Docstoc

Kimia Inti

Document Sample
Kimia Inti Powered By Docstoc
					                                                                                                     Bab4  4
                                                                                               Kimia Inti


                            Sumber: Photografi from U.S Air Force




Pada bab ini, Anda akan diajak untuk dapat memahami karakteristik unsur-unsur penting,
kegunaan dan bahayanya, serta terdapatnya di alam dengan cara mendeskripsikan unsur-
unsur radioaktif dari segi sifat-sifat fisik dan sifat-sifat kimia, kegunaan, dan bahayanya.



    Ketika mempelajari materi Struktur Atom di Kelas X, Anda pasti telah                        A. Sifat-Sifat Unsur
memahami isotop. Sifat radioaktif suatu isotop dapat terjadi secara alami                          Radioaktif
ataupun buatan.
                                                                                                B. Kegunaan
    Sesungguhnya, Tuhan menciptakan segala sesuatu di alam ini untuk
                                                                                                   dan Dampak
menjadi manfaat bagi umat manusia. Pada kenyataannya, manusia seringkali                           Negatif Unsur
menciptakan sesuatu yang justru bersifat destruktif. Oleh karena itu, dengan                       Radioaktif
mempelajari bab ini, Anda dapat menilai secara pribadi apa yang seharusnya
dilakukan oleh umat manusia berkenaan dengan unsur radioaktif ini. Tahukah
Anda, aplikasi dari materi radioaktif di dalam kehidupan sehari-hari? Peristiwa
bersejarah apa saja yang berkaitan dengan isotop? Adakah dampak negatif
dari penggunaan isotop? Jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut dapat
Anda temukan dengan mempelajari bab ini dengan baik.




                                                                                                                   79
     Soal Pramateri                   A                    Sifat-Sifat Unsur Radioaktif
1.   Apakah yang Anda
     ketahui tentang nuklir?             Masih ingatkah Anda dengan pengertian isotop? Isotop adalah atom-
2.   Tuliskan sifat fisika dan      atom dari suatu unsur yang memiliki nomor atom yang sama, tetapi memiliki
     kimia dari uranium.            nomor massa yang berbeda. Misalnya, unsur hidrogen memiliki 3 buah
3.   Bagaimanakah                   isotop, yaitu protium (1H1 atau H-1), deuterium (1H2 atau H-2), dan tritrium
     konfigurasi elektron dari
     uranium?                       (1H3 atau H-3). Ketiga isotop hidrogen tersebut memiliki jumlah elektron
                                    dan proton (nomor atom) yang sama, tetapi jumlah neutronnya (nomor
                                    massa) berbeda. Perhatikanlah gambar berikut.




                                                            Protium                                Deuterium                           Tritium
                    Gambar 4.1
          Isotop-isotop hidrogen                      Proton                     Neutron            Elektron

                                        Apakah pengaruh dari perbedaan jumlah neutron di dalam suatu inti
                                    atom? Untuk mengetahuinya, lakukanlah kegiatan berikut.

                                                      Selidikilah 4.1
                                                         Pengaruh Perbedaan Jumlah Neutron Suatu Isotop
                                             Tujuan
                                             Menganalisis perbandingan jumlah proton dan neutron suatu isotop untuk
                                             menentukan kestabilan
                                             Alat dan Bahan
                                             Grafik kestabilan isotop
                                             Langkah Kerja
                                             Amati dan pelajarilah grafik berikut. Perhatikan isotop dari unsur C, Zr, Sn,
                                             dan Hg.
                                                      130
                                                                      (1.5 : 1 rasio) 200 Hg
                                                      120                              80


                                                      110
                                                                                                                Pita perbandingan
                                                      100                                                       jumlah p dan n
                                                                     Pita kestabilan                            suatu isotop
                                                      90
                                     Jumlah neutron




                                                      80        (Perbandingan
                                                                  1.4 : 1) 120 Sn
                                                                            50
                                                      70
                                                      6 0 (Perbandingan
                                                            1.25 : 1) 90 Zr
                                                                      40
                                                      5 0 (Perbandingan
                                                      40    1 : 1) 12C6

                                                      30                            1 : 1 perbandingan
                                                                                    neutron dan
                                                      20                            proton
                                                      10
                                                       0
                                                            0   10    20    30    40 50        60 70 80
                                                                           Jumlah proton                       Sumber: Chemistry the Central Science, 2000




80     Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
 Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.
 a. Dari keempat isotop yang tercantum dalam grafik, isotop mana saja yang
    perbandingan jumlah proton dan neutronnya <1?
 b. Dari keempat isotop yang tercantum dalam grafik, isotop mana saja yang
    perbandingan jumlah proton dan neutronnya >1?
 c. Bagaimanakah cara menentukan kestabilan isotop-isotop tersebut?
 d. Isotop mana saja yang bersifat stabil?
 e. Bagaimanakah cara isotop yang tidak stabil mencapai kestabilannya?
Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.

   Apakah yang Anda peroleh dari analisis pada kegiatan tersebut? Untuk
mengetahuinya, perhatikan penjelasan berikut.                                     Kata Kunci
                                                                                  •   Isotop
1. Kestabilan Isotop                                                              •
                                                                                  •
                                                                                      Pita kestabilan
                                                                                      Radioaktif
    Kestabilan suatu isotop dipengaruhi oleh perbandingan jumlah neutron
dan protonnya. Suatu isotop bersifat stabil jika jumlah proton dan neutronnya
sama. Dengan kata lain, perbandingan jumlah neutron dan protonnya adalah 1.
Pada grafik, isotop yang stabil berada pada pita kestabilan. Tabel berikut
ini menginformasikan beberapa contoh isotop stabil.

 Tabel 4.1 Contoh-Contoh Isotop Stabil
  Isotop      Jumlah Neutron (n)   Jumlah Proton (p)    Perbandingan n dan p
   12
    6    C            6                    6                      1
   16
    8    O            8                    8                      1
   2
        H             1                    1                      1
   1
                                                                                  Anda Harus
     Bagaimana jika perbandingan jumlah neutron dan protonnya lebih besar           Ingat
dari satu (>1)? Isotop yang memiliki perbandingan jumlah neutron dan               Suatu isotop bersifat
protonnya lebih besar dari satu bersifat tidak stabil. Dengan kata lain, jumlah    stabil jika jumlah proton
neutronnya lebih banyak dibandingkan jumlah proton. Suatu isotop akan              dan neutronnya sama.
bersifat semakin stabil jika perbandingan jumlah neutron dan protonnya                You Must Remember
mendekati angka satu. Pada grafik, isotop yang tidak stabil dengan                 Stabil isotop have the same
perbandingan jumlah neutron dan protonnya lebih besar dari satu berada             number of proton and
di atas pita kestabilan. Tabel berikut menginformasikan beberapa contoh            neutron.
isotop tidak stabil yang berada di atas pita kestabilan.

 Tabel 4.2 Contoh-Contoh Isotop Tidak Stabil yang Berada di Atas Pita
           Kestabilan
  Isotop      Jumlah Neutron (n)   Jumlah Proton (p)    Perbandingan n dan p

   90
   40   Zr            50                   40                   1,25
   120
    50   Sn           70                   50                   1,44
   200
    80   Hg          120                   80                    1,5
   14
    6   C             8                    6                     1,3

    Selain memiliki perbandingan jumlah neutron dan proton lebih besar
dari satu, suatu isotop bersifat tidak stabil jika perbandingan jumlah neutron
dan protonnya lebih kecil dari satu. Dengan kata lain, jumlah neutronnya
lebih sedikit dibandingkan jumlah proton. Pada grafik, isotop yang tidak
stabil dengan perbandingan jumlah neutron dan protonnya lebih kecil dari
satu (<1) berada di bawah pita kestabilan. Tabel berikut ini menginformasikan
beberapa contoh isotop tidak stabil yang berada di bawah pita kestabilan.




                                                                                                 Kimia Inti    81
                                        Tabel 4.3 Contoh-Contoh Isotop Tidak Stabil yang Berada di Bawah Pita
                                                  Kestabilan
                                         Isotop     Jumlah Neutron (n)            Jumlah Proton (p)           Perbandingan n dan p
                                           1
                                           1
                                               H                  0                           1                        0
                                                                                                                       5
                                           11
                                            6
                                                C                 5                           6
                                                                                                                       6
                                           7
                                           4
                                               Be                 3                           4                        3
                                                                                                                       4

                                       2. Cara Isotop Tidak Stabil Mencapai Kestabilannya
                                            Setiap isotop cenderung untuk berada dalam keadaan stabil (jumlah
                                       neutron = jumlah proton). Begitu pula dengan isotop yang tidak stabil (jumlah
                                       neutron > jumlah proton). Bagaimanakah cara isotop tidak stabil mencapai
         Legenda                       kestabilannya? Isotop-isotop yang tidak stabil secara alami mencapai
                                       kestabilannya dengan cara meluruh, yaitu melepaskan neutron atau menarik
               Kimia                   proton. Pada saat meluruh, isotop-isotop tersebut melepaskan radiasi berupa
                                       energi disertai dengan pemancaran partikel. Oleh karena isotop-isotop yang
                                       tidak stabil melepaskan radiasi ketika meluruh untuk mencapai kestabilannya,
                                       isotop tidak stabil bersifat radioaktif dan sering disebut dengan istilah
                                       radioisotop. Sifat keradioaktifan ini ditemukan kali pertama oleh Antoine
                                       Becquerel pada 1896.
                                           Ada beberapa jenis partikel yang dipancarkan pada saat radioisotop
                                       meluruh, di antaranya partikel alfa ( 4 He atau 2 α ), partikel beta ( −0 e atau −1 β ),
                                                                               2
                                                                                       4
                                                                                                               1
                                                                                                                         0

                                       sinar gama ( 0 γ ) , dan positron ( 1 e ).
                                                      0                    0

                                           Berikut ini beberapa contoh reaksi peluruhan radioisotop dan partikel
                                       yang dipancarkannya.

Antoine Becquerel (1852–
                                       a. Peluruhan yang Memancarkan Partikel Alfa
1908) adalah seorang                       Isotop uranium dengan nomor atom 92 (jumlah proton = 92) dan nomor
ilmuwan Prancis.
Penelitiannya dilatarbelakangi
                                       massa 238 (jumlah neutron = 146) bersifat tidak stabil karena perbandingan
oleh rasa ketertarikannya              n dan p > 1. Untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, isotop 238 U akan
                                                                                                          92
terhadap sinar X yang                  meluruh menjadi 234 Th dengan memancarkan partikel alfa.
                                                        90
ditemukan oleh Roentgen.
Saat mempelajari sinar X, ia
terhambat pada satu jenis
                                                                         238
                                                                          92    U → 234 Th + 4 He
                                                                                     90      2
radiasi penembus yang tak                                                             atau
tampak. Pada 1896 dia
menemukan bahwa kristal                                                   238
                                                                                U    234         4
                                                                                            Th + 2
                                                                                       90
senyawa uranium dapat
                                                                          92


memberi bayangan
“berkabut” dalam film
fotografi.
                                       b. Peluruhan yang Memancarkan Partikel Beta
     Akan tetapi, hambatan                 Isotop sesium dengan nomor atom 55 (jumlah proton = 55) dan nomor
tersebut mengantarkannya               massa 137 (jumlah neutron = 82) bersifat tidak stabil karena perbandingan n
pada suatu temuan baru.
Setelah melakukan beberapa             dan p > 1. Untuk mencapai keadaan yang lebih stabil, isotop 137 Cs akan
                                                                                                         55
uji coba tambahan, Becquerel
menyimpulkan bahwa kristal
                                       meluruh menjadi      137
                                                             56   Ba dengan memancarkan partikel beta.
senyawa uranium memancar-
kan radiasi sendiri.                                                     137
                                                                                Cs → 137 Ba +         0
                                                                                                          e
                                                                          55          56             −1
     Sumber: Jendela Iptek “Materi “
                             1996
                                       c. Peluruhan yang Memancarkan Sinar Gama
                                           Pemancaran sinar gama terjadi pada atom dalam keadaan tereksitasi
                                       (bersifat tidak stabil). Perpindahan dari keadaan tereksitasi menjadi keadaan
                                       stabil dengan energi yang lebih rendah terjadi dengan disertai pemancaran
                                       sinar gama. Peluruhan jenis ini biasanya merupakan kelanjutan dari peluruhan




82     Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
alfa atau beta. Misalnya peluruhan kobalt-60 menjadi nikel-60 yang
memancarkan partikel beta.
     60           60
                                  0
     27   Co →   28    Ni* +     −1   e
   * = keadaan tereksitasi
   Kemudian, 60Ni berpindah ke bentuk stabil sambil memancarkan sinar
gama.
                    γ
     60      60

    28 Ni* → 28 Ni+


d. Peluruhan yang Memancarkan Positron
    Partikel positron mirip dengan partikel beta. Hanya saja, positron
bermuatan positif, sedangkan beta bermuatan negatif.
     22
     11   Na → 22 Ne + 0 e
               10      1                                                            Anda Harus
     Contoh                 4.1                                                       Ingat
                                                                                     Beberapa inti, seperti
                                                                                     uranium-238 tidak dapat
Tentukan partikel yang dipancarkan dari reaksi peluruhan berikut dan lengkapi
                                                                                     mencapai kestabilan
persamaan reaksinya.                                                                 dengan hanya satu kali
                      218
     222
           Rn →             Po + A X                                                 emisi sehingga dihasilkan
a)    86              84         z
                                                                                     suatu deret emisi.
     59          59
                                                                                     Uranium-238 meluruh
b)   26   Fe → 27 Co + A X
                       z                                                             menjadi torium-234 dan
     95          95                                                                  akan berlanjut sampai
c)   86   Tc → 42 Mo + A X
                       z                                                             dengan terbentuk inti yang
                                                                                     stabil yaitu timbal-206.
Jawab                                                                                You Must Remember
Untuk menentukan partikel yang dipancarkan dari suatu reaksi peluruhan, Anda
harus menyetarakan nomor massa dan nomor atom pada ruas kanan dan ruas kiri.         Some nuclei, like uranium
a) Nomor massa Rn (ruas kiri) = 222, sedangkan nomor massa Po (ruas kanan) =         -238, cannot gain stability
    218. Agar setara, jumlah nomor massa di ruas kanan harus ditambahkan 4.          by a single emission
                                                                                     consequently, a series of
    Nomor atom Rn (ruas kiri) = 86, sedangkan nomor atom Po (ruas kanan) = 84.       successive emissions
    Agar setara, jumlah nomor atom di ruas kanan harus ditambahkan 2. Berarti,       occurs. Uranium-238
    partikel yang dipancarkan adalah partikel yang memiliki nomor massa = 4          decays to thorium-234 and
                                                                 4
    dan nomor atom = 2. Partikel tersebut adalah partikel alfa ( 2 He ).             it will continue until a stable
    222       218      4                                                             nucleus, lead-206, is
     86 Rn →   84 Po + 2 He                                                          formed.
     Dengan prinsip yang sama dengan nomor a, partikel yang dipancarkan pada
     reaksi nomor b dan c adalah
b)   Partikel beta
      59      59       0
      26 Fe → 27 Co + -1 e

c)   Partikel positron                                                              Kata Kunci
     95       95      0
      43Tc → 42 Mo + 1 e                                                            Peluruhan radioaktif



3. Deret Peluruhan Radioaktif
     Perhatikan kembali reaksi peluruhan isotop 238 U menjadi 234 Th yang
                                                 92            90

memancarkan partikel alfa.
                                          238        234    4
                                           92   U→     Th + 2 He
                                                      90

    Pada reaksi ini, isotop 238 U yang tidak stabil meluruh menjadi isotop 234 Th
                             92                                             90
yang bersifat lebih stabil. Meskipun demikian, isotop 234 Th masih bersifat
                                                            90
tidak stabil karena perbandingan jumlah neutron dan protonnya masih >1.
Oleh karena itu, 234 Th masih dapat meluruh hingga berubah menjadi isotop
                   90
yang stabil (n : p = 1). Untuk mencapai keadaan tersebut, diperlukan sekitar
14 kali reaksi peluruhan. Perhatikanlah grafik berikut.



                                                                                                     Kimia Inti    83
                                                  238
                                                  236
                                                  234
                                                  232
                                                                                       Th     Pa     U
                                                                                                                      Menunjukkan
                                                  230                                                                 pelepasan partikel α
                                                                                             Th
                                                  228
                                                  226                                                                 Menunjukkan
                                                                                  Ra                                  pelepasan partikel β
                                                  224



                                   Nomor massa
                                                  222
                                                                            Rn
                                                  220
                                                  218
                                                                  Po
                                                  216
                                                  214
                                                           Pb    Bi Po
                                                  212
                                                  210
                                                  208
                                                           Pb    Bi Po
                   Gambar 4.2                     206
                                                  204       Pb
      Deret peluruhan radioaktif
                   uranium-238
                                                          81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93
                                                          Ti Pb Bi Po A t Rn Fr Ra Ac Th P a U Np
                                                                    Nomor atom
                                                            Sumber: Chemistry the Central Science, 2000

                                          Gambar tersebut menunjukkan 14 reaksi peluruhan, dimulai dari
                                                                                                          206
                                     isotop 238 U yang tidak stabil hingga mencapai kestabilannya (isotop 82 Pb ).
                                             92
                                     Kumpulan reaksi peluruhan seperti itu disebut deret radioaktif.

                                     4. Reaksi Transmutasi
                                          Sifat radioaktif suatu isotop dapat terjadi secara alami ataupun buatan.
                                     Isotop-isotop yang mengalami reaksi peluruhan yang telah Anda pelajari
                                     sebelumnya merupakan radioisotop alami. Selain radioisotop alami, ada juga
                                     radioisotop buatan. Artinya, sifat radioaktifnya diperoleh melalui campur
                                     tangan manusia. Tahukah Anda, bagaimana cara membuat radioisotop buatan?
                                          Ernest Rutherford adalah ilmuwan yang kali pertama membuat
                                     radioisotop buatan. Pada 1919, Rutherford menembakkan partikel alfa ke gas
                                     nitrogen. Penembakan ini menghasilkan isotop oksigen yang bersifat radioaktif.
                                                                                             4
                                                                                  14                 17
                                                                                   7   N + 2 He +     8   O + 1p
                                                                                                              1

Kata Kunci                               Jadi, radioisotop buatan dapat dibuat dengan cara menembakkan
•    Transmutasi
•    Waktu paruh                     partikel ke inti atom. Reaksi penembakan tersebut dikenal dengan istilah
                                     reaksi transmutasi dan persamaan reaksinya dapat disingkat dengan lambang
                                     sebagai berikut.
                                                                    14        17
                                                                     7 N(α ,p) 8 O



                                                        Lintasan partikel
                                                                       Ruang vakum                       Sumber tegangan
                                                 Pompa vakum



                   Gambar 4.3
      Bagan alat yang digunakan
     untuk membuat radioisotop          Sumber partikel
                                                    Target                                  Magnet
                        buatan.
                                                          Sumber: Chemistry the Central Science, 2000




84    Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
             Contoh             4.2                                                                       Anda Harus
Lengkapilah persamaan reaksi transmutasi                             27
                                                                     13   Al (α ,n) 30 P .
                                                                                    15
                                                                                                            Ingat
                                                                                                              Waktu paruh adalah waktu
Jawab                                                                                                         yang dibutuhkan oleh suatu
                                                                                                              radioisotop untuk meluruh
Unsur               27
                    13   Al dan partikel α ( 2 He ) ditulis di ruas kiri, sedangkan unsur
                                             4                                               30
                                                                                             15   P dan       separuhnya.

partikel n ditulis di ruas kanan. Sehingga, persamaan reaksinya adalah                                            You Must Remember
  27                                                                                                          Half-life is the time needed
  13
             4             1
        Al + 2 He → 30 P + 0 n
                    15                                                                                        for radioisotop to decay a
                                                                                                              half.


      Buktikanlah oleh Anda
                                                                                                          Kupas
                    243
                                                                                                                                Tuntas
  Isotop                 Th mengalami 6 tahap penguraian dengan memancarkan sinar-                dan 7
                     90                                                                                   Jika 32 g radioisotop X yang
  tahap penguraian sinar-                        . Akhirnya, isotop tersebut menghasilkan isotop          memiliki waktu paruh 5 hari
    206
                                                                                                          disimpan selama 20 har,i
     82     Pb yang stabil. Buktikanlah bagaimana isotop tersebut dapat menjadi 206 Pb .
                                                                                 82                       sisa radioisotop tersebut
                                                                                                          adalah ....
  Diskusikan hasil yang Anda peroleh dengan teman Anda.                                                   A. 0,200 g
                                                                                                          B. 0,625 g
                                                                                                          C . 1,600 g
5. Waktu Paruh                                                                                            D. 2,000 g
                                                                                                          E. 6,250 g
    Berapakah waktu yang diperlukan suatu radioisotop untuk meluruh?                                      Pembahasan
Waktu meluruh setiap radioisotop berbeda-beda, ada yang ribuan tahun, ada                                 No =    32 g
juga yang hanya membutuhkan waktu beberapa detik. Istilah yang biasanya                                   t2
                                                                                                              1
                                                                                                                   =       5 hari
digunakan untuk menyatakan waktu yang diperlukan suatu radioisotop untuk                                  t        =       20 hari
meluruh adalah waktu paruh. Waktu paruh didefinisikan sebagai waktu yang                                  Nt
                                                                                                                       1
                                                                                                                   = ( 2 )n× N0
dibutuhkan oleh suatu radioisotop untuk meluruh separuhnya. Waktu paruh                                                    t
suatu radioisotop ditentukan dengan cara mengukur perubahan radiasi dari                                  n        =      t21

massa suatu radioisotop selama periode tertentu. Perhatikanlah Gambar 4.4                                                  20
                                                                                                          n        =          =4
berikut ini yang memperlihatkan waktu paruh 90Sr.                                                                           5
                                                                                                                            1
             10.0                                                                                         Nt       =       ( 2 )4× 32
                                                                                                                           32
                                                                                                          Nt       =          =2
                                                                                                                           16
              8.0                                                                                         Jadi, Nt atau sisa radioisotop
Sr (gram)




                                                                                                          X setelah 20 hari adalah (D)
                                                                                                          2,000 g.
              6.0                                                                                                                       SPMB 2003
                                     waktu paruh 1
90
Massa




              4.0

                                                waktu paruh 2
              2.0                                          waktu paruh 3
                                                                                                          Gambar 4.4
                                                                           waktu paruh 4
                                                                                                          Grafik Waktu terhadap
              0                                                                                           Massa 90Sr
                    0          20        40       60        80       100        120
                                              Waktu (tahun)
                                    Sumber: Chemistry the Central Science, 2000

    Dengan mengetahui waktu paruh suatu radioisotop, kita dapat
menentukan massa suatu radioisotop setelah meluruh selama waktu tertentu.
Kita juga dapat menentukan waktu paruh jika mengetahui massa isotop
sebelum dan setelah meluruh serta lama peluruhannya. Berikut ini rumus
yang dapat digunakan untuk melakukan perhitungan yang berkaitan dengan
waktu paruh.



                                                                                                                                 Kimia Inti   85
                                                                                                        t
                                                                          Nt = ( 1 )n × N0
                                                                                 2
                                                                                                  n =t1
                                                                                                         2


                                       Keterangan:
                                       N t = banyaknya radioisotop yang tersisa setelah meluruh selama t satuan
                                             waktu
                                       N0 = banyaknya radioisotop mula-mula
                                       t   = lamanya radioisotop meluruh
                                       t 1 = waktu paruh
                                         2


          Legenda                            Tabel berikut menunjukkan waktu paruh beberapa radioisotop.
                Kimia                  Tabel 4.4 Waktu Paruh Beberapa Radioisotop Alam dan Buatan
                                                 Jenis             Isotop                    Waktu Paruh (tahun)
                                                                   238
                                                                    92   U                            4,5 × 109
                                           Radioisotop             235
                                              alam                  92   U                            7,1 × 108
                                                                   232
                                                                    90   Th                           1,4 × 1010
                                                                    40
                                                                         K                            1,3 × 109
                                                                    19




                                           Radioisotop
                                                                   238
                                                                    94   Pu                                 87,8
                                             buatan                137                                       30
                                                                    55   Cs
                                                                   90                                       28,1
 Lise Meitner (1878–1968)                                          38    Sr
 terinspirasi oleh penemuan                                         131
                                                                                                        0,022
 radium Marie Curie, dia                                             53   I
 mendapatkan gelar doktornya
 pada 1906. Dia melakukan                                                         Sumber: Chemistry the Central Science, 2000
 berbagai penelitian tentang
 reaksi fisi uranium-235 dan                 Contoh          4.3
 mempublikasikan
 penemuannya mengenai                  Suatu radioisotop memiliki massa 8 mg. Setelah beberapa hari, massanya berkurang
 reaksi fisi uranium pada              menjadi 2 mg. Jika waktu paruh radioisotop tersebut 20 hari, telah berapa lamakah
 1939 di Stockholm.                    radioisotop tersebut meluruh?
     Sumber: Introductory Chemistry,
                              1997
                                       Jawab
                                       Diketahui
                                       Nt = 2 mg
                                       N 0 = 8 mg
                                         1
                                       t 2 = 20 hari
                                              1
                                       Nt = ( 2 )n x N0
                                            1 n
                                       2 = (2) x 8
                                        1         1
                                       ( 2 )n =
                                                4
                                       n      = 2
                                                   t
                                       n     =    t12    1
                                       t    = n × t = 2 x 20 = 40
                                                     2
                                       Jadi, radioisotop tersebut telah meluruh selama 40 hari.


                                       6. Reaksi Fisi
                                            Jika suatu radioisotop berat (nomor atom >83) ditembak oleh suatu
Kata Kunci                             partikel, radioisotop tersebut akan terbelah menjadi dua unsur yang lebih
•     Fisi                             ringan. Reaksi semacam ini disebut dengan reaksi fisi. Misalnya, penembakan
•     Fusi
                                       isotop 235 U oleh partikel neutron. Penembakan ini akan menghasilkan dua
                                                92
                                                                                91
                                       isotop yang lebih ringan ( 142 Ba dan 36 Kr ) serta 3 partikel neutron dan
                                                                      56
                                       disertai energi. Reaksi fisi uranium ini dipublikasikan oleh Lise Meitner.




86      Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
                                                         91
                                                         36   Kr
              235
               92   U
    1
    0   n
                                                                                                          Gambar 4.5
                                                                                                          Reaksi fisi uranium-235
                                                                                                          menunjukkan salah satu dari
                                                                                                          sekian banyak pola reaksi fisi.
                                                                         1
                                                                         0   n
                                                         142
                                                          56   Ba

                        235      1     91        142         1
                         92   U+ 0 n → 36 Kr+     56   Ba+ 3 0 n

7. Reaksi fusi
    Kebalikan dari reaksi fisi adalah reaksi fusi, yaitu reaksi antara dua inti
atom ringan (nomor atom <5) yang bergabung menjadi inti yang lebih besar.
Contohnya, reaksi antara deuterium dan tritium yang menghasilkan isotop
helium dan neutron.
                                  2       3     4      1
                                  1   H + 1 H → 2 He + 0 n                                                Sumber: Introductory Chemistry, 1997

                                                                                                          Gambar 4.6
     Jauh sebelum manusia mengenal reaksi fusi, Tuhan telah menciptakan
reaksi fusi pada matahari yang energinya sangat besar sehingga bermanfaat                                 Matahari terdiri atas sejumlah
                                                                                                          besar helium, sedikit hidrogen,
bagi seluruh makhluk hidup di Bumi. Pada matahari, terjadi reaksi fusi yaitu                              dan unsur-unsur lain. Energi
reaksi isotop hidrogen pada matahari yang menghasilkan isotop helium.                                     dari matahari berasal dari
Setiap detiknya, lebih dari 4 juta ton materi diubah menjadi energi di dalam                              perubahan nuklir.
inti matahari. Dapatkah Anda bayangkan apa yang terjadi jika energi
Matahari tersebut habis?

            Soal Penguasaan
                                          Materi 4.1
 Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
 1. Jelaskanlah cara isotop yang tidak stabil mencapai                           a.   10
                                                                                           B(n,α ) 7 Li
                                                                                       5           3
     kestabilannya?
                                                                                      14
 2. Tuliskanlah 3 buah partikel yang dipancarkan                                 b.    7   N(n,p) 14 C
                                                                                                   6
     pada saat radioisotop meluruh.
 3. Tuliskanlah persamaan reaksi transmutasi berikut.               4.           Setelah disimpan selama 15 hari, massa suatu
                                                                                 radioisotop berkurang dari 20 mg menjadi 5 mg.
                                                                                 Tentukan waktu paruh dari radioisotop tersebut


B           Kegunaan dan Dampak Negatif Unsur
            Radioaktif
    Setelah mempelajari sifat-sifat unsur radioaktif, mungkin Anda akan
bertanya,"Apakah kegunaan dari sifat radioaktif yang dimiliki isotop dalam
kehidupan sehari-hari?" Untuk mengetahui jawabannya, lakukanlah kegiatan
berikut.                                                                                                  Kata Kunci
                                                                                                           •   Dampak negatif radioaktif
        Selidikilah 4.2                                                                                    •   Kegunaan radioaktif

              Kegunaan dan Dampak Negatif Unsur Radioaktif
 Tujuan
 Mencari informasi penggunaan unsur radioaktif dalam kehidupan sehari-hari
 beserta dampak yang ditimbulkannya
 Alat dan Bahan
 Data informasi unsur radioaktif




                                                                                                                           Kimia Inti    87
                                     Langkah kerja
  Tantangan Kimia
                                     1. Carilah informasi mengenai kegunaan dan dampak unsur-unsur radioaktif.
   Dapatkah Anda sebutkan               Anda dapat mencarinya melalui media buku, surat kabar dan majalah,
   kegunaan dan dampak                  internet, atau bertanya kepada pakar radioaktif (misalnya peneliti di BATAN).
   negatif dari unsur                2. Lengkapilah tabel berikut berdasarkan informasi yang Anda peroleh.
   radioaktif dalam bidang
   pertahanan dan                                    Reaksi         Partikel yang                              Dampak
   keamanan? Diskusikanlah          Radioisotop     Peluruhan                              Kegunaan
                                                                    Dipancarkan                                Negatif
   bersama teman Anda.




                                     Jawablah pertanyaan berikut untuk menarik kesimpulan.
                                     1. Bidang-bidang apa saja yang memanfaatkan radiasi dan energi dari
                                        peluruhan radioisotop?
                                     2. Apakah dampak dari penggunaan unsur radioaktif tersebut?
                                     Kerjakanlah secara berkelompok dan diskusikan hasil yang diperoleh.

                                       Informasi apakah yang Anda dapatkan dari kegiatan tersebut? Untuk
                                   mengetahui kegunaan dan dampak dari unsur radioaktif, pelajarilah
                                   penjelasan berikut.

                                   1. Kegunaan Unsur Radioaktif
                                       Anda tentu telah mengetahui bahwa radioisotop mencapai kestabilannya
                                   dengan cara meluruh. Pada saat meluruh, unsur radioaktif tersebut
                                   memancarkan radiasi berupa partikel dan menghasilkan energi. Peluruhan
                                   unsur, pancaran radiasi, dan energi tersebutlah yang digunakan dalam
                                   berbagai kegiatan di berbagai bidang. Berikut ini beberapa contoh bidang
                                   kehidupan yang memanfaatkan sifat radioaktif.
                                   a. Pemanfaatan Radioisotop dalam Bidang Kesehatan
                                       Dalam bidang kesehatan, radioisotop kebanyakan digunakan untuk terapi
                                   kanker dan teknik pencitraan (penggambaran) organ tubuh. Radioisotop yang
                                   digunakan dalam bidang kesehatan memiliki waktu paruh yang sangat pendek,
                                   mulai dari beberapa menit sampai dengan beberapa hari saja. Di samping
                                   memiliki waktu paruh yang pendek, energinya juga rendah dan diberikan dalam
                                   dosis yang sangat sedikit.

                                     Tabel 4.5 Contoh-Contoh Radioisotop yang Digunakan
                                               di Dunia Kedokteran
                                                Isotop                         Kegunaan
                                        Ra-226, Rd-222,Co-60,                Terapi kanker
                                     I-131, Re-186, Cd-115, Y-90,
                                         Eu-169, dan Dy-166

                                                Tc-99               Teknik pencitraan organ tubuh
                  Gambar 4.7
        (a) Alat Tomografi Emisi
 Positron (PET). Pasien disuntik      a                                            b
dengan larutan yang diberi label
senyawa radioaktif yang dengan
    cepat bergerak ke otak. Inti
       radioaktif dalam senyawa
         tersebut mengemisikan
                       positron.
  (b) Alat PET mengukur jumlah
              emisi positron dan
menghasilkan gambar dari otak
            secara tiga dimensi.
                                                                                   Sumber: Chemistry the Central Science, 2000




88    Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
b. Pemanfaatan Radioisotop dalam Bidang Perairan
     Dalam bidang perairan, radioisotop bermanfaat untuk menentukan
gerakan sedimen di pelabuhan dan daerah pantai, melacak zat pencemar,
menemukan kebocoran dam atau bendungan, menentukan arah gerakan air
tanah, menyelidiki hubungan antarsumur minyak, menentukan debit air
sungai, dan studi geothermal. Radioisotop yang sering digunakan adalah
iridium-192, aurum-198, dan scandium-46.
c. Pemanfaatan Radioisotop dalam Bidang Peternakan
     Salah satu pemanfaatan radioisotop dalam bidang peternakan adalah
RIA (Radioimmuno Assay), yaitu metode deteksi yang didasarkan pada                  Tantangan Kimia
interaksi antigen-antibodi. Antigen (hormon) yang berlabel radioaktif dapat
                                                                                     Bersama kelompok Anda,
digunakan untuk mendeteksi kandungan hormon dalam sampel. Isotop yang                carilah informasi dari
dapat digunakan untuk teknik RIA adalah H-3, C-14, dan I-125. Aplikasi               media cetak atau internet
RIA di bidang peternakan bertujuan untuk mengukur konsentrasi hormon                 mengenai berbagai
                                                                                     varietas unggul yang
progesteron dalam sampel serum darah atau susu.                                      berhasil dibuat peneliti di
     Tujuan pengukuran progesteron ini adalah untuk mendeteksi pubertas              BATAN. Informasi
ternak, mendeteksi gejala birahi, diagnosis kehamilan dini, mendukung program        meliputi jenis-jenis
                                                                                     varietas, keunggulannya,
inseminasi buatan (IB), dan diagnosis kelainan reproduksi ternak. Dampak sosial      serta informasi penting
ekonomi dari pengaplikasian teknik RIA adalah penghematan pelayanan IB,              lainnya. Buatlah laporan
hamil tepat waktu, produksi susu stabil, dan perbaikan keturunan. Tahukah            mengenai hal tersebut.
Anda pemanfaatan radioisotop lainnya dalam bidang peternakan?
d. Pemanfaatan Radioisotop dalam Bidang Pertanian
     Dalam bidang pertanian, radioisotop dapat digunakan dalam pembuatan
bibit unggul, penentuan waktu pemupukan yang tepat, dan pengendalian
hama. Di Indonesia, berbagai penelitian mengenai penggunaan radioisotop
untuk membuat bibit unggul tanaman industri telah dilakukan. Sejak 1982
hingga sekarang Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi BATAN telah
melepas 12 varietas padi unggul, 4 varietas kedelai unggul, dan 1 varietas
kacang hijau unggul.
     Radioisotop nitrogen-15 dapat digunakan untuk penentuan waktu
pemupukan yang tepat. Pupuk yang mengandung N-15 dipantau dengan
alat pencacah (pengukur radiasi). Ketika pencacah tidak lagi mendeteksi
radiasi, artinya pupuk telah terserap habis. Dari data tersebut dapat diketahui
jangka waktu pemupukan yang sesuai dengan usia tanaman.
     Pengendalian hama menggunakan radioisotop dapat dilakukan dengan
cara meradiasi sel kelamin hama jantan sehingga mandul. Kemudian, hama
tersebut dilepas kembali. Oleh karena hama tersebut mandul, hama betina
tidak dapat berkembang biak. Menurut Anda bagaimana jika hama betina
yang diberi radiasi?
e. Pemanfaatan Radioisotop dalam Bidang Arkeologi
     Dalam bidang arkeologi, peluruhan radioisotop dimanfaatkan untuk
mengukur usia fosil. Pengukuran ini didasarkan pada peluruhan isotop
karbon-14 yang memiliki waktu paruh 5.730 tahun. Bagaimana peluruhan
isotop karbon-14 ini dapat dimanfaatkan untuk menentukan usia batuan?
Ketika sinar kosmik yang berenergi tinggi (mengandung partikel neutron)
memasuki lapisan atmosfer, partikel neutron akan bereaksi dengan isotop                 Sumber: Chemistry the Central
                                                                                                     Science, 2000
nitrogen-14 menghasilkan isotop karbon-14.
                                                                                  Gambar 4.8
                                     14     14   1
                                n+    7   N→ C + H
                                             6   1                                Radioisotop karbon-14
                                                                                  digunakan untuk mengukur usia
    Isotop karbon-14 tersebut kemudian bereaksi dengan unsur-unsur kimia          mumi ini, yaitu sekitar 3.100
lainnya membentuk senyawa yang dikonsumsi makhluk hidup. Selama                   tahun.




                                                                                                  Kimia Inti     89
                                     makhluk hidup tersebut hidup, jumlah karbon-14 di dalam tubuhnya tetap.
      Fakta                          Akan tetapi, ketika makhluk hidup tersebut meninggal, jumlah karbon-14
               Kimia                 yang terkandung dalam makhluk hidup akan meluruh. Dengan mengukur
Reaksi Berantai                      jumlah karbon-14 yang meluruh, kita dapat menduga usia fosil tersebut.
Sumber energi dalam reaktor
                                     f.  Pemanfaatan Reaksi Fisi sebagai Energi
nuklir atau ledakan nuklir
adalah reaksi berantai. Inti             Perhatikan kembali reaksi penembakan isotop 235 U oleh partikel neutron.
                                                                                          92
uranium atau plutonium
                                     Penembakan ini akan menghasilkan dua isotop yang lebih ringan ( 142 Ba     56
(terbelah), mengeluarkan                  91
neutron yang membelah inti           dan 36 Kr ) serta 3 partikel neutron dan disertai energi. Partikel neutron yang
lain. Dalam reaktor, kalor ini       dihasilkan dapat bereaksi kembali dengan isotop 235 U lainnya dan
                                                                                                  92
digunakan secara terkendali
untuk menghasilkan listrik.
                                     menghasilkan dua isotop yang lebih ringan dan partikel neutron. Reaksi
Dalam ledakan bom, kalor ini         tersebut terjadi secara terus-menerus hingga seluruh isotop 235 U habis.
                                                                                                          92
dikeluarkan secara tak               Reaksi tersebut dinamakan reaksi berantai. Untuk lebih jelasnya, perhatikan
terkendali.
                                     gambar berikut.

                                                         Neutron


                                                                     Inti atom



                                                               2 neutron


                   Gambar 4.9
Reaksi fisi berantai yang setiap
   reaksinya menghasilkan dua
                        neutron.


                                          Reaksi berantai ini akan menghasilkan energi yang cukup besar. Tidak
  Tantangan Kimia                    heran jika beberapa negara memanfaatkan energi yang dihasilkan reaksi
                                     berantai ini sebagai sumber energi. Energi yang berasal dari reaksi berantai
   Carilah informasi dari            ini dikenal dengan istilah energi nuklir. Salah satu bidang yang memanfaatkan
   berbagai media mengenai           energi nuklir untuk kepentingan masyarakat adalah bidang kelistrikan.
   adanya reaktor nuklir di
   Indonesia dan
                                     Produksi energi nuklir sebagai sumber energi listrik dilakukan di dalam
   pemanfaatannya.                   reaktor nuklir. Perhatikanlah gambar berikut.
   Diskusikanlah bersama
   teman Anda.
                                      Lapisan
                                      penutup                      Uap       Turbin
                                                                             uap
                                                                                       Generator
                                                                                       listrik
                                                         Uap                          Kondensor

                                         Inti                                      Air dingin
                                      reaktor
                 Gambar 4.10
                                    Pengaduk                                           Air hangat
       (a) Rancangan dasar dari
pembangkit listrik tenaga nuklir.                                                        Sungai,
  (b) Pabrik pembangkit nuklir di    Penukar     Pompa                                 danau atau
   Salem, New Jersey, Amerika          panas                                              laut
                        Serikat.
                                                                           Pompa            Air dingin

                                                    a                                                             b
                                                                                         Sumber: Chemistry the Central Science, 2000




90    Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
2. Dampak Unsur Radioaktif
    Bagaikan dua sisi mata uang, selain memiliki banyak manfaat, sifat                      Kulit            Jaringan
radioaktif juga memberikan dampak terhadap kehidupan manusia. Apa saja
dampak negatif dari pemanfaatan sifat radioaktif di dalam kehidupan?
a. Dampak Radiasi                                                                    α
                                                                                     β
     Radiasi yang dihasilkan dari peluruhan radioisotop berbahaya bagi
                                                                                     γ
kesehatan manusia. Radiasi dapat mempercepat pembelahan sel tubuh. Efek
radiasi terhadap tubuh manusia ini dipengaruhi oleh banyaknya radiasi,
jenis radiasi, dan lama penyinaran. Semakin banyak dan semakin lama radiasi
yang diterima oleh tubuh, semakin besar pula dampak yang diterima tubuh.
Di antara 3 radiasi alfa, beta, dan gama, radiasi sinar gama yang paling                            Tulang    Organ
berbahaya. Ini disebabkan oleh kemampuan sinar gama yang dapat menembus             Sumber: Chemistry the Central Science,
kulit, sel, tulang, dan tubuh bagian dalam. Perhatikan Gambar 4.11.                                                  2000
     Untuk menjaga agar penggunaan radioisotop tidak berbahaya, perlu
adanya petunjuk mengenai dosis radiasi yang boleh masuk ke dalam tubuh.              Gambar 4.11
Dalam hal ini, para peneliti terus-menerus melakukan penelitian.                       Kemampuan menembus relatif
b. Dampak Reaksi Berantai yang Tidak Terkendali                                      dari radiasi sinar alfa, beta, dan
                                                                                                                 gama.
     Jika dapat dikendalikan, reaksi berantai dapat dimanfaatkan sebagai
sumber energi listrik. Bagaimana jika tidak dikendalikan? Jika ini yang
terjadi, tragedi kemanusiaan yang akan muncul. Reaksi berantai yang tidak
terkendali mampu menghasilkan energi yang sangat besar dalam waktu
singkat. Anda tentu mengetahui peristiwa pengeboman kota Hiroshima dan
Nagasaki pada 1945 oleh Amerika Serikat. Pada Perang Dunia II (PD II)                          Fakta
tersebut, tentara Amerika Serikat menjatuhkan bom atom ke dua kota di                                Kimia
Jepang. Ribuan orang tewas seketika hanya dalam hitungan detik. Bom atom                 Penemuan Bom Nuklir
yang dijatuhkan Amerika Serikat tersebut dibuat dengan menggunakan                   Pada 1905, 40 tahun
prinsip reaksi berantai yang tidak terkendali. Apa sikap Anda setelah                sebelum ledakan nuklir
mengetahui dampak positif dan negatif dari reaksi berantai ini?                      pertama, Albert Einstein
                                                                                     menunjukkan teorinya
                                                                                     tentang relativitas khusus
                                                                                     bahwa massa dan energi
                                                                                     adalah sama dan dapat
                                                                                     dipertukarkan. Ia juga
                                                                                     mengemukakan bahwa reaksi
                                                                                     rantai uranium dapat
                                                                                     digunakan untuk membuat
                                                                                     bom baru yang dahsyat.




                                                                                     Gambar 4.12
                                                                                     Bom atom yang diledakkan di
                                                                                     Hiroshima dan Nagasaki
                                 Sumber: Chemistry the Central Science, 2000



      Soal Penguasaan
                                Materi 4.2
 Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.
 1.   Tuliskanlah contoh kegunaan radioisotop.              3.   Apakah dampak dari penggunaan radiasi terhadap
 2.   Apakah kegunaan dan dampak reaksi berantai?                kesehatan?




                                                                                                         Kimia Inti     91
        Rangkuman
1.   Isotop adalah unsur-unsur dengan nomor atom               4.   Unsur-unsur radioaktif dapat mengalami:
     yang sama, tetapi nomor massanya berbeda.                      a. reaksi fisi adalah reaksi penembakan inti atom
     Misalnya, hidrogen yang memiliki tiga buah isotop;                yang besar menjadi inti atom ringan;
     H-1, H-2, dan H-3.                                             b. reaksi fusi adalah reaksi penggabungan dua
2.   Sifat-sifat unsur radioaktif dipengaruhi oleh                     inti atom ringan menjadi inti atom yang besar.
     kestabilan isotopnya. Suatu isotop bersifat stabil jika   5.   Dampak dari unsur radioaktif:
     jumlah proton dan neutronnya sama. Isotop-isotop               a. dampak negatif di antaranya radiasi dan reaksi
     yang tidak stabil secara alami mengalami peluruhan                berantai yang tak terkendali;
     dengan memancarkan:                                            b. dampak positif di antaranya untuk kesehatan,
                         4
     a. partikel alfa ( 2 He atau 24α )                                perairan, peternakan, dan arkeologi.
     b. partikel beta ( −0 e atau −10 β )
                           1
     c. partikel gama ( 00γ )
     d. positron ( 0 e )
                     1
3.   Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan suatu
     radioisotop untuk meluruh separuhnya.
                           1                  t
                    Nt = ( 2 )n x N0   n=t1
                                              2




92    Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
                                       P e t aKonsep
                                                                                                              Reaksi berantai
                                                                                           dampak              tak terkendali
                                                                                            negatif
                                                                                                                  Radiasi


                                                                       Dampak
                                                                                                                  Kesehatan
                                                                      radioaktif
                              Radioisotop                                                                         Perairan
                                alami
                                                                                           dampak             Peternakan
                                                                                            positif
                                                                                                                   Sumber
                                                        memiliki                                                    energi

                                                                                                                  Arkeologi
                                                                                        dapat
                                                                                       mengalami
                                                                                         reaksi           Fusi
                                                                       Sifat-sifat unsur                   Fisi
                                                                          radioaktif
     Unsur        terbagi                                                              dipengaruhi
   radioaktif       atas                                                                   oleh
                                                                                                      Kestabilan
                                                                                                        isotop
                                                                                             cara mencapai kestabilan

                                                                   Waktu paruh     menghasilkan Peluruhan

                                                                                                      memancarkan


                                                                                       Alfa       Beta Gama Positron
                                                                                             contoh

                              Radioisotop
                                buatan                                               Deret peluruhan
                                                                                      uranium-238

                                            didapat         Transmutasi
                                          dengan cara




Kaji Diri
     Bagaimanakah pendapat Anda setelah mempelajari             mencapai tujuan belajar tersebut? Jika Anda mengalami
materi Kimia Inti ini? Menyenangkan, bukan? Banyak hal          kesulitan dalam mempelajari materi tertentu pada bab ini,
yang menarik tentang materi Kimia Inti ini. Misalnya, Anda      bertanyalah kepada guru kimia Anda. Anda pun dapat
akan mengenal berbagai dampak negatif dan manfaat dari          berdiskusi dengan teman-teman untuk memecahkan
radioisotop dalam kehidupan sehari-hari.                        permasalahan-permasalahan yang berkenaan dengan materi
     Tujuan Anda mempelajari bab ini adalah agar Anda dapat     Kimia Inti ini. Belajarlah dengan baik. Pastikanlah Anda
mendeskripsikan unsur-unsur radioaktif dari sifat-sifat fisik   menguasai materi ini.
dan sifat kimia, kegunaan, dan bahayanya. Apakah Anda dapat




                                                                                                                  Kimia Inti   93
     Evaluasi Materi Bab                         4
A.    Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.
                                                                                            235         234
1.    Sinar radioaktif yang tidak bermassa, tetapi                        8. Pada reaksi:    92   U →     Th + X
                                                                                                         90
      bermuatan negatif adalah ....                                          X adalah ….
      A. proton                                                              A. proton
      B. alfa                                                                B. alfa
      C. elektron                                                            C. gama
      D. positron
                                                                             D. elektron
      E. neutron
                                                                             E. positron
2.    Jika nomor atom unsur radioaktif setelah meluruh
      bertambah 4, artinya unsur tersebut memancarkan                     9. Radioisotop yang dimanfaatkan di bidang arkeologi
      partikel ....                                                          adalah ....
      A. proton                                                              A. C-14
      B. alfa                                                                B. I-131
      C. elektron                                                            C. Fe-59
      D. positron                                                            D. Co-60
      E. neutron                                                             E. P-32
3.    Unsur radioaktif yang terletak di atas pita kestabilan             10. Radioisotop berikut yang digunakan untuk
      inti mencapai kestabilannya dengan cara meman-                         pencitraan organ tubuh adalah ....
      carkan partikel ....                                                   A. I-131
      A. proton                                                              B. C-14
      B. alfa                                                                C. Fe-59
      C. gama                                                                D. Co-60
      D. elektron                                                            E. Tc-98
      E. positron                                                        11. Radiasi dapat berdampak buruk pada sel kulit,
4.    Reaksi perubahan    24
                               menjadi      24
                                                      terjadi melalui        tulang, dan organ tubuh. Radiasi yang paling kuat
                          11 Na             10 Ne
      pemancaran partikel ....                                               adalah dari partikel ....
      A. elektron                                                            A. positron
      B. positron                                                            B. neutron
      C. proton                                                              C. gama
      D. neutron                                                             D. alfa
      E. gama                                                                E. beta
5.    Suatu radioisotop memiliki massa 6,4 g dan waktu                   12. Suatu radioisotop dengan massa 12 mg. Setelah
      paruh 8 jam. Setelah 1 hari, massa unsur tersebut                      beberapa hari, massanya menjadi 3 mg. Jika waktu
      menjadi ....                                                           paruhnya 22 hari, lamanya radioisotop tersebut
      A. 0,1 g                                                               meluruh adalah ....
      B. 0,2 g                                                               A. 42 hari
      C. 0,4 g                                                               B. 44 hari
      D. 0,8 g                                                               C. 40 hari
      E. 1,6 g                                                               D. 45 hari
                                                                             E. 20 hari
6.    Pada reaksi transmutasi, 14N7 (X, α ) 11C6 , X adalah ....         13. Radioisotop yang digunakan dalam bidang perairan
      A. elektron                                                            untuk menentukan arah gerakan air adalah ....
      B. positron                                                            A. Tc-99
      C. neutron                                                             B. Co-60
      D. positron dan neutron                                                C. C-14
      E. partikel alfa                                                       D. Sc-46
7.                        1
      Pada reaksi 235 U + 0 n →     91
                                         Kr +   142
                                                      Ba + ... terjadi       E. I-125
                    92              36           56
      pelepasan ....                                                     14. Reaksi fisi dimanfaatkan untuk ....
      A. satu partikel beta                                                  A. sumber energi listrik
      B. tiga partikel alfa                                                  B. bom nuklir
      C. dua partikel neutron                                                C. kedokteran
      D. tiga partikel neutron                                               D. pertanian
      E. dua partikel positron                                               E. arkeologi




94     Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
15. Reaksi fusi yang terjadi antara deuterium dan
                              4
    tritium akan menghasilkan 2 He dan ....
    A. partikel beta
    B. positron
    C. partikel alfa
    D. neutron
    E. isotop hidrogen

B.   Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.
1.   Jika atom ditembaki dengan partikel X, akan         3.   Diketahui reaksi inti sebagai berikut:
     terbentuk isotop P, sesuai dengan reaksi:                  U + α → X + 30 n
                                                              238            1
                                                               92
     27
     13
          Al + X → 30 P + 0 n
                   15
                          1
                                                              Tentukan X.
     Tentukan unsur X.                                   4.   Tuliskanlah persamaan untuk reaksi inti berikut.
                                                                   90
                                                                   40 Zr
2.   Isotop kobalt-60 memiliki waktu paruh 5,26 tahun.        a.         memancarkan partikel beta.
     Berapakah waktu yang diperlukan agar jumlah              b.    222
                                                                          Rn memancarkan partikel alfa.
                                                                     86
     isotop kobalt-60 menjadi 25% dibandingkan jumlah
     semula?                                             5.   Sebutkan minimal dua manfaat radioisotop di
                                                              bidang perairan.

Soal Tantangan
1.   Anda tentu menggunakan air setiap hari. Beberapa    2.   Dewasa ini, kebutuhan manusia akan energi listrik
     orang mungkin menggunakan jasa PDAM untuk                terus meningkat dikarenakan peningkatan populasi
     memenuhi kebutuhan air bersih. Untuk dapat               dan aktivitas manusia yang terus bertambah. Untuk
     mencapai rumah, air dari PDAM dialirkan melalui          itu, pemerintah berencana untuk membangun PLTN
     pipa-pipa besi di dalam tanah. Pipa tersebut             sebagai energi alternatif. Bagaimana prinsip kerja
     terkadang mengalami kebocoran. Oleh karena pipa          dari PLTN? Bagaimana pendapat Anda apabila di
     terdapat di dalam tanah, deteksi dini terhadap           daerah Anda dibangun PLTN?
     kebocoran sulit untuk dilakukan. Salah satu cara
     mendeteksi kebocoran pipa air adalah dengan
     menggunakan radioisotop. Menurut Anda, bagai-
     mana cara mengetahui adanya kebocoran pipa tanpa
     menggali permukaan tanah di atasnya? Rodioisotop
     apa yang dapat digunakan untuk keperluan
     tersebut?




                                                                                                     Kimia Inti   95
     Evaluasi Materi                                              Semester 1
A.   Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat dan kerjakanlah pada buku latihan Anda.
1.   Suatu larutan gliserin C 3H5(OH) 3 dibuat dengan           7. Di antara kelima larutan berikut ini yang memiliki
     melarutkan 45,0 gram senyawa tersebut dalam 100 gram          titik didih paling rendah adalah ....
     H2O. Jika diketahui Ar H = 1 g/mol, C = 12 g/mol, dan         A. C6H12O6 0,03 M
     O = 16 g/mol, molalitas gliserin dalam larutan tersebut       B. Mg(NO3)2 0,02 M
     adalah ....                                                   C. NaCl 0,02 M
     A. 0,081 m                                                    D. Al2(SO4)3 0,01 M
     B. 0,310 m                                                    E. KAl(SO4)2 0,03 M
     C. 31,0 m                                                  8. Agar 10 kg air tidak membeku pada suhu –5 °C perlu
     D. 4,89 m                                                     ditambahkan garam NaCl. Jika diketahui Kb air = 1,86
     E. 8,10 m                                                     dan Ar H= 1 g/mol, O= 16 g/mol, Na= 23 g/mol dan
2.   Kemolalan suatu larutan 20% berat C2H5OH (Mr=                 Cl= 35,5 g/mol maka pernyataan yang tidak benar
     46 g/mol) adalah ....                                         adalah ....
     A. 6,4                                                        A. diperlukan NaCl lebih dari 786 gram
     B. 5,4                                                        B. larutan NaCl adalah elektrolit kuat
     C. 4,4                                                        C. bentuk molekul air tetrahedral
     D. 3,4                                                        D. NaCl dapat terionisasi sempurna
     E. 0,4                                                        E. dalam air terdapat ikatan hidrogen
3.   Fraksi mol suatu larutan metanol CH3OH dalam air           9. Tekanan uap air murni pada suhu tertentu adalah
     0,50. Konsentrasi metanol dalam larutan ini                   32 cmHg. Penurunan tekanan uap larutan etamol,
     dinyatakan dalam persen berat adalah ....                     C2H5OH 46% adalah ....
     A. 50 %                                                       (Ar H= 1 g/mol, C= 12 g/mol, O= 16 g/mol)
     B. 60 %                                                       A.   2                      D.   10
     C. 64 %                                                       B.   4                      E.   12
     D. 75 %                                                       C.   8
     E. 80 %
                                                               10. Tekanan osmotik darah pada suhu 25°C sebesar 7,7
4.   Suatu zat organik sebanyak 0,645 gram yang                    atm. Kepekatan larutan glukosa (Mr= 180 g/mol)
     dilarutkan dalam 50 gram CCl4 memberikan Δ Tb =               sebagai infus dalam g/L agar isotonis dengan
     0,645 °C. Jika Kb pelarut = 5,03 °C/m maka massa              tekanan darah adalah .... (R= 0,082 L atm/ mol K)
     molekul relatif zat itu adalah ....                           A. 14,67 g/L
     A. 100                                                        B. 28,34 g/L
     B. 90                                                         C. 44,01 g/L
     C. 80                                                         D. 56,72 g/L
     D. 70                                                         E. 85,02 g/L
     E. 50                                                     11. Sebanyak 13,35 gram AX 3 dilarutkan dalam air
5.   Asam benzoat (M r =122) sebanyak 12,2 gram                    hingga 250 mL, R= 0,082 L atm/mol K, derajat ionisasi
     dilarutkan dalam 122 gram etanol menyebabkan                  = 0,25 dan suhu 27 °C memiliki tekanan osmotik 17,22
     kenaikan titik didih 1 °C. Besarnya tetapan kenaikan          atm. Jika Ar X= 35,5 g/mol maka Ar A adalah ....
     titik didih molal etanol (Kb) adalah ....                     A. 18
     A. 2,24 °C/m                                                  B. 27
     B. 1,83 °C/m                                                  C. 36
     C. 1,55 °C/m                                                  D. 52
     D. 1,22 °C/m                                                  E. 60
     E. 1,71 °C/m                                              12. Pada reaksi (belum setara)
6.   Jika 10 g dari masing-masing zat berikut ini                  H2SO4(aq) + HI(aq) → H2S(aq) + I2(aq) + H2O(l)
     dilarutkan dalam 1 kg air, zat yang akan memberikan
                                                                   Satu mol asam sulfat dapat mengoksidasi hidrogen
     larutan dengan titik beku paling rendah adalah ....
                                                                   iodida sebanyak ....
     A. Etanol, C2H5OH
                                                                   A. 1 mol
     B. Gliserin, C3H8O3
                                                                   B. 2 mol
     C. Glukosa, C6H12O6
                                                                   C. 4 mol
     D. Metanol, CH3OH
                                                                   D. 6 mol
     E. Semua zat diatas memberikan efek yang sama
                                                                   E. 8 mol




96    Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII
13. Pada persamaan reaksi redoks berikut:                     19. Sebanyak 1 L larutan CrCl 3 1,0 M dielektrolisis
            –          +
    a MnO4 (aq) + 6 H (aq) + b C2H2O4(aq) →                       dengan arus 6,00 A. Waktu yang diperlukan untuk
                       a Mn2+(aq) + 8 H2O(l) + 10 CO2(g)          mengendapkan semua logam kromium (Ar Cr = 52
                                                                  g/mol, 1F= 96.500 C/mol) adalah ....
    a dan b berturut-turut ....
                                                                  A. 289.500 detik
    A. 2 dan 3
                                                                  B. 96.500 detik
    B. 2 dan 4
                                                                  C. 48.250 detik
    C. 2 dan 5
                                                                  D. 32.167 detik
    D. 3 dan 5
                                                                  E. 16.083 detik
    E. 4 dan 4
                                                              20. Dalam suatu proses eletrolisis larutan asam sulfat
14. Asam sulfida (H2S) dapat dioksidasi oleh KMnO4
                                                                  encer terjadi 2,24 dm3 gas hidrogen (STP). Jika jumlah
    menghasilkan antara lain K2SO4 dan MnO2. Dalam
                                                                  muatan listrik yang sama dialirkan ke dalam larutan
    reaksi ini setiap mol H2S melepaskan ....
                                                                  perak nitrat (Ar Ag = 108 g/mol) maka banyaknya
    A. 2 molekul e–
                                                                  perak yang mengendap pada katode adalah ....
    B. 4 molekul e–
                                                                  A. 2,7 gram
    C. 5 molekul e–
                                                                  B. 5,4 gram
    D. 7 molekul e–
                                                                  C. 10,8 gram
    E. 8 molekul e–
                                                                  D. 21,6 gram
15. Dari data EoZn = –0,76 volt, dapat dikatakan bahwa            E. 43,2 gram
    dalam keadaan standar ....
                                                              21. Pada elektrolisis larutan LSO4 dengan menggunakan
    A. reaksi Zn2+ + 2 e– → Zn selalu tidak spontan
                                                                  elektrode Pt, ternyata dihasilkan 0,3175 g logam L di
    B. ion Zn2 + adalah oksidtor kuat
                                                                  katode. Larutan hasil elektrolisis tepat dinetralkan
    C. ion H+ lebih mudah tereduksi daripada ion Zn2+
                                                                  dengan 50 mL larutan Ca(OH)2 0,1 M. Massa atom
    D. Zn memiliki kecenderungan yang lebih besar
                                                                  relatif logam L adalah ....
        untuk larut sebagai ion Zn2+
                                                                  A. 56,0
    E. H2 adalah reduktor yang lebih kuat daripada
                                                                  B. 63,5
        Zn
                                                                  C. 65,0
16. Dari tiga logam X, Y, Z, diketahui: Y dan Z dapat             D. 122,0
    membebaskan Y dari larutan garamnya dan hanya                 E. 127,0
    Z dapat membebaskan hidrogen dari air. Urutan
                                                              22. Unsur-unsur perioda ketiga terdiri atas Na, Mg, Al,
    ketiga logam tersebut berdasarkan daya reduksi
                                                                  Si, P, S, Cl, dan Ar. Berdasarkan konfigurasi
    yang menurun adalah ....
                                                                  elektronnya maka dapat dikatakan bahwa ....
    A. X – Y – Z
                                                                  A. Na paling sukar bereaksi
    B. Y – Z – X
                                                                  B. P, S, dan Cl cenderung membentuk basa
    C. Z – X – Y
                                                                  C. Si adalah logam
    D. Z – Y – X
                                                                  D. Na, Mg, dan Al dapat berperan sebagai
    E. X – Z – Y
                                                                       pengoksidasi
17. Diketahui:                                                    E. Energi ionisasi pertama Ar paling besar
    Ni2+(aq) + 2 e– → Ni(s) E° = –0,25 V                      23. Waktu paruh kobalt-60 adalah 5,3 tahun. Jika jumlah
    Pb2+(aq) + 2 e– → Pb(s) E° = –0,13 V                          sampel kobalt-60 pada awalnya sebesar 1.000 mg
    Potensial standar sel volta yang terdiri dari elektrode       maka jumlah sampel kobalt-60 yang tersisa setelah
    Ni dan Pb adalah ....                                         15,9 tahun adalah ....
    A. –0,38 V                                                    A. 0,215 mg
    B. –0,12 V                                                    B. 0,500 mg
    C. +0,12 V                                                    C. 0,150 mg
    D. +0,25 V                                                    D. 0,125 mg
    E. +0,38 V                                                    E. 1,000 mg
18. Larutan Cu(NO3)2 dielektrolisis dengan elektrode          24. Isotop stronsium-90 pada awalnya sejumlah 1.000 g,
    platina dan diperoleh tembaga 12,7 gram (Ar Cu=               setelah 2 tahun jumlahnya berkurang menjadi
    63,5 g/mol). Volume oksigen yang dihasilkan pada              0,953 g. Waktu paruh stronsium-90 tersebut adalah ....
    anode (STP) adalah ....                                       A. 28 tahun
    A. 1,12 L                                                     B. 28 bulan
    B. 2,24 L                                                     C. 30 bulan
    C. 3,36 L                                                     D. 28,8 bulan
    D. 4,48 L                                                     E. 28,8 tahun
    E. 5,60 L




                                                                                       Evaluasi Materi Semester 1   97
                               14
25. Pada reaksi transmutasi,    7N   (X, α )   11
                                                6C   X adalah ....
     A.   elektron
     B.   positron
     C.   neutron
     D.   sinar gama
     E.   partikel alfa

B.   Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.
1.   Sebanyak 80 g NaOH (Mr = 40 g/mol) dilarutkan ke                4.   Jika larutan NiSO4 (Ar Ni = 58,71 g/mol) dielektrolisis
     dalam 500 g air (Mr =18 g/mol), tentukan:                            dengan arus 2 faraday, tentukan:
     a. molalitas larutan;                                                a. reaksi di katode dan di anode;
     b. fraksi mol NaOH.                                                  b. massa Ni yang mengendap di katode;
2.   Setarakan reaksi redoks berikut ini:                                 c. volume gas (STP) terbentuk di anode.
     a. BrO3–(aq) + N2H4(g) → NO 3–(aq) + Br–(aq)                    5.   Tuliskanlah persamaan untuk reaksi inti berikut.
     b. Fe2+(aq) + Cr2O72-(aq) → Fe3+(aq) + Cr3+(aq) H2O(l)               a.   90
                                                                               40 Zr memancarkan partikel beta.
3.   Sebanyak 30 gram urea, CO(NH2)2 (Mr=60 g/mol)                             222
     dilarutkan ke dalam 400 g air. Jika Kb air= 0,52 °C/m                b.    86 Rn   memancarkan partikel alfa.
     dan Kf air = 1,86 °C/m, tentukan:
     a. kenaikan titik didih;
     b. penurunan titik beku.




98    Praktis Belajar Kimia untuk Kelas XII

				
DOCUMENT INFO
Shared By:
Stats:
views:816
posted:5/21/2012
language:Indonesian
pages:20