STATUS PLASMA: KARAKTERISTIK, JENIS DAN CONTOH - KIMIA - 2025

Keadaan plasma adalah salah satu cara mendasar di mana materi dapat berkumpul, dan merupakan yang paling dominan di Alam Semesta yang dapat diamati. Plasma terdiri dari gas yang panas, terang, dan sangat terionisasi, ke titik di mana ia memperoleh sifat unik yang membedakannya dari keadaan gas atau gas lainnya secara khusus.

Kami melihat plasma tersebar di bintang-bintang di langit malam. Karena jumlah bintang yang tak terbatas di alam semesta, serta nebula dan entitas langit lainnya, ini dianggap sebagai keadaan materi yang paling penting. Di Bumi itu dianggap sebagai keadaan keempat, setelah cair, padat dan gas.

Lampu plasma

Matahari adalah contoh terdekat di mana kita dapat menghargai dalam skala masif karakteristik plasma di lingkungan alami. Di sisi lain, fenomena alam terjadi di Bumi di mana kemunculan sesaat plasma dipicu, seperti kebakaran dan petir di badai.

Plasma tidak hanya dikaitkan dengan suhu tinggi (jutaan derajat kelvin), tetapi juga dengan potensi listrik yang besar, dengan lampu pijar, dan dengan konduktivitas listrik yang tak terbatas.

Karakteristik plasma

Plasma bintang dan nebula secara praktis merupakan keseluruhan dari Alam Semesta yang dapat diamati. Sumber: Pxhere.

Komposisi

Materi terdiri dari partikel (molekul, atom, ion, sel, dll.), Yang, bergantung pada keefektifan dan gaya yang ditambahkannya, membentuk keadaan padat, cair, atau gas.

Partikel plasma terdiri dari atom-atom bermuatan positif yang lebih dikenal dengan sebutan kation (+), dan elektron (-). Dalam bentuk materi plasmatik, tidak ada pembicaraan tentang molekul.

Kation dan elektron bergetar pada frekuensi yang sangat tinggi yang menunjukkan perilaku kolektif dan bukan individu. Mereka tidak dapat memisahkan atau bergerak tanpa seluruh rangkaian partikel diganggu.

Ini tidak terjadi misalnya dengan gas, di mana atom atau molekulnya, meskipun saling bertabrakan, memiliki interaksi minimal yang dapat diabaikan.

Latihan

Keadaan plasma terbentuk terutama ketika gas terionisasi sebagai akibat dari paparan suhu yang sangat tinggi.

Mari kita mulai dengan es batu dulu. Ini padat. Jika dipanaskan, es akan mencair menjadi air cair. Kemudian, dengan pemanasan ke temperatur yang lebih tinggi, air akan mulai mendidih dan keluar dari cairan sebagai uap, yaitu gas. Sejauh ini kita memiliki tiga wujud materi yang paling dikenal.

Jika uap air dipanaskan hingga suhu yang jauh lebih tinggi, dalam kondisi yang menguntungkan akan tiba saatnya ikatannya akan putus untuk membentuk atom oksigen dan hidrogen bebas. Kemudian atom menyerap begitu banyak panas sehingga elektron mereka mulai melesat ke sekitarnya. Dengan demikian, kation oksigen dan hidrogen telah terbentuk.

Kation-kation ini akhirnya terbungkus dalam awan elektron, ditambah dengan aksi komunitas dan gaya tarik elektrostatis. Kemudian dikatakan bahwa plasma telah diperoleh dari air.

Dalam hal ini, plasma dibentuk oleh aksi energi panas. Namun, radiasi yang sangat energik (sinar gamma), serta perbedaan potensial listrik yang besar, juga dapat menyebabkan munculnya mereka.

Quasineutrality

Plasma memiliki karakteristik quasineutral (hampir netral). Ini karena jumlah elektron yang tereksitasi dan dilepaskan dari atom cenderung sama dengan besar muatan positif kation. Misalnya, atom kalsium berbentuk gas yang kehilangan satu dan dua elektron untuk membentuk kation Ca ⁺ dan Ca ^2+, masing-masing :

Ca (g) + Energi → Ca ⁺ (g) + e ^-

Ca ⁺ (g) + Energi → Ca ²⁺ (g) + e ^-

Menjadi proses global:

Ca (g) + Energi → Ca ²⁺ (g) + 2e ^-

Untuk setiap Ca ²⁺ yang terbentuk akan ada dua elektron bebas. Jika ada sepuluh Ca ²⁺ , maka menjadi dua puluh elektron, dan seterusnya. Alasan yang sama berlaku untuk kation dengan magnitudo muatan yang lebih tinggi (Ca ³⁺ , Ca ⁵⁺ , Ca ⁷⁺ , dll.). Kation kalsium dan elektronnya menjadi bagian plasma dalam ruang hampa.

Properti fisik

Plasma umumnya tampak seperti gas cair yang panas, bercahaya, dan sangat konduktif secara elektrik yang merespons atau rentan terhadap medan elektromagnetik. Dengan cara ini, plasma dapat dikontrol atau dikunci dengan memanipulasi medan magnet.

Jenis plasma

Terionisasi sebagian

Plasma terionisasi sebagian adalah plasma yang atomnya tidak kehilangan semua elektronnya, dan bahkan mungkin ada atom netral. Dalam contoh kalsium, itu bisa berupa campuran kation Ca ²⁺ , atom Ca , dan elektron. Jenis plasma ini juga dikenal sebagai plasma dingin.

Di sisi lain, plasma dapat ditampung dalam wadah atau sarana isolasi yang mencegah penyebaran panas ke lingkungan.

Terionisasi penuh

Plasma terionisasi penuh adalah plasma yang atomnya "telanjang", karena mereka telah kehilangan semua elektronnya. Oleh karena itu, kationnya memiliki muatan positif yang besar.

Dalam kasus kalsium, plasma ini akan terdiri dari kation Ca ²⁰⁺ (inti kalsium) dan banyak elektron berenergi tinggi. Jenis plasma ini juga dikenal sebagai plasma panas.

Contoh plasma

Lampu plasma dan lampu neon

Lampu plasma menawarkan pandangan yang aman dan dekat tentang bagaimana keadaan materi ini berperilaku. Sumber: Pxhere.

Lampu plasma adalah artefak yang menghiasi kamar tidur mana pun dengan lampu hantu. Namun, ada objek lain di mana kita dapat menyaksikan keadaan plasma: di lampu neon yang terkenal, yang kandungan gas mulianya dieksitasi oleh aliran arus listrik pada tekanan rendah.

sinar

Sinar yang jatuh dari awan adalah perwujudan sesaat dan tiba-tiba dari plasma terestrial.

Badai matahari

Beberapa "partikel plasma" terbentuk di ionosfer planet kita oleh pemboman konstan radiasi matahari. Dalam suar atau cambuk Matahari, kita melihat plasma dalam jumlah besar.

Aurora borealis

Fenomena lain yang terkait dengan plasma diamati di kutub bumi: cahaya utara. Api dengan warna-warna es itu mengingatkan kita bahwa api yang sama di dapur kita adalah contoh rutin plasma lainnya.

Perangkat elektronik

Plasma juga merupakan bagian, dalam proporsi yang lebih kecil, dari perangkat elektronik seperti televisi dan monitor.

Pengelasan dan fiksi ilmiah

Contoh plasma juga terlihat dalam proses pengelasan, sinar laser, ledakan nuklir, lightsabers Star Wars; dan secara umum, dalam senjata apa pun yang menyerupai meriam energi penghancur.

Referensi

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8). CENGAGE Learning.
2. Pusat Ilmu dan Fusion Plasma. (2020). Apa itu plasma? Diperoleh dari: psfc.mit.edu
3. Pusat Penelitian Atmosfer Nasional. (2020). Plasma. Diperoleh dari: scied.ucar.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Untuk Apa Plasma Digunakan, dan Terbuat Dari Apa? Diperoleh dari: thinkco.com
5. Wikipedia. (2020). Plasma (fisika). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org