KIMIA INTI - IPB University
Transcript of KIMIA INTI - IPB University
KIMIA INTIInti atom:proton = 1.007276 sma ≈1 smaneutron = 1.008665 sma ≈ 1 sma
Simbol inti :A
Zket : Z = nomor atom = ∑ proton
A = nomor massa = ∑p + ∑n.
Contoh :
Berarti : no atom 17, ∑p= 17 dan ∑n= 35-17 = 18
3517
Isotop :Atom yang jml protonnya sama tp berbeda jml neutronnya
Contoh : Atom hidrogen
Hidrogen Deuterium TritiumProton 1 1 1
Neutron 0 1 2Elektron 1 1 1
Inti tdk stabil⇒ meluruh ⇒ radiasi
Ra → Rn + α ≈ HeTh → Pa +β ≈ eN → P + e
22688
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 2Beta 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 =92Muatan inti (nomor atom) 92 adalah uranium (U)
U He Pu 23592
42
23994 +→
WAKTU PARUHYaitu 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 bagianSetelah 2 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/2 = 1/4 bagianSetelah 3 waktu paruh, tersisa 1/2 x 1/4 = 1/8 bagianSetelah 4 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)3 = (1/2)4 = 1/16 bagianSetelah 5 waktu paruh, tersisa 1/2 x (1/2)4 = (1/2)5 = 1/32 bagian
2/195 B t = 8 x 10-19 detik
2/123892 U t = lama sekali
3.5 Transmutasi buatanTransmutasi : Perubahan suatu unsur menjadi unsur lain
alamibuatan
Reaksi umum : α, n, partikel subatomik lain + inti stabil → pemancaran radioaktif
2. Bila dimulai dgn 16 juta atom radioaktif, berapa yg tertinggalstl 4 waktu paruh?Jawab:
Tersisa = (1/2)4 = 1/16 x 16 juta = 1 juta atom
Setelah n kali waktu paruh, tersisa 1/2n bagian
Ernest Rutherford :
HOHeN 11
178
42
147 +→+
James Chadwick :
nCHeBe 10
126
42
94 +→+
Contoh:Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36. Partikel apakah yg terpancar?
HeClnK 42
3617
10
3919 +→+
3.6 RADIOAKTIF TERINDUKSIyaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya
n P He Al 10
3015
42
2713 +→+
Si e P 3014
01
3015 +→ +
n e H 01
01
11 +→ +
Contoh:Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskanreaksinya!Jawab:
B e C 105
01
106 +→ +
3.7 DAYA TEMBUSDaya Tembus : α < β < γDaya ionisasi : α > β > γ
α dpt ditahan oleh lapisan kulitdpt ditahan selembar kertas
β dpt ditahan papan kayu atau Al
γ dpt menembus & merusak organdpt ditahan oleh beberapa cm Pb
Penggunaan Isotop Keterangan
Kebocoran pipa Isotop ygpendek umurnya Alat pencacah Geiger
Penyerapanpupuk P Isotop P Hasilnya disebut autoradiograf
Pertanian -Menguji keefektifan pupuk & herbisida Membandingkan nilai nutrisi pakan Pemberantasan hama
Penelitian dasar 14C Mekanisme fotosintesis jalurmetabolisme hewan & manusia
3.8 penggunaan radioisotopIsotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk, mempunyaitingkah laku yg sama dlm proses kimia & fisika → pelacak
3.9 PENGOBATAN NUKLIRISOTOP NAMA PENGUNAAN
51Cr Kromium-51 Penentuan volume sel darah & volume darah total
58Co Kobalt-58 Penentuan serapan vit. B1260Co Kobalt-60 Perlakuan radiasi utk kanker
131I Iod-131Deteksi ktdk beresan fs tiroid; pengukuran aktifitas hati & metabolisme lemak; perlakuan utk kanker tiroid
59Fe Besi-59 Pengukuran laju pembentukan & umur sel darah merah
ISOTOP NAMA PENGUNAAN
32P Fosfor-32 Deteksi kanker kulit /kanker jaringan yg terbuka krn operasi
226Ra Radium-226 Terapi radiasi utk kanker
24Na Natrium-24 Deteksi konstriksi 7 obstruksi dlm sistem sirkuler
99Tcm Teknetium-99m Diagnosis beberapa penyakit3 H Tritium Penentuan total air tubuh
Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99γ++→ − eTcMo m 0
19943
9942
*m = metastabil artinyaisotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotopyg sama tp lbh stabil
γ+→ TcMo 9943
9942
Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT)Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju metabolisme oksigen/glukosa
eBC 01
115
116 ++→
γ201
01 →+−+ ee
3.10 PENENTUAN UMUR DGN RADIOISOTOP
Waktu paruh isotop tertentu dpt digunakan utk memperkirakan umur batuan & benda purbakala
Uranium-238 (t1/2 = 4,5 x 109 thn)
PbU 206238 →→
Utk memperkirakan umur batuan batuan bumi 3-3,5 x 109 thn umur bumi 4,5-5,0 x 109 thnbatuan bulan 4,5 x 109 thn karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)
Karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)
Utk menentukan umur benda purbakala & mendeteksi keaslian benda purbakala 14C terbtk di lap atmosfir atas
HCnN 11
146
10
147 +→+
)hidupmakhluk di(146)atmosfir di(
146 CC →
jk makhluk hidup mati maka:
NC berkurang147)(
146 →
Tritium (t1/2 =5730 thn)Utk penentukan umur benda sampai 100 thn
Isotop T1/2(tahun)
Selang umur yg diukur Penerapan
14C 5730 500-50000 thn Batubara, bhn organik
3H 12,3 1-100 thn Anggur tua
40K 1,3 x 109 10000 thn – contoh bumi tertua Batuan, kerak bumi
187Rh 4,3 x 109 4 x 107 thn – contoh tertetua di dunia Meteorit
238U 4,5 x 109 107- contoh tertua Batuan, kerak bumi
Contoh Sepotong kayu fosil mempunyai aktivitas karbon-14, 1/8 x aktivitas dlm kayu baru. Berapa umur fosil tsb? (t1/2
14C = 5730 thn)Jawab :14C tlh melewati 3 waktu paruh yaitu (1/2)3= 1/8jadi umur fosil = 3 x 5730 = 17190 thn
3.11 PEMBUATAN BOMfisi inti : inti dipecah dgn penembakan shg dihslkan fragmen inti yg lebih kecil, & dibebaskan energi yg sgt besar
Enrico Fermi & Emilio Segre (1934)
UnU 23992
10
23892 →+ eNpU 0
123993
23892 −+→
Otto Hahn & Fritz Strassman (1938)Atom uranium terpecah → Ba, La, CeLise Meitner & Otto frischMenghitung energi yg berkaitan dgn pembelahan uraniumPengayaan Uranium-235235U di alam 0,7% → utk bom atom dibutuhkan 90%campuran isotop U + gas F2 → UF6 (volatil)235UF6 lbh ringan & lbh cepat bergerak dibandingkan 238UF6 shg dpt dipisahkanGlenn T. SeaborgUranium-238 tdk akan pecah jk dibombardir oleh neutron U → Np → Pu (dpt dipecah, cocok utk pembuatan bom atom)
UnU 23992
10
23892 →+ ePuNp 0
123994
23993 −+→nNpU 0
123993
23992 +→
sebelum suatu bhn yg dpt mptahankan reaksi berantai, maka diperlukan jml minimum ttt yg disebut massa kritis
contoh : uranium-235 mempunyai massa kritis 4 kgpenggabungan sjml inti < massa kritis akan memicu reaksi rantai → pembuatan bom atom
→ Hiroshima, 6 Agustus 1945
→ Nagasaki, 9 Agustus 1945
U23592
Pu 23994
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:
nXeSrnU 10
14354
9038
10
23592 3++→+ eCsXe 0
114355
14354 −+→
Komponen Debu Radioaktif:90Sr, 143Xe,143Cs, 14C, 3H
90Sr• mirip dgn Ca• t1/2 = 28 thn• masuk ke tubuh melalui susu & sayuran serta terserap
ke dlm tulang• merupakan sumber radiasi internal selam beberapa thn
131I• t1/2 = 8 hari• terbawa mealalui rantai pangan • dlm tubuh ada di kelenjar gondok• bermanfaat utk pelacakan diagnostik
143Csmirip dgn Kt1/2 = 30 thndiperoleh melalui sayuran, susu, & daging
3.13 EFEK RADIASIRadiasi : dpt menguntungkan & merugikanPartikel berenergi tinggi & sinar melepaskan e- dr atom → ionJk tjd dlm tubuh akan berbahaya, misalnya H2O → H2O2
• Merusak sel darah putih• Mempengaruhi sumsum tulang → anemia• Merangsang leukimia• Perubahan molekul DNA → mutasi
3.14 ENERGI IKATAN INTIEnergi ikatan inti adl Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton dibiarkan bersama-sama membtk inti
Henp 42
10
11 2 →+
{2 x 1,007276} + {2 x 1,008665} → 4,001506 sma4,031882 sma → 4,001506 sma
Δm = 0,030376 smamassa hilang sebesar Δm sbg energi ≈ Energi ikatbdsrkan rumus Einstein, E = mc2 maka m setara dgn E
3.15 REAKSI TERMONUKLIRReaksi Termonuklir di matahari
eHeH 01
42
11 2++→4
Bom Hidrogen
nHeHH 01
42
31
21 +→+
HHenLi 31
42
10
63 +→+
SOAL LATIHAN1. Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg
menggambarkan deret peluruhan radioaktif
eClS 01
?17
3216 −+→
?147
148 +→ NO
???
235? +→ ThU
ePo 01
??
214? ? −+→
2. Lengkapi persamaan berikut:
HHNa 11
21
2311 ? +→+
HeMnCo 42
5625
5927 ? +→+
eHU 01
21
23892 ? −+→+
?254102
136
24696 +→+ NoCCm
nEsNU 10
246?
147
23892 ?+→+
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