Secara umum batubara tersusun atas beberapa unsur kimia penting. Mereka adalah karbon (C), hidrogen (H), sulfur (S), oksigen (O), dan beberapa unsur yang lain. Unsur-unsur tersebut saling berikatan secara kimiawi membentuk senyawa hidrokarbon baru. Ikatan kimia hidrokarbon tersebut menyimpan energi yang jika ikatan tersebut terputus melalui proses pembakaran, energi yang tersimpan tersebut akan terlepas ke lingkungan sekitar. Jika kita tuliskan ke dalam sebuah reaksi kimia, maka pembakaran batubara akan nampak seperti persamaan di bawah ini:
Batubara + O2 → Produk + Energi Panas
Pembakaran unsur karbon menjadi yang utama menghasilkan energi panas. Pembakaran karbon juga memungkinkan terbentuknya karbon monoksida jika pembakaran tidak sempurna. Kandungan hidrogen dan sulfur di dalam batubara juga menyumbang sebagian kecil energi panas ketika proses pembakaran berlangsung.
Untuk memudahkan pemahaman kita, mari kita perhatikan contoh perhitungan berikut.
Semisal kita ambil contoh sebuah hasil analisis kandungan batubara menyebutkan bahwa batubara tersebut memiliki komposisi seperti berikut ini:
- Karbon : 73%
- Hidrogen : 4,5%
- Oksigen : 5,9%
- Nitrogen : 1,5%
- Sulfur : 5%
- Air : 2,1%
- Abu : 8%
Dari data di atas, kita dapat tentukan nilai mol/100 gram masing-masing komponen batubara, sekaligus kita tentukan mol/mol karbon untuk dapat menentukan struktur kimia molekul batubara.
Sehingga rumus kimia molekul batubara adalah:
CH0,74O0,061N0,018S0,026
Dengan sedikit pembulatan ke atas maka udara tersusun atas 79% nitrogen dan 21% oksigen. Sehingga untuk satu mol oksigen, terdapat 3,762 nitrogen. Dengan data tersebut mari kita buat reaksi stoikiometri pembakaran sempurna dari batubara terkait.
CH0,74O0,061N0,018S0,026 + 1,211(O2 + 3,762N2) → CO2 + 0,37H2O + 0,026SO2 + 4,565N2
Dari persamaan reaksi kimia pembakaran sempurna di atas, maka kita dapat menentukan rasio perbandingan udara/bahan bakar (air/fuel ratio), sehingga kita tahu berapa jumlah udara yang dibutuhkan untuk membakar 1 kg batubara.
AFR = [latex]\dfrac {1,211\left( 32+3,762\times 28\right)}{12+1\times 0,74+16\times 0,061+14\times 0,018+32\times 0,026}[/latex]
AFR = 11,237
Artikel-Teknologi.com didukung oleh
Pusat Pakaian Dalam
7 Comments
Var · October 25, 2022 at 9:00 am
Cara mengetahui mol/mol karbon itu gimana min
Djoko · August 28, 2022 at 6:08 am
Maaf, mau nanya dalam 1 Kg batu bara jumlah carbon ada 6,083 mol (asmusi 1 untuk mempermudah angka didalam reaksi saja) jadi semua koefesien perlu dikalikan dengan mol Carbonnya..(6,083 mol)..termasuk udara …mohon koreksi…
Fajar Putra Cahyadi · April 2, 2020 at 1:52 am
Permisi min, saya mau tanya. Angka 1,211 itu dari mana ya?
hawari · May 21, 2020 at 3:24 pm
sama gue juga bingung, bukannya kalo mesti sama harusnya angkanya 1.1805 dikarenakan oksigen yang terkandung dalam bahan bakar juga ngebantu pembakaran itu sendiri
Sang Engineer · July 22, 2021 at 1:27 pm
nilai 1.211 adalah koefisien reaksi udara (o2+N2) yang diperoleh setelah terjadi kesetimbangan reaksi antara reaktan dan produk (jumlah atom setiap unsur kiri=jumlah atom setiap unsur kanan)
tony · February 3, 2020 at 10:45 pm
selamat malam min, saya ingin menanyakan bagaimana caranya untuk menentukan/mencari mol/mol karbon dari masing2 unsur kimia tsb?
riko · December 14, 2020 at 8:23 pm
kolom mol di setiap unsur di bagi mol carbon ( 6.084 )