Dokumen tersebut membahas tentang keseimbangan oksigen (zero oxygen balance) dalam pembuatan bahan peledak. Zero oxygen balance dicapai ketika semua reaksi kimia menghasilkan hidrogen menjadi air, karbon menjadi karbon dioksida, dan nitrogen menjadi nitrogen bebas, sehingga hanya tiga gas tersebut yang dihasilkan tanpa gas beracun. Dokumen tersebut juga menjelaskan cara menghitung zero oxygen balance dengan memperhatikan berat atom dan molekul setiap b

1. ZERO OXYGEN BALANCE
( Keseimbangan Oksigen )
1. 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 teliti 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.
2. Definisi
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 CO2 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 :
 Gas H2O, CO2, N2 disebut SMOKE ( asap ).
Gas yang dihasilkan adalah bentuk gas tidak beracun.
 Gas CO, NO, NO2 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
AN FO
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+ N2
AN FO

2. 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 + 9N2 + 2NO
AN FO
3. Kalkulasi Zero Oxygen Balance
Persamanaan – persamaan yang digunakan untuk melihat apakah bahan peledak
yang kita gunakan menghasilkan reaksi yang setimbang atau tidak. Persamaan-
persamaan tersebut antara lain;
a) Bahan peledak yang hanya menggunakan unsur C, H, O dan N.
Oxygen Balance = Oo - 2Co - ½Ho
b) Bahan peledak yang terdiri dari unsur-unsur tambahan yang afinitas terhadap
oksigen, misalnya; CaO, Na2O, Al2O3
Oxygen Balance = ( Oo - ½Nao - Cao ) - 2Co - ½Ho
Dapat dilihat pada studi kasus berikut, contoh perhitungan-perhitungan metoda
zero oxygen balance.
Kasus 1;
Bahan peledak dengan menggunakan campuran Amonium Nitrat ( AN )
94,5 % dan fuel oil ( FO ) 5,5 %. ( tidak diketahui persamaan reaksinya )
Berat atom C = 12, N = 14, O = 16, H = 1
Berat Molekul AN = (2 x 14) + (4 x 1) + (3 x 16) = 80
Jumlah grat tiap unsure per 100 gr pada masing-masing unsur ;
N = 2 grat/mole ; grgratx 100/5,2100
80
2
=
H = 4 grat/mole ; grgratx 100/5100
80
4
=
O = 3 grat/mole ; grgratx 100/75,3100
80
3
=
Berat Molekul FO = (1 x 12) + (2 x 1) = 14
Jumlah gram/molekul pada masing-masing unsur ;
C = 1 grat/mole ; grgrx 100/14,7100
14
1
=
H = 2 grat/mole ; grgrx 100/2,14100
14
2
=

3. Analisa Grat per 100 gram
Bahan
Peledak
(%) Ho Co No Oo
AN 94,5 94,5% x 5 =
4,725
94,5% x 2,5 =
2,3625
94,5% x 3,75 =
3,54375
FO 5,5 5,5 % x14,2 =
0,781
5,5 % x 7,14 =
0,39275
Jumlah 5,506 0,3927 2,365 3,5384
Hasil di atas jika kita subsitusikan ke persamaan ;
Oxygen Balance = Oo - 2Co - ½Ho
= 3,5384 - 2 ( 0,3927) - ½(5,506)
= 0
dari hasil tersebut di dapat harga 0 mengindikasikan tidak ada gas yang
tersisa atau berlebih sehingga terjadi Zero Oxygen Balance pada
prosentase yang telah ditentukan di atas.
Kasus 2;
Bahan peledak dengan menggunakan campuran Amonium Nitrat ( AN ),
Fuel Oil ( FO ) dan Alumunium ( Al ) dengan reaksi kimia sebagai
berikut ;
4,5NH4NO3 + CH2 + Al 10H2O + CO2 + 4,5N2 + 0,5Al2O3
AN FO
4,5 ( 80 ) + 14 + 27 180 + 44 + 126 + 51
401 401
Dengan melihat jumlah dari berat molekul reaksi kiri dan kanan menghasil
jumlah berat molekul yang sama, sehingga terbentuk Zero Oxygen Balance.
Dengan demikian dapat ditentukan prosentase dari tiap bahan peledak dalam
campuran sebagai berikut ;
AN = %8,89%100
401
360
=x
FO = %5,3%100
401
14
=x
Al = %7,6%100
401
27
=x
Prosentase di atas menunjukkan komposisi yang akan membentuk zero
oxygen balance.