumi yang kandungan utamanya adalah oktana (C8H18).

Jika kita perhatikan reaksi pembakaran sempurna (reaksi 1) dan tidak sempurna (reaksi 2 dan 3), dapat disimpulkan bahwa pembakaran dapat berlangsung sempurna atau tidaknya, ditentukan oleh perbandingan jumlah (volume) bensin (C8H18) dengan volume gas oksigen (O2). Semakin terbatas jumlah oksigen, semakin tidak sempurna pembakaran yang terjadi, dan semakin banyak jelaga (C) yang dihasilkan.

Gas karbon dioksida (CO2) merupakan gas rumah kaca yang dapat menyebabkan terjadinya pemanasan global, sedangkan gas karbon monoksida akan berikatan dengan hemoglobin sehingga mengganggu fungsi hemoglobin dalam mengikat oksigen. Akibatnya, pada kadar tertentu dapat menyebabkan kematian. Sementara itu, jelaga merupakan serbuk halus dari karbon (C) yang jika terhirup dapat merusak alat pernafasan.

Selain gas karbon dioksida dan karbon monoksida, dampak pembakaran bahan bakar dalam mesin kendaraan bermotor dapat menghasilkan gas belerang dioksida (SO2) karena di dalam minyak bumi terdapat senyawa belerang, serta gas oksida nitrogen (NOx) karena untuk membakar bahan bakar (bensin) dalam mesin digunakan udara sebagai sumber oksigen dan udara mengandung gas nitrogen.

Belerang dari minyak bumi dapat teroksidasi menjadi gas belerang dioksida (SO2)

S(s) + O2(g) → SO2(g)

Ketika di udara gas SO2 ini dapat teroksidasi mejadi gas SO3.

SO2(g) + O2(g) → SO3(g)

Gas SO3 ini sangat mudah bereaksi dengan air menghasilkan asam sulfat, sehingga gas SO3 ini dapat menyebabkan hujan asam.

SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq)

Pada suhu tinggi, di dalam mesin kendaraan bermotor dapat terjadi reaksi antara nitrogen dan oksigen.

N2(g) + O2(g) → NOx(g)

Gas oksida nitrogen dalam kadar tinggi dapat menyebabkan iritasi pada mata sehingga menyebabkan mata perih dan merah. Selain itu, dampak pembakaran bahan bakar yang menghasilkan gas oksida nitrogen merupakan salah satu gas penyebab terjadinya efek rumah kaca (greenhouse effect) yang berdampak pada pemanasan global (peningkatan suhu bumi).

Baca Juga: Proses Pengolahan Minyak Bumi

Sekarang kalian tahu kan dari mana dan bagaimana asap-asap di jalanan itu muncul. Selain itu kalian juga tahu kandungan-kandungan apa saja pada asap kendaraan bermotor itu. Tetap berhati-hati ya, karena kandungan-kandungan asap tersebut sangat berbahaya bagi kesehatan RG Squad semua. Oke deh, kalian juga bisa mengetahui lebih banyak lagi materi-materi pelajaran kimia di ruangbelajar. Ruangbelajar akan menyajikan berbagai video animasi dengan materi pelajaran yang lengkap dan sesuai kurikulum terbaru.

Pembakaran adalah suatu runutan reaksi kimia antara suatu bahan bakar dan suatu oksidan, disertai dengan produksi panas yang kadang disertai cahaya dalam bentuk pendar atau api.

Api yang dihasilkan dari bahan bakar yang mengalami pembakaran

Dalam suatu reaksi pembakaran lengkap, suatu senyawa bereaksi dengan zat pengoksidasi, dan produknya adalah senyawa dari tiap elemen dalam bahan bakar dengan zat pengoksidasi. Contoh:

C H 4 + 2 O 2 → C O 2 + 2 H 2 O + panas {\displaystyle CH_{4}+2O_{2}\rightarrow \;CO_{2}+2H_{2}O+{\textrm {panas}}}

Entalpi standar reaksi untuk pembakaran metana pada 298,15 K dan 1 atm adalah −802 kJ/mol.[1]

Contoh lainnya:

C H 2 S + 6 F 2 → C F 4 + 2 H F + S F 6 + panas {\displaystyle CH_{2}S+6F_{2}\rightarrow \;CF_{4}+2HF+SF_{6}+{\textrm {panas}}}

Contoh yang lebih sederhana dapat diamati pada pembakaran hidrogen dan oksigen, yang merupakan reaksi umum yang digunakan dalam mesin roket, yang hanya menghasilkan uap air, dengan entalpi standar reaksi pada 298,15 K dan 1 atm adalah −242 kJ/mol.[1]:

2 H 2 + O 2 → 2 H 2 O + panas {\displaystyle 2H_{2}+O_{2}\rightarrow \;2H_{2}O+{\textrm {panas}}}

Pada mayoritas penggunaan pembakaran sehari-hari, oksidan oksigen (O2) diperoleh dari udara ambien dan gas resultan (gas cerobong, flue gas) dari pembakaran akan mengandung nitrogen:

C H 4 + 2 O 2 + 7.52 N 2 → C O 2 + 2 H 2 O + 7.52 N 2 + panas {\displaystyle CH_{4}+2O_{2}+7.52N_{2}\rightarrow \;CO_{2}+2H_{2}O+7.52N_{2}+{\textrm {panas}}}

Seperti yang dapat dilihat, jika udara adalah sumber oksigen, nitrogen meliputi bagian yang sangat besar dari gas cerobong yang dihasilkan.

Dalam kenyataannya, proses pembakaran tidak pernah sempurna. Dalam gas cerobong dari pembakaran karbon (seperti dalam pembakaran batubara) atau senyawa karbon (seperti dalam pembakaran hidrokarbon, kayu, dll) akan ditemukan baik karbon yang tak terbakar maupun senyawa karbon (CO dan lainnya). Jika pembakaran pada suhu tinggi menggunakan udara (mengandung 78% nitrogen), maka sebagian kecil nitrogen akan bereaksi menjadi berbagai jenis nitrogen oksida (NOx) yang berbahaya.

Pembakaran metana adalah reaksi pembakaran sempurna, karena hasilnya adalah karbon dioksida dan air.

Pada pembakaran sempurna, reaktan terbakar dengan oksigen menghasilkan beberapa produk. Ketika hirokarbon terbakar dengan oksigen, maka reaksi utama akan menghasilkan karbon dioksida dan air. Ketika elemen dibakar, maka produk yang dihasilkan biasanya juga berupa oksida. Karbon dibakar menghasilkan karbon dioksida, sulfur dibakar menghasilkan sulfur dioksida, dan besi dibakar menghasilkan besi(III) oksida. Nitrogen tidak dianggap sebagai komponen yang bisa terbakar jika oksigen dipakai sebagai agen pengoksidasi, namun nitrogen oksida NOx dalam jumlah kecil biasanya akan terbentuk.

Jumlah udara yang diperlukan untuk pembakaran sempurna disebut udara teoretis. Namun, pada praktiknya digunakan jumlah 2-3 kali jumlah udara teoretis.

Tak sempurna

Pembakaran tak sempurna dihasilkan bila tidak ada oksigen yang cukup untuk membakar bahan bakar sepenuhnya menjadi karbon dioksida dan air.

Pada banyak bahan bakar, seperti minyak diesel, batu bara, dan kayu, pirolisis muncul sebelum pembakaran. Pada pembakaran tak sempurna, produk pirolisis tidak terbakar dan mengkontaminasi asap dengan partikulat berbahaya, misalnya oksidasi sebagian etanol menghasilkan asetaldehida yang berbahaya, begitu juga dengan oksidasi sebagian karbon yang menghasilkan karbon monoksida yang beracun.

Kualitas pembakaran dapat ditingkatkan dengan desain alat pembakaran, seperti pembakar minyak dan mesin pembakaran dalam. Perbaikan lebih lanjut mencakup alat katalitik pasca pembakaran (seperti konverter katalitik). Beberapa alat-alat ini biasanya dibutuhkan oleh banyak mobil/kendaraan di berbagai negara untuk memenuhi aturan lingkungan negaranya mengenai stadar emisi.

Derajat pembakaran dapat diukur dan dianalisis dengan peralatan uji. Kontraktor HVAC dan insinyur menggunakan analiser pembakaran untuk menguji efisiensi pembakar selama proses pembakaran.

Pada umumnya, persamaan kimia untuk pembakaran hidrokarbon dengan oksigen adalah

C x H y + ( x + y 4 ) O 2 → x C O 2 + ( y 2 ) H 2 O {\displaystyle \mathrm {C} _{x}\mathrm {H} _{y}+\left(x+{\frac {y}{4}}\right)\mathrm {O_{2}} \rightarrow \;x\mathrm {CO_{2}} +\left({\frac {y}{2}}\right)\mathrm {H_{2}O} }

Contoh, persamaan kimia pembakaran propana:

C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 C O 2 + 4 H 2 O {\displaystyle \mathrm {C_{3}H_{8}} +\mathrm {5O_{2}} \rightarrow \;\mathrm {3CO_{2}} +\mathrm {4H_{2}O} }

Secara umum, persamaan kimia untuk pembakaran hidrokarbon yang tidak sempurna (kekurangan oksigen) adalah sebagai berikut:

z C x H y + z ⋅ ( x 2 + y 4 ) O 2 → z ⋅ x C O + ( z ⋅ y 2 ) H 2 O {\displaystyle z\mathrm {C} _{x}\mathrm {H} _{y}+z\cdot \left({\frac {x}{2}}+{\frac {y}{4}}\right)\mathrm {O_{2}} \rightarrow \;z\cdot x\mathrm {CO} +\left({\frac {z\cdot y}{2}}\right)\mathrm {H_{2}O} }

Contohnya, persamaan kimia pembakaran propana yang tidak sempurna:

2 C 3 H 8 + 7 O 2 → 2 C + 2 C O + 8 H 2 O + 2 C O 2 {\displaystyle \mathrm {2C_{3}H_{8}} +\mathrm {7O_{2}} \rightarrow \;\mathrm {2C+2CO+8H_{2}O+2CO_{2}} }

Secara sederhana, reaksi pembakaran hidrokarbon dapat dinyatakan sebagai:

Bahanbakar + Oksigen → Panas + Air + Karbon\ dioksida {\displaystyle {\textrm {Bahanbakar}}+{\textrm {Oksigen}}\rightarrow \;{\textrm {Panas}}+{\textrm {Air}}+{\textrm {Karbon\ dioksida}}}

^ a b Reaction-Web

(Inggris) Combustion Analysis - The principles of exhaust fume analysis for assessing combustion quality in boilers.
(Inggris) Simulation of gas combustion Diarsipkan 2012-01-03 di Wayback Machine.
(Inggris) Hydrocarbon combustion - Simple applet that illustrates the Chemical equation. Diarsipkan 2012-01-18 di Wayback Machine.
(Inggris) Fuel efficiency (stoichiometric air fuel mixture) vs. decreased emissions in combustion engines Diarsipkan 2006-12-21 di Wayback Machine.

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Pembakaran&oldid=18384915"