Kimia inti

1. SOFIAN ARITONANG
MAHASISWAPASCA KIMIA KELAS B

2. • Animasi kimia inti

3. 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

4. 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

5. 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)
UHePu 235
92
4
2
239
94 +→

6. 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

7. 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
Setelah n kali waktu paruh, tersisa 1/2n
bagian

8. Ernest Rutherford :
HOHeN 1
1
17
8
4
2
14
7 +→+
James Chadwick :
nCHeBe 1
0
12
6
4
2
9
4 +→+
Contoh:
Bila Kalium-39 ditembak dgn neutron akan terbentuk klor-36.
Partikel apakah yg terpancar?
HeClnK 4
2
36
17
1
0
39
19 +→+

9. 3.6 RADIOAKTIF TERINDUKSI
yaitu : pancaran radioaktif baru, yg dihslkan dr suatu inti
radioaktif yg terbentuk dr reaksi inti sebelumnya
nPHeAl 1
0
30
15
4
2
27
13 +→+
SieP 30
14
0
1
30
15 +→ +
neH 0
1
0
1
1
1 +→ +
Contoh:
Karbon-10 memancarkan positron ketika meluruh. Tuliskan
reaksinya!
Jawab:
BeC 10
5
0
1
10
6 +→ +

10. 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

11. 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

12. 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
darah merah

13. 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
3
H Tritium Penentuan total air tubuh

14. Teknetium-99m* diperoleh dr peluruhan molibdenum 99
γ++→ − eTcMo m 0
1
99
43
99
42
*m = metastabil artinya
isotop tsb akan melepas sjmlh energi utk menjadi isotop
yg sama tp lbh stabil
γ+→ TcMo 99
43
99
42
Emisi Positron Tomografi Transaksial (PETT)
Utk mengukur proses dinamis dlm tubuh, spt aliran darah atau laju
metabolisme oksigen/glukosa
eBC 0
1
11
5
11
6 ++→
γ20
1
0
1 →+−+ ee

15. 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 thn
batuan bulan 4,5 x 109 thn karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)

16.  Karbon-14 (t1/2 = 5730 thn)
Utk menentukan umur benda purbakala & mendeteksi
keaslian benda purbakala 14
C terbtk di lap atmosfir atas
HCnN 1
1
14
6
1
0
14
7 +→+
)hidupmakhlukdi(
14
6)atmosfirdi(
14
6 CC →
jk makhluk hidup mati maka:
NC berkurang
14
7)(
14
6 →

17.  Tritium (t1/2 =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 109 10000 thn – contoh
bumi tertua
Batuan, kerak bumi
187
Rh 4,3 x 109 4 x 107
thn – contoh
tertetua di dunia
Meteorit
238
U 4,5 x 109
107
- contoh tertua Batuan, kerak bumi

18. Contoh
Sepotong kayu fosil mempunyai aktivitas karbon-14, 1/8 x
aktivitas dlm kayu baru. Berapa umur fosil tsb? (t1/2
14
C = 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)
UnU 239
92
1
0
238
92 →+ eNpU 0
1
239
93
238
92 −+→

19. 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
235
U di alam 0,7% → utk bom atom dibutuhkan 90%
campuran isotop U + gas F2 → UF6 (volatil)
235
UF6 lbh ringan & lbh cepat bergerak dibandingkan 238
UF6 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)
UnU 239
92
1
0
238
92 →+ ePuNp 0
1
239
94
239
93 −+→nNpU 0
1
239
93
239
92 +→

20. 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
U235
92
Pu239
94

21. 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 1
0
143
54
90
38
1
0
235
92 3++→+ eCsXe 0
1
143
55
143
54 −+→

22. Komponen Debu Radioaktif:
90
Sr, 143
Xe,143
Cs, 14
C, 3
H
 90
Sr
• 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
 131
I
• t1/2 = 8 hari
• terbawa mealalui rantai pangan
• dlm tubuh ada di kelenjar gondok
• bermanfaat utk pelacakan diagnostik

23.  143
Cs
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

27. 3.14 ENERGI IKATAN INTI
Energi ikatan inti adl
Energi yg tbtk dr sebagian massa apabila neutron & proton
dibiarkan bersama-sama membtk inti
Henp 4
2
1
0
1
1 2 →+
{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

28. 3.15 REAKSI TERMONUKLIR
Reaksi Termonuklir di matahari
eHeH 0
1
4
2
1
1 2++→4
Bom Hidrogen
nHeHH 0
1
4
2
3
1
2
1 +→+
HHenLi 3
1
4
2
1
0
6
3 +→+

29. SOAL LATIHAN
1. Istilah informasi yg kurang pd persamaan berikut yg
menggambarkan deret peluruhan radioaktif
eClS 0
1
?
17
32
16 −+→
?14
7
14
8 +→ NO
??
?
235
? +→ ThU
ePo 0
1
?
?
214
? ? −+→
2. Lengkapi persamaan berikut:
HHNa 1
1
2
1
23
11 ? +→+
HeMnCo 4
2
56
25
59
27 ? +→+
eHU 0
1
2
1
238
92 ? −+→+
?254
102
13
6
246
96 +→+ NoCCm
nEsNU 1
0
246
?
14
7
238
92 ?+→+
a.
b.
c.
d.
a.
b.
c.
d.
e.

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