Oleh: sunyonoms | Januari 12, 2013

PROSES KIMIA DIBALIK KECELAKAAN MAUT BMW X5 DAN ELECTRIC CAR TUCUXI

Airbag_a
Gambar 1. Mobil yang mengalami kecelakaan di tol Jagorawi (1 Januari 2013); Sumber: Liputan 6.com.

Masih hangat di ingatan kita tentang berita via media elektronik dan media cetak tentang kecelakaan maut yang terjadi di Jalan Tol Jagorawi antara BMW X5 dan Daihatsu Luxio pada tanggal 1 Januari 2013 dan kecelakaan yang menimpa Menteri BUMN dengan mobilnya Tucuxi di Magetan pada tanggal 5 Januari 2013. Kita semua mungkin terheran-heran dengan pengemudinya yang tidak mengalami cedera sedikitpun, bahkan jika kita lihat melalui layar TV beberapa waktu lalu mobil Tucuxi hancur begitu parah, namun pengemudinya (pak Dahlan Iskan) tidak apa-apa, tidak mengalami cedera yang serius. Mengapa…?

Di sini saya tidak akan membicarakan kronologi kecelakaan atau membahas kecelakaan itu, tetapi ada yang menarik untuk kita gali dari perkembangan teknologi dunia otomotif. Ini adalah perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi akhir-akhir ini yang begitu pesat. Pada mobil yang mengalami kecelakaan tersebut terdapat teknologi canggih yang dapat melindungi pengemudi dan penumpangnya. Apa itu…?

Setelah saya cari dari berbagai sumber di internet (terutama di ontosia.com atau http://id.berita.yahoo.com/, dan detik.com), ternyata mobil mewah seperti BMW X5 memiliki sistem keselamatan super canggih, seperti: dynamic stability control (DSC), dynamic traction control (DTC), dynamic brake control, pelindung utama air bag supplemental restraint system (SRS), passenger seat sensors, head protection system (HPS), dan teknologi Roll-over sensor yang terhubung dengan sistem air bag, serta Crash sensor. Hanya saja yang aneh adalah mobil Tucuxi yang dikendarai pak Menteri BUMN, menurut sumber (ontosia.com) mobil Tucuxi tersebut tidak menunjukkan adanya perangkat keselamatan air bag atau mungkin sistem air bag-nya tidak bekerja. Namun, pada kesmpatan ini saya hanya ingin membahas sistem pelindung utama yang bernama air bag yang terkait dengan bidang ilmu kimia. Untuk keanehan yang terjadi pada Tucuxi, saya kira terlalu jauh untuk dibahas di sini, kemungkinan pada kesempatan lain saja. Apa itu air bag…?

Air bag atau kantong udara merupakan perangkat keselamatan kendaraan bermotor modern. Dalam kecelakaan lalu-lintas antara mobil dengan kendaraan lain atau objek tetap, pengemudi dan penumpang dilindungi dengan suatu kantong udara yang mengembang dalam hitungan milli detik. Untuk mengembangkan kantong dengan sangat cepat, pada saat terjadi kecelakaan, pemicu akan mengaktifkan reaksi kimia propelant dengan sangat cepat dan menghasilkan gas N2 dalam waktu yang sangat singkat untuk mengembangkan kantong dan setelah benturan terjadi, beberapa saat kemudian kantong akan mengempis dengan sendirinya sehingga kantong tidak akan mengahalangi pernapasan korban kecelakaan. Dengan demikian, fungsi kantong udara adalah meminimalkan resiko kecelakaan bagi pengemudi/penumpang. Kantong udara ternyata tidak seperti balon udara biasa, di dalam kantung udara, proses pengembangan tersebut terjadi karena adanya reaksi kimia dan desain kantong udara menggunakan prinsip stoikiometri reaksi.

Bahan kimia apa saja yang ada pada kantung udara? Komposisi kantong udara pada setiap kendaraan roda empat berbeda-beda. Bahan kimianyapun menjadi rahasia perusahaan otomotif. Namun, pada umumnya kebanyakan kantong udara menggunakan natrium azida (NaN3). Dalam kecelakaan mobil, sensor tabrakan (roll-over sensor) akan mengaktifkan rangkaian yang akan menyebabkan natrium azida mengalami reaksi peruraian (reaksi dekomposisi) menghasilkan natrium dan gas nitrogen, yang dengan cepat dapat menggembungkan kantong udaranya. Walaupun komposisi persisnya merupakan rahasia perusahaan, campuran yang paling populer adalah campuran yang terdiri atas natrium azida (NaN3), kalium nitrat (KNO3), dan silikon dioksida (SiO2) sebagai reaktan sekunder. Dengan rangsangan listrik dari roll-over sensor, NaN3 akan terurai sesuai reaksi:

2 NaN3 (s) —> 2 Na (s) + 3N2 (g).

Selanjutnya untuk menghindari adanya kebakaran akibat bertemunya logam Na dengan air (yang mungkin ada akibat percikan dari air radiator atau air minum atau kecelakaan terjadi pada saat hujan), maka logam Na yang terbentuk segera akan bereaksi dengan KNO3, melalui reaksi:
10 Na (s) + 2 KNO3 (s) —> K2O (s) + 5 Na2O (s) + N2 (g).

Kalium oksida (K2O) dan natrium oksida (Na2O) akan bereaksi dengan senyawa ketiga dalam komposisi kantong udara, yakni silikon dioksida (SiO2), untuk membentuk alkali silikat, yaitu zat yang tidak reaktif dan tidak berbahaya bila dibuang. Nah, bagaimana persamaan reaksi antara oksida alkali tersebut dengan silikon dioksida? Silahkan Anda pikirkan…! Ingat prinsip pembuatan kantong udara (air bag) tersebut menggunakan “prinsip stoikiometri”.
Airbag_1
Gambar 2. Sistem air bag pada kendaraan roda 4.

Airbag_2
Gambar 3. Air bag yang mengembang

Airbag_3
Gambar 4. Air bag yang sudah mengempis (pada mobil BMW X5).

Nah, dibalik peristiwa kecelakaan maut tersebut ada hal yang menarik untuk digali dalam pembelajaran kimia terutama pada pembahasan stoikiometri reaksi dan perhitungan kimia. Ini adalah kontekstual dan benar-benar masalah yang sedang hangat dibicarakan, kita ambil dari sisi kimianya. Apalagi pembelajaran dari kejadian tersebut diintegrasikan ke dalam pembelajaran kimia di SMK teknologi, terutama jurusan Otomotif. Insya Alloh, sangat kontekstual dan siswa SMK Anda akan tertarik mempelajari kimia lebih baik lagi. Dalam pembelajaran, setelah guru/dosen memberikan komposisi kimia, guru/dosen dapat memberikan atau mendiskusikan tentang reaksi yan terjadi pada kantong udara (air bag) tersebut termasuk tentang koefisien reaksinya. Hasil dari diskusi tentang persamaan reaksi secara stoikiometri, guru/dosen dapat meneruskannya ke dalam pembahasan hitungan kimia. Berikut penulis sajikan contoh hitungan kimianya (contoh ini hanyalah rekaan penulis saja…).

Soal:
Berdasarkan reaksi di atas, suatu perusahaan otomotif telah membeli sebanyak 130 gram NaN3 untuk membuat kantung udara. Agar tidak terjadi ledakan akibat bertemunya air dengan Na, maka perusahaan tersebut juga menaruh reaktan lain, yaitu KNO3 sebanyak 100 gram.
a). Sudah amankah kantong udara tersebut sebagai pelindung keselamatan bagi pengendara dari ledakan yang mungkin ditimbulkan oleh logam Na yang kemungkinan bertemu dengan air? Reaktan mana sebagai reaktan pembatas?
b). Hitung berapa volume gas nitrogen yang dihasilkan bila reaksi terjadi pada suhu 50 oC dan tekanan 1 atm !
c). Berapa silikon dioksida yang diperlukan untuk menghabiskan oksida alkali dari hasil reaksi Na dan KNO3…?

Mari kita kerjakan sama-sama… (silahkan; guru membimbing siswa untuk melakukan hitungan kimia dalam menjawab pertanyaan di atas).


Responses

  1. Reblogged this on sciencefortoday.

  2. terimakasih atas ilmunya.syamsiar


Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Kategori

%d blogger menyukai ini: