Pembentukan Plasma

Pembentukan Plasma

            Proses mendasar dalam pembentukan plasma adalah ionisasi. Ionisasi didefinisikan sebagai proses terlepasnya elektron suatu atom atau molekul dari ikatannya. Energi yang dibutuhkan untuk melepas satu atau lebih elektron dari orbitnya pada sebuah atom atau molekul dapat didefinisikan sebagai energi ionisasi Ei. Besarnya energi ionisasi dinyatakan dalam satuan elektron-volt (eV). Suatu atom atau molekul akan menjadi ion positif apabila memiliki kelebihan muatan positif, dan akan menjadi ion negatif apabila kelebihan muatan negatif (Lieberman et al., 1994). Sedangkan eksitasi adalah peristiwa dimana  elektron yang berada di tingkat energi lebih rendah berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi dengan menyerap energi elektron yang menumbuknya (Nur, 2011). Peristiwa ionisasi dapat menyebabkan terjadinya disosiasi, atau disebut juga pemisahan suatu molekul menjadi atom-atom penyusunnya.  

Saat keadaan stabil ionisasi dapat terjadi apabila energi elektron yang menumbuk lebih besar atau sama dengan energi ionisasi atom atau molekul tertumbuk.Tumbukan antara elektron dengan partikel-partikel gas tidak hanya menyebabkan terjadinya ionisasi, tapi juga rekombinasi. Rekombinasi merupakan proses kebalikan dari ionisasi, dimana terjadi proses pengikatan elektron oleh ion dan ikatan antar atom membentuk molekul.

Selain ionisasi oleh elektron, ionisasi juga dapat terjadi terhadap suatu atom atau molekul yang memperoleh energi dari sejumlah foton yang disebut fotoionisasi. Fotoionisasi dapat terjadi apabila energi foton lebih besar atau minimal sama dengan energi ionisasi dari atom tersebut. dimana h adalah konstanta planck, c kecepatan cahaya,  panjang gelombang foton,  energi kinetik elektron, dan energi ionisasi dari atom. dengan  frekuensi foton datang,  frekuensi foton yang diemisikan (Nur, 2011).

Tabel.2.1 Beberapa energi eksitasi dan ionisasi dari bentuk atomik atau molekul dari beberapa gas (Boenig, 1988).

Gas		Energi Eksitasi	Energi Ionisasi
		(eV)	(eV)
Oksigen	O2	7,9	12,5
	O	1,97 ; 9,15	13,61
Nitrogen	N2	6,3	15,6
	N	2,38 ; 10,33	14,54
Hidrogen	H2	7,0	15,4
	H	10,16	13,54
Raksa	Hg	4,89	10,43
	Hg2		9,6
Air	H2O	7,6	12,59
Natrium Oksida	NO	5,4	9,5
	NO2		11,0

Tabel.2.2 Energi dalam lucutan pijar dan ikatan (Boenig, 1988).

Konstituen	Energi, eV
Dalam lucutan pijar
Elektron	0 - 20
Ion	0  -  2
Metastabil/eksitasi	0 - 20
UV/Visible	3 - 40
Dalam Ikatan
C-H	4,3
C-N	3,17
C-Cl	3,52
C-F	5,53
C=O	7,78
C-C	3,61
C=C	6,35