Definisi Pembakaran dalam Ilmu Kimia
Daftar Isi
Pembakaran dalam kimia adalah jenis reaksi kimia eksotermik. Merupakan proses yang terjadi ketika oksigen bergabung dengan unsur atau senyawa, membentuk oksida. Jika senyawanya organik, seperti metana, produk akhir dari pembakaran sempurna adalah karbon dioksida dan air.
Pada proses pembakaran melepaskan energi sebagai panas dan cahaya, seperti dengan api. Ini adalah reaksi kimia yang sangat penting yang kita andalkan untuk memasak makanan kita, menghangatkan rumah kita, industri listrik, berkeliling dunia, dan menerangi kegelapan. Pada kenyataannya, penjinakan api itulah yang membuka jalan bagi perkembangan peradaban manusia.
Jenis-jenis PembakaranÂ
Pembakaran adalah salah satu dari lima jenis utama reaksi kimia dan dapat dibagi menjadi beberapa subkategori. Oksigen selalu hadir dalam reaksi pembakaran, biasanya dalam bentuk diatomik. Suhu tinggi atau percikan diperlukan untuk memicu reaksi ini.
Oksigen dapat bergabung dengan unsur atau senyawa, yang dapat berupa anorganik atau organik. Pembakaran selalu menghasilkan panas dan cahaya sebagai produk sampingan, selain beberapa produk kimia. Ini dapat diklasifikasikan menjadi beberapa subkategori berdasarkan kecepatan dan energi reaksi:
1. Pembakaran sempurna
Pada proses ini ada pasokan oksigen yang cukup dan senyawa reaktan dikonsumsi sepenuhnya. Jika reaktan adalah senyawa atau campuran hidrokarbon, produk akhir adalah karbon dioksida dan air dalam bentuk uap. Contoh reaksi ini adalah pada mesin mobil. Namun, jarang terjadi secara alami, sehingga mobil dilengkapi dengan catalytic converter untuk membantu pembakaran bahan bakar yang sempurna.
2. Pembakaran tidak sempurna
Ini terjadi ketika suplai oksigen terlalu rendah untuk menghabiskan reaktan sepenuhnya. Itu juga terjadi ketika reaktan memiliki kotoran yang tidak sepenuhnya mudah terbakar. Jika reaktannya adalah hidrokarbon atau senyawa organik apa pun, produk sampingannya termasuk jelaga dan karbon monoksida.
3. Pembakaran cepat
Seperti namanya, pembakaran cepat memiliki laju reaksi yang cepat. Jenis reaksi ini melepaskan sejumlah besar energi panas dan cahaya, yang menghasilkan api atau ledakan. Mesin mobil dan mesin pembakaran internal lainnya dirancang berdasarkan pembakaran cepat bahan bakar fosil
4. Pembakaran dengan bara
Ini adalah reaksi yang sangat lambat. Tidak seperti pembakaran cepat, tidak menghasilkan nyala api dan memiliki suhu yang relatif rendah. Biasanya, permukaan bahan bakar, seperti kayu, secara perlahan dikonsumsi oleh oksigen. Ini adalah jenis pembakaran yang menghasilkan pancaran bara api yang stabil yang kita lihat dalam api yang hampir mati.
5. Pembakaran spontan
Banyak zat yang sangat mudah menguap, seperti hidrokarbon, dapat terbakar tanpa percikan atau nyala api sebagai pemicu. Senyawa volatil memiliki tekanan uap tinggi tetapi suhu penyalaan rendah. Jika mereka berada di dalam wadah, panas dan tekanan dapat menumpuk, yang dapat menyebabkan pembakaran spontan. Beberapa batubara juga terbakar secara spontan ketika terkena oksigen tingkat tinggi.
6. Pembakaran turbulen
Proses ini biasanya merupakan aplikasi praktis pembakaran di mesin dan turbin gas. Turbulensi dimaksudkan untuk meningkatkan reaksi yang efisien antara bahan bakar dan oksigen
7. Pembakaran mikrogravity
Jenis pembakaran ini berperilaku sangat berbeda dibandingkan dengan pembakaran normal di Bumi. Eksperimen dilakukan di stasiun luar angkasa untuk melihat perilaku api. Di bawah gravitasi yang sangat rendah di orbit karena ‘jatuh’ terus-menerus dari stasiun ruang angkasa, atau pesawat ruang angkasa apa pun di orbit, nyala api berbentuk bola.
Perbedaan Antara Pembakaran Sempurna dan Tidak Sempurna
Reaksi pembakaran bisa ‘sempurna’ atau ‘tidak sempurna’. Ini berarti bahwa bahan bakar atau reaktan dapat bergabung secara penuh atau sebagian dengan oksigen. Jika sebagian bergabung, residu dari zat asli mungkin tetap ada, atau beberapa bentuk produk yang kurang teroksidasi dapat dihasilkan. Dua faktor utama yang mempengaruhi pembakaran: suhu dan jumlah oksigen
Pembakaran Sempurna
Pembakaran sempurna adalah reaksi di mana reaktan bahan bakar dikonsumsi sepenuhnya oleh oksigen. Biasanya terjadi pada suhu tinggi. Misalnya, pembuatan industri sulfur trioksida, juga dikenal sebagai nisso sulfan, dilakukan pada suhu yang sangat tinggi.
Sulfur trioksida (SO3) adalah oksida belerang yang paling penting karena berfungsi sebagai prekursor asam sulfat. Ini dibuat dengan mengoksidasi sulfur dioksida pada 400-600°C dengan bantuan katalis. Dalam pembakaran hidrokarbon, produk akhir dari reaksi lengkap adalah karbon dioksida dan air. Jika ada beberapa kotoran yang tidak mudah terbakar seperti logam, ini akan menjadi abu atau oksida.
sebagai contohnya dapat di gambarkan sebagai berikut
Seperti yang kita lihat, satu molekul metana bereaksi dengan dua molekul oksigen diatomik untuk membentuk satu molekul karbon dioksida dan dua molekul air.
Pembakaran Tidak Sempurna
Pembakaran tidak sempurna biasanya terjadi ketika tidak ada cukup oksigen untuk benar-benar mengkonsumsi bahan bakar. Ini juga dapat terjadi jika bahan bakar tidak tercampur sempurna dengan oksigen. Di ruang pembakaran internal beberapa mesin mobil modern, bahan bakar disuntikkan dengan bantuan sistem komputerisasi untuk memaksimalkan pembakaran.
Namun, bahkan dengan tingkat presisi yang tinggi, bahan bakar mungkin masih hanya bergabung sebagian dengan oksigen. Untuk memastikan bahwa polutan diminimalkan, catalytic converter digunakan sebagai perangkat after-burning yang membantu oksidasi lengkap gas buang karbon monoksida. Dalam beberapa desain, gas buang dialihkan ke mesin untuk pembakaran sempurna.
Persamaan Untuk Pembakaran
Persamaan kimia umum untuk pembakaran tergantung pada jenis bahan bakar. Jika bahan bakar adalah zat anorganik seperti magnesium, mungkin hanya membentuk oksida. Namun, jika bahan bakarnya organik, produknya adalah air dan karbon dioksida seperti yang ditunjukkan dalam persamaan kimia umum di bawah ini:
A + O2 → H2O + CO2
Baca Juga