Api dan LedakanPengertian Api

Api adalah oksidasi cepat terhadap suatu material dalam proses pembakaran kimiawi, yang menghasilkan panas, cahaya, dan berbagai hasil reaksi kimia lainnya. Api berupa energi berintensitas yang bervariasi dan memiliki bentuk cahaya (dengan panjang gelombang juga di luar spektrum visual sehingga dapat tidak terlihat oleh mata manusia) dan panas yang juga dapat menimbulkan asap.

Api (warnanya-dipengaruhi oleh intensitas cahayanya) biasanya digunakan untuk menentukan apakah suatu bahan bakar termasuk dalam tingkatan kombusi sehingga dapat digunakan untuk keperluan manusia (misal digunakan sebagai bahan bakar api unggun, perapian atau kompor gas) atau tingkat pembakar yang keras yang bersifat sangat penghancur, membakar dengan tak terkendali sehingga merugikan manusia (misal, pembakaran pada gedung, hutan, dan sebagainya).http://id.wikipedia.org/wiki/Api Pengertian Pembakaran

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.

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

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 udara digunakan sebagai oksidan, beberapa nitrogen akan teroksidasi menjadi berbagai jenis nitrogen oksida (NOx) yang kebanyakan berbahaya.http://id.wikipedia.org/wiki/Pembakaran Segitiga Api

Untuk dapat menyebabkan timbulnya api, terdapat tiga elemen penting yang lebih dikenal dengan segitiga api. Tiga elemen tersebut adalah :

Bahan bakar

Padat : plastik, serbuk kayu, fiber, partikel logam

Cair : bensin, aseton, eter, pentana

Gas : asitilen, propana, metana, karbon monoksida, hidrogenUdara (Oksigen)

Padat : metal peroksida, amonium nitrit.

Cair : hidrogen peroksida, asam nitrat, asam perklorat

Gas : oksigen, flourine, klor, flourSumber api

Korek api, listrik statis, puntung rokok, dan sebagainya.

http://fireexplosionanalysis.blogspot.com/2009/01/fire-triangle.html

Macam-macam pembakaran

Pembakaran Sempurna (complete combustion) merupakan suatu pembakaran yang terjadi jika semua unsur C, H, dan S yang terkandung dalam bahan bakar bereaksi membentuk CO2, H2O, dan SO2. Pembakaran sempurna dapatdicapai dengan pencampuran antara bahan bakar dengan oksidator (oksigen) tepat.

Pembakaran Parsial (incomplete combustion) terjadi jika proses pembakaran bahan bakar menghasilkan intermediate combustion product seperti CO, H2, aldehid, disamping CO2 dan H2O. Kalau oksidatornya udara, gas hasil pembakaran juga mengandung N2. Pembakaran parsial dapat terjadi antara lain karena: pasokan oksidatornya terbatas atau kurang dari jumlah yang diperlukan,

nyala ditiup/diembus,

nyala didinginkan dengan dikenai benda/permukaan dingin.Pembakaran spontan (spontaneous combustion) terjadi jika zat atau bahan mengalami oksidasi perlahan-lahan, kalor yang dihasilkan tidak dilepas, sehingga suhu bahan naik secara perlahan juga sampai suhu mencapai titik bakarnya (ignition point), maka bahan terbakar dan menyala.http://en.wikipedia.org/wiki/Spontaneous_combustion

Ledakan

Sebuah ledakan adalah peningkatan tajam dalam volume dan pengeluaran energi dalam cara yang membahayakan, biasanya dengan pengeluaran suhu yang tinggi dan penghasilan gas.

Sebuah ledakan menyebabkan gelombang tekanan di tempat lokal di mana ia terjadi. Ledakan dikategorikan sebagai deflagrasi jika gelombang tersebut adalah subsonik dan detonasi jika gelombang tersebut adalah supersonik (gelombang kejut).

http://id.wikipedia.org/wiki/Ledakan Deflagrasi

Deflagrasi adalah proses kimia eksotermis di mana transmisi dari reaksi dekomposisi didasarkan pada konduktivitas termal (panas). Deflagrasi merupakan fenomena reaksi permukaan yang reaksinya meningkat menjadi ledakan dan menimbulkan gelombang kejut (shock wave) dengan kecepatan rambat rendah, yaitu antara 300 1000 m/s. Proses deflagrasi umumnya lebih cepat dan kuat dari pembakaran biasa, namun masih tidak sekuat ledakan detonasi. Suhu maksimum deflagrasi adalah sekitar 1000-2000 C. Menambahkan air pada minyak yang terbakar merupakan salah satu contoh deflagrasi. Air dengan cepat mendidih dan membentuk uap yang membuat partikel-partikel minyak panas menyebar dan menyebabkan api pun ikut menyebar.http://www.wisegeek.com/what-is-deflagration.htmhttp://www.interfire.org/res_file/def_det.asphttp://kimiaasep.blogspot.com/2011/05/ledakan.html Detonasi

Detonasi adalah proses kimia-fisika yang mempunyai kecepatan reaksi sangat tinggi, sehingga menghasilkan gas dan temperature sangat besar yang semuanya membangun ekspansi gaya yang sangat besar pula. Kecepatan reaksi yang sangat tinggi tersebut menyebarkan tekanan panas ke seluruh zona peledakan dalam bentuk gelombang tekan kejut (shock compression wave) dan proses ini berlangsung terus menerus untuk membebaskan energi hingga berakhir dengan ekspansi hasil reaksinya. Kecepatan rambat reaksi pada proses detonasi ini berkisar antara 3000 7500 m/s.

Detonasi merupakan ledakan yang sangat besar. Dapat disebabkan oleh bahan-bahan peledak seperti TNT atau dinamit. Kecepatan pembakaran menyebar sekitar 1000-10000 m/s dengan suhu mencapai 3000-5000 C. http://www.interfire.org/res_file/def_det.asphttp://en.wikipedia.org/wiki/Detonation http://kimiaasep.blogspot.com/2011/05/ledakan.html Ledakan Kimia (Chemical Explosion)

Sebagian besar bahan peledak menghasilkan ledakan kimia. Bahan peledak biasanya memiliki energi potensial lebih sedikit daripada bahan bakar, namun pelepasan energi tingkat tinggi dari bahan peledak dapat menghasilkan ledakan yang besar. TNT mempunyai kecepatan detonasi sekitar 6,940 m/s.http://en.wikipedia.org/wiki/Chemical_explosive

Gelombang ledakan yang disebabkan oleh ledakan kimia dihasilkan dari penyebaran yang cepat oleh gas-gas di titik ledakan. Penyebaran ini dapat dihasilkan oleh 2 mekanisme, yakni :1. Pemanasan termal dari produk hasil reaksi.

2. Perubahan jumlah mol hasil reaksi.

Ledakan Mekanik (Mechanical Explosion)

Secara proses fisika, berbeda dengan proses kimia atau nuklir, misalnya meledaknya tangki tertutup di bawah tekanan internal, sering disebut sebagai ledakan mekanik.http://en.wikipedia.org/wiki/Explosion#Mechanical_and_vapor

Pada ledakan mekanik, reaksi tidak terjadi dan energi didapatkan dari kandungan energi yang terdapat dalam zat itu sendiri. Jika energi ini dilepaskan secara cepat, ledakan dapat langsung terjadi. Contoh dari jenis ledakan ini adalah pecahnya ban yang berlebihan udara, atau tiba-tiba pecahnya tangki gas yang terlalu panas.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:

C8H18 (l) +12 O2 (g) > 8 CO2 (g) + 9 H2O (g) H = -5460 kJ

b. Pembakaran tak sempurna isooktana:

C8H18 (l) + 8 O2 (g) -> 8 CO (g) + 9 H2O (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.

Oksidasi: reaksi antara oksigen dan bahan yang dapat terbakar, berlangsungrelatif pelan, tanpa timbul cahaya dan tanpa timbul kalor yang cepat, meskipun jumlahkalor yang dihasilkan seluruhnya cukup berarti.

Berikut adalah jenis-jenis pembakaran :1.Pembakaran SempurnaDalam pembakaran sempurna, zat reaksi akan terbakar di dalam oksigen, menghasilkan beberapa jenis produk. Apabila hidrokarbon terbakar di dalam oksigen, efek reaksi akan hanya menghasilkan karbondioksida dan air. Apabila elemen seperti karbon, nitrogen, sulfur dan besi terbakar, elemen tersebut akan menghasilkan oksida yang paling umum. Karbon akan menghasilkan karbon dioksida. Nitrogen akan menghasilkan nitrogen dioksida . Sulfur akan menghasilkan sulfur dioksida . Besi akan menghasilkan besi(III) dioksida . Pembakaran sempurna pada umumnya tidak mungkin untuk dicapai kecuali reaksi yang terjadi dikontrol secara berhati-hati (misalnya di dalam lingkungan laboratorium).Pembakaran sempurna terjadi jika semua unsur C, H dan S yang terkandung dalam bahan bakar bereaksi membentuk CO2, H2O dan SO2. Pembakaran sempurna dapat dicapai dengan pencampuran antara bahan bakar dan oksidator tepat/baik, dengan rasio udara dengan bahan bakar yang tepat pula tepat. Jumlah bahan bakar dan oksidatornya (oksigen atau udara) dalam pembakaran sempurna harus stoikiometris. Campuran stoikiometris yaitu jika jumlah oksigen dalam campuran tepat untuk bereaksi dengan C, H dan S membentuk CO2, H2O dan SO2.

2.Pembakaran Tidak SempurnaDalam pembakaran tidak sempurna ada sejumlah oksigen yang tidak memadai untuk terjadi pembakaran sepenuhnya. Reaktan akan terbakar di oksigen, tetapi akan menghasilkan berbagai produk. Ketika hidrokarbon terbakar di oksigen, reaksi akan menghasilkan karbon dioksida, air, karbon monoksida, dan berbagai senyawa lain seperti oksida nitrogen. Pembakaran tidak sempurna jauh lebih umum dan akan menghasilkan sejumlah besar produk sampingan, dan dalam kasus pembakaran bahan bakar di mobil, produk sampingan ini bisa mematikan dan merusak lingkungan.Pembakaran parsial = incomplete combustion terjadi jika proses pembakaran bahan bakar menghasilkan intermediate combustion product seperti CO, H2, aldehid, disamping CO2 dan H2O. Jika oksidatornya udara, gas hasil pembakaran juga mengandung N2. Pembakaran parsial dapat terjadi antara lain karena:pasokan oksidatornya terbatas atau kurang dari jumlah yang diperlukan,pembakaran ditiup/diembus,pembakaran didinginkan dengan dikenai benda/permukaan dingin.3.Pembakaran SpontanPembakaran spontan atau spontaneous combustion terjadi jika zat/bahan mengalami oksidasi perlahan-lahan, kalor yang dihasilkan tidak dilepas, sehingga suhu bahan naik secara perlahan juga sampai suhu mencapai titik bakarnya (ignition point), maka bahan terbakar dan menyala.

E.Karakteristik PembakaranKalor pembakaran yang diperoleh dari reaksi bahan bakar dengan udara, dipergunakan untuk:Menaikkan suhu bahan bakar yang dibakar dalam dapur.Menaikkan suhu campuran bahan bakar dan udara.Sebagian besar yang lain terbuang sebagai:radiasi ke sekeliling,terbawa keluar cerobong dalam gas asap,konduksi dan konveksi ke peralatan dapur.Temperatur dapur akan maksimum bila kehilangan-kehilangan di atas minimum. Pada pengoperasian burner memperhatikan kecepatan nyala:Pada nyala yang stabil, kecepatan nyala sama dengan kecepatan campuran bahan bakar dan udara yang keluar dari burner.Bila kecepatan nyala lebih besar akan terjadi flash back.Bila kecepatan nyala lebih kecil akan terjadi blow off.Beberapa faktor yang mempengaruhi kecepatan nyala:tekanan campuran bahan bakar dan udara,suhu pembakaran,perbandingan udara primer dan bahan bakar,efek pendinginan dari lingkungan.Kecepatan nyala ini tidak dapat diperhitungkan lebih dahulu, kecuali pada keadaanyang sangat tertentu saja.Untuk memperoleh efisiensi yang tinggi dalam pengoperasian dapur, perlualat-alat kontrol sebagai berikut:Kontrol SuhuBahan bakar yang masuk ke dalam dapur banyaknya dikontrol oleh temperatur dalam dapur, antara lain pirometer radiasi dan temperatur atap dapur. Bila dibaca terlalu tinggi, maka jumlah bahan bakar harus dikurangi dan seterusnya.Kontrol PembakaranPengaturan bahan bakar/udara digunakan flow meter yang disambungkan dengan mekanisme servo pada katup kontrol otomatis.Kontrol AliranMenjaga kesetimbangan aliran pemasukan udara/bahan bakar dan pengeluaran gas asap.Dalam hal ini, karakteristik pembakaran bergantung pada bahan yang dibakar. Berikut adalah salah satu contoh penjelasan karakteristik pembakaran pada gasoline :Gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar motor harus memenuhi beberapa spesifikasi. Hal ini ditujukan untuk meningkatkan efisiensi pembakaran pada mesin dan mengurangi dampak negatif dari gas buangan hasil pembakaran bahan bakar yang dapat menimbulkan berbagai masalah lingkungan dan kesehatan. Gasolin yang digunakan sebagai bahan bakar harus memenuhi spesifikasi yang berlaku di Indonesia pada saat ini, sebagaimana ditetapkan pemerintah melalui surat keputusan Direktur Jendral Minyak dan Gas Bumi No. 22K/72/DDJM/1990 dan No. 18K/72/DDJM/1990.Pada dasarnya spesifikasi bensin mengatur parameter parameter tertentu sesuai dengan yang diperlukan oleh gasoline dalam penggunaannya. Parameter parameter tersebut dikelompokan mejadi tiga kelompok. Ketiga kelompok sifat tersebut adalah :

1. Sifat Pembakaran.Karakteristik utama yang diperlukan dalam gasoline adalah sifat pembakarannya. Sifat pembakaran ini biasanya diukur dengan angka oktan. Angka oktan merupakan ukuran kecenderungan gasoline untuk mengalami pembakaran tidak normal yang timbul sebagai ketukan mesin. Semakin tinggi angka oktan suatu bahan bakar, semakin berkurang kecenderungannya untuk mengalami ketukan dan semakin tinggi kemampuannya unutk digunakan pada rasio kompresi tinggi tanpa mengalami ketukan. Angka oktan diukur dengan menggunakan mesin baku, yaitu mesin CFR ( Cooperative Fuel Reseach ) yang dipoerasikan pada kondisi tertentu, di mana bahan bakar dibandingkan dengan bahan bakar rujukan yang terbuat dari n heptana ( angka oktan 0) san isooktana (angka oktan 100). Angka oktan bensin yang diukur didefinisikan sebagai persentase isooktana dalam bahan bakar rujukan yang memberikan intensitas ketukan yang sama pada mesin uji.Ada dua macam angka oktan, yaitu angka oktan riset (RON) yang memberikan gambaran mengenai unjuk kerja dalam kondisi pengendaraan biasa dan angka oktan motor (MON) yang memberikan gambaran mengenai unjuk kerja dalam kondisi pengendaraan yang lebih berat.Kecenderungan bahan bakar untuk mengalami ketukan bergantung pada struktur kimia hidrokarbon yang menjadi penyusun bensin. Pada umumnya, hidrokarbon aromatik, olefin dan isoparafin mempunyai sifat antiketuk yang relatif baik, sedangkan n paraffin mempunyai angka oktan yang kurang baik, kecuali yang berat molekulnya rendah.

Untuk mendapatkan mendapatkan bensin dengan angka oktan yang cukup tinggi, dapat dilakukan dengan cara cara sebagai berikut:a.Memilih minyak bumi yang mempunyai kandungan aromat tinggi, dalam trayek didih bensin.b.Meningkatkan kandungan aromatik melalui pengolahan reformasi, atau alkana bercabang, atau olefin bertitik didih rendah.c.Menambah aditif peningkat angka oktan seperti timbal alkil, biasanya timbal tetra etil (TEL) dan timbal tetra metil (TML).d.Menggunakan komponen berangka oktan tinggi sebagai ramuan, misalnya alcohol atau eter.

2. Sifat VolatilitasAda tiga sifat volatilitas yang biasa digunakan dalam spesifikasi bensin /gasoline antara lain: kurva distilasi, tekanan uap, dan perbandingan V/L. Dua parameter pertama digunakan dalam spesifikasi bensin di Indonesia, sedangkan parameter ketiga belum digunakan di Indonesia.Kurva distilasi dihasilkan dari distilasi gasoline menurut metode baku ASTM. Kurva distilasi ASTM berkaitan dengan masalah operasi dan unjuk kerja kendaraan bermotor. Bagian ujung depan kurva distilasi berkaitan dengan kemudahan mesin dinyalakan pada waktu dingin, penyalaan pada waktu panas dan kecenderungan mengalami pembentukan es pada karburator . bagian ujung belakang kurva berkaitan dengan masalah pembentukan getah bensin / gasoline, pembentukan endapan di ruang bakar dan busi serta pengenceran terhadap minyak pelumas. Sedangkan bagian tengah berkaitan dengan daya dan percepatan, kemulusan operasi serta konsumsi bahan bakar.Beberapa sifat bagian depan kurva distilasi yang disebutkan di atas berkaitan dengan ukuran kedua volatilitas yaitu tekanan uap. Pada spesifikasi bensin digunakan pengukuran tekanan uap yang agak khusus yaitu tekanan uap reid (RVP), dimana tekanan uap diukur dalam tabung tekanan udara pada suhu 100 0F.

3. Sifat Stabilitas dan KebersihanBensin / gasoline harus bersih, aman , tidak rusak dan tidak merusak dalam penyimpanan dan pemakaiannya. Parameter spesifikasi yang berkaitan dengan sifat ini antara lain adalah zat getah, korosi dan berbagai uji tentang kandungan senyawa belerang yang bersifat korosif. Bensin yang diuapkan biasanya meninggalkan sisa berbentuk getah padat yang melekat pada permukaan saluran dan bagian bagian mesin. Apabila pengendapan getah ini terlalu banyak, kemulusan operasi mesin dapat terganggu. Oleh karena itu kandungan getah dalam bensin harus dibatasi dalam spesifikasi.

pecahnya api tanpa aplikasi panas dari sumber eksternal. Pembakaran spontan dapat terjadi ketika materi yang mudah terbakar, seperti jerami atau batubara, disimpan dalam jumlah besar. Ini dimulai dengan proses oksidasi lambat (seperti fermentasi bakteri atau oksidasi atmosfer) dalam kondisi tidak memungkinkan disipasi panas siap-misalnya, di tengah tumpukan jerami atau tumpukan kain berminyak. Oksidasi secara bertahap meningkatkan suhu di dalam massa ke titik di mana api dimulai. Tanaman biasanya dikeringkan sebelum disimpan atau, selama penyimpanan, dengan sirkulasi paksa udara, untuk mencegah pembakaran spontan oleh fermentasi menghambat. Untuk alasan yang sama, batubara lembut dalam ukuran kecil dibasahi untuk menekan oksidasi udarBatubara adalah salah satu bahan bakar padat yang terdiri dari senyawa karbon, hydrogen, minerals dan senyawa senyawa lain yang dalam jumlah kecil terdapat pula dalam batubara. Unsur pembentuk batubara yang paling banyak atau paling dominan adalah unsur karbon, dan unsur inilah yang dominan pula dalam menghasilkan panas apabila batubara ini dibakar. Seperti bahan bakar-bahan bakar lainnya batubara pun memiliki sifat terbakar (flammable) apabila terjadi reaksi oksidasi baik dengan cara dibakar atau oksidasi akibat bereaksi dengan oksigen yang ada di udara. Reaksi batubara dengan oksigen yang ada diudara akan menghasilkan panas yang sering disebut self heating dan apabila pemanasan ini tidak terkontrol maka akan terjadi pembakaran spontan yang sering disebut Spontaneous Combustion. Tentu saja hal tersebut sangat tidak diinginkan, karena ini akan sangat merugikan. Untuk mengenal lebih lanjut tentang apa yang terjadi atau apa penyebab timbulnya self heating sampai terjadinya pembakaran spontan, berikut ini adalah pembahasan secara global tentang sebab-sebab terjadinya masalah tersebut.

II. Masalah OksidasiSebelum mengalami Spontaneous Combustion batubara akan mengalami proses oksidasi yang merupakan proses inisiasi dari spontaneous combustion apabila proses oksidasi ini diikuti dengan meningkatnya temperature terus menerus yang akhirnya mengakibatkan terjadinya pembakaran spontan. Batubara akan bereaksi dengan oksigen diudara segera setelah batubara tersebut tersingkap selama penambangan. Kecepatan reaksi ini lebih besar terutama pada batubara golongan rendah seperti lignite dan sub-bituminus, sedangkan pada golongan batubara bituminus keatas atau high rank coal, oksidasi ini baru akan tampak apabila batubara tersebut sudah tersingkap dalam jangka waktu yang sangat lama. Apabila temperature batubara terus meningkat yang disebabkan oleh self heating, maka ini perlu ditangani dengan serius karena ini akan berpengaruh terhadap nilai nilai komersial dari batubara tersebut, selain itu ini akan mengakibatkan pembakaran spontan batubara yang sangat tidak kita inginkan karena akan merugikan dan juga mengakibatkan kerusakan lingkungan.

Pada temperatur normal kecepatan oksidasi ini kecil sekali, bahkan cenderung menurun selang dengan waktu, dengan demikian resiko penurunan kualitas karena oksidasi ini masih bisa diterima dalam perioda waktu pengiriman yang normal (8 jam 8 minggu). Oksidasi yang dimaksud diatas adalah oksidasi yang tidak diikuti dengan pembakaran spontan atau oksidasi pada temperatur rendah, akan tetapi apabila disimpan dalam jangka waktu lama di stockpile penurunan kualitas akibat ini biasanya tidak dapat diterima. Karena selain penurunan kualitas secara kimia juga terjadi penurunan kualitas secara fisik terutama terjadi pada batubara golongan rendah atau low rank coal. Berikut ini beberapa pengaruh dari oksidasi terhadap sifat-sifat batu bara:

Pada dasarnya secara tepat penyebab terjadinya spontaneous combustion sulit diramalkan karena ada beberapa faktor yang sifatnya berubah atau tidak pasti, misalnya cuaca, sifat batubara itu sendiri sebagai contoh; batubara yang memiliki kadar sulfur yang tinggi dan derajat ignition temperature rendah kecenderungannya lebih tinggi untuk terjadi self heating atau bahkan terjadinya spontaneous combustion. Namun demikian faktor-faktor lain yang pasti seperti; lamanya penyimpanan, angin, dan lain lain, masih bisa kita usahakan dikurangi dengan melaksanakan prosedur penyimpanan yang dianjurkan.