Pembakaran alkohol

Alkohol ialah siri homolog dengan kumpulan berfungsi -OH, dan ia bahan api yang penting, etanol dicampur ke dalam petrol dan dibakar dalam lampu spirit. Kerana molekul alkohol sudah mengandungi satu atom oksigen, ia terbakar dengan mudah dan bersih, sebab itulah pembakaran alkohol menjadi bahagian lazim bab Sebatian Karbon Tingkatan 5. Peperiksaan menguji persamaan seimbang, keadaan, pemerhatian nyalaan dan aliran haba yang dibebaskan menuruni siri.

Pembakaran lengkap

Apabila alkohol terbakar dalam oksigen yang banyak, setiap atom karbon menjadi karbon dioksida dan setiap atom hidrogen menjadi air. Tindak balas ini sangat eksotermik. Dengan formula dan simbol keadaan yang betul, persamaan lazim ialah:

• Metanol: 2CH₃OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 4H₂O(l)
• Etanol: C₂H₅OH(l) + 3O₂(g) → 2CO₂(g) + 3H₂O(l)
• Propan-1-ol: 2C₃H₇OH(l) + 9O₂(g) → 6CO₂(g) + 8H₂O(l)

Persamaan am bagi alkohol CnH2n+1OH ialah:

CnH2n+1OH + (3n/2) O₂ → n CO₂ + (n+1) H₂O

Petua mengimbang: tetapkan atom karbon (n CO₂) dan atom hidrogen ((n+1) H₂O) dahulu, kemudian kira atom oksigen di sebelah kanan, tolak satu atom oksigen yang sudah disumbang oleh alkohol, dan laraskan pekali O₂ di akhir. Jika pekali itu menjadi pecahan, gandakan seluruh persamaan, sebab itulah persamaan metanol dan propan-1-ol bermula dengan 2.

Pembakaran tidak lengkap

Apabila bekalan oksigen terhad, karbon tidak dioksidakan sepenuhnya, jadi gas karbon monoksida beracun, atau jelaga (karbon), terbentuk menggantikan karbon dioksida, bersama air:

2C₂H₅OH(l) + 5O₂(g) → 4CO(g) + 6H₂O(l)

Pembakaran tidak lengkap membebaskan kurang haba berbanding pembakaran lengkap, jadi bahan api yang terbakar tidak lengkap membazir tenaga dan menghasilkan karbon monoksida yang toksik.

Keadaan yang diperlukan

Pembakaran memerlukan bekalan oksigen daripada udara dan sumber pencucuhan, percikan atau nyalaan yang menaikkan wap alkohol ke suhu pencucuhannya. Sama ada pembakaran lengkap atau tidak lengkap hanya bergantung pada berapa banyak oksigen yang ada. Tiada mangkin digunakan.

Pemerhatian

• Pembakaran lengkap: nyalaan biru bersih yang tidak bercahaya dengan jelaga yang amat sedikit, dan banyak haba dibebaskan. Gas yang terhasil mengeruhkan air kapur (karbon dioksida) dan titisan cecair tidak berwarna terkondensasi pada permukaan sejuk (air).
• Pembakaran tidak lengkap: nyalaan kuning, bercahaya, sedikit berjelaga, kurang haba, dan enapan jelaga hitam mungkin terbentuk pada permukaan sejuk yang dipegang dalam nyalaan.

Kerana alkohol membawa atom oksigennya sendiri, ia terbakar lebih bersih berbanding alkena yang mempunyai bilangan karbon yang sama, yang mempunyai kadar karbon lebih tinggi dan terbakar dengan nyalaan lebih berasap dan lebih bercahaya.

Aliran haba pembakaran

Menuruni siri homolog, setiap alkohol berikutnya mempunyai satu unit -CH₂⁻ tambahan, jadi lebih banyak atom karbon dan hidrogen dioksidakan dan lebih banyak ikatan terbentuk dalam hasil. Oleh itu haba yang dibebaskan per mol meningkat daripada metanol ke etanol ke propanol. Aliran ini soalan perbandingan yang menjadi kegemaran dan berhubung terus dengan pengiraan haba pembakaran.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

Ingat bahawa alkohol sudah membekalkan satu atom oksigen, jadi jangan layannya seperti alkana apabila anda mengira oksigen. Imbang O₂ di akhir dan gandakan persamaan apabila pekali ialah pecahan. Jangan tulis karbon dioksida sebagai hasil pembakaran tidak lengkap, itu ialah karbon monoksida atau karbon. Sentiasa sertakan simbol keadaan, dan tulis air sebagai (l) pada keadaan bilik.

Bagaimana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam Kertas 2 (4541/2) anda mungkin diminta menulis dan mengimbang persamaan pembakaran bagi alkohol yang dinamakan, menerangkan mengapa nyalaannya bersih, atau membandingkan haba yang dibebaskan oleh ahli siri yang berturutan. Dalam Kertas 1 (4541/1), item objektif menguji hasil dan warna nyalaan. Kaitkan setiap pemerhatian kembali kepada berapa banyak oksigen yang ada, dan jawapan pembakaran anda kekal tepat dan konsisten.