Bagaimana api bisa menyala

Pernahkah kita menyaksikan selembar kertas terbakar dan bertanya pada diri sendiri, “Apakah ini mungkin jika tidak ada oksigen di atmosfer Bumi? ‘Atau mungkinkita pernah menghayal,“ Bagaimana jika manusia berencana untuk hidup di Mars,yang tidak ada oksigen, apakah mungkin untuk menyalakan api di atmosfer yang kekurangan oksigen di planet tetangga kita tersebut?pertanyaannya bisakah api muncul dari reaksi tanpa adanya oksigen?

Api yang membakar kayu dengan adanya oksigen

Apa itu api? Ketika kita sedang duduk di samping api unggun, menatap ke dalam tumpukan kayu bakar, kita mungkin pernah merenungkan sifat api. ‘Mengapa begitu menarik? Terbuat dari apakah nyala api ini dan mengapa warnanya berbeda? Apakah api memiliki komposisi kimia, dan dengan demikian rumus kimia nya, seperti setiap wujud lain di planet ini? memang api sendiri tidak memiliki rumus kimia khusus. Api tidak lain adalah hasil dari reaksi kimia yang dikenal sebagai pembakaran.

Dua komponen utama api adalah bahan bakar dan zat pengoksidasi atau oksidator. Bahan bakar adalah zat yang kehilangan elektron atau menerima atom oksigen, sedangkan oksidator adalah bahan yang menyediakan atom oksigen atau menerima elektron. Proses transfer elektron dari agen pengoksidasi ke bahan bakar dikenal sebagai oksidasi, yang pada dasarnya merupakan pembakaran.

Salah satu agen pengoksidasi yang paling umum adalah oksigen, terutama karena kelimpahan relatifnya di planet ini dan dua elektron valensi di kulit terluarnya. Namun, oksigen bukan satu-satunya zat pengoksidasi di sekitar kita.

Api adalah bagian nyala api yang terlihat, yang terutama terdiri dari gas, seperti karbon dioksida, uap air, oksigen, nitrogen, dan abu terbang. Warna api dapat memberikan banyak informasi mengenai apa yang sedang dibakar. Cahaya yang dihasilkan oleh berbagai elemen yang terbakar berasal dari panjang gelombang yang berbeda, dan karena itu muncul sebagai warna yang berbeda bagi mata kita. Seorang ahli kimia analitik dapat dengan mudah mendeteksi suatu senyawa dengan warna apinya.

Alternatif untuk oksigen sebagai pengoksidasi

Seperti yang kita lihat sebelumnya, oksigen memainkan peran sebagai pengoksidasi dalam reaksi pembakaran, tetapi setiap spesies kimia yang dapat mereplikasi peran itu merupakan pengganti oksigen yang mungkin. Misalnya, fluor dan klor adalah pengoksidasi yang sangat baik. Senyawa yang mengandung non-logam reaktif ini, seperti karbon triklorida, dapat membakar logam tanpa oksigen.

Fluoropolimer digunakan untuk memasok fluor sebagai pengoksidasi bahan bakar logam, misalnya, dalam komposisi magnesium / Teflon / Viton. Halogen lain, seperti bromin dan yodium, juga dapat bertindak sebagai zat pengoksidasi, tetapi mereka kurang efektif karena ukurannya yang besar.

Oksidator dalam kombinasi Monopropellan dan Hypergolik

Monopropellant adalah bahan bakar yang tidak memerlukan oksidator untuk pembakaran karena oksidator terikat pada molekul bahan bakar itu sendiri. Sebagai contoh, kita memikirkan sistem hidrogen dan oksigen di mana hidrogen bertindak sebagai bahan bakar dan fungsi oksigen sebagai pengoksidasi. Sistem seperti itu akan disebut sistem bipropellan, karena reaksinya akan membutuhkan spesies kimia terpisah sebagai zat pengoksidasi, yang bertentangan dengan sistem monopropellan, yang tidak memerlukan oksigen eksternal (atau pengoksidasi apa pun, dalam hal ini) untuk pembakaran. Hydrazine adalah monopropellan yang paling umum digunakan.

Hypergolik adalah kombinasi dari dua bahan yang terbakar secara spontan tanpa membutuhkan sumber penyalaan, dan karenanya tidak memerlukan oksigen. Karena mereka tidak bergantung pada sumber pengapian eksternal, mereka dapat dengan mudah dikontrol, yang menjadikannya propelan roket yang ideal. Aerozine 50 + Nitrogen tetroxide (NTO) telah digunakan di banyak roket Amerika, termasuk The Titan II dan Apollo Lunar Module.

Bagaimana dengan reaksi nuklir? Kita mungkin bertanya-tanya sekarang, bagaimana dengan reaksi nuklir? Secara visual, mereka menghasilkan hasil yang sama (panas dan cahaya) seperti api dan bahkan terjadi pada bintang yang jauh seperti matahari kita (kita selalu mengatakan matahari terbakar) di mana tidak ada oksigen. Apa yang terjadi pada bintang-bintang ini hanyalah reaksi fusi nuklir. Bagi mereka yang tidak terbiasa dengan fusi nuklir, kita bisa lihat dalam gambar di bawah ini

Fusi Nuklir

Dalam reaksi fusi nuklir, dua inti atom ringan bergabung untuk membentuk inti atom berat, yang melepaskan sejumlah besar cahaya dan energi panas. Fusi adalah kekuatan matahari. Atom deuterium dan tritium (masing-masing isotop hidrogen, Hidrogen-2, dan Hidrogen-3) melebur di bawah suhu dan tekanan ekstrem, menghasilkan neutron dan isotop helium. Reaksi ini sangat mirip dengan pembakaran, kecuali hidrogen berperan sebagai oksigen.

Oleh karena itu, oksigen tetap menjadi sangat penting di planet Bumi untuk banyak proses, termasuk pembakaran api, karena kelimpahan dan efisiensinya. Selama 1 juta tahun terakhir, kadar oksigen atmosfer telah menurun, tetapi untungnya, tidak cukup untuk memicu masalah signifikan bagi kehidupan di Bumi. Namun, umat manusia memiliki banyak masalah lain yang kita berkontribusi secara pasti, jadi ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan!

Bagaimana api bisa menyala

Artikel Terkait