Pada hari-hari paling awal di Amerika Serikat, John Adams menulis kepada istrinya Abigail tentang perayaan kemerdekaan, "Itu harus dirayakan dengan Pomp dan Parade, dengan Shews, Permainan, Olahraga, Senjata, Lonceng, Api unggun, dan Iluminasi dari satu Ujung dari Benua ini ke yang lain dari Waktu ini terus maju selamanya. " "Api unggun dan iluminasi" merujuk langsung ke apa yang kita ketahui sebagai pertunjukan kembang api dan kembang api.
Saya seorang ahli kimia dan juga presiden Pyrotechnics Guild International, sebuah organisasi yang mempromosikan penggunaan kembang api yang aman dan menggunakannya di sini di A.S. untuk merayakan Hari Kemerdekaan dan festival lainnya sepanjang tahun. Sebagai ahli kimia, dan seseorang yang memimpin demonstrasi untuk siswa kimia, saya menganggap kembang api sebagai contoh reaksi pembakaran yang bagus yang menghasilkan api berwarna. Tetapi penemuan kembang api berwarna relatif baru dan tidak semua warna mudah diproduksi.
Sejarah awal kembang api
Petasan pertama kali ditemukan secara kebetulan oleh orang Cina pada tahun 200 SM. Tetapi tidak sampai seribu tahun kemudian bahwa alkemis Cina mengembangkan kembang api pada 800 A.D. Kembang api awal ini sebagian besar ramuan cerah dan berisik yang dirancang untuk menakuti roh-roh jahat - bukan ledakan penuh warna dan terkontrol yang kita lihat hari ini. Maju cepat milenium lain dan orang-orang Italia menemukan cara untuk menambahkan warna dengan memperkenalkan berbagai elemen ke campuran yang mudah terbakar. Menambahkan elemen strontium ke dalam campuran piroteknik warna menghasilkan nyala merah; tembaga, biru; barium, hijau; dan natrium untuk kuning.
Terlalu banyak atau terlalu sedikit bahan kimia membuat perubahan signifikan dalam suhu dan dengan demikian panjang gelombang warna terlihat. Campuran bahan kimia yang tepat ketika dinyalakan menghasilkan energi yang cukup untuk membangkitkan elektron untuk mengeluarkan berbagai warna cahaya.
Meskipun chemistry dari warna-warna ini bukanlah hal yang baru, setiap generasi tampaknya bersemangat dengan warna-warna yang tersebar di langit. Kami sekarang memiliki berbagai macam warna api: merah, hijau, biru, kuning, ungu, dan variasi dari ini.
Setiap warna bekerja dengan cara yang sama. Ketika elemen yang berbeda menyala, mereka melepaskan panjang gelombang cahaya yang berbeda yang diterjemahkan sebagai warna yang berbeda.
Membuat kembang api biru yang sempurna
Tidak semua warna kembang api sama-sama mudah dibuat. Saya percaya beberapa rekan saya dalam penelitian dan pengembangan piroteknik akan setuju dengan saya bahwa biru adalah warna yang paling sulit untuk diproduksi.
Itu karena langit malam adalah warna biru, yang berarti bahwa sebagian besar blues tidak muncul juga. Jika Anda mencoba membuat warna biru lebih terang untuk kontras dengan latar belakang, warna itu bisa terlihat pudar. Keseimbangan yang tepat antara tembaga dan bahan kimia lainnya dalam reaksi nyala atau pembakaran menghasilkan nyala warna biru terbaik dalam sebuah kembang api.
Saya telah memperhitungkan hal ini ketika mencoba menciptakan warna api biru terbaik, yang saya sebut kotak pil biru. Itu hanya cukup terang untuk menonjol melawan langit malam tetapi masih biru kaya. Saya memiliki lebih dari 20 formula piroteknik biru dan saya telah menemukan formula yang sangat mendekati rona sulit dipahami ini.
Kesulitan lain dalam menciptakan warna biru yang intens adalah bahwa kimia tidak sederhana. Membutuhkan kombinasi beberapa bahan kimia dan unsur tembaga. Ketika tembaga menyala, elektron yang mengelilingi atom tembaga menjadi bersemangat dan berenergi dalam nyala api. Ketika elektron melepaskan energi ini, tampak bagi pengamat sebagai cahaya biru. Setiap warna bekerja dengan cara yang sama. Ketika elemen yang berbeda menyala, mereka melepaskan panjang gelombang cahaya yang berbeda yang diterjemahkan sebagai warna yang berbeda. Jadi ketika Anda melihat titik-titik cahaya berwarna biru menciptakan pola di langit malam, Anda benar-benar melihat elektron yang bersemangat melepaskan energi sebagai cahaya biru.
Paul E. Smith, Demonstrator Ceramah untuk Kimia, Universitas Purdue
