A. Nitrogliserin
Nitrogliserin pertama kali ditemukan pada
tahun 1846 oleh Sobrero, akan
tetapi baru tahun 1860-an nitrogliserin
mulai digunakan sebagai bahan peledak
ketika Immanuel dan Alfred Nobel berhasil
mengembangkan metode mengenai
penggunaan nitrogliserin sebagai bahan
peledak dengan cukup aman. Tahun-tahun
berikutnya Alfred Nobel berhasil
mengembangkan bahan peledak nitrogliserin yang
lebih maju, seperti dinamit pada tahun
1868.
Nitrogliserin merupakan salah satu bahan
dasar dari propelan jenis double
base. Campuran nitrogliserin dan
nitroselulosa merupakan bahan yang umum
digunakan dalam industri bahan peledak.
Sampai saat ini kebutuhan bahan peledak
masih diperoleh dari luar negeri
termasuk nitrogliserin yang merupakan bahan
dasar utama dalam pembuatan
propelan jenis double base. Nitrogliserin
dapat dihasilkan melalui proses nitrasi pada
kondisi tertentu dengan menggunakan campuran
asam nitrat dan asam sulfat.
Asam-asam tersebut pada saat ini telah
dapat diproduksi di dalam negeri begitu pula
gliserinnya. Dewasa merupakan hasil samping
pada industri sabun telah dapat
diperoleh dengan kadar 85-99,5 %.
Dengan tersedianya bahan baku nitrogliserin
di dalam negeri, maka
Universitas Indonesia bersama BPPIT
Dephankam memandang perlu untuk
melakukan studi pembuatan dengan
memanfaatkan sumber daya yang ada di dalam
negeri, yang bertujuan untuk membantu
pemerintah dalam memecahkan masalah
ketergantungan dari luar negeri dalam
pemenhuhan kebutuhan bahan baku tersebut.
disisi lain juga membantu industri itu
sendiri di dalam pengembangan diri dalam
berproduksi.
Dengan memperhatikan hal tersebut diatas
perlu diupayakan untuk
mengembangkan kemampuan yang dimiliki dalam
rangka mendukung kepentingan
Pertahanan dan Keamanan Negara.
B. Bahan Peledak
Bahan peledak (explosives) adalah bahan/zat
yang berbentuk cair, padat, gas
atau campurannya yang apabila dikenai suatu
aksi berupa panas, benturan, gesekan
akan berubah secara kimiawi menjadi zat-zat
lain yang lebih stabil, yang sebahagian
besar atau seluruhnya berbentuk gas dan
perubahan tersebut berlangsung dalam
waktu yang amat singkat, disertai efek
panas dan tekanan yang sangat tinggi.
C. Komposisi Kimia Bahan Peledak
Berdasarkan komposisi kimia, bahan peledak
dapat diklasifikasikan sebagai
berikut :
a) Senyawa tunggal terdiri dari satu macam
senyawa saja yang sudah merupakan
bahan peledak. Senyawa tunggal ini dibagi
menjadi dua kelompok, yaitu :
(1) Senyawa an-organik misalnya : PbN6,
Amonium nitrat.
(2) Senyawa organik misalnya :
Nitrogliserin, Trinitrotoluena dan lain-lain.
b) Campuran yang merupakan penggabungan
dari berbagai macam senyawa
tunggal. Misalnya : dinamit, black powder,
ANFO, dan lain-lain.
D. Komposisi Jenis-jenis Bahan Peledak
Komposisi jenis-jenis bahan peledak
tersebut pada umumnya adalah sebagai
berikut :
(1) Low Explosives:
Bahan peledak yang kecepatan rambat
reaksinya rendah (umumnya di bawah
1.000 m/detik) dan jenisnya sebagai berikut
:
(a) Single Base (Small Arms) ;
Bahan dasar terdiri dari satu senyawa,
yaitu Nitroselulosa (umumnya digunakan
untuk jenis senjata ukuran kecil), dengan
bahan aditif :
-Difenilamin
-Timah
-Kalium Sulfat
-Grafit
-Dinitrotoluena
(b) Double Base (Artileri) :
Bahan dasar terdiri dari dua senyawa,
nitroselulosa dan nitrogliserin (umumnya
digunakan untuk jenis senjata ukuran besar
misalnya meriam), dengan bahan
aditif:
-Barium nitrat
-Kalium nitrat
-Etilsentralit
-Grafit
(c) Double Base (Small Arms)
Bahan dasar terdiri dari dua senyawa,
nitroselulosa dan nitrogliserin (umumnya
digunakan untuk jenis senjata ukuran
kecil), dengan bahan adiktif:
-Kanji
-Barium nitrat
(d) Double Base (Mortir dan Pendorong
Roket) :
Bahan dasar terdiri dari dua senyawa, nitroselulosa
dan nitrogliserin (umunya
digunakan untuk mortir dan roket propelan),
dengan bahan aditif :
-Dietilfatalat
-Kalium nitrat
-Etil Sentralit
-Difenil amin
BAB II
KECEPATAN RAMBAT REAKSI LEDAKAN
A. Jenis-jenis Peledak
Ledakan merupakan reaksi kimia yang
merambat dari satu titik ke titik lain
dalam massa bahan peledak tersebut.
Berdasarkan kecepatan rambat tersebut
bahan peledak dibagi menjadi :
a) Bahan peledak rendah (Low explosives).
Bahan peledak yang kecepatan
rambat reaksinya rendah (umumnya dibawah
1.000 m/detik) bahan
peledak rendah umumnya digunakan sebagai
bahan pendorong atau
propelan. Misalnya : black powder (sumbu
api), propelan (single base, double base).
b) Bahan peledak tinggi (High Explosives)
yang terdiri dari :
(1) Bahan peledak non initial
(2) Bahan peledak penghantar
(3) Bahan peledak penghancur
B. Kepekaan Ledakan
Beberapa bahan peledak dengan mudah dapat
meledak apabila terkena api
panas, benturan, gesekan, dan lain
sebagainya. Sebaliknya ada juga bahan peledak
yang apabila terkena api hanya terbakar dan
apabila terkena benturan, gesekan dan
sebagainya sukar meledak. Bahan peledak
semacam ini pada prinsipnya hanya akan
meledak apabila telah ada ledakan lain yang
mendahuluinya. Berdasarkan kepekaan
ini bahan peledak dibagi menjadi:
a) Peledak pertama, Peledak inisiasi yaitu
bahan peledak yang mudah meledak
dengan adanya api, benturan, gesekan dan
semacamnya. Misalnya : Pb6, Hg (ONC)2, C6H2N4O5
dan lain-lain. Bahan ini biasanya digunakan
sebagai muatan
primer dalam pemicu.
b) Peledak kedua, Peledak non inisiasi
yaitu bahan peledak yang hanya meledak bila
telah dipicu oleh peledak pertama.
C. Pengertian Amunisi
Amunisi adalah suatu benda yang mempunyai
bentuk dan sifat balistik
tertentu yang dapat diisi dengan bahan
peledak atau mesiu dan dapat
ditembakkan/dilontarkan dengan senjata
maupun dengan alat lain dengan maksud
ditujukan kepada suatu sasaran tertentu
untuk merusak/membinasakan. Amunisi
pada umumnya dapat dibagi menjadi dua
bagian yaitu :
1) Berdasarkan struktur. Pembagian amunisi
berdasarkan strukturnya dapat dibagi :
a) Pelor (Bullet)
b) Kelongsong (Cartridge Case)
c) Isian dorong (Propelan)
d) Penggalak (Primer)
2) Berdasarkan Kaliber. Pembagian amunisi
berdasarkan kalibernya dapat dibagi
menjadi :
a) Amunisi ringan (MURI). Muri ini dipakai
pada senjata yang mempunyai
diameter lubang laras maksimum 12,7 mm.
b) Amunisi Berat (MURAT). Murat ini dipakai
pada senjata yang mempunyai
diameter lubang laras diatas 12,7 mm.
D. Pengertian Propelan
Propelan merupakan suatu bahan bakar yang
proses pembakarannya tidak
memerlukan udara (oksigen), karena
kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk
proses pembakaran telah terkandung dalam
Propelan itu sendiri.
1) Berdasarkan fasa propelan dapat dibagi
menjadi dua golongan, yaitu :
a) Propelan padat terdiri dari : dasar
tunggal (single base), dasar ganda (double
base) dan komposisi.
b) Propelan cair dapat dibedakan menjadi
monopropelan dan bipropelan.
Monopropelan artinya dalam propelan
tersebut telah mengandung unsur
utama dalam tiap molekulnya.Bipropelan
berarti bahan bakar dan oksidator
terpisah dan baru akan tercampur didalam
ruang bakar.
2) Berdasarkan sifat campurannya, propelan
padat dapat menjadi dua macam, yaitu :
a) Tipe propelan padat homogen, yaitu
propelan padat dengan nitroselulosa
sebagai bahan dasar dalam komposisinya dan
bahan lain yang pada umumnya berupa senyawa organik.
1. Disebut single base propelan kalau
propelan homogen tersebut dibuat
dari nitroselulosa sebagai bahan utama
dalam komposisinya.
2. Disebut double base propelan bila
propelan homogen tersebut dibuat
dengan nitroselulosa dan nitrogliserin
sebagai bahan utama dalam komposisinya.
3. Disebut triple base propelan bila
propelan homogen tersebut dibuat dengan nitroselulosa, nitrogliserin, dan
nitroguanidin sebagai bahan utama dalam komposisinya.
b) Tipe komposisi propelan padat, yaitu
suatu jenis propelan padat yang dibuat
dengan mencampurkan bahan bakar dengan
bahan pengikat lainnya dengan
oksidator ditambah berbagai macam additive.
Fuel/binder yang dipakai
umumnya merupakan senyawa organik polimer
tinggi (Poliviniklorida,
Polibutadiena, Polisulfida, Poliuretan),
sedangkan oksidatornya berupa kristal
anorganik yang diserbukkan halus (50-400)
mesh. Composite solid propelan
merupakan campuran yang sifatnya ikatan
fisik.
E. Penggunaan Bahan Peledak
Bahan peledak militer dipakai dalam
kegiatan militer. Berdasarkan penggolongan di atas, maka dalam praktek ada
beberapa bahan peledak militer yang dapat dipakai sebagai bahan peledak
komersial dan sebaliknya ada beberapa bahan peledak komersial yang dapat
dipakai sebagai bahan peledak militer.
a) Jenis bahan peledak untuk kebutuhan
militer dapat digolongkan kedalam 3 jenis ialah:
1) Ledakan rendah: single base,double base,
Triple base dan composite
2) Ledakan tinggi
3) Komposisi Pirotehnik
b) Bahan peledak non militer biasanya
digunakan dalam kegiatan pembangunan
/kesejahteraan dan industri–industri
lainnya.
BAB III
PEMBUATAN NITROGLISERIN
A. Pembuatan Nitrogliserin
Nitrogliserin dapat dibuat dengan
mereaksikan gliserin (gliserol) dengan asam nitrat (HNO3). Reaksi ini merupakan
reaksi esterifikasi, yaitu reaksi antara alcohol dan asam, seperti terlihat
dalam reaksi dibawah ini.
H2C—OH H2C—ONO2
| H2SO4 |
H2C—OH 3HNO3 –→ H2C—ONO2 + 3H2O
| |
H2C—OH H2C—ONO2
Gliserol Nitroglierin
Perhitungan teoritis yang didasarkan atas
persamaan reaksi di atas
menunjukkan bahwa bila 100 g gliserin
ditambahkan pada 205,5 9 HNO3 akan
menghasilkan 246,5 9 nitrogliserin. Pada
saat yang sarna juga akan terbentuk 58,7 g
air. Pada prakteknya, hasil ini tidak
pernah diperoleh, karena nitrasi gliserin, seperti
halnya pada reaksi esterifikasi lainnya,
merupakan reaksi “reversible”, artinya nitrogliserin yang terbentuk dapat
terhidrolisis kembali menjadi gliserin. Untuk menggeser kesetimbangan ke arah
kanan diperlukan asam nitrat berlebih. Semakin tinggi konsentrasi asam, semakin
besar derajat nitrasi dan semakin tinggi nitrogliserin yang dihasilkan. Akan
tetapi kelebihan asam nitrat tidak
boleh terlalu besar, karena gliserin hanya
sedikit larut dalam asam yang digunakan dan hal ini menyebabkan berkurangnya
produk yang dihasilkan. Bila 10 g gliserin dicampur dengan 100 g asam nitrat
99% pada tenperatur di bawah suhu kamar, kemudian diencerkan dengan 300 cc air
, akan dihasilkan 20,72 g nitrogliserin yang mengandung sebagian kecil
nitrogliserin. Hal ini berkisar sekitar 84% dari hasil teoritis. Kandungan
nitrogliserin akan semakin tinggi, yaitu 3 kali
kandungan nitrogliserin, bila 10 gliserin
dicampur dengan 50 9 asam nitrat 99%. Hal ini jelas tidak ekonomis, karena
disamping hasilnya yang rendah juga sangat sulit untuk memperoleh asam nitrat
99%.
Pada saat ini, asam yang umum digunakan
sebagai nitrating agent adalah campuran asam nitrat dan asam sulfat dengan
perbandingan sebagai berikut:
40-50 % HNO3
50-60 % H2SO4
Perbandingan asam/gliserin harus dijaga
sedemikian rupa sehingga jumlah
asam berlebih (kira-kira 20%) dari asam
yang seharusnya dibutuhkan menurut perhitungan teoritis. Umumnya perbandingan
berat antara 3m/gliserin adalah 5,5-6,5. Asam yang tersisa setelah reaksi tidak
boleh digunakan lagi sebagai nitrating agent atau disimpan. Hal ini karena
besar kemungkinan nitrogliserin masih terdapat dalam asam tersebut dan dapat
menyebabkan bahaya ledakan. Cara pengadukan adalah satu faktor utama yang harus
diperhatikan, selain tentu saja pengadukan yang kurang baik akan menghasilkan
hasil yang rendah. Yang harus diperhatikan dalam pengadukan adalah semua bagian
harus teraduk, tidak boleh ada bagian dalam reaktor yang tidak teraduk, yang
menyebabkan terakumulasikannya panas yang tidak terkontrol dan bisa menimbulkan
resiko ledakan.Selain bahan peledak, nitrogliserin juga digunakan sebagai obat
untuk meredakan rasa sakit dan mengurangi frekuensi serangan agiria pektoris.
Tablet nitrogliserin biasa larut di bawah lidah dalam 20 detik dan meredakan
sakit dalam 3 menit. Nitrogliserin dapat dibuat dengan mereaksikan gliserin
dengan asam nitrat,
ada beberapa jenis bahan peledak dapat
dibuat dengan menggunakan asam
nitrat:seperti reaksi pembentukan trinitrotoluena
ini terbentuk dari reaksi asam nitrat dengan toluena.
B. Sifat-Sifat Nitrogliserin Dan
Spesifikasi
Pada temperatur ruang nitrogliserin berupa
cairan seperti minyak, tidak
berwarna biasanya mempunyai titik leleh
13,15 °C. Nitrogliserin praktis tidak larut dalam air dan karbon disulfida,
akan tetap mudah larut dalam kebanyakan pelarut organik, seperti metanol,
etanol, aseton, dietil eter, kloroform, toluena dan lain-lain. Dalam larutan
alkali terutama alkalii
etanolat, nitrogliserin dapat terhidrolisis
menjadi gliserin dan garam nitrat.
3H5N3O9 + 3 KOH — → C3H8O3 + 3 KNO3
Nitrogliserin Gliserin
Pada pemanasan sampai 18 sId 20 °c,
nitrogliserin mulai terdekomposisi
dengan melepaskan uap NO2 yang bewarna
coklat. Pada temperatur ini, dekomposisi
dapat berjalan dengan sangat cepat dan
dapat mengakibatkan ledakan. Bila ditempatkan dalam ruang tertutup dan
dipanaskan dengan cepat atau diinisiasi dengan suatu detonator, nitrogliserin
akan meledak disertai dengan pelepasan energi
yang sangat besar.
Hasil dekomposisi nitrogliserin adalah
sebagai berikut :
3H5N3O9 —→12 CO2 + 6 N2 + 10 H2O + panas
Sifat-sifat nitrogliserin :
! Berat molekul : 227,09
! Kandungan nitrogen : 18,51 %
! Massa jenis pada 15 °c : 1,60
! Tekanan uap pada 22 °c : 0,00037 mm Hg
! Indeks bias : 1,47
! Panas peledakan (pada volume konstan) :
1,455 Kkal/kg
! Tekanan spesifik : 12240 atm
! Kecepatan detonasi : 7450 m/detik
! Sensitifitas kejatuhan beban (2 kg ) : 15
cm
Ditulis dalam Uncategorized | Tinggalkan
sebuah komentar »
Desember 28, 2009 oleh anorganik2
Kimia Radiasi dan Penemuan Keradioaktifan
Kata Kunci: fluoresensi, Henry Becguerel,
keradioaktifan, kimia radiasi, Marie Curie, Pierre Curie, Polonia, reaksi inti,
reaksi nuklir, sinar rontgen, sinar X, tabung sinar katoda, uranium, W.C.
Rontgen, zat radioaktif
Kita telah mengetahui bahwa atom terdiri
atas inti atom dan elektron-elektron yang beredar mengitarinya. Reaksi kimia
biasa (seperti reaksi pembakaran dan penggaraman) hanya menyangkut perubahan
pada kulit atom, terutama elektron pada kulit terluar, sedangkan inti atom
tidak berubah. Reaksi yang meliputi perubahan pada inti disebut reaksi inti
atau reaksi nuklir (nukleus = inti). Reaksi nuklir ada yang terjadi secara
spontan ataupun buatan. Reaksi nuklir spontan terjadi pada inti-inti atom yang
tidak stabil. Zat yang mengandung inti tidak stabil ini disebut zat radioaktif.
Adapun reaksi nuklir tidak spontan dapat terjadi pada inti yang stabil maupun
inti yang tidak stabil. Reaksi nuklir disertai perubahan energi berupa radiasi
dan kalor. Berbagai jenis reaksi nuklir disertai pembebasan kalor yang sangat
dasyat, lebih besar dan reaksi kimia biasa.
Dewasa ini, reaksi nuklir telah banyak
digunakan untuk tujuan damai (bukan tujuan militer) baik sebagai sumber radiasi
maupun sebagai sumber tenaga dan pemanfaatannya dalam bidang kesehatan.
Penemuan Keradioaktifan
Pada tahun 1895, W.C. Rontgen menemukan
bahwa tabung sinar katoda menghasilkan suatu radiasi berdaya tembus tinggi yang
dapat menghitamkan film potret, walaupun film tersebut terbungkus kertas hitam.
Karena belum mengenal hakekatnya, sinar ini dinamai sinar X. Ternyata sinar X
adalah suatu radiasi elektromagnetik yang timbul karena benturan berkecepatan
tinggi (yaitu sinar katoda dengan suatu materi (anoda). Sekarang sinar X
disebut juga sinar rontgen dan digunakan untuk rongent yaitu untuk mengetahui
keadaan organ tubuh bagian dalam.
Penemuan sinar X membuat Henry Becguerel
tertarik untuk meneliti zat yang bersifat fluoresensi, yaitu zat yang dapat
bercahaya setelah terlebih dahulu mendapat radiasi (disinari), Becquerel
menduga bahwa sinar yang dipancarkan oleh zat seperti itu seperti sinar X.
Secara kebetulan, Becquerel meneliti batuan uranium. Ternyata dugaan itu benar
bahwa sinar yang dipancarkan uranium dapat menghitamkan film potret yang masih
terbungkus kertas hitam. Akan tetapi, Becqueret menemukan bahwa batuan uranium
memancarkan sinar berdaya tembus tinggi dengan sendirinya tanpa harus disinari
terlebih dahulu. Penemuan ini terjadi pada awal bulan Maret 1986. Gejala
semacam itu, yaitu pemancaran radiasi secara spontan, disebut keradioaktifan,
dan zat yang bersifat radioaktif disebut zat radioaktif.
Zat radioaktif yang pertama ditemukan
adalah uranium. Pada tahun 1898, Marie Curie bersama-sama dengan suaminya
Pierre Curie menemukan dua unsur lain dari batuan uranium yang jauh lebih aktif
dari uranium. Kedua unsur itu mereka namakan masing-masing polonium
(berdasarkan nama Polonia, negara asal dari Marie Curie), dan radium (berasal
dari kata Latin radiare yang berarti bersinar).
Ternyata, banyak unsur yang secara alami
bersifat radioaktif. Semua isotop yang bernomor atom diatas 83 bersifat
radioaktif. Unsur yang bernomor atom 83 atau kurang mempunyai isotop yang
stabil kecuali teknesium dan promesium. Isotop yang bersifat radioaktif disebut
isotop radioaktif atau radioisotop, sedangkan isotop yang tidak radiaktif
disebut isotop stabil. Dewasa ini, radioisotop dapat juga dibuat dari isotop
stabil. Jadi disamping radioisotop alami juga ada radioisotop buatan.
Ditulis dalam Uncategorized | Tinggalkan
sebuah komentar »
tugas Prof.A K Prodjosantoso P.hD
November 13, 2009 oleh anorganik2
Kenapa Air Laut rasanya Asin
Mengapa air laut terasa asin? rasa asin air
laut itu kurang lebih sama dengan rasa asin segelas air yang telah kita tambah
satu sendok makan garam. Kira-kira, air laut mengandung garam dengan
perbandingan semacam itu.Ilmuwan memperkirakan jumlah garam yang terkandung di
dalam air laut itu sebanyak 50 juta milyar ton. Kalau dibayangkan, garam
sebanyak ini jika di gelar di seluruh permukaan bumi akan setinggi bangunan 45
lantai (sekitar 166 meter). Banyak sekali bukan?! Sesungguhnya laut merupakan
larutan dari Ôapa sajaÕ termasuk berbagai macam garam mineral, misalnya:
Calcium, Magnesium, Sodium, Potasium, Bikarbonat, Chlorida, Sulfat, dan
Bromida. Secara rerata, air laut mengandung garam sebanyak 35 o/oo. Artinya,
setiap 1000 kilgram air laut mengandung 35 kilogram garam. Kandungan garam yang
tertinggi lautan ada di daerah 20 derajad Lintang Utara dan di daerah 20
derajad Lintang Selatan (36 o/oo). Kandungan garam terendah (31 o/oo) berada di
daerah Khatulistiwa.
Dari mana asal garam di laut itu? Garam di
laut itu berasal dari kulit bumi. Ada tiga peristiwa yang dapat mengantarkan
mineral ke laut. Peristiwa erosi hujan dan aliran sungai memisahkan sejumlah
mineral yang ada di dalam tanah atau bebatuan dan membawanya ke laut. Peristiwa
letusan gunung berapi juga dapat menghasilkan garam. Air hujan akan membawa ke
laut sebagian mineral yang terkandung di dalam lava. Peristiwa pengikisan dasar
laut juga
dapat menghasilkan garam. Kandungan garam
yang sebanyak sekarang ini, merupakan
tumpukan hasil ketiga proses itu dalam
kurun waktu ribuan tahun. Bagaimana laut terbentuk?
Banyak dugaan yang mencoba menjelaskan
bagaimana air laut terbentuk. Salah satu
di antaranya adalah seperti berikut ini.
Ketika bumi masih panas, terjadilah penguapan.
Bersamaan proses pendinginan bumi hingga
mencapai suhu di bawah titik didih air,
makan uap mulai berubah menjadi titik-titik
air yang bergambung menjadi awan dan
akhirnya hujan. Air hujan dipermukaan tanah
mengalir menuju tempat-tempat yang
rendah. Berkumpulah di sana air tersebut
dalam jumlah yang sangat besar sehingga
menutup hampir 70% permukaan bumi. Bagian
ini kita sebut laut. Karena gaya gravitasi
bumi air laut ini tidak dapat lepas dari
permukaan bumi sekalipun bumi berputar.
Bagaimana cara mebuat air asin menjadi
tawar? Ada banyak cara, tetapi prinsipnya sama, yaitu air asin diuapkan.
Selanjutnya uap panas ini didinginkan sehingga berubah menjadi titik-titik air.
Air yang terbentuk ini sudah tidak terasa asin lagi. (kadar garamnya
berkurang). Cara ini disebut penyulingan. Apakah air laut akan habis? Hingga
kini belum ada tanda-tanda air laut akan habis. Penguapan, pembentukan awan,
hujan, banjir merupakan siklus alam untuk membuat keseimbangan air dibumi.
Bagaimana pembuatan kembang api
Menurut sejarahnya, kembang api bermula
dari ditemukannya petasan pada abad ke-9 di Cina. Ceritanya, waktu itu seorang
juru masak secara tidak sengaja mencampur tiga bahan bubuk hitam (black powder)
yang ada di dapurnya, yaitu garam peter atau KNO3 (kalium nitrat), belerang
(sulfur) dan arang dari kayu (charcoal).kembang-api. Ternyata campuran ketiga
bahan tersebut merupakan bubuk mesiu yang mudah terbakar. Jika bubuk mesiu itu
dimasukkan ke dalam sepotong bambu yang ada sumbunya, kemudian sumbu dibakar,
maka mesiu itu akan meledak dan mengeluarkan suara ledakan keras.
Konon, petasan dipercaya bisa mengusir roh
jahat lho. Dan, petasan jenis seperti mesiu ini juga dipakai pada perayaan
pernikahan, kemenangan perang, peristiwa gerhana bulan dan upacara-upacara
keagamaan.
Pada zaman Dinasti Song (960-1279),
masyarakat Cina mendirikan pabrik petasan. Bahan baku tabung diganti dengan
gulungan kertas yang kemudian dibungkus dengan kertas merah di bagian luarnya.
Kemudian petasan ini menjadi dasar dari pembuatan kembang api, yang lebih
menitikberatkan pada warna-warni dan bentuk pijar-pijar api di udara.Pembuatan
kembang api kemudian berkembang pesat di Eropa. Marco Polo membawa serbuk mesiu
itu dari Cina ke Eropa pada abad ke-13.
Di Eropa serbuk petasan dipergunakan untuk
keperluan militer, misalnya untuk peluncuran roket, meriam, dan senjata.Kembang
api akan melesat ke udara apabila sumbunya dibakar, sedangkan petasan hanya
mengeluarkan suara ledakan tanpa diiringi pencaran api berwarna-warni.
Pada abad ke-18 Jerman muncul sebagai
pembuat kembang api yang unggul bersama Italia. Kembang api menjadi sangat
terkenal di Inggris Raya selama pemerintahan Ratu Elizabeth I.
Pada masa Renaissance, di Italia dan Jerman
ada sekolah yang khusus mengajarkan masalah pembuatan kembang api. Di sekolah
Italia menekankan pada kerumitan kembang api, sedangkan di sekolah Jerman
menekankan pada kemajuan ilmu pengetahuan. Dan akhirnya muncul istilah
pyrotechnics yang menggambarkan seni membuat kembang api. Untuk membuat kembang
api dibutuhkan seorang ahli yang mengerti reaksi fisika dan kimia.Setelah
bertahun-tahun, para ahli kembang api akhirnya bisa membuat kembang api
berwarna-warni, seperti merah yang berasal dari strontium dan litium, warna
kuning berasal dari natrium, warna hijau berasal dari barium dan warna biru
dari tembaga.
Campuran bahan kimia itu dibentuk ke dalam
kubus kecil-kecil yang disebut star. Star inilah yang menentukan warna dan
bentuk bila kembang api itu meledak nantinya.Kumpulan star dimasukkan ke dalam
silinder yang terbuat dari kertas atau plastik. Lalu dimasukkan juga bubuk
mesiu serta sumbu untuk menyalakannya.Berkat kemajuan teknologi, kini kembang
api bisa bermacam-macam bentuknya. Ada yang seperti komet, pohon palem, bunga
krisan, planet Saturnus, sarang laba-laba, dan getah pohon.Ternyata kembang api
juga dapat digunakan sebagai alat komunikasi untuk meminta pertolongan,
misalnya oleh orang yang terapung-apung di tengah laut atau oleh mereka yang
tersesat di hutan. Selain itu, bisa juga digunakan untuk menerangi garis
mendarat di lapangan terbang. Kembang api yang mengeluarkan nyala api berwarna
merah, biasanya digunakan pada malam hari.
Mengapa warna kembang api bermacam-macam
Membuat warna warni kembang api bukanlah
suatu usaha yang mudah. Hal tersebut memerlukan pertimbangan baik dari segi
seni dan juga aplikasi ilmu fisika. Cahaya yang dikeluarkan oleh kembang api
secara umum memerlukan zat penghasil oksigen, bahan bakar, pengikat (binder),
dan bahan Membuat warna warni kembang api bukanlah suatu usaha yang mudah. Hal
tersebut memerlukan pertimbangan baik dari segi seni dan juga aplikasi ilmu
fisika. Cahaya yang dikeluarkan oleh kembang api secara umum memerlukan zat
penghasil oksigen, bahan bakar, pengikat (binder), dan bahan penghasil warna. Ada
dua mekanisme utama pembentukan warna dalam kembang api, yaitu incandescence
dan luminescence.
Incandescence adalah cahaya yang dihasilkan
dari proses pemanasan. Proses tersebut akan menyebabkan suatu bahan menjadi
panas dan menyala. Pada awalnya akan mengeluarkan cahaya inframerah, kemudian
berubah menjadi merah, oranye, kuning, dan putih. Perubahan-perubahan warna
tersebut terjadi seiiring dengan bertambah panasnya suatu bahan. Jika suhu
kembang api dapat dikontrol, nyala dari komponen atau bahan, misalnya arang,
dapat dimanipulasi menjadi warna yang kita inginkan. Logam-logam seperti
aluminium, magnesium, dan titanium terbakar dengan nyala yang sangat terang
sehingga dapat digunakan untuk meningkatkan suhu kembang api yang pada akhirnya
dapat menghasilkan perubahan perubahan warna cahaya kembang api yang sangat
menarik.
Luminiscence adalah cahaya yang dihasilkan
menggunakan sumber energi selain panas. Kadang-kadang luminescence disebut juga
dengan cahaya dingin karena ia dapat terjadi pada suhu ruang bahkan pada suhu
yang lebih rendah. Untuk menghasilkan luminescence, energi diserap oleh
elektron suatu atom atau molekul. Hal tersebut menyebabkan elektron berada
dalam keadaan tereksitasi dan tidak stabil. Kemudian, ketika elektron kembali
ke energi yang lebih rendah, ia akan melepas energi dalam bentuk foton
(cahaya). Energi foton tersebut akan menentukan panjang gelombang atau cahaya
di keluarkan.
Kadang-kadang senyawaan gram yang
diperlukan untuk menghasilkan warna yang diinginkan tidak stabil pada kondisi
tertentu. Barium klorida, yang biasanya dipakai untuk menghasilkan warna hijau,
tidak stabil pada suhu ruang. Untuk mengatasi hal tersebut, barium harus
dikombinasikan dengan senyawa yang lebih stabil, misalnya klorin. Dalam hal
ini, klorin dilepaskan ke dalam panas untuk kemudian bereaksi dengan barium
sehingga membentuk barium klorida yang menghasilkan warna hijau. Sebaliknya
tembaga klorida (biru) tidak stabil pada suhu tinggi sehingga kembang api perlu
didesain untuk tidak terlalu panas tetapi cukup terang untuk di lihat.
Kualitas
Kualitas warna kembang api ditentukan oleh
kemurnian bahan yang dipakai. Semakin murni bahannya, maka akan semakin baik
pula warna warni yang dihasilkan. Gangguan dari garam natrium (kuning-orange)
walaupun dalam jumlah yang kecil, dapat mengalahkan warna lain yang diharapkan.
Komposisi bahan-bahan yang dipakai untuk membuat kembang api juga perlu
diperhatikan agar tidak menghasilkan terlalu banyak asap yang dapat menutupi
warna-warni yg dipancarkan. Tentu juga secara ekonomi, harga-harga bahan akan
mempengaruhi kualitas kembang api juga. Skill pembuatnya dan waktu/kapan
kembang api tersebut dibuat akan sangat berpengaruh besar terhadap hasil akhir
kembang api.
Beberapa contoh senyawa penghasil warna
kembang api tertera pada tabel di bawah ini:
Warna Senyawa
Merah garam-garam stronsium dan litium
litium karbonat = merah
stronsium karbonat = merah terang
Orange garam-gram kalsium
kalsium klorida
kalsium sulfat
Kuning – Emas incandescence besi-karbon,
arang
Kuning Senyawaan natrium
natrium nitrat
kriolit (Na3AlF6)
Putih neon magnesium , aluminium, barium
oksida
Hijau Senyawa barium + klorin
Biru Senyawaan tembaga + klorin
tembaga asetoarsenit = biru
tembaga klorida = biru pirus
Ungu campuran senyawa-senyawa stronsium
(merah) dengan tembaga (biru)
Perak pembakaran aluminium, titanium, atau
magnesium powder
Tabel Sumber Warna Pada Kembang Api
Ditulis dalam Uncategorized | Bertanda
Prof.A K Prodjosantoso P.hD | Tinggalkan sebuah komentar »
tugas anorganik 2,dari: Prof.AK Prodjosantoso
Ph.D
September 29, 2009 oleh anorganik2
Kenapa emas berwarna kuning emas dan
tembaga berwarna merah tembaga?
Ketika cahaya mengenai permukaan logam,
maka elektron dalam atom akan menyerap energi sehingga elektron tersebut akan
berpindah ke orbital dengan tingkat energi yang lebih tinggi (tereksitasi).
Sehingga terdapat elektron negatif pada tingkat energi yang lebih tinggi dan
positif pada tingkat energi yang lebih rendah. Sementara itu logam merupakan
penghantar listrik yang baik arus listrik diinduksi pada permukaan sampai pada
pasangan orbital kosong. Adanya arus ini menyebabkan logam berwarna, ketika
elektron jatuh kembali ke tingkat energi semula dan memancarkan cahaya. Jika
semua warna diserap dan dipancarkan dalam jumlah yang sama maka warna yang
terjadi adalah warna metalik mengkilat, sedangkan untuk logam yang lain
kemungkinan untuk menyerap dan memancarkan warna yang bervariasi bergantung
pada tingkat energi elektron. Terjadinya warna kuning keemasan pada emas dan
merah pada tembaga karena adanya kekurang efisienan dalam penyerapan dan
pemancaran warna cahaya biru pada spektrum logam tersebut. Sedangkan warna
komplemen dari biru adalah orange yang berasal dari gabungan warna kuning dan
merah. Tembaga memiliki elektron terluar pada orbital 3d sedangkan emas 5d maka
apabila terjadi pancaran energi maka emas akan akan memancarkan energi yang
lebih tinggi dan karena dalam hal ini yan dipancarkan adalah jingga (warna
cahaya biru diserap) maka emas akan memancarkan warna kuning dengan energi yang
lebih tinggi dan tembaga akan memancarkan warna merah.
Emas
Unsur dalam tabel periodik yang mempunyai
simbol Au ini merupakan logam lembut, mengkilat, mudah ditempa, termasuk ke
dalam logam peralihan (trivalen dan univalen) dan stabil. Logam ini berwarna kuning
mengkilap tetapi juga dapat berwarna seperti delima atau hitam apabila di bagi
dengan halus. Larutan kolid emas juga mempunyai warna berkeamatan tinggi yang
biasanya berwarna ungu.
Warna yang terdapat pada emas adalah
disebabkan oleh frekuensi plasmon emas yang terletak pada junglat penglihatan,
mengkibatkan warna merah dan kuning dipantulkan sementara warna biru diserap.
Emas, Au, bernomor atom 79. Susunan
elektron terluar dari emas adalah 4f14 5d10 6s1 (konfigurasi elektronnya [Xe]
4f14 5d10 6s1). Susunan elektron ini berkaitan dengan sifat warna kuning emas.
Warna logam terbentuk berdasarkan transisi elektron di antara ikatan-ikatan
energinya. Kemampuan menyerap cahaya pada panjang gelombang untuk menghasilkan
warna emas yang khas terjadi karena transisi ikatan d yang melepaskan posisi di
ikatan konduksi.
Tembaga
Unsur kimia yang dalam tabel periodik
mempunyai simbol Cu ini merupakan logam mulur yang mempunyai sifat
konduktifitas yang sangat baik. Warna logam ini adalah kemerahan. Ciri warna
yang dimilikinya disebabkan oleh struktur jalurnya, yaitu memantulkan cahaya
merah dan jingga dan menyerap frekuensi-frekuensi lain dalam spektrum tampak.
Tembaga, Cu bernomor atom 29. Susunan
elektron terluar dari tembaga adalah 3d10 4s1 ( konfigurasi elektronnya
[Ar]3d10 4s1).
Jika orbital-d dari sebuah kompleks
(senyawa koordinasi) berpisah menjadi dua kelompok, maka ketika molekul
tersebut menyerap foton dari cahaya tampak, satu atau lebih elektron yang
berada dalam orbital tersebut akan meloncat dari orbital-d yang berenergi lebih
rendah ke orbital-d yang berenergi lebih tinggi, menghasilkan keadaan atom yang
tereksitasi. Perbedaan energi antara atom yang berada dalam keadaan dasar
dengan yang berada dalam keadaan tereksitasi sama dengan energi foton yang diserap
dan berbanding terbalik dengan gelombang cahaya. Karena hanya
gelombang-gelombang cahaya (λ) tertentu saja yang dapat diserap (gelombang yang
memiliki energi sama dengan energi eksitasi), maka senyawa-senyawa tersebut
akan memperlihatkan warna komplementer (gelombang cahaya yang tidak terserap).