PRAKTIKAL 3

Tujuan :

Untuk menentukan nilai bahan api bagi kerosin, LPG dan lilin.

Teori :

Bahan api adalah bahan yang terbakar dengan mudah dalam udara (oksigen)

untuk membebaskan tenaga haba. Ia merujuk kepada bahan kimia yang menghasilkan

tenaga haba semasa pembakaran Kebanyakan bahan api mengandungi atom karbon

dan atom hidrogen. Pembakaran bahan api adalah eksotermik kerana haba dibebaskan

semasa karbon dan hidrogen masing-masing membentuk karbon dioksida dan air

semasa pembakaran lengkap dan nilai ∆H ialah negatif. Kesemua pembakaran bahan

api melibatkan penggunaan oksigen. Nilai bahan api atau nilai haba adalah jumlah haba

yang diukur di dalam kJ yang boleh didapati apabila 1g bahan api dibakar. Unit bagi

nilai bahan api ialah kJ g-1. Bahan api yang berlainan mempunyai nilai bahan api yang

berbeza. . Nilai bahan api ialah suatu ukuran kandungan tenaga dalam sesatu bahan

api. Nilai ini dapat ditentukan secara eksperimen di mana di dalam eksperimen ini, nilai

bahan api bagi kerosin, bahan lilin dan Laboratory gas (LPG) ditentukan Semasa

penentuan haba pembakaran, oksigen yang berlebihan mestilah dibekalkan supaya

pembakaran boleh berlaku dengan lengkap. Jika oksigen ataupun udara tidak

dibekalkan dengan lengkap maka haba yang dibebaskan akan kurang daripada haba

pembakaran.

Haba pembakaran boleh didefinisikan sebagai tenaga haba yang dibebaskan

apabila satu mol sesuatu bahan dibakar dengan lengkap dalam oksigen berlebihan di

bawah keadaan piawai. Pembakaran sebarang bahan api merupakan tindak balas

eksotermik. Kuantiti tenaga haba yang dibebaskan oleh pembakaran bahan api yang

berbeza adalah berlainan dan dapat dibandingkan dengan mengukur haba

pembakarannya.

Senarai bahan :

Kerosin

LPG (gas makmal)

Lilin

Senarai radas :

Bekas kuprum

Tungku kaki tiga

Termometer (0-100)° C

100 cm3 silinder penyukat

Pelita minyak

Penimbang elektronik

Segitiga tanah liat

Penghadang angin

Blok kayu

Prosedur :

1. 200cm3 air disukat dengan menggunakan sebuah silinder penyukat dan dituang ke

dalam bekas kuprum.

2. Bekas kuprum tersebut diletakkan di atas tungku kaki tiga.

3. Suhu awal air disukat dan direkodkan.

4. Sebuah penghadang angin dipasang disekeliling radas untuk melindungi radas

daripada terkena angin seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3.

5. Sebuah pelita diisi dengan 50 cm3 kerosin dan jisim pelita beserta bahan api

direkodkan.

6. Pelita diletakkan di bawah bekas kuprum seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3

kemudian sumbu pelita dinyalakan.

7. Air dikacau perlahan-lahan menggunakan termometer sepanjang pembakaran

supaya pemanasan berlaku secara seragam.

8. Apabila suhu naik mencecah 30℃, pelita dipadamkan. Suhu maksimum air

direkodkan

9. Pelita ditimbang semula dan jisim pelita dan bahan api direkodkan.

10.Langkah 1 – 9 diulang dengan menggunakan lilin.

11.Langkah 1 hingga 9 diulang menggunakan LPG

Keputusan :

Bahan api Kerosin Lilin LPG

Suhu awal air ( oC) 31.0 30.0 30.0

Suhu akhir air ( oC) 61.0 60..0 61.0

Kenaikan suhu air (oC) 30.0 30.0 31.0

Jisim awal pelita + bahan api (g) 134.2 39.16 386.0

Jisim akhir pelita + bahan api (g) 125.6 37.54 384.0

Jisim bahan api yang terbakar

(g)

8.60 1.62 2.00

Jadual 1

Pengiraan :

I. Kerosin

q=−ms ∆T

¿−(200cm3 ) (4.184 ) (30.0℃ )

¿−25104 J

¿−25.104kJ

Nilaibahanapi= qjisimbahanapi yang terbakar

¿ −25.104kJ8.60 g

¿−2.9191kJ /g

II. Lilin

q=−ms ∆T

¿−(200cm3 ) (4.184 ) (30.0℃ )

¿−25104 J

¿−25.104kJ

Nilai bahanapi= qjisimbahanapi yang terbakar

¿ −25.104kJ1.62 g

¿−15.496kJ /g

III. LPG

q=−ms ∆T

¿−(200cm3 ) (4.184 ) (31.0℃ )

¿−25940.8J

¿−25.94kJ

Nilaibahanapi= qjisimbahanapi yang terbakar

¿ −25.94kJ2.00 g

¿−12.97kJ /g

Perbincangan:

Bikar tidak digunakan sebaliknya bekas logam iaitu bekas kuprum telah

digunakan. Hal ini kerana logam adalah pengalir haba yang baik. Bekas logam juga

tidak dialaskan dengan kasa dawai untuk mengelakkan penyerapan haba oleh kasa

dawai. Kedudukan pelita diselaraskan supaya nyalaan dapat sampai ke dasar bekas

kuprum. Kebanyakan haba yang dibebaskan semasa pembakaran dipindahkan dengan

berkesan kepada air suling yang mana menyebabkan kenaikan suhu air.

Langkah berjaga-jaga dalam eksperimen ini:

a) Pembakar (burner) diletakkan secara terus di bawah dan dekat dengan bawah

logam untuk memaksimumkan pemindahan haba daripada pembakaran kepada

air suling.

b) Air suling hendaklah sentiasa dikacau sepanjang eksperimen untuk memastikan

pemanasan air adalah sekata dan suhu air juga perlu dicatat.

c) Pelita hendaklah ditimbang dengan cepat sebelum dan selepas pembakaran

untuk mengelakkan penyejatan bahan api.

d) Penghadang angin digunakan untuk melindungi radas dan nyalaan daripada

tiupan angin oleh itu kehilangan haba dapat diminimumkan.

Soalan :

1. Nyatakan enam faktor yang mempengaruhi pemilihan bahan api yang

digunakan dalam industri.

1. Mudah didapati

2. Mempunyai nilai bahan api yang tinggi

3. Tidak mencemarkan alam sekitar

4. Selamat digunakan

5. Memberikan nilai ekonomi yang lebih tinggi

6. Kos operasi yang lebih rendah

2. Jika anda diberi metanol, kerosin dan etanol, yang mana satukah akan anda

pilih untuk digunakan sewaktu perkhemahan bagi memasak makanan yang

anda? Jelaskan.

Saya akan memilih kerosin untuk digunakan sewaktu perkhemahan bagi

memasak makanan.

Ini adalah kerana nilai bahan api bagi kerosin adalah yang paling tinggi di antara

ketiga-tiganya.

3. Jika LGP mengandungi hanya butana dan propana, tuliskan persamaan utuk

pembakaran kedua-dua hidrokarbon ini.

Butana

2C4H10 (g) + 13O2 (g) 8CO2 (g) + 10H2O (l)

Propana

C3H8 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l)

4. Terangkan mengapa nilai bahan api yang diperolehi adalah kurang daripada

nilai teori.

Nyalaan bahan api jauh daripada tin logam mengakibatkan berlakunya

pemindahan haba yang kurang ke tin kuprum.

Air yang tidak dikacau sepanjang masa menyebabkan pemanasan berlaku

secara tidak sekata.

Pemindahan haba yang lemah ke air suling. Banyak haba hilang ke persekitaran.

Pembakaran tidak lengkap

Kesimpulan :

i. Nilai bahan api bagi kerosin ialah : −2.9191 kJ /g

ii. Nilai bahan api bagi lilin ialah : −15.496kJ / g

iii. Nilai bahan api bagi LPG ialah : −12.97kJ / g

Rujukan :

Rose Marie Gauagher and Paul Ingram. (2001). Complete Chemistry. United Kingdom:

Oxford Unversity Press.

Tan Pek Soo. (2008).SPM Bilingual Chemistry. Shah Alam: Arah Pendidikan Sdn.Bhd.

Tan Yin Toon. (2000). Kimia Organik STPM. Selangor: Fajar Bakti Sdn Bhd