KIMIA INTI. Inti atom: proton = sma 1 sma neutron = sma 1 sma. ket : Z = nomor atom = proton A = nomor massa = p + n.

KIMIA INTI

Inti atom:

proton = 1.007276 sma ≈1 sma neutron = 1.008665 sma ≈ 1 sma

Simbol inti : A

Z

ket : Z = nomor atom = ∑ proton A = nomor massa = ∑p + ∑n.

Contoh :

Berarti : no atom 17, ∑p= 17 dan ∑n= 35-17 = 18

35 17

Isotop :

Atom yang jml protonnya sama tp berbeda jml neutronnya

Contoh : Atom hidrogen

Hidrogen Deuterium Tritium

Proton 1 1 1

Neutron 0 1 2

Elektron 1 1 1

Inti tdk stabil⇒ meluruh ⇒ radiasi

Ra → Rn + α ≈ He Th → Pa +β ≈ e N → P + e 226 88

Radioaktivitas alam

Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan inti

Jenis Radiasi Simbol No. Massa Muatan Perub No massa

Perub No. Atom

Alfa α 4 2 Berkurang 4 Berkurang 2

Beta β 0 1- Tetap Tambah 1

Gamma γ 0 0 Tetap Tetap

Contoh :

Plutonium meluruh dgn memancarkan partikel alfa. Unsur apakah yg tbtk?

Jawab :

Massa unsur baru = 239-4 = dan muatannya = 94-2 =92 Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)

U

He

Pu

4₂ 235₉₂

239

WAKTU PARUH

Yaitu perioda waktu dimana 50% dari jml atom semula yang ada tlh meluruh

Contoh :

1. Berapa fraksi atom radioaktif tersisa setelah 5 waktu paruh?

Jawab:

Setelah 1 waktu paruh, tersisa 1/2 bagian

Setelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagian Setelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagian

Setelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)3 _{= (1/2)}4 _{= 1/16 bagian}

Setelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)4 _{= (1/2)}5 _{= 1/32 bagian} 2 / 1 9 5

B

t

= 8 x 10-19 detik 2 / 1 238 92

U

t

= lama sekali

3.5 Transmutasi buatan

Transmutasi : Perubahan suatu unsur menjadi unsur lain $ alami

$ buatan

Reaksi umum : α, n, partikel subatomik lain + inti stabil → pemancaran radioaktif

2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggal stl 4 waktu paruh?

Jawab:

Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta atom

Ernest Rutherford :

H

O

He

N

₂4 17_{8 1}1 14 7

+

→

+

James Chadwick :

n

C

He

Be

₂4 12_{6 0}1 9 4

+

→

+

Contoh:

Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36. Partikel apakah yg terpancar?

He

Cl

n

K

₀1 ₁₇36 ₂4 39 19

+

→

+

3.6 RADIOAKTIF TERINDUKSI

yaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya

n

P

He

Al

4₂ 30_{15 0}1 27 13

+

→

+

Si

e

P

0₁ 30₁₄ 30 15

→

+

+

n

e

H

0₁ 0₁ 1 1

→

+

+

Contoh:

Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskan reaksinya! Jawab:

B

e

C

0₁ 10₅ 10 6

→

+

+

3.7 DAYA TEMBUS

Daya Tembus : α < β < γ Daya ionisasi : α > β > γ

α dpt ditahan oleh lapisan kulit dpt ditahan selembar kertas

β dpt ditahan papan kayu atau Al

γ dpt menembus & merusak organ dpt ditahan oleh beberapa cm Pb

Penggunaan Isotop Keterangan

Kebocoran pipa Isotop yg

pendek umurnya Alat pencacah Geiger Penyerapan

pupuk P Isotop P Hasilnya disebut autoradiograf

Pertanian

-Menguji keefektifan pupuk & herbisida Membandingkan nilai nutrisi pakan Pemberantasan hama

Penelitian dasar 14_C Mekanisme fotosintesis jalur metabolisme hewan & manusia

3.8 penggunaan radioisotop

Isotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk, mempunyai tingkah laku yg sama dlm proses kimia & fisika → pelacak

3.9 PENGOBATAN NUKLIR

ISOTOP NAMA PENGUNAAN

51_{Cr Kromium-51} Penentuan volume sel darah & volume

darah total

58_{Co Kobalt-58 Penentuan serapan vit. B12}

60_{Co Kobalt-60 Perlakuan radiasi utk kanker}

131_{I Iod-131}

Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran aktifitas hati & metabolisme lemak;

perlakuan utk kanker tiroid

59_{Fe Besi-59} Pengukuran laju pembentukan & umur sel

ISOTOP NAMA PENGUNAAN

32_{P Fosfor-32} Deteksi kanker kulit /kanker jaringan

yg terbuka krn operasi

226_{Ra Radium-226 Terapi radiasi utk kanker}

24_{Na Natrium-24} Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm

sistem sirkuler

99_Tcm _Teknetium-99m _{Diagnosis beberapa penyakit}

Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99

γ

+

+

→

Tc

₋

e

Mo

99₄₃ m 0₁ 99 42 *m = metastabil artinya

isotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotop yg sama tp lbh stabil

γ

+

→

Tc

Mo

99₄₃ 99 42

Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT)

Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju metabolisme oksigen/glukosa

e

B

C

11₅ 0₁ 11 6

→

+

+

γ

2

0 1 0 1

+

−

→

+

e

e

3.10 PENENTUAN UMUR DGN

RADIOISOTOP

Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan umur batuan & benda purbakala

 Uranium-238 (t_1/2 = 4,5 x 109 thn)

Pb

U

206

238

→→

Utk memperkirakan umur batuan

batuan bumi 3-3,5 x 109 thn umur bumi 4,5-5,0 x 109 thn batuan bulan 4,5 x 109 thn karbon-14 (t_1/2 = 5730 thn)

 Karbon-14 (t_1/2 = 5730 thn)

Utk menentukan umur benda purbakala & mendeteksi keaslian benda purbakala 14C terbtk di lap atmosfir atas

H

C

n

N

₀1 14_{6 1}1 14 7

+

→

+

) hidup makhluk di ( 14 6 ) atmosfir di ( 14 6

C

→

C

jk makhluk hidup mati maka:

N

C

_{(berkurang )} 14₇

14

 Tritium (t_1/2 =5730 thn)

Utk penentukan umur benda sampai 100 thn

Isotop T1/2 (tahun) Selang umur yg diukur Penerapan 14_{C 5730 500-50000 thn} Batubara, bhn organik 3_{H 12,3 1-100 thn Anggur tua} 40_{K 1,3 x 10}9 10000 thn – contoh

bumi tertua Batuan, kerak bumi

187_{Rh 4,3 x 10}9 4 x 107 thn – contoh

tertetua di dunia Meteorit

Contoh

Sepotong kayu fosil mempunyai aktivitas karbon-14, 1/8 x

aktivitas dlm kayu baru. Berapa umur fosil tsb? (t_1/2 14C = 5730 thn)

Jawab :

14_{C tlh melewati 3 waktu paruh yaitu (1/2)}3_{= 1/8}

jadi umur fosil = 3 x 5730 = 17190 thn

3.11 PEMBUATAN BOM

fisi inti : inti dipecah dgn penembakan shg dihslkan

fragmen inti yg lebih kecil, & dibebaskan energi yg sgt besar

Enrico Fermi & Emilio Segre (1934)

U

n

U

₀1 239₉₂ 238 92

+

→

U

Np

e

0 1 239 93 238 92

→

+

−

Otto Hahn & Fritz Strassman (1938) Atom uranium terpecah → Ba, La, Ce

Lise Meitner & Otto frisch

Menghitung energi yg berkaitan dgn pembelahan uranium

Pengayaan Uranium-235

235U di alam 0,7% → _{utk bom atom dibutuhkan 90%}

campuran isotop U + gas F₂ → UF₆ (volatil)

235_UF

6 lbh ringan & lbh cepat bergerak dibandingkan 238UF6 shg

dpt dipisahkan

Glenn T. Seaborg

Uranium-238 tdk akan pecah jk dibombardir oleh neutron

U → Np → Pu (dpt dipecah, cocok utk pembuatan bom atom)

U

n

U

₀1 239₉₂ 238 92

+

→

Np

Pu

e

0 1 239 94 239 93

→

+

−

n

Np

U

239₉₃ 0₁ 239 92

→

+

sebelum suatu bhn yg dpt mptahankan reaksi berantai, maka diperlukan jml minimum ttt yg disebut massa kritis

contoh : uranium-235 mempunyai massa kritis 4 kg

penggabungan sjml inti < massa kritis akan memicu reaksi rantai → pembuatan bom atom

→ Hiroshima, 6 Agustus 1945 → Nagasaki, 9 Agustus 1945 U 235 92 Pu 239 94

3.12 KIMIAWI PERANG NUKLIR :

DEBU RADIOAKTIF

Ledakan bom menyebabkan kawah dgn lebar 300m & kedalaman 100m

- Radius kerusakan total = 10 km - Radius kematian = 40 km

- Perusakan oleh radioaktif tdk akan habis

Reaksi fisi yg mungkin terjadi:

n

Xe

Sr

n

U

₀1 ₃₈90 143_{54 0}1 235 92

+

→

+

+

3

Xe

Cs

e

0 1 143 55 143 54

→

+

−

Komponen Debu Radioaktif:

90_Sr, 143_Xe,143_Cs, 14_C, 3_H

)

90_Sr

• mirip dgn Ca • t_1/2 = 28 thn

• masuk ke tubuh melalui susu & sayuran serta terserap ke dlm tulang

• merupakan sumber radiasi internal selam beberapa thn

)

131_I

• t_1/2 = 8 hari

• terbawa mealalui rantai pangan • dlm tubuh ada di kelenjar gondok

)

143_Cs

mirip dgn K t_1/2 = 30 thn

diperoleh melalui sayuran, susu, & daging

3.13 EFEK RADIASI

Radiasi : dpt menguntungkan & merugikan

Partikel berenergi tinggi & sinar melepaskan e- dr atom → ion

Jk tjd dlm tubuh akan berbahaya, misalnya H₂O → H₂O₂ • Merusak sel darah putih

• Mempengaruhi sumsum tulang → anemia

• Merangsang leukimia

3.14 ENERGI IKATAN INTI

Energi ikatan inti adl

Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton dibiarkan bersama-sama membtk inti

He

n

p

₀1 ₂4 1 1

+

2

→

{2 x 1,007276} + {2 x 1,008665} → 4,001506 sma 4,031882 sma → 4,001506 sma Δm = 0,030376 sma

massa hilang sebesar Δm sbg energi ≈ Energi ikat

3.15 REAKSI TERMONUKLIR

Reaksi Termonuklir di matahari

e

He

H

₂4 ₁0 1 1

→

+

2

+ 4 Bom Hidrogen

n

He

H

H

₁3 ₂4 ₁0 2 1

+

→

+

H

He

n

Li

₀1 ₂4 ₁3 6 3

+

→

+

SOAL LATIHAN

1. Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg menggambarkan deret peluruhan radioaktif

e

Cl

S

₁₇? 0₁ 32 16

→

+

−

?

14 7 14 8

O

→

N

+

?

? ? 235 ?

U

→

Th

+

e

Po

₁0 ? ? 214 ?

?

→

+

−

2. Lengkapi persamaan berikut:

H

H

Na

₁2 ₁1 23 11

+

→

?

+

He

Mn

Co

₂₅56 ₂4 59 27

+

?

→

+

e

H

U

₁2 ₁0 238 92

+

→

?

+

−

?

254 102 13 6 246 96

Cm

+

C

→

No

+

n

Es

N

U

14₇ 246_{? 0}1 238 92

+

→

+

?

a. b. c. d. d. e. a. b. c.

3. Tuliskan persamaan inti yg dinyatakan dgn lambang ini: a. 7Li(p,γ)8Be

b. 33S(n.p)33P

c. 239Pu(α,n)242Cm d. 238U(α,3n)239Pu