Majari Magazine

CHE Around Us: The Fireworks

by Michael Hutagalung on 09/11/07 at 12:33 am | 4 Comments | |

The Fireworks: Barium klorida menghasilkan warna hijau, stronsium klorida memproduksi warna merah, dan tembaga klorida menghasilkan warna biru. Kembang api yang menjadi hiasan perayaan hari raya kita ternyata jarang dikagumi unsur kimianya. (ya iyalah! hehehe..)

Teman-teman pasti sering melihat kembang api pada saat perayaan atau pesta-pesta hari raya katakanlah seperti Perayaan Tahun Baru, Idul Fitri, dan Hari Natal. Pernah terpikirkan oleh teman-teman, bagaimana sebuah kembang api bisa melaju ke atas langit dan memancarkan sinar dengan indahnya?

“Waw… kerennn!”
“Aduh… romantis…”
“Mamahh… mau digendong…”

Itu adalah 3 dari 5 respon umum yang terucap dari lidah manusia berumur 3 hingga 25 tahun saat menyaksikan sebuah pertunjukkan kembang api.. Hehehe..

Tetapi, sebagai seorang calon sarjana Teknik Kimia, akan sangat memalukanlah bila teman-teman Anda berkata,
Teman: “Wahh.. kok itu bisa warna-warni gitu ya?? Lo TEKIM kan? Jelasin dong!”

Lalu Anda tersenyum simpul, terdiam 3 detik, dan berkata,
Anda: “Eh.. lo haus gak?? Beli minum yok!”

Untuk itulah, Anda harus membaca artikel dengan dengan seksama. Jangan sampai titel Teknik Kimia di dahi Anda mempermalukan diri Anda sendiri.

Kembang api, atau yang dalam Bahasa Inggris disebut fireworks, berasal dari China dan ditemukan sekitar 1000 tahun yang lalu. Seseorang menemukan fenomena menarik itu saat dia mencampurkan sulfur, charcoal, dan saltpeter (potassium nitrate) dan membakarnya tiba-tiba dengan sebuah percikan api. Campuran tersebut kemudian dinamakan gunpowder (bubuk mesiu) dan digunakan orang China dalam berbagai upacara pengusiran setan.

Gunpowder sendiri merupakan cikal bakal dari campuran padatan penyusun kembang api. Sekitar tahun 1800-an, ahli kimia menemukan campuran yang tepat untuk menyusun sebuah kembang api yang indah dan berwarna-warni menghasilkan warna merah, hijau, jingga, biru, dan ungu.

Pada masa lalu, warna jingga dari kembang api muncul karena black-body radiation dari partikel padatan yang amat panas. Sedangkan warna hijau dan merah muncul sebagai hasil dari emisi spektrum molekul yang berada dalam fasa gas. Metal klorida, yang berfluoresensi dengan kuat pada gelombang cahaya tampak, merupakan dasar pembentuk hampir semua warna pada kembang api yang ada saat ini.

Barium klorida menghasilkan warna hijau, stronsium klorida memproduksi warna merah, dan tembaga klorida menghasilkan warna biru. Teman-teman masih ingat kan akan unsur-unsur logam? Anyway, pada dasarnya ketiga senyawa logam tersebut bersifat higroskopik, tidak bisa dibakar, dan tidak stabil. Solusi yang digunakan untuk mengakali keadaan tersebut ialah dengan mengontakkan logam dengan klorin pada fasa gas saat proses pembakaran terjadi di mana energi dari pembakaran dapat mengeksitasi elektron-elektron molekul yang akhirnya menghasilkan emisi yang tampak di mata sebagai kilauan yang berwarna-warni. Jadi, beberapa komponen yang diperlukan untuk menghasilkan kembang api ialah bahan bakar, oxidizer, logam, dan senyawa pendonor klorin.

Di masa lampau, senyawa pendonor klorin yang digunakan untuk menghasilkan kembang api ialah kalium klorat, KClO3, yang bertindak sebagai oxizider dan chlorin donor. Namun, KClO3 kemudian tidak digunakan lagi karena sifarnya yang mudah meledak apabila mengalami kontak dengan sulfur, bubuk logam, garam ammonium, dan uap air. Kembang api masa kini umumnya menggunakan kalium perklorat (KClO4) sebagai senyawa pendonor klorin.

Beberapa senyawa berbahaya lainnya yang pernah digunakan sebagai senyawa pendonor ialah paris green (copper acetoarsenite), calomel (mercurous chloride), dan realgar (arsenic sulfide). Selain itu, di masa lampau barium klorat juga kerap sebagai senyawa pendonor klorin. Namun beberapa dekade terakhir ini, barium klorat telah disubsitusi oleh banyak produsen kembang api karena sifat ion klorat yang tidak stabil. Beberapa substituen yang umum digunakan ialah barium nitrat, stronsium karbonat, stronsium nitrat, natrium oksalat, dan tembaga karbonat.

Apakah Anda sudah cukup muak dengan sedemikian banyak senyawa-senyawa?? Hahaha.. sabar.. sedikitt lagii.. Bagian di bawah ini sangatlah penting untuk melengkapi ocehan Anda kepada lawan bicara Anda..

Sering melihat kembang api yang berwarna biru?
Masih ingatkah Anda dengan senyawa apa warna biru dihasilkan??
(*Ya.. Anda benar.. Jawabannya ialah tembaga klorida..)

Warna biru pada kembang api menjadi tantangan tersendiri bagi para fireworks designers karena tembaga klorida merupakan senyawa yang tidak dapat bertahan dengan baik pada temperatur tinggi. Perkembangan teknologi pembuatan kembang api beberapa dekade terakhir ini mengusulkan penggunaan magnalium sebagai substituen tembaga klorida.

Teman: “Hah?? Magnalium? Apaan tuh?? Gua gak pernah denger..”

Nahh.. saat pertanyaan itu muncul, pasang tatapan mata Teknik Kimia yang Anda miliki dan katakan,
Anda: “Magnalium itu ialah paduan logam (alloy) dari magnesium dan aluminium.. logam bisa dipadukan secara fisik dan menghasilkan suatu karakteristik paduan yang lebih baik dibanding logam-logam penyusunnya.. Paduan logam itu biasa disebuh alloy..”

Teman: “Oooo.. (*muka gak ngerti).. Yaudah kita beli minum aja yok!”

Nahh.. sekarang Anda boleh tersenyum.. Hahaha..

Sedikit pesan moral dari artikel ini: Sebagai seorang mahasiswa Teknik Kimia, sudah seyogyanya Anda mau mengerti fenomena-fenomena kimia yang terjadi di sekitar kita.. Cobalah dari hal-hal yang sederhana dan pada akhirnya Anda menyadari betapa berharganya pengetahuan yang ada di otak Anda.

Sumber: C&EN (Science and Technology)