Kembang api

 Kembang api 

Seni menggunakan campuran bahan kimia untuk menghasilkan bahan peledak adalah seni yang kuno. Bubuk hitam (campuran potasium nitrat, arang, dan belerang) digunakan di Cina sebelum 1000 A.D. dan selanjutnya telah digunakan selama berabad-abad dalam bahan peledak militer, dalam konstruksi peledakan, dan untuk kembang api. Perusahaan DuPont (produsen bahan kimia utama) memulai usahanya sebagai produsen bubuk hitam. Bahkan, sang pendiri, Eleuthère duPont, belajar teknik manufaktur secara mandiri seperti Lavoisier.  

Sebelum abad kesembilan belas, penggunaan kembang api terbatas terutama untuk roket dan suara keras. warna Oranye dan kuning berasal dari kehadiran arang dan serbuk besi. Namun, dengan kemajuan besar dalam kimia di abad kesembilan belas, ditemukan senyawa baru untuk kembang api. Garam tembaga, strontium, dan barium ditambahkan untuk menghasilkan warna terang. Magnesium dan logam aluminium menghasilkan cahaya putih yang menyilaukan. Kembang api, sebenarnya, hanya sedikit berubah sejak saat ditemukan. 

Bagaimana kembang api menghasilkan warna-warna cemerlang dan suara nyaring? Sebenarnya, hanya segelintir bahan kimia yang berbeda bertanggung jawab untuk sebagian besar efek spektakuler. Untuk menghasilkan kebisingan dan kilatan, oksidator (agen pengoksidasi) dan bahan bakar (agen pereduksi) digunakan. Campuran umum melibatkan potasium perklorat (KClO4) sebagai pengoksidasi dan aluminium dan belerang sebagai bahan bakar. Perklorat mengoksidasi bahan bakar dalam reaksi yang sangat eksotermik, yang menghasilkan cahaya kilat terang (karena aluminium) dan suara yang keras (dari gas yang yang mengembang secara cepat). Untuk efek warna, unsur dengan spektrum emisi berwarna disertakan. Sebagai pengingat bahwa elektron dalam atom dapat dinaikkan ke orbital energi yang lebih tinggi ketika atom menyerap energi. Atom-atom yang tereksitasi kemudian dapat melepaskan energi berlebih ini dengan memancarkan cahaya dengan panjang gelombang spesifik, sehingga warna dihasilkan. Dalam kembang api, energi untuk mengeksitasi elektron berasal dari reaksi antara oksidator dan bahan bakar.CH EMICAL IMPAC

Warna kuning pada kembang api disebabkan oleh emisi 589-nm dari ion natrium. Warna merah berasal dari garam strontium memancarkan pada 606 nm dan dari 636 hingga 688 nm, Warna merah ini mirip dengan lampu jalan raya. Garam barium memberikan warna hijau pada kembang api, karena serangkaian garis emisi antara 505 dan 535 nm. Warna biru yang sangat bagus, sulit diperoleh. Garam tembaga memberi warna biru, memancar cahaya  420- ke 460-nm. Namun kesulitan terjadi karena adanya oksidator, potasium klorat (KClO3), bereaksi dengan garam tembaga untuk membentuk tembaga klorat, senyawa yang sangat eksplosif yang berbahaya untuk disimpan. (Penggunaan KClO3 dalam kembang api sebagian besar telah ditinggalkan karena Bahaya eksplosifnya)  

 

Paris hijau, garam tembaga mengandung arsenik, sempat digunakan secara luas tetapi sekarang dianggap terlalu beracun. Dalam beberapa tahun terakhir warna yang dihasilkan oleh kembang api menjadi lebih intens karena pembentukan logam klorida selama proses pembakaran. Molekul gas logam klorida menghasilkan warna yang jauh lebih cemerlang daripada yang dihasilkan atom-atom logam sendiri. Misalnya, strontium klorida menghasilkan merah jauh lebih terang daripada atom strontium. Jadi, senyawa penyumbang klorin sekarang termasuk dalam banyak kembang api kembang api. 

 

Kembang api diluncurkan dari mortir (silinder baja) menggunakan serbuk hitam sebagai propelan. Daftar bahan kimia umumnya digunakan dalam kembang api diberikan di tabel. Meskipun Anda mungkin berpikir bahwa kimia kembang api sederhana, pencapaian warna putih yang cerah berkedip dan warna-warna cemerlang membutuhkan kombinasi bahan kimia yang rumit. Misalnya, karena putih kilatan menghasilkan suhu nyala yang tinggi, warnanya cenderung untuk menghilangkan. Jadi oksidator seperti KClO4 biasanya digunakan dengan bahan bakar yang menghasilkan suhu api yang relatif rendah. Kesulitan tambahan, bagaimanapun, adalah perkhlorat itu sangat sensitif terhadap penyalaan yang tidak disengaja karena itu cukup berbahaya. Masalah lain muncul penggunaan garam natrium. Karena natrium menghasilkan emisi kuning sangat cerah, garam natrium tidak bisa digunakan ketika warna lain diinginkan. Bahan bakar berbasis karbon juga memberi nyala kuning yang menutupi warna lain, dan ini membatasi penggunaan senyawa organik sebagai bahan bakar. Anda bisa lihat bahwa pembuatan kembang api itu menghasilkan efek yang diinginkan dan juga aman untuk ditangani sehingga memerlukan kehati-hati dalampemilihan bahan kimia. 

John Mc Murry, General Chemistry, 4th Edition

Zhumdahl, Chemistry, 8th Edition