Reaksi Kimia Keren Dibalik Ledakan Kembang Api

Photo: Nigel Howe

Cahaya kemilau, asap bersulfur dan ledakan-ledakanberuntun semuanya bersatu tergabung dala, penampakan kembang api piromaniak. Ledakan berkilau ini berasal dari Cina dan penemuan menggairahkan ini berkembang lebih dari tahunan untuk menciptakan roket dan roda Catherine yang kita kenal dan cintai sekarang ini.

FireworksPhoto: Jeff Golden

Cerita berawal sekitar 2.000 tahun yang lalu, Pada saat itu, para alkimia Cina mencari eliksir yang dapat membuat mereka tidak dapat mati. Apa yang mereka temukan malahan sebuah substansi yang terbuat dari potasium nitrat, arang dan sulfur yang terbakar pada jarak 10 kaki (3 meter) per detik: bubuk mesiu! Sekitar 1.000 tahun yang lalu, biarawan bernama Li Tian menyadari bahwa menempatkan bubuk mesiu dalah tabung bambu menghasilkan ledakan menakjubkan yang terdiri dari suara dan cahaya. Kembang api pun lahir.

FireworksPhoto: Maddy Cozins

Bubuk mesiu adalah komponen paling penting untuk mendapatkan buncahan api di angkasa, ketika dia nantinya meledak menjadi payung-payung berwarna yang menakjubkan. Ketika kita menyalakan kembang api, sumbu mudah-terbakar menyalakan kompartemen belakang yang berisi bubuk mesiu ini. Ini kemudian memberikan dorongan yang mengirimkan kembang api naik ke angkasa di langit malam.

FireworksPhoto: Robbie Biller

Ketika kembang api terbang ke atas, sumbu lambat-terbakar sedang menuju jalannya ke kompartemen atas. Sumbu kedua ini akan menyalakan kompartemen atas pada saat yang sama bubuk mesiu terbakar, pada saat kembang api ada di puncak terbangnya. Timing ini sangatlah kritis, kareng jika kompartemen kedua ini meledak terlalu awal ataupun terlalu lama, kembang api mungkin belum jauh jaraknya dari tanah, dan dapat menyebabkan cedera serius.

FireworksPhoto: William Warby

Kompartemen atas mengandung lebih banyak bubuk mesiu dan bintang-bintang (stars). Stars adalah gumpalan seperti-lempung kecil yang berdiameter sekitar 2,5 inci. Stars mengandung semua kegairahan kembang api! Stars harus dibuat dengan tangan dan diletakkan satu persatu di dalam kompartemen atas kembang api. Ketika kompartemen ini meledak, mereka akan terbang ke segala jurusan, membuat penampakan indah yang sudah kita kenal. Stars terdiri atas empat jenis bahan dasar: oksidan, reduktor, pewarna dan binder.

FireworksPhoto: Masaaki Komori

Ketika kembang api meledak, oksidan akan melepaskan oksigen, yang dikombinasikan dengan agen reduktor (karbon dan sulfur) untuk menghasilkan energi setelah ledakan. Makin banyak oksigen dan oksidan yang dilepaskan, makin panas pula ledakan yang terjadi. Dan ledakan yang panas berarti makin cerah dan kuat warna yang dihasilkan. Beberapa bahkan ada yang mencapai 2.000 derajat C (3.632 derajat F). Warna berbeda-beda yang dihasilkan tergantung pada garam logam manakah yang dilibatkan dalam pembuatan stars. Merah dihasilkan dari litium karbonat dan garam stronsium, sedangkan magnesium, aluminium atau titanium menghasilkan warna perak.

Tiga baha terakhir yang disebutkan di atas juga menambah kecemerlangan ledakan kareng mereka mengeluarkan cahaya yang luar biasa terang. Binder akan mengunci stars itu bersama-sama, membuatnya menjadi lebih stabil (tidak mudah terbakar saat tidak dibakar). Gum arabic dan pati yang disebut dekstrin adalah contoh agen binder. Secara alami, ini merupakan pengenalan proses rumit dan sulit pembuatan kembang api, tetapi kita dapat berterima kasih kepada bangsa Cina kuno yang membawa semua cahaya dan warna ini ke dunia kita untuk membuat selebrasi menjadi lebih semarak!

Referensi:
1) http://chemistry.about.com/od/historyofchemistry/a/fireworkhistory.htm
2) http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/fireworks/fireworks.htm
3) www.chm.bris.ac.uk/webprojects1997/RebeccaH/
4) http://www.environmentalgraffiti.com/chemistry/news-explosively-cool-chemistry-behind-fireworks