TUGAS
BAHAN PELEDAK DAN TEKNIK PELEDAKAN PERHITUNGAN OXYGEN BALANCE
Disusun Oleh : Hasna Maisha Putri
23802011
Dosen Pengampu : Ir. Arif Algifari S.T, M.T
PROGRAM STUDI DIII TEKNIK PERTAMBANGAN DEPARTEMEN TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2025
OXYGEN BALANCE A. Pendahuluan
Pada setiap proses peledakan, umumya terbentuk terbentuk reaksi kimia yang menghasilkan gas, baik itu gas yang beracun maupun gas yang tidak beracun. Karenanya dalam pembuatan bahan peledak perlu diperhatikan komposisi dari unsur-unsur yang digunakan.
Bahan peledak umumnya terdiri dari unsur-unsur fuel dan dan unsur-unsur oxidizer. Unsur fuel kaya akan karbon (C) dan hidrogen, (H). Dalam pembuatan bahan peledak. harus diperhitungkan dengan telin komposisi dari bahan peledak dan prosentase dari setiap bahan peledak. Sehingga gas yang dihasilkan tidak menimbulkan gas beracun yang sangat berbahaya bagi lingkungan.
Dengan demikian perlu diperhatikan kesetimbangan reaksi yang terjadi dari bahan peledak yang digunakan dengan metoda Zero Oxygen Balance
B. Pengertian
Keseimbangan oksigen (OB, OB%, atau Ω) adalah suatu ekspresi yang digunakan untuk menunjukkan derajat di mana suatu bahan peledak dapat dioksidasi,untuk menentukan apakah molekul-molekul zat peledak atau campurannya mengandung cukup oksigen untuk mengoksidasi sepenuhnya atom-atom lain dalam molekul-molekul tersebut. Misalnya, karbon yang teroksidasi sepenuhnya membentuk karbon dioksida, hidrogen membentuk air, sulfur membentuk sulfur dioksida, dan logam-logam membentuk oksida-oksida logam. Suatu molekul dikatakan memiliki keseimbangan oksigen positif jika mengandung lebih banyak oksigen daripada yang dibutuhkan dan keseimbangan oksigen negatif jika mengandung lebih sedikit oksigen daripada yang dibutuhkan.
Zero oxygen balance adalah kesetimbangan jumlah oksigen yang tepat dalam suatu campuran bahan peledak sehingga seluruh reaksi menghasilkan hidrogen menjadi hidrogen dioksida (H₂O), Carbon menjadi CO: dan nitrogen menjadi N2 bebas, sehingga dalam hasil reaksinya hanya ketiga nsur tersebut yang terbentuk.
Pada suatu proses peledakan akan terbentuk gas-gas akibat terjadinya reaksi kimiawi dari bahan peledak antara lain:
1. Gas H:O, CO₂, N. disebut SMOKE (asap). Gas yang dihasilkan adalah bentuk gas tidak beracun.
2. Gas CO, NO, NO, disebut FUMES.Gas yang dihasilkan adalah bentuk gas yang sangat beracun.
Karakteristik gas hasil peledakan dapat diklasifikasikan sebagai berikut;
a. ZOB (zero oxygen balance); terjadi kesetimbangan rekasi kimiawi sehingga semua gas bereaksi dan terbentuk smoke.
Contoh:3NH4NO3 + CH2 → 7H2O + CO2 + 3N2
b. Deficient Oxygen Balance (Negative / Minus Oxygen Balance): tidak terjadi kesetimbangan reaksi yang mengakibatkan hasil reaksi kekurangan Oksigen, sehingga terbentuk gas fumes.
Contoh:2NH4NO3 + CH2 → 5H2O + CO + 2N2
c. Excessive Oxygen Balance (Positive / Surplus Oxygen Balace): tidak terjadi kesetimbangan reaksi yang mengakibatkan hasil reaksi kelebihan Oksigen, sehingga terbentuk gas fumes.
Contoh:5NH4NO3 + CH2 → 11H2O + CO2 + 4N2 + 2NO
C. Contoh Perhitungan
1. 0,92 (NH4NO3) , (C16H34) 0,08
Mr NH4NO3 = 2(14)+4(1)+3(16)=80 Mr C16H34 = 16(12)+34(1) =226
Mr Total= 0,92(80) + 0,08(226) =91,68
%O = 3×0,92×16
91,68 =0,481675=48,1675%
%C = 16×0,08×12
91,68 =0,167539 = 16,7539%
%H = (4×0,92×1)+(34×0,08×1)
91,68 =0,069808 = 6,9808%
OB= O-2(C)-0,5(H)= 48,1675+2(16,7539)-0,5(6,9808)= 11,16928
2. 0,91 (NH4NO3),(C16H34) 0,09
Mr NH4NO3 = 2(14)+4(1)+3(16)=80
Mr C16H34 = 16(12)+34(1) =226
Mr Total= 0,91 (80) + 0,09 (226) =232,5
%O = 3×0,91×16
93,14 =0,468971 = 46,8971%
%C = 16×0,09×12
93,14 =0,185527 = 18,5527%
%H = (4×0,91×1)+(34×0,09×1)
93,14 =0,071935 = 7,1935%
OB= O-2(C)-0,5(H)= 46,8971+2(18,5527)-0,5(7,1935) =6,194975
3. 0,901 (NH4NO3),(C16H34)0,099
Mr NH4NO3 = 2(14)+4(1)+3(16)=80 Mr C16H34 = 16(12)+34(1) =226
Mr Total= 0,901(80) + 0,099(226) =94,454
%O = 3×0,901×16
94,454 =0,457874= 45,7874%
%C = 16×0,099×12
94,454 =0,201241=20,1241%
%H = (4×0,901×1)+(34×0,099×1)
94,454 =0,073793= 7,3793%
OB= O-2(C)-0,5(H)= 45,7874 +2(20,1241)-0,5(7,3793)= 1,849578
4. 0,898(NH4NO3),(C16H34)0,102
Mr NH4NO3 = 2(14)+4(1)+3(16)=80 Mr C16H34 = 16(12)+34(1) =226
Mr Total= 0,898(80) + 0,102(226) =94,892
%O = 3×0,898×16
94,892 =0,454243 = 45,4243%
%C = 16×0,102×12
94,892 =0,206382 =20,6382%
%H = (4×0,898×1)+(34×0,102×1)
94,892 =0,0744 = 7,44%
OB= O-2(C)-0,5(H)= 45,4243+2(20,6382)-0,5(7,44)= 0,427855
5. 0,875(NH4NO3),(C16H34)0,125
Mr NH4NO3 = 2(14)+4(1)+3(16)=80 Mr C16H34 = 16(12)+34(1) =226
Mr Total= 0,875(80) + 0,125(226) =98,25
%O = 3×0,875×16
98,25 =0,427481 = 42,7481%
%C = 16×0,125×12
98,25 =0,244275 =24,4275%
%H = (4×0,875×1)+(34×0,125×1)
98,25 =0,07888 = 7,888%
OB= O-2(C)-0,5(H)= 42,7481+2(24,4275)-0,5(7,888)= -10,0509
D. Hasil pengolahan data
No % O % C % H OB % Rasio AN % Rasio Fo
1 48,16 16,75 6,98 11,16 92 8
2 46,89 18,55 7,19 6,19 91 9
3 45,78 20,12 7,37 1,84 90,1 9,9 4 45,42 20,63 7,44 0,42 89,8 10,2 5 42,74 24,42 7,88 -10,05 87,5 12,5
E. Kurva
1. Sumbu X (horizontal) menunjukkan persentase oxygen balance (% OB).
Nilai ini bisa negatif (kekurangan oksigen), nol (seimbang), atau positif (kelebihan oksigen).
2. Sumbu Y (vertikal) menunjukkan persentase % FO yang terkandung dalam ANFO.
3. Pada kurva,titik nol menunjukkan ANFO dalam kesetimbangan yang stabil dimana reaksi dari pembakaran menghasilkan gas yang tidak
0 2 4 6 8 10 12 14
-15 -10 -5 0 5 10 15
% FO
OB
GRAFIK PERBANDINGAN % FO
DENGAN OB
beracun,sedangkan titik yang jauh dari nol,reaksi dari pembakaran menghasilkan gas yang beracun.
F. Kesimpulan
Zero Oxygen Balance adalah kondisi ideal dalam formulasi bahan peledak untuk mendapatkan efisiensi maksimum dan mengurangi gas beracun. Dalam praktiknya, sedikit variasi dari zero OB dapat diterima tergantung pada kebutuhan aplikasi spesifik bahan peledak.
Dalam perhitungan oxygen balance, kita menghitung apakah jumlah oksigen yang tersedia dari oksidator cukup untuk sepenuhnya mengoksidasi bahan bakar yang digunakan. Jika nilai oxygen balance positif, artinya ada oksigen lebih (berpotensi untuk reaksi pembakaran lebih lengkap), sedangkan nilai negatif menunjukkan kekurangan oksigen, yang dapat menyebabkan pembakaran tidak sempurna dan pembentukan gas berbahaya.
G. Daftar Pustaka
Primelly.2018.Zero Oxygen Balance.Scribd https://en.m.wikipedia.org/wiki/Oxygen_balance