Pembakaran alkana

Alkana ialah hidrokarbon tepu yang digunakan sebagai bahan api, gas asli, petrol, diesel dan gas petroleum cecair semuanya campuran alkana, jadi pembakarannya menjadi teras bab Sebatian Karbon Tingkatan 5. Peperiksaan menguji persamaan seimbang, perbezaan antara pembakaran lengkap dan tidak lengkap, dan pemerhatian pada nyalaan.

Pembakaran lengkap

Apabila alkana terbakar dalam oksigen yang banyak, setiap atom karbon berakhir sebagai karbon dioksida dan setiap atom hidrogen sebagai air. Tindak balas ini sangat eksotermik, sebab itulah alkana menjadi bahan api.

• Metana: CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(l)
• Etana: 2C₂H₆(g) + 7O₂(g) → 4CO₂(g) + 6H₂O(l)
• Propana: C₃H₈(g) + 5O₂(g) → 3CO₂(g) + 4H₂O(l)
• Butana: 2C₄H₁₀(g) + 13O₂(g) → 8CO₂(g) + 10H₂O(l)

Persamaan am bagi alkana CnH2n+2 ialah:

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

Petua mengimbang: tetapkan atom karbon dan hidrogen dahulu, kemudian kira bilangan atom oksigen yang diperlukan dan laraskan pekali O₂ di akhir. Jika bilangan oksigen ialah pecahan, gandakan seluruh persamaan, sebab itulah persamaan etana dan butana 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. Contohnya:

2CH₄(g) + 3O₂(g) → 2CO(g) + 4H₂O(l)

CH₄(g) + O₂(g) → C(s) + 2H₂O(l)

Pembakaran tidak lengkap membebaskan kurang haba berbanding pembakaran lengkap dan menghasilkan karbon monoksida yang bertanggungjawab atas keracunan daripada pemanas rosak, jadi ia titik keselamatan dan alam sekitar yang penting.

Keadaan yang diperlukan

Pembakaran memerlukan bekalan oksigen (daripada udara) dan sumber pencucuhan, percikan atau nyalaan untuk mencapai suhu pencucuhan. Sama ada pembakaran lengkap atau tidak lengkap bergantung pada berapa banyak oksigen yang ada.

Pemerhatian

• Pembakaran lengkap: nyalaan biru yang bersih dan tidak bercahaya, banyak haba, dan tiada jelaga. Gas yang terhasil mengeruhkan air kapur (karbon dioksida) dan titisan air terkondensasi pada permukaan sejuk.
• Pembakaran tidak lengkap: nyalaan kuning, bercahaya, berjelaga, kurang haba, dan enapan jelaga hitam pada permukaan sejuk seperti tabung didih.

Kejelagaan meningkat apabila kadar karbon dalam molekul naik, jadi alkana lebih berat dan, lebih lagi, alkena tak tepu terbakar dengan nyalaan lebih berasap daripada metana.

Mengapa hasil pembakaran penting

Kedua-dua hasil pembakaran lengkap menimbulkan isu sebenar yang dikaitkan sukatan pelajaran dengan pembakaran. Karbon dioksida ialah gas rumah hijau, dan membakar alkana dalam kuantiti besar menambah karbon dioksida di atmosfera. Karbon monoksida daripada pembakaran tidak lengkap ialah gas tidak berwarna, tidak berbau dan beracun yang terikat pada hemoglobin dan menghalangnya daripada membawa oksigen, sebab itu perkakas pembakar bahan api mesti mempunyai bekalan udara dan pengudaraan yang baik. Jelaga mengotorkan permukaan dan menyumbang kepada pencemaran udara. Berupaya menamakan hasil ini dan menerangkan kesannya sering menjadi bahagian akhir soalan pembakaran, jadi kaitkan setiap hasil dengan akibatnya semasa anda mengulang kaji.

Kesilapan lazim yang perlu dielakkan

Jangan lupa mengimbang oksigen di akhir dan menggandakan persamaan apabila pekali oksigen ialah pecahan. Jangan tulis karbon dioksida sebagai hasil pembakaran tidak lengkap, itu ialah karbon monoksida atau karbon. Sertakan simbol keadaan; air biasanya ditulis (l) pada keadaan bilik.

Bagaimana ia muncul dalam peperiksaan SPM

Dalam Kertas 2 (4541/2) anda mungkin diminta menulis dan mengimbang persamaan pembakaran, menerangkan mengapa nyalaan berjelaga, atau membandingkan pembakaran alkana dengan alkena yang mempunyai bilangan karbon yang sama. Dalam Kertas 1 (4541/1), item objektif menguji hasil dan warna nyalaan. Sentiasa kaitkan pemerhatian kembali kepada berapa banyak oksigen yang ada, dan jawapan pembakaran anda kekal konsisten dan betul.