Tag

,

image

API tak lepas dari kehidupan kita sehari-hari. Untuk menghasilkan makanan yang kita nikmati setiap hari, tentu membutuhkan api. Jika kita menggunakan kompor gas, biasanya api yang muncul berwarna biru. Namun, jika kita menyalakan api menggunakan korek api, umumnya api yang muncul berwarna oranye kekuningan. Nah, mengapa api bisa berbeda-beda warnanya ya?

Api terjadi dari reaksi pembakaran senyawa yang mengandung oksigen (O2). Jika suatu reaksi pembakaran kekurangan oksigen, maka efisiensi pembakaran berkurang dan menghasilkan suatu senyawa karbon seperti asap atau jelaga. Lilin yang mati karena ditutup dengan gelas juga merupakan contoh reaksi yang kekurangan oksigen. Reaksi pembakaran merupakan reaksi oksidasi, yaitu reaksi yang mengalami kenaikan bilangan oksidasi.

Ini artinya, reaksi pembakaran selalu melepaskan elektron. Ketika suatu reaksi melepaskan elektron, maka terjadi pelepasan energi yang menyebabka emisi cahaya api tergantung besar atau kecilnya energi yang dimiliki elektron. Hal ini juga terbukti dengan nilai entalpi energi reaksi pembakaran yang selalu negatif. Entalpi energi adalah jumlah energi dalam suatu sistem dengan tekanan tetap. Sebenarnya yang diukur adalah perubahan entalpi dalam suatu reaksi kimia, sedangkan entalpinya sendiri tidak dapat diukur.

Faktor yang memengaruhi warna nyala api adalah faktor fisika (yaitu suhu) dan faktor kimia (yaitu zat yang megalami reaksi).

1. Api Merah

Api berwarna merah / kuning ini biasanya bersuhu dibawah 1000 derajat celcius. Api jenis ini termasuk api yang “kurang panas” dikarenakan jarang atau kurang sering digunakan di pabrik-pabrik industri baja / material. Kalau pada matahari, api ini berada pada bagian paling luarnya, yaitu bagian yang paling dingin.

2. Api Biru

Api berwarna biru merupakan api yang mungkin sering kita jumpai di dapur. Biasanya api ini sering kita lihat di kompor gas. Rata-rata suhu api yang berwarna biru kurang dari 2000 derajat celcius. Api ini berbahan bakar gas dan mengalami pembakaran sempurna. Jadi tingkatan api biru diatas merah.

3. Api Putih

Ini merupakan api paling panas yang ada di bumi. Warna putihnya itu dikarenakan suhunya melebihi 2000 derajat celcius. Api inilah yang berada di dalam inti matahari, dan muncul akibat reaksi fusi oleh matahari. Api ini paling banyak digunakan di pabrik-pabrik yang memproduksi material besi dan sejenisnya.

4. Api Hitam (Api Terpanas dari Neraka)

Tapi tahukah kalian bahwa api yang paling panas itu berwana Hitam, dan api hitam murni yang sesungguhnya ada di Neraka.

Waktu Allah SWT yang memerintahkan malaikat mengambil api dari neraka buat kehidupan di bumi, Si Penjaga Neraka memberikan api dari neraka hanya seukuran semut, lalu didinginkan dahulu sampai 70 masa (sekitar 350 ribu tahun kalau di bumi), lalu perlahan api tersebut berubah warna dari HITAM > PUTIH > BIRU > MERAH

Kalau misalnya kita lihat nyala api lilin atau kompor bunsen dengan seksama, maka ada perbedaan spektrum warna di dalamnya.

image

Definisi warna hitam pada spektrum warna cahaya adalah sebenarnya ketiadaan cahaya, jadi kelihatannya transparan.
image

Gambar dibawah ini adalah contoh terjadinya zona proses pembakaran serta pembagian temperatur pada lilin.
image

image

Distribusi Temperatur Lilin

Gambaran Tentang Panasnya Api Hitam di Neraka

Allah SWT berfirman (artinya):
“Maka, Kami akan memperingatkan kamu dengan An Naar yang menyala-nyala.” (Al Lail : 14)

Bagaimana gambaran dahsyatnya api neraka yang telah Allah subhanahu wata’ala sediakan itu? Hal itu telah digambarkan oleh Rasulullah shalallahu ‘alaihi wasallam dalam sebuah hadist yang diriwayatkan sahabat :

Abu Hurairah radhiallahu ‘anhu:
“(Panasnya) api yang kalian (Bani Adam) nyalakan di dunia ini merupakan sebagian dari tujuh puluh bagian panasnya api neraka Jahannam.

Para sahabat bertanya:
“Demi Allah, apakah itu sudah cukup wahai Rasulullah shalallahu ‘alaihi wasallam?”

Rasul bersabda:
“(Belum), sesungguhnya panasnya sebagian yang satu melebihi sebagian yang lainnya sebanyak enam puluh kali lipat.” (HR. Muslim no. 2843)

Api neraka itu juga melontarkan bunga-bunga api. Seberapa besar dan bagaimana warna bunga api tersebut?

Allah SWT telah gambarkan hal tersebut dalam surat Al Mursalat: 32-33 (artinya):
“Sesungguhnya neraka itu melontarkan bunga api sebesar dan setinggi istana. Seolah-olah seperti iringan unta yang kuning.”

Berkata Asy Syaikh As Sa’di dalam tafsir ayat ini:
“Sesungguhnya api neraka itu hitam mengerikan dan sangat panas.” (Lihat Taisirul Karimir Rahman)

Kalau Anda amati nyala api pada lilin, pada bagian pangkal api akan terlihat nyala api yang nyaris transparan. Nah, api inilah yang disebut api hitam karena pada spektrum warna cahaya, warna hitam didefinisikan sebagai ketiadaan cahaya, maka pada api terlihat transparan. Warna api juga dipengaruhi oleh zat yang mengalami reaksi pembakaran. Pada pembakaran sodium akan menghasilkan warna oranye, pembakaran stronsium klorida mengahasilkan warna merah, pembakaran kalium nitrat menghasilkan warna ungu, pembakaran boron menghasilkan warna hijau, pembakaran tembaga menghasilkan warna biru, dan sebagainya (lihat Fire Science Tricks and Projects)

Nah, begitulah mengapa api bisa berwarna-warni. Metode ini juga yang digunakan dalam teknologi pembuatan kembang api. Kembang api dapat memancarkan api dengan warna-warni yang indah karena merupakan campuran berbagai macam unsur kimia yang akan memberikan warna-warna berbeda jika mengalaim reaksi pembakaran.

Ketika para ilmuwan mempelajari api dan hubungan antara temperatur dan mereka menemukan bahwa warna api adalah merah, kemudian jika ditinggikan suhunya maka warna api akan menjadi putih dan jika dinaikkan lagi suhunya maka warna api akan berubah menjadi hitam. Nabi saw telah menyebutkan fenomena ini, adanya perubahan warna api! Nabi Muhammad saw bersabda:

أُوقِدَ عَلَى النَّارِ أَلْفَ سَنَةٍ حَتَّى احْمَرَّتْ ثُمَّ أُوقِدَ عَلَيْهَا أَلْفَ سَنَةٍ حَتَّى ابْيَضَّتْ ثُمَّ أُوقِدَ عَلَيْهَا أَلْفَ سَنَةٍ حَتَّى اسْوَدَّتْ فَهِيَ سَوْدَاءُ مُظْلِمَةٌ

“Api dinaikkan suhunya selama seribu tahun sampai berubah menjadi merah, lalu dinaikkan lagi selama seribu tahun hingga berubah menjadi putih, kemudian dinaikkan lagi selama seribu tahun sampai menghitam, dan itulah yang disebut dengan hitam legam”. (At-Tirmidzi).

Sungguh benar sabda Rasulullah SAW!

Mengapa warna nyala tiap unsur kimia berbeda?

Perbedaan warna nyala dapat dijelaskan dengan cara menghubungkannya dengan perbedaan jumlah elektron yang dimiliki oleh setiap atom/molekul.

Perbedaan ini berhubungan erat dengan peristiwa penyerapan energi atau radiasi oleh suatu atom/molekul. Ketika suatu atom atau molekul menyerap suatu radiasi/energi akibat proses pembakaran (oksidasi) maka elektron pada kulit terluar atom tersebut akan tereksitasi ke keadaan yang lebih tinggi energinya.

Perlu diketahui bahwa suatu atom yang mengalami keadaan tereksitasi amat tidak stabil, maka dalam keadaan ini secara spontan ia akan kembali ke keadaan semula dengan memancarkan cahaya. Keadaan semula atau keadaan dasar diistilahkan dengan “ground state”.

Jumlah energi yang diserap untuk transisi di antara dua tingkat energi ditentukan dengan persamaan Bohr :

ΔE = h v = h c / λ

Berdasarkan persamaan matematika diatas, jumlah energi yang diserap berbanding terbalik dengan panjang gelombang sehingga pada energi tertentu dipancarkan warna dengan panjang gelombang tertentu pula.

Elektron yang berbeda pada tiap atom berhubungan dengan energi yang diserap dan dipancarkannya berbeda. Hubungan ini akan menyebabkan panjang gelombang radiasi yang berbeda-beda pula. Panjang gelombang yang berbeda inilah yang diidentifikasi sebagai warna, tentu saja berbeda-beda menurut panjang gelombang.

Emitted colors depend on the electronic configuration of the elements involved. Heat energy from the flame excites electrons to a higher quantum level, and the atoms emit characteristic colors (photons with energies corresponding to the visible spectrum) as they return to lower energy levels.

Contoh yang mudah untuk dipahami adalah berbedanya warna nyala unsur Carbon (C) dengan unsur Oksigen (O). Jumlah elektron di kulit terluar masing-masing unsur tersebut berbeda. Ini artinya bahwa energi yang dibutuhkan untuk mengalami eksitasi berbeda juga. Perbedaan energi ini akan berkorelasi dengan panjang gelombang radiasi yang berbeda pada saat kembali ke keadaan dasar. Itulah yang membuat warna nyalanya berbeda
image

Warna dari api juga bisa dibuat dengan pembakaran bahan kimia atau unsur golongan alkali / alkali tanah, contoh :

1. Red Strontium Chloride = api merah (pakai Stronsium)
2. Orange Calcium Chloride = api oranye (pakai Kalsium)
3. Yellow Sodium Chloride = api kuning (pakai Sodium)
4. Green Copper Sulfate = api hijau
5. Blue Copper Chloride = api biru
6. Violet 3 parts Potassium Sulfate 1 part Potassium Nitrate = api ungu
7. White Magnesium Sulfate = api putih (pake Magnesium

Dan terakhir kalau semua bahan itu dicampur akan menghasilkan api warna warni.

References.

http://voyager.egglescliffe.org.uk/physics/astronomy/blackbody/bbody.html

http://csep10.phys.utk.edu/astr162/lect/light/absorption.html

http://www.chemguide.co.uk/inorganic/group1/flametests.html

http://www.skylighter.com/fireworks/making-fireworks-projects/chlorine-donor-fireworks-chemicals.asp

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/chemical/flame.html

http://www.campfiredude.com/campfire-magic.shtml

sainsme/kaheel

Candle science.