BAB 3 KIMIA INTI

X X KIMIA INTI Inti atom: proton = 1.007276 sma 1 sma neutron = 1.008665 sma  1 sma X A Z ket : Z = nomor atom =  proton A = nomor massa = p + n. Simbol inti : X 35 17 Contoh : Berarti : no atom 17, p= 17 dan n= 35-17 = 18

Isotop : Radioaktivitas alam Atom yang jml protonnya sama tp berbeda jml neutronnya Contoh : Atom hidrogen Hidrogen Deuterium Tritium Proton 1 Neutron 2 Elektron Radioaktivitas alam Inti tdk stabil meluruh  radiasi Ra  Rn +   He Th  Pa +  e N  P + e

Tabel Peluruhan Radioaktif & Perubahan inti Jenis Radiasi Simbol No. Massa Muatan Perub No massa Perub No. Atom Alfa  4 2 Berkurang 4 Berkurang 2 Beta  1- Tetap Tambah 1 Gamma  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)

WAKTU PARUH Yaitu perioda waktu dimana 50% dari jml atom semula yang ada tlh meluruh = 8 x 10-19 detik = lama sekali Contoh : 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. 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 Setelah n kali waktu paruh, tersisa 1/2n bagian 3.5 Transmutasi buatan Transmutasi : Perubahan suatu unsur menjadi unsur lain  alami  buatan Reaksi umum : , n, partikel subatomik lain + inti stabil  pemancaran radioaktif

Ernest Rutherford : James Chadwick : Contoh: Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36. Partikel apakah yg terpancar?

3.6 RADIOAKTIF TERINDUKSI yaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya Contoh: Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskan reaksinya! Jawab:

3.7 DAYA TEMBUS Daya Tembus :  <  <  Daya ionisasi :  >  >   dpt ditahan oleh lapisan kulit dpt ditahan selembar kertas  dpt ditahan papan kayu atau Al  dpt menembus & merusak organ dpt ditahan oleh beberapa cm Pb

3.8 penggunaan radioisotop Isotop suatu unsur tertentu, radioaktif atau tdk, mempunyai tingkah laku yg sama dlm proses kimia & fisika  pelacak 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 14C Mekanisme fotosintesis jalur metabolisme hewan & manusia

3.9 PENGOBATAN NUKLIR ISOTOP NAMA PENGUNAAN 51Cr Kromium-51 Penentuan volume sel darah & volume darah total 58Co Kobalt-58 Penentuan serapan vit. B12 60Co Kobalt-60 Perlakuan radiasi utk kanker 131I Iod-131 Deteksi 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 penyakit 3 H Tritium Penentuan total air tubuh

Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99 *m = metastabil artinya isotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotop yg sama tp lbh stabil Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT) Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju metabolisme oksigen/glukosa

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) 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 (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 jk makhluk hidup mati maka:

 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

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= 1/8 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)

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) 235UF6 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)

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

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:

 90Sr  131I Komponen Debu Radioaktif: 90Sr, 143Xe,143Cs, 14C, 3H 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

3.13 EFEK RADIASI  143Cs mirip dgn K t1/2 = 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 Perubahan molekul DNA  mutasi

3.14 ENERGI IKATAN INTI Energi ikatan inti adl Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton dibiarkan bersama-sama membtk inti {2 x 1,007276} + {2 x 1,008665}  4,001506 sma 4,031882 sma  4,001506 sma m = 0,030376 sma massa hilang sebesar m sbg energi  Energi ikat bdsrkan rumus Einstein, E = mc2 maka m setara dgn E

3.15 REAKSI TERMONUKLIR Reaksi Termonuklir di matahari 4 Bom Hidrogen

SOAL LATIHAN 1. Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg menggambarkan deret peluruhan radioaktif a. c. b. d. 2. Lengkapi persamaan berikut: a. d. b. e. c.

3. Tuliskan persamaan inti yg dinyatakan dgn lambang ini: a. 7Li(p,)8Be b. 33S(n.p)33P c. 239Pu(,n)242Cm d. 238U(,3n)239Pu