Proses Kimia Terjadinya Api

Api seperti yang kita ketahui memiliki sisi positif dan negatif bagi kehidupan manusia. Api dapat menghancurkan rumah dan semua harta benda dalam waktu kurang yang sangat singkat, dan dapat menghanguskan seluruh hutan kayu menjadi abu. Api juga bisa menjadi senjata yang menakutkan, dengan kekuatan destruktif yang tak terukur. Api membunuh lebih banyak orang setiap tahun daripada bencana alam lainnya.

Tetapi di sisi lain, api sangat membantu kita antara lain sumber cahaya dan panas portabel pertama. Api juga memberi kita kemampuan untuk memasak makanan, membuat peralatan logam, membentuk tembikar dan batu bata dan dapat menjadi pembangkit listrik. Memang api memiliki sifat seperti pisau, bisa merugikan umat manusia dan juga memiliki manfaat yang besar untuk kemudahan hidup kita. Dan ini tentu menjadi salah satu kekuatan yang paling penting dalam sejarah manusia, tapi tahukah Anda apa yang sebenarnya terjadi ketika pertama kali api muncul?

Orang Yunani kuno menganggap api sebagai salah satu elemen utama di alam semesta, di samping air, tanah dan udara. Pengelompokan ini cukup masuk akal karena Anda dapat merasakan api, seperti Anda bisa merasakan tanah, air dan udara. Anda juga dapat melihat dan mencium baunya, dan Anda dapat memindahkannya dari satu tempat ke tempat lain.
Tetapi api merupakan sesuatu yang sama sekali berbeda. Bumi, air dan udara adalah segala bentuk materi yang terdiri dari jutaan atom yang dikumpulkan bersama-sama. Api bukanlah materi sama sekali. Api adalah sesuatu yang terlihat, hasil dari efek yang nyata dari perubahan bentuk materi, yang merupakan salah satu bagian dari reaksi kimia.

Apakah Sebenarnya Api itu?
Biasanya, api berasal dari reaksi kimia antara oksigen di atmosfer dan beberapa jenis bahan bakar (misalnya kayu atau bensin). Tentu saja, kayu dan bensin tidak spontan terbakar hanya karena mereka dikelilingi oleh oksigen. Agar reaksi pembakaran terjadi, Anda harus memanaskan bahan bakar hingga mencapai suhu pengapiannya.

Berikut adalah urutan sederhana dalam proses terbakarnya kayu oleh api secara umum:

Sesuatu mampu memanaskan kayu untuk suhu yang sangat tinggi. Panas bisa berasal dari banyak hal yang berbeda seperti cahaya terfokus, gesekan, petir, dan hal lain yang sudah terbakar.
Ketika kayu mencapai suhu sekitar 150 derajat Celsius, panas terurai dari beberapa materi selulosa yang menyusun kayu.
Beberapa bahan yang terurai dilepaskan dalam bentuk gas yang mudah menguap. Kita tahu gas ini sebagai asap. Asap adalah senyawa hidrogen, karbon dan oksigen. Sisa material membentuk arang yang hampir semurni karbon, dan abu yang mengandung semua mineral yang tidak bisa terbakar dari kayu (kalsium, kalium, dan sebagainya). Arang kayu yang telah dipanaskan menghilangkan hampir semua gas yang mudah menguap dan meninggalkan karbon. Itulah sebabnya arang yang dibakar bisanya tidak menimbulkan asap.

Pembakaran kayu yang sebenarnya kemudian terjadi dalam dua reaksi yang terpisah:

Ketika gas yang mudah menguap cukup panas (sekitar 260 derajat C), molekul senyawa pecah, dan atom bergabung dengan oksigen untuk membentuk air, karbondioksida dan produk lainnya. Dengan kata lain, mereka terbakar.
Karbon dalam arang bergabung dengan oksigen, dan ini adalah reaksi yang lebih lambat. Itulah sebabnya arang yang sering kita gunakan dapat tetap panas untuk waktu yang lama.

Efek samping dari reaksi kimia ini adalah timbul banyak panas. Banyak bahan bakar bisa terbakar dalam waktu sekejap, bensin misalnya. Panas menguapkan bensin dan semuanya terbakar karena berubah menjadi gas yang mudah menguap. Manusia juga telah belajar bagaimana cara mengatur bahan bakar untuk mengendalikan api. Sebuah lilin adalah contoh alat yang perlahan menguap dengan membakar bahan lilin.

Ketika memanas, atom karbon meningkat (begitu juga dengan atom dari bahan lain) dan memancarkan cahaya. Panas menghasilkan cahaya adalah efek yang disebut pijaran, dan ini adalah teori yang sama yang menciptakan cahaya dalam bola lampu. Hal inilah yang menyebabkan api dapat kita lihat. Warna nyala api bervariasi tergantung pada benda yang terbakar dan bagaimana proses pemanasan. Variasi warna dalam api disebabkan oleh suhu rata-rata. Biasanya, bagian terpanas dari nyala api adalah bagian dasar yang bersinar warna biru, dan area paling dingin di bagian atas dengan cahaya oranye atau kuning.

Selain memancarkan cahaya, partikel karbon yang meningkat dapat terkumpul di sekitar permukaan tempat pembakaran dalam bentuk jelaga.

Hal yang berbahaya tentang reaksi kimia dalam api adalah kenyataan bahwa api dapat mengulangi proses pembentukannya. Panasnya api itu sendiri membuat bahan bakar pada suhu pengapian, sehingga terus membakar selama ada bahan bakar dan oksigen di sekitarnya. Api memanaskan setiap bahan bakar di sekitarnya sehingga juga melepaskan gas. Ketika api membakar gas, api menyebar.
Di Bumi, gravitasi menentukan bagaimana api membakar sesuatu. Semua gas akan lebih panas jika terbakar dari udara di sekitarnya, sehingga bergerak ke atas menuju tekanan yang lebih rendah. Inilah sebabnya mengapa api biasanya menyebar ke atas, dan juga mengapa api selalu mengarah ke atas. Jika Anda menyalakan api di tempat tanpa gaya gravitasi, misalnya di dalam pesawat ruang angkasa, api akan membentuk sebuah bola.

Komposisi Api
Sejauh ini kita telah memahami bahwa api adalah hasil dari reaksi kimia antara dua gas, umumnya oksigen dan bahan bakar gas. Bahan bakar gas diciptakan oleh panas. Dengan kata lain, dengan panas yang menyediakan energi yang diperlukan, atom dalam satu senyawa gas memutuskan ikatan satu sama lain dan bergabung dengan atom oksigen yang tersedia di udara untuk membentuk senyawa baru ditambah dengan banyak lagi panas.

Hanya beberapa senyawa yang mudah pecah dan bergabung kembali, berbagai atom harus tertarik satu sama lain dengan cara yang tepat. Sebagai contoh, ketika Anda merebus air, dibutuhkan bentuk gas uap, tetapi gas ini tidak bereaksi dengan oksigen di udara. Tidak ada daya tarik yang cukup kuat antara dua atom hidrogen dan satu atom oksigen dalam molekul air dan dua atom oksigen dalam molekul oksigen, sehingga senyawa air tidak pecah dan bergabung kembali.

Senyawa yang paling mudah terbakar mengandung karbon dan hidrogen, yang dapat bergabung dengan oksigen relatif mudah untuk membentuk karbondioksida, air, dan gas-gas lainnya.

Bahan bakar yang mudah terbakar yang berbeda akan terbakar pada temperatur yang berbeda pula. Dibutuhkan sejumlah energi panas untuk mengubah materi tertentu menjadi gas, dan bahkan lebih banyak energi panas untuk memicu reaksi dengan oksigen. Tingkat panas yang diperlukan sangat bervariasi tergantung pada sifat molekul yang membentuk bahan bakar. Suhu pengapian sebuah bahan bakar adalah tingkat panas yang dibutuhkan untuk membentuk gas yang akan menyala bila terkena percikan.

Ukuran bahan bakar juga mempengaruhi seberapa mudah akan terbakar. Sebuah bahan bakar yang lebih besar, seperti pohon yang tebal, dapat menyerap banyak panas, sehingga dibutuhkan lebih banyak energi untuk meningkatkan setiap bagian pohon mencapai suhu pengapian. Sebuah tusuk gigi akan terbakar lebih mudah karena setiap bagiannya dapat memanas dengan sangat cepat.

Produksi panas sebuah bahan bakar tergantung pada seberapa banyak energi gas lepas dalam reaksi pembakaran dan seberapa cepat bahan bakar terbakar. Kedua faktor tersebut sangat tergantung pada komposisi bahan bakar.

Bentuk bahan bakar juga mempengaruhi kecepatan pembakaran. Potongan tipis bahan bakar terbakar lebih cepat daripada potongan-potongan yang lebih besar karena proporsi yang lebih besar dari massa terkena oksigen. Sebagai contoh, Anda bisa membakar tumpukan serpihan kayu atau kertas jauh lebih cepat daripada Anda membakar balok kayu dengan massa yang sama, karena serpihan dan kertas memiliki luas permukaan yang lebih besar.

Dengan cara ini, api dari bahan bakar yang berbeda memiliki sifat dan perilaku yang juga berbeda. Para ahli dapat mengetahui bagaimana api dimulai dengan mengamati bagaimana api mempengaruhi daerah sekitarnya. Sebuah api dari bahan bakar akan cepat membakar yang menghasilkan banyak panas dan akan menimbulkan semacam kerusakan yang berbeda dari pembakaran yang lambat dengan api panas rendah.