KEADAAN PLASMA: CIRI, JENIS DAN CONTOH - KIMIA - 2026

Keadaan plasma adalah salah satu cara mendasar di mana bahan dapat bergabung, dan ia adalah yang paling utama di Alam Semesta yang dapat dilihat. Plasma terdiri daripada gas yang panas, terang dan sangat terion, sehingga ia memperoleh sifat unik yang membezakannya dari keadaan gas atau gas lain.

Kami melihat plasma tersebar di bintang-bintang langit malam. Oleh kerana terdapat banyak bintang di Alam Semesta, serta nebula dan entiti cakerawala yang lain, ia dianggap sebagai keadaan jirim yang paling penting. Di Bumi ia dianggap keadaan keempat, setelah cair, padat dan gas.

Lampu plasma

Matahari adalah contoh terdekat di mana kita dapat menghargai ciri-ciri plasma dalam persekitaran semula jadi pada skala besar. Sebaliknya, fenomena alam berlaku di Bumi di mana kemunculan plasma sesaat dipicu, seperti api dan kilat dalam ribut.

Plasma tidak hanya dikaitkan dengan suhu tinggi (berjuta-juta darjah kelvin), tetapi juga dengan potensi elektrik yang besar, dengan lampu pijar, dan dengan kekonduksian elektrik yang tidak terbatas.

Ciri-ciri plasma

Plasma bintang dan nebula membentuk keseluruhan Alam Semesta yang dapat dilihat. Sumber: Pxhere.

Komposisi

Bahan terdiri daripada zarah-zarah (molekul, atom, ion, sel, dan lain-lain), yang, bergantung kepada keberkesanan dan daya yang ditambahkannya, mewujudkan keadaan pepejal, cair atau gas.

Zarah plasma terdiri daripada atom bermuatan positif, lebih dikenali sebagai kation (+), dan elektron (-). Dalam keadaan jirim plasmatik tidak ada perbincangan mengenai 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 zarah terganggu.

Ini tidak berlaku misalnya dengan gas, di mana atom atau molekulnya, walaupun bertembung antara satu sama lain, mempunyai interaksi yang minimum dan boleh diabaikan.

Latihan

Keadaan plasma terbentuk terutamanya apabila gas mengion akibat terkena suhu yang sangat tinggi.

Mari mulakan dengan kiub ais terlebih dahulu. Ini adalah pepejal. Sekiranya dipanaskan, ais akan mencair ke dalam air cair. Kemudian, dengan memanaskan ke suhu yang lebih tinggi, air akan mulai mendidih dan keluar dari cecair sebagai wap, yang merupakan gas. Setakat ini kita mempunyai tiga keadaan jirim yang paling terkenal.

Sekiranya wap air dipanaskan ke suhu yang jauh lebih tinggi, dalam keadaan yang baik akan tiba masanya ikatan mereka akan pecah untuk membentuk atom oksigen dan hidrogen bebas. Kemudian atom menyerap begitu banyak haba sehingga elektronnya mula menembak keluar ke sekitarnya. Oleh itu, kation oksigen dan hidrogen telah terbentuk.

Kation ini akhirnya dibungkus dengan awan elektron, ditambah dengan tindakan masyarakat dan tarikan elektrostatik. Kemudian dikatakan bahawa plasma telah diperoleh dari air.

Dalam kes ini, plasma dibentuk oleh tindakan tenaga haba. Walau bagaimanapun, radiasi yang sangat bertenaga (sinar gamma), serta perbezaan besar potensi elektrik, juga dapat menyebabkan penampilannya.

Quasineutrality

Plasma mempunyai ciri-ciri quasineutral (hampir neutral). Ini kerana bilangan elektron yang teruja dan dilepaskan dari atom cenderung sama dengan besarnya cas positif kation. Sebagai contoh, pertimbangkan atom kalsium gas yang kehilangan satu dan dua elektron untuk membentuk kation Ca ⁺ dan Ca ^2+, masing-masing :

Ca (g) + Tenaga → Ca ⁺ (g) + e ^-

Ca ⁺ (g) + Tenaga → Ca ²⁺ (g) + e ^-

Menjadi proses global:

Ca (g) + Tenaga → Ca ²⁺ (g) + 2e ^-

Untuk setiap Ca ²⁺ yang terbentuk akan ada dua elektron bebas. Sekiranya terdapat sepuluh Ca ²⁺ , maka ia akan menjadi dua puluh elektron, dan seterusnya. Alasan yang sama berlaku untuk kation dengan magnitud caj yang lebih tinggi (Ca ³⁺ , Ca ⁵⁺ , Ca ⁷⁺ , dll.). Kation kalsium dan elektronnya menjadi sebahagian daripada plasma dalam keadaan hampa.

Ciri-ciri fizikal

Plasma umumnya kelihatan sebagai gas cecair konduktif elektrik yang panas, bercahaya, sangat merespon atau mudah terdedah kepada medan elektromagnetik. Dengan cara ini, plasma dapat dikawal atau dikunci dengan memanipulasi medan magnet.

Jenis plasma

Diionkan separa

Plasma yang diionkan sebahagiannya adalah atom di mana atom tidak kehilangan semua elektronnya, dan mungkin ada atom neutral. Dalam contoh kalsium itu boleh menjadi campuran kation Ca ²⁺ , atom Ca , dan elektron. Jenis plasma ini juga dikenali sebagai plasma sejuk.

Sebaliknya, plasma dapat dimasukkan ke dalam bekas atau alat penebat yang mencegah penyebaran haba ke sekitarnya.

Mengion sepenuhnya

Plasma terionisasi sepenuhnya adalah atom di mana atomnya "telanjang", kerana mereka telah kehilangan semua elektronnya. Oleh itu, kationnya mempunyai magnitud muatan positif yang tinggi.

Bagi kalsium, plasma ini terdiri daripada kation Ca ²⁰⁺ (inti kalsium) dan banyak elektron bertenaga tinggi. Jenis plasma ini juga dikenali sebagai plasma panas.

Contoh plasma

Lampu plasma dan lampu neon

Lampu plasma menawarkan pandangan yang selamat dan dekat mengenai bagaimana keadaan jirim ini berkelakuan. Sumber: Pxhere.

Lampu plasma adalah artifak yang menghiasi bilik tidur dengan lampu hantu. Walau bagaimanapun, ada objek lain di mana kita dapat menyaksikan keadaan plasma: dalam lampu neon yang terkenal, yang kandungan gas mulianya teruja dengan aliran arus elektrik pada tekanan rendah.

Ray

Sinar yang jatuh dari awan adalah manifestasi seketika dan mendadak dari plasma terestrial.

Ribut suria

Beberapa "zarah plasma" terbentuk di ionosfera planet kita oleh pengeboman berterusan radiasi matahari. Dalam suar atau cambukan Matahari kita melihat sejumlah besar plasma.

Aurora Borealis

Fenomena lain yang berkaitan dengan plasma diperhatikan di kutub Bumi: lampu utara. Api dengan warna sejuk ini mengingatkan kita bahawa nyalaan yang sama di dapur kita adalah contoh plasma yang lain.

Peranti elektronik

Plasma juga merupakan sebahagian, dalam bahagian yang lebih kecil, dari alat elektronik seperti televisyen dan monitor.

Kimpalan dan fiksyen sains

Contoh plasma juga dilihat dalam proses kimpalan, dalam sinar laser, dalam letupan nuklear, di lampu perang Star Wars; dan secara umum, dalam mana-mana senjata yang menyerupai meriam tenaga yang merosakkan.

Rujukan

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kimia (Edisi ke-8.) Pembelajaran CENGAGE.
2. Pusat Sains dan Fusion Plasma. (2020). Apa itu plasma? Dipulihkan dari: psfc.mit.edu
3. Pusat Penyelidikan Atmosfera Nasional. (2020). Plasma. Dipulihkan dari: scied.ucar.edu
4. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Untuk apa Plasma Digunakan, dan Apa Itu Plasma? Dipulihkan dari: thinkco.com
5. Wikipedia. (2020). Plasma (fizik). Dipulihkan dari: en.wikipedia.org