kimia inti dan radio kimia

1. Presentasi
Kimia
JJUUNNAANNDDOO PPAANNDDIIAANNGGAANN
PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS N NEEGGEERRI IM MEEDDAANN 2 2001144

2. Kimia Inti dan Radioaktif

3. Unsur Radioaktif adalah unsur yang dapat memancarkan
radiasi secara spontan.
Radiasi adalah sejenis sinar tetapi memiliki energi yang
besar dan daya tembus yang tinggi.
Radiasi yang dipancarkan zat radioaktif terdiri dari 3 jenis
partikel:
• Sinar alfa a4
2a
• Sinar beta b 0
-1• Sinar gama g 0 +
0g
b

4. SIFAT-SIFAT SSIINNAARR RRAADDIIOOAAKKTTIIFF
1. Sinar Alfa ( 2α4
atau 2He4 )
 Memiliki 2 proton dan 2 neutron sehingga bermassa 4.
 Dalam medan listrik berbelok ke kutub negatif,
menunjukkan sinar alfa bermuatan positif.
 Berdaya tembus kecil.
 Memiliki radiasi sekitar 1,5 x 107 m/s (sekitar 1/20 kali
kecepatan cahaya).
 Jika suatu zat padat yang dapat memancarkan sinar alfa
ditempatkan dalam tabung hampa udara, perlahan-lahan
tabung tersebut penuh dengan gas helium.

5. 2. Sinar BBeettaa (( -1β0 atau -1e0 )
Dalam medan listrik berbelok ke kutub positif,
menunjukkan sinar beta bermuatan negatif.
Beradaya tembus lebih besar dari pada sinar alfa.
Sinar beta dapat menembus logam Al (100 kali daya
tembus sinar alfa).
Laju perambatan sinar beta mendekati kecepatan
cahaya.
Bermassa sangat kecil sekitar 5,5 x 10-4 sma atau
sekitar 1/2000 sma, sehingga dianggap tidak
bermassa.

6. 3. Sinar Gamma ( 0γ0 )
Adalah sinar bergelombang
elektromegnetik berenergi tinggi dengan
panjang gelombang yang pendek.
Tidak dapat dibelokkan oleh medan listrik,
menunjukkan bahwa sinar gamma tidak bermuatan.
Berdaya tembus besar, yaitu 10.000 kali daya
tembus sinar alfa. Sinar gamma dapat menembus
logam Pb setebal 20 – 25 cm.
Sinar gamma tidak memiliki massa.

7. JENIS-JENIS SSIINNAARR RRAADDIIOOAAKKTTIIFF
Jenis Sinar Z A Notasi
1. Sinar alfa
2. Sinar beta
3. Sinar gamma
4. Sinar proton
5. Sinar neutron
6. Sinar positron
7. Sinar deutron
8. Sinar triton
2
-1
010
+1
11
40011023
2α4 = 2He4
-1β0 = -1e0
0γ0
1p1 = 1H1
0n1
+1β0 = +1e0
1D2
1T3

8. SEJARAH PENEMUAN
RADIOAKTIF
1. Wilhelm Roentgen (1845-1923)
Tahun 1895 menemukan sinar X; yaitu sinar
yang dihasilkan dari tabung sinar katoda yang
berdaya tembus tinggi.
2. Antonie Henri Becquerel (1852-1908)
2. Antonie Henri Becquerel (1852-1908)
Tahun 1896 melakukan penelitian interaksi sinar
Tahun 1896 melakukan penelitian interaksi sinar
matahari dengan mineral Pitchblende. “Menemukan
bahwa pancaran sinar zat uranium dilakukan secara
spontan”. Zat yang memancarkan sinar tersebut
dinamakan zat radioaktif, gejalanya disebut
keradioaktifan atau radioaktivitas.
matahari dengan mineral Pitchblende. “Menemukan
bahwa pancaran sinar zat uranium dilakukan secara
spontan”. Zat yang memancarkan sinar tersebut
dinamakan zat radioaktif, gejalanya disebut
keradioaktifan atau radioaktivitas.

9. 3. Marie Curie(1867-1934)
Tahun 1898 bersama suaminya Pierre Curie
menemukan sinar radioaktif polonium dan radium.
4. Lord Ernest Rutherford (1871-1937)
Tahun 1903 menemukan sinar alfa (α) dan sinar beta (β).
5. 5. Wofgang Wofgang Pauli
Pauli
Tahun Tahun 1930 1930 menemukan menemukan partikelneutrino partikelneutrino ((ν).
ν).
6. Paul U. Villard
Tahun 1956 menemukan sinar gamma (γ).
6. Paul U. Villard
Tahun 1956 menemukan sinar gamma (γ).

10. KESETABILAN INTI
Mengapa atom bersifat radioaktif ?
Atom bersifat radioaktif karena intinya tidak
stabil, sehingga mudah meluruh/pecah yang
disertai pemancaran radiasi.
Proton (+)
Netron (o)
Mengapa proton
sebagai penyusun
inti tidak saling tolak
menolak/ dapat
menyatu ?

11. Ada 3 Pendekatan tentang kestabilan inti Atom
1. Pita kesetabilan.
Diidentifikasi perbandingan n/p isotop-isotop yang
terdapat di alam.
Contoh
Isotop 6C12 memiliki n=6 dan p= 6 maka n/p = 1
Isotop 11Na23 memiliki n= 12 dan p=11 maka
n/p=12/11 = 1,09.
Isotop 20Ca40 mempunyai n=20 dan p=20 maka n/p=1
Dari perhitungan diatas maka diperoleh diagram berikut
yang disebut diagram pita kesetabilan.

12. n/p isotop stabil
82
Catatan:
1. Isotop yang stabil adalah isotop
yang memiliki n/p berada pada
pita kesetabilan.
2. Isotop dengan No atom lebih
dari 82 semua radio aktif.
3. Ada 3 kelompok isotop tidak stabil;
a.Di atas pita kestabilan.
b.Di bawah pita kestabilan
c. Atom berat dengan No > 82

13. Kecenderungan mencapai kestabilan
1. Isotop di atas pita kesetabilan berarti kelebihan n dan kekurangan p.
Maka akan mencapai kesetabilannya dengan cenderung mengubah n
menjadi p
0n1
1p1
+ -1 b 0 Memancarkan
sinar beta
2. Isotop di bawah pita kesetabilan berarti kelebihan p dan kekurangan n. Maka
akan mencapai kesetabilannya dengan cenderung mengubah p menjadi n
dengan dua cara:
1p1
0n1
+ +1 e 0 Memancarkan
positron
Cara I

14. Cara II
1p1 + -1e0
0n1
Menangkap elektron dari
kulit K
e
K
L
Memancarkan sinar X
Cara yang kedua ini lebih sering terjadi, sedangkan cara I jarang sekali
terjadi

15. JENIS RADIASI YANG DIPANCARKAN
A. Peluruhan Alpha ( α ) Pertikel alpha terdiri atas dua buah
proton dan dua buah netron yang terikat menjadi suatu atom
dengan inti yang sangat stabil, dengan notasi atom 4
2
He atau
4
2α
Contoh;
dapat ditulis
B. Peluruhan Beta adalah merupakan radiasi partikel beta
(elektron atau positron) dengan kemampuan ionisasi lebih
rendah dari partikel a. Radiasi beta dapat berupa pemancaran
sebuah elektron disebut peluruhan beta minus (ß- ), dan
pemancaran positron disebut sebagai peluruhan beta plus
(ß+ ).
contoh;

16. C. Peluruhan Gamma ( γ ) merupakan radiasi
gelombang elektromagnetik dengan energi sangat
tinggi sehingga memiliki daya tembus yang sangat
kuat. Sinar gamma dihasilkan oleh transisi energi
inti atom dari suatu keadaan eksitasi ke keadaan
dasar. Saat transisi berlangsung terjadi radiasi energi
tinggi (sekitar 4,4 MeV) dalam bentuk gelombang
elektromagnetik.
Sinar gamma bukanlah partikel sehingga tidak
memiliki nomor atom (A=0) maka dalam peluruhan
sinar-γ tidak dihasilkan inti atom baru.
Contoh 27Co60m  27Co60 + g

17. D. Pembelahan spontan
Peluruhan dengan pembelahan spontan hanya terjadi
pada nuklida sangat besar.
Nuklida yang sangat besar membelah diri menjadi 2
nuklida yang massanya hampir sama disertai
pelepasan beberapa netron.
Contoh:
98Cr254  42Mp108 + 56Ba142 + 4 0n1

18. E. Pemancaran netron
Prose peluruhan ini terjadi pada nuklida yang
memiliki kelebihan netron relatif terhadap inti yang
stabil.
Contoh:
36Kr87  36Kr86 + 0n1

19.  Proses peluruhan terjadi dengan didahului oleh
pemancaran negatron kemudian dilanjutkan
dengan pemancaran netron.
 Contoh:
35Br87  36Kr87 + -1b0  36Kr86 + 0n1
35Br87 disebut pemancar netron terlambat

20.  Reaksi Fisi : reaksi pembelahan inti
menghasilkan netron
 Setiap reaksi pembelahan inti
selalu dihasilkan energi sekitar 200
Mev.
 Netron yang dihasilkan dapat
digunakan untuk menembak inti
lain sehingga terjadi pembelahan
inti secara berantai.
 Energi yang dihasilkan pada
pembelahan 235 gram 235U ekivalen
dengan energi yang dihasilkan
pada pembakaran 500 ton
batubara.
Awan cendawan pengeboman Nagasaki,
Jepang, 1945, menjulang sampai 18 km di
atas hiposentrum.

22.  Reaksi penggabungan dua
atau beberapa inti ringan
menjadi satu inti yang lebih
berat.
 Reaksi fusi menghasilkan
energi yang sangat besar.
 Reaksi hanya mungkin
terjadi pada suhu sangat
tinggi, sekitar 100 juta
derajat.
 Pada suhu tersebut tidak
terdapat atom melainkan
plasma dari inti dan
elektron.
Bentuk bom nuklir yang
dijatuhkan di Hiroshima dan
Nagasaki

23.  Energi yang dihasilkan pada reaksi fusi sangat besar.
 Energi yang dihasilkan cukup untuk menyebabkan
terjadinya reaksi fusi berantai yang dapat
menimbulkan ledakan termonuklir.
 Energi fusi dari 1 kg hidrogen setara dengan energi
pembakaran 20 ribu ton batubara.
 Keuntungan reaksi fusi dibandingkan reaksi fisi:
◦ Energi yang dihasilkan lebih tinggi
◦ Relatif lebih “bersih”, karena hasil reaksi fusi adalah nuklida-nuklida
stabil.

24. Manfaat
Radioaktif

25. Bidang kedokteran
• I-131 untuk mendeteksi
kerusakan pada kelenjar
gondok, terapi kanker
kelenjar tiroid.
• Na-24 untuk mendeteksi
adanya gangguan
peredaran darah.
• Xe-133 untuk mendeteksi
penyakit paru-paru.
• Ca-47 untuk mendeteksi
penyakit pada tulang.
• Fe-59 untuk mempelajari
pebentukan sel darah
merah.

26. Bidang Hidrologi
Mempelajari
kecepatan aliran
sungai.
Menyelidiki
kebocoran pipa air
bawah tanah.
 Pengukuran Kadar
Air Tanah

27. Bidang Biologis
 Mempelajari
mekanisme reaksi
fotosintesis.
 Mempelajari proses
penyerapan air serta
sirkulasinya di dalam
batang tumbuhan.
 Mempelajari pengaruh
unsur-unsur hara selain
unsur N,P, dan K
terhadap
perkembangan
tumbuhan.

28. Dampak Radioaktif
 pencemaran radioaktif adalah suatu
pencemaran lingkungan yang
disebabkan oleh debu radioaktif akibat
terjadinya ledakan reaktor-reaktor atom
serta bom atom. Yang paling berbahaya
dari pencemaran radioaktif seperti nuklir
adalah radiasi sinar alpha, beta dan
gamma yang sangat membahayakan
makhluk hidup di sekitarnya.

29. Efek serta Akibat yang ditimbulkan
oleh radiasi zat radioaktif
1. Pusing-pusing
2. Nafsu makan berkurang atau hilang
3. Terjadi diare
4. Badan panas atau demamBerat badan
turun
5. Kanker darah atau leukimia
6. Meningkatnya denyut jantung atau nadi
7. Daya tahan tubuh berkurang sehingga
mudah terserang penyakit akibat sel darah
putih yang jumlahnya berkurang