Ilmu Kimia di Balik Warna

Ilmu Kimia di Balik Warna

Ilmu Kimia dibalik warna mencakup cara di mana frekuensi dan panjang gelombang yang berbeda dari cahaya tampak diserap atau dipantulkan oleh molekul yang dikenal sebagai pigmen. Pigmen-pigmen ini memiliki komposisi dan konfigurasi khusus yang sesuai dengan warnanya masing-masing. Dari berbagai warna daun hingga pewarna yang digunakan dalam industri pakaian, dunia kita penuh dengan warna yang kaya dan beragam. Tapi sebenarnya bagaimana warna-warna ini terbentuk, dan mengapa? 

Sains dalam warna

Secara sederhana, suatu zat bisa tidak berwarna atau bisa memiliki warna. Benda padat biasanya berwarna, sedangkan banyak gas cenderung transparan (tidak berwarna). Warna yang tepat (atau kurangnya warna) ditentukan dengan menggunakan beberapa metode berbeda, tergantung pada zat yang terlibat.
Warna zat anorganik sederhana, seperti batu permata misalnya, ditentukan oleh adanya unsur tertentu. Misalnya, rubi berwarna merah karena adanya kromium, sedangkan zamrud berwarna hijau karena mengandung kromium, vanadium, dan besi.
Dalam banyak kasus, warna (atau ketidakhadirannya) ditentukan oleh adanya atom atau molekul tertentu yang memiliki kromofor yang sesuai, yang merupakan struktur dalam molekul yang dapat menyerap atau memantulkan cahaya tampak.
Ilmu Kimia di Balik Warna
Warna beberapa objek juga dapat ditentukan dengan cara menyusun komponen mikroskopis. Ini berlaku untuk sayap kupu-kupu dan bulu merak. Dalam contoh ini, struktur mikroskopis yang tumpang tindih memantulkan cahaya sedemikian rupa sehingga menghalangi panjang gelombang atau frekuensi cahaya lain, menghasilkan berbagai rona berkilau yang ditampilkan pada sudut yang berbeda.

Bagaimana kimia mewarnai dunia kita

Baik Anda menonton film di smartphone atau mengagumi lukisan di museum, kimia warna memiliki peran penting. Misalnya ada layar LCD,  setiap piksel adalah sel yang diisi dengan kristal cair nematik bengkok yang dapat mengubah polaritas tergantung pada tegangan listrik yang melewatinya.
Perubahan ini juga mengubah warna dan nada cahaya yang dihasilkan oleh setiap piksel. Berbeda dengan kristal cair pada TV layar datar atau smartphone, pigmen dalam lukisan tidak dinamis dan tidak berubah secara instan. Meskipun beberapa pigmen dapat berubah seiring waktu karena degradasi kimia, kromofor dalam molekul pigmen tetap relatif stabil.
Ilmu Kimia di Balik Warna
Warna juga dapat ditemukan pada makanan yang kita makan. Beberapa dari warna ini, seperti warna kuning-oranye dari beta karoten, terjadi secara alami, sementara yang lain, seperti Brilliant Blue FCF, ditambahkan secara artifisial.
Ilmu Kimia di Balik Warna
Struktur Kimia dari Beta Karoten

Roda Warna Kimia 

Roda warna dalam kimia berhubungan dengan spektrofotometri (pengukuran penyerapan cahaya), dengan masing-masing warna sesuai dengan panjang gelombang masing-masing. Namun, warna yang kita lihat mengacu pada panjang gelombang cahaya yang dipantulkan sebagai lawan dari panjang gelombang yang diserap. Secara umum, kisaran daerah warna dan panjang gelombang yang sesuai dapat ditabulasikan sebagai berikut:

Daerah warna Panjang Gelombang dalam Nanometer
Merah 750 − 610
Orenj 610 − 590
Kuning 590 − 570
Hijau 570 − 500
Biru 500 − 450
Ungu 450 − 370

Jenis zat menentukan warna atau warna yang diserapnya, sedangkan konsentrasinya mempengaruhi seberapa banyak cahaya yang diserap. Warna yang kita rasakan adalah warna komplementer atau kebalikan dari cahaya yang diserap. Misalnya, jika kita melihat bahwa suatu benda atau zat berwarna merah, cahaya yang diserap sebenarnya berwarna biru-hijau. Kita dapat merujuk ke roda warna untuk menentukan warna pelengkap.

Ilmu Kimia di Balik Warna

Menentukan warna dan jumlah cahaya yang diserap dapat berguna saat menganalisis komposisi dan konsentrasi. Indikator kimia kemudian dapat digunakan untuk menentukan keasaman atau alkalinitas suatu zat. Misalnya, fenolftalein tidak berwarna dalam larutan asam tetapi berubah menjadi merah muda dalam larutan basa, seperti yang ditunjukkan pada ilustrasi di bawah ini:

Ilmu Kimia di Balik Warna

Pelajaran Kimia: Terjadinya perubahan warna 

Mungkin kita telah belajar ilmu kimia bahwa perubahan warna suatu zat merupakan indikator perubahan kimia. Hal ini berlaku untuk indikator kimia yang digunakan dalam percobaan titrasi, misalnya. Ini juga berlaku untuk banyak reaksi kimia, baik itu reaksi dekomposisi, reaksi kombinasi, reaksi perpindahan tunggal, reaksi perpindahan ganda, atau pembakaran. Selama reaksi kimia, ikatan atom dibuat atau diputus (atau keduanya), menghasilkan perubahan struktur dan komposisi zat yang terlibat.

Eksperimen perubahan warna dalam kimia

Jika kita ingin mempraktikkan apa yang telah kita pelajari, berikut adalah beberapa contoh eksperimen kimia yang menunjukkan perubahan warna selama reaksi:

Oksida tembaga dan asam sulfat

Tembaga oksida adalah padatan hitam (bubuk) sedangkan asam sulfat adalah cairan tidak berwarna. Ketika keduanya dicampur bersama, mereka menghasilkan tembaga sulfat dan air, dan larutan yang tadinya tidak berwarna berubah menjadi warna biru kebiruan.

Jus kubis merah

Jus kubis merah dapat digunakan sebagai indikator untuk menentukan apakah suatu larutan bersifat asam atau basa. Warna jus berubah dari merah menjadi hijau saat kita menambahkan larutan basa. Ini berubah menjadi merah saat kita menambahkan larutan asam dan menjadi biru saat larutan dinetralkan.

Eksperimen botol biru

Eksperimen botol biru adalah demonstrasi klasik perubahan kimia yang ditunjukkan oleh perubahan warna. Untuk melakukan eksperimen ini, kita perlu menggabungkan glukosa, metilen biru, dan natrium hidroksida dalam labu. Saat kitaa mengocok labu dan membiarkannya mengendap, larutan berubah dari biru menjadi bening. Jika labu diputar-putar lagi, cairan akan kembali menjadi biru.

Ringkasan

Warna yang kita lihat merupakan hasil dari penyerapan cahaya dengan panjang gelombang tertentu oleh suatu zat. Kimia warna sangat penting untuk industri yang berbeda seperti pembuatan makanan dan sektor pakaian. Ini juga penting dalam analisis kimia sebagai indikator perubahan kimia.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *