Halaman
KeradioaktifanPemanfaatan energi nuklir untukpembangkit tenaga listrik diIndonesia masih dalam tahap penelitian. Pemerintah Indonesia harusmempertimbangkan mengenai keuntungan dan dampak yang dihasilkandari pengadaan proyek ini. Peraturan keselamatan dan tingginya biayamasih menjadi kendala dikarenakan Indonesia adalah negaraberkembang. Akan tetapi, di negara maju, seperti Amerika, sekitar 20persen energi nuklir dimanfaatkan sebagai sumber listrik. Energi nuklir inidihasilkan dari reaksi inti atom yang bersifat radioaktif.Sejak model atom dikembangkan oleh Dalton, perhatian ilmuwanterpusat pada elektron, tidak pada inti atom. Menurut pendapat sebelumnya,inti atom hanya menyediakan muatan positif untuk mengikat elektron-elektron di dalam atom. Akibat perkembangancepat dalam bidang fisikadan kimia membuktikan bahwa inti atom dapat berubah secara spontandisertai dengan pelepasan radiasi. Inti atom tersebut dinamakan nuklidaradioaktif. Bagaimanakah sifat-sifat fisik dan kimia serta kegunaan lainnyadarinuklidaradioaktif ini? Anda akan mengetahuinya setelah mempelajaribab ini.A. Kestabilan IntiB. KegunaanRadioisotopC. Reaksi Fisi dan Fusimendeskripsikan unsur-unsur radioaktif dari segi sifat-sifat fisik dan sifat-sifatkimia, kegunaan, dan bahayanya.Setelah mempelajari bab ini, Anda harus mampu:memahami karakteristik unsur-unsur penting, kegunaan dan bahayanya, sertaterdapatnya di alam.Hasil yang harus Anda capai:125Pusat Penelitian Reaktor Nuklir Batan, Kota Bandung, Provinsi Jawa Barat.Sumber:[email protected]Bab5
126Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIA.Kestabilan IntiKestabilan inti atom dapat ditinjau dari aspek kinetika dan energitika.Kestabilan secara energitika ditinjau dari aspek energi nukleosintesisdihubungkan dengan energi komponen penyusunnya (proton danneutron), disebut energi ikat inti. Kestabilan secara kinetika ditinjauberdasarkan kebolehjadian inti meluruh membentuk inti yang lain, disebutpeluruhan radioaktif.1.Ciri-Ciri Inti Stabil dan Tidak StabilUntuk mengetahui ciri-ciri inti yang stabil dan inti yang tidak stabil dapatditinjau dari perbandingan antarpartikel yang terkandung di dalam inti atom,yaitu perbandingan neutron terhadap proton NZ⎛⎞⎜⎟⎝⎠. Selain nuklida 1H, semuanuklida atom memiliki proton dan neutron. Suatu nuklida dinyatakan stabiljika memiliki perbandingan neutron terhadap proton lebih besar atau samadengan satu N1Z⎛⎞≥⎜⎟⎝⎠. Untuk nuklida ringan (Z 20), perbandinganNZ@ 1.Untuk nuklida dengan Z 20, perbandingan NZ1. Perbandingan NZ untukbeberapa nuklida yang stabil ditunjukkan pada tabel berikut.Berdasarkan tabel tersebut, tampak bahwa nilaiNZberubah sebagaifungsi Z. Hubungan proton dan neutron dapat diungkapkan dalam bentukgrafik yang disebut grafik pita kestabilan.Gambar 5.1Grafik pita kestabilanNuklida stabil ditunjukkan oleh titikhitam yang berkerumunmembentang seperti pita sehinggadisebut pita kestabilan. Di luar pitakestabilan tergolong radioaktif.130102030405060708090100110120102030405060708090 100Emisi alfaJumlah proton (Z)Jumlah neutron (N)N = ZPenangkapanelektron danemisi positron1.Masih ingatkah Anda bagaimana model struktur atom menurut Bohr?Gambarkan oleh Anda model struktur atom tersebut.2.Apa yang dimaksud dengan nuklida? Sebutkan partikel-partikel penyusuninti Atom?3.Apakah menurut Anda inti suatu atom dapat meluruh atau bergabung denganinti atom lain? Jelaskan alasannya.Tes Kompetensi AwalZNNZNuklida1112H1010120Ne2020140Ca30341,1364n40501,2590Sn50701,50120Nd801221,50202HgTabel 5.1Beberapa Nuklida yang StabilEmisi betaSumber:Oxford Ensiklopedia Pelajar:Biografi–9,1995SekilasKimiaMarie Curie Lahir di Warsawa,Polandia. Dia bersama dengansuaminya Pierre melakukanpercobaan terhadap zat radioaktif.Setelah beberapa tahun bekerja,mereka berhasil menemukansebuah unsur radioaktif, yangmereka namakan radium. Merekamenerima hadiah nobel untuk karyaini. Setelah Pierre meninggal pada1906, Marie meneruskan kerjanyadan menerima hadiah nobel ke–2pada 1911.Marie Curie(1867–1934)
127KeradioaktifanDengan bertambahnya jumlah proton (Z), perbandingan neutron-proton meningkat hingga 1,5. Kenaikan angka banding NZ diyakiniakibat meningkatnya tolakan muatan positif dari proton. Untukmengurangi tolakan antarproton diperlukan neutron yang berlebih.Nuklida di luar pita kestabilan umumnya bersifat radioaktif ataunuklida tidak stabil. Nuklida yang terletak di atas pita kestabilan adalahnuklida yang memiliki neutron berlebih. Untuk mencapai keadaaninti yang stabil, nuklida ini mengubah neutron menjadi proton danpartikel beta.Nuklida yang terletak di bawah pita kestabilan adalah nuklidayang miskin neutron. Untuk mencapai keadaan yang stabil,dilakukan dengan cara memancarkan positron atau penangkapanelektron (electron capture) pada kulit K menjadi neutron.Nuklida yang terletak di atas pita kestabilan dengan nomor atom(jumlah proton) lebih dari 83 adalah nuklida yang memiliki neutron danproton melimpah. Untuk mencapai keadaan stabil, nuklida ini melepaskansejumlah partikel alfa (inti atom He).2.Peluruhan RadioaktifPeluruhan radioaktif adalah peristiwa spontan emisi beberapa partikeldan radiasi elektromagnetik dari suatu inti atom tidak stabil menuju intiyang stabil. Peluruhan radioaktif diketahui merupakan suatu peristiwaeksoergik (pelepasan energi). Pada proses peluruhan inti berlaku HukumKekekalan Energi, Momentum, Massa, dan Muatan.a.Persamaan Peluruhan IntiPersamaan peluruhan inti ditulis seperti halnya persamaan reaksikimia. Contoh peluruhan radioaktif 238U disertai pelepasan partikel alfadapat ditulis sebagai berikut.23892U⎯⎯→2344902Th + HePada persamaan ini, hanya inti yang berubah yang dituliskan. Tidakperlu menuliskan senyawa kimia atau muatan elektron untuk setiapsenyawa radioaktif yang terlibat sebab lingkungan kimia tidak memilikipengaruh terhadap perubahan inti.Emisi−01eEmisi42HeEmisi01eataupenangkapanelektronSumber:Chemistry: The Central Science, 2000Gambar 5.2Semua unsur radioaktif meluruhmembentuk unsur yang stabildengan nomor atom sekitar 50-an.Kata Kunci•Inti atom (nuklida)•Aspek kinetika•Aspek energitika•Kestabilan inti•Nukleosintesis•Energi ikat inti•Emisi (peluruhan)•Pita kestabilan•Radioaktif•Eksoergik•Radiasi elektromagnetikMeramalkan Kestabilan IntiRamalkan apakah nuklida 13 7Nstabil atau tidak. Jika tidak, bagaimana untuk mencapaistabil?JawabKestabilan inti dapat dilihat dari angka banding NZ. Untuk inti dengan jumlah proton(Z) 20, angka banding NZ = 1.Angka banding NZ untuk 13 76N=7= 0,86 lebih kecil dari 1 sehingga tidak stabil.Oleh karena nuklida N berada di bawah pita kestabilan ( 1) maka untuk mencapai stabildilakukan dengan cara memancarkan positron atau penangkapan elektron kulit K.Contoh5.1Jumlah protonJumlah neutron
128Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIPereaksi dan produk yang terlibat dalam peluruhan inti ditulismenurut simbol nuklidanya. Simbol untuk partikel yang terlibat dalampeluruhan inti adalah sebagai berikut.b.Jenis Peluruhan RadioaktifPeluruhan radioaktif dapat digolongkan ke dalam tiga jenispeluruhan, yaitu peluruhan alfa,peluruhan beta (β–,β+ atau positron,ataupenangkapan elektron), dan peluruhan gamma. Secara umumditunjukkan pada Tabel 5.3.Gambar 5.3Deret peluruhan radioaktif:238U→206PbGambar 5.4Daya tembus radiasi yangdiemisikan unsur radioaktifKekuatan penetrasi:n≈g >b > aNomor AtomNomor MassaSumber:Chemistry: The Central Science, 2000Dalam simbol untuk partikel yangterlibat, indeks bawah menyatakanmuatan, dan indeks atas menyatakanmassa.Symbol for the particle, subscriptmeans charge, and supercript meansmass.NoteCatatan11pProtonNeutronBetaPositronGamma10n0011e atau −−β0011e atau βȖ00Tabel 5.2Simbol Partikel yang Terlibat dalam Peluruhan IntiMenuliskan Persamaan Peluruhan IntiTuliskan persamaan transmutasi inti untuk peluruhan radioaktif radium–226 disertaipancaran partikel alfa membentuk radon–222.JawabNomor atom radium 88 dan radon 86. Jadi, simbol kedua nuklida adalah2262228886Ra danRnPersamaan transmutasi intinya:226222488862RaRn+ He⎯⎯→Contoh5.2Emisi alfa (a)Emisi beta (b)Emisi positron ( b+)Penangkapan elektronEmisi gamma (g)Jenis peluruhanTabel 5.3Jenis Peluruhan RadioaktifRadiasiPerubahanSetaraPerubahan IntiNo. AtomNo. Massa–2+1–1–10–4000042He01e−01esinar-X–00γ–−+→011101pe n110101pne→+011011npe−→+
129Keradioaktifan1.Emisi alfa adalah emisi nuklida 42Heatau partikel alfa dari inti tidak stabil.Misalnya, pada peluruhan radioaktif 226Ra.22688Ra⎯⎯→22286Rn + 42HeNuklida yang memiliki nomor atom di atas 83 akan memancarkanpartikel alfa.2.Emisi beta (b-) adalah emisi elektron berkecepatan tinggi dari inti tidakstabil. Emisi beta sama dengan perubahan neutron menjadi proton.Persamaannya:10n⎯⎯→1011pe−+Nuklida di atas pita kestabilan akan memancarkan partikel beta.3.Emisi positron (b+) adalah emisi sejenis elektron yang bermuatanpositif. Emisi positron setara dengan perubahan proton menjadineutron.11p⎯⎯→1001ne+Emisi positron terjadi pada nuklida yang berada di bawah pita kestabilan.4.Penangkapan elektron (, electron capture) adalah peluruhan intidengan menangkap elektron dari orbital yang terdekat ke inti, yaitukulit K. Dalam hal ini, proton diubah menjadi neutron.1011pe−+⎯⎯→10n5.Emisi gamma (g) dihasilkan dari nuklida yang tereksitasi setelahmenjalani peluruhan. Peluruhan radioaktif menghasilkan nuklidapada keadaan tereksitasi yang tidak stabil. Untuk mencapai keadaanstabil dilakukan dengan cara mengemisikan energi dalam bentukradiasi gamma. Contohnya:9943Tcm⎯⎯→990430Tc+γPerisai timbalBahan radio aktifRadiasiβRadiasiαRadiasiγGambar 5.5Radiasia,b, g dalam medanmagnetSumber:Introductory Chemistry, 1997Kata Kunci•Emisi alfa•Emisi beta•Emisi positron•Penangkapan elektron•Emisi gamma•Transmutasi inti•Keadaan tereksitasiMeramalkan Jenis Peluruhan RadioaktifGunakan pita kestabilan untuk meramalkan peluruhan radioaktif dan tuliskanpersamaan transmutasi intinya:a.47Cab.25AlJawaba.Nuklida 47Ca memiliki 20 proton dan 27 neutron. Oleh karena nilai NZ 1 (dibawah pita kestabilan) maka akan terjadi emisi beta.b.Nuklida 25Al memiliki 13 proton dan 12 neutron. Oleh karena nilai NZ 1 (dibawah pita kestabilan) maka akan terjadi emisi positron atau penangkapanelektron. Persamaan transmutasi intinya:2525013131AlAle⎯⎯→+ (emisi positron)atau0252513121AleMg−+⎯⎯→ (penangkapan elektron)Contoh5.3
130Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII3.Nukleosintesis dan Energi Ikat IntiNukleosintesis adalah pembentukan inti atom atau nuklida dari partikel-partikel penyusunnya (proton dan neutron). Energi yang terlibat dalamnukleosintesis dinamakan energi ikat inti (i). Lihat Gambar 5.6.Menurut aspek energitika, suatu inti atom stabil jika memiliki energiikat inti besar. Dengan kata lain, makin besar energi ikat inti, makinstabil inti atom tersebut.Energi ikat inti, Ei didefinisikan sebagai selisih energi antara energinuklida hasil sintesis dengan energi nukleon penyusunnya. Contoh, nuklida4He disintesis dari 2 proton dan 2 neutron.211p+ 210n⎯⎯→42HeΔEnukelosintesis = Ei = Enuklida He – E(2p + 2n)Bagaimana mengukur perubahan energi inti tersebut? Menurut Einstein,perubahan energi inti dapat ditentukan secara langsung dari perubahan massanukleon, sebab perubahan massa selalu disertai perubahan energi sesuaipersamaan:E = m c2 atauDE = c2ΔmKeterangan:c= kecepatan cahaya (3×108 m s–1)Dm = perubahan massa (kg)Gambar 5.6Kehilangan massa diubah menjadienergi yang digunakan untukmengikat nukleon membentuk satukesatuan di dalam inti.b(e–)np (H)aLiBeBCOFeCoPbPoRnRaSimbolTabel 5.4Massa Nukleon dan Nuklida dalam Satuan Massa Atom (sma)–1011122334556682627828282848688011233467910111213165659206207208210222226A0,000551,008671,007282,013453,015503,014934,001506,013477,014359,0099910,010211,006611,996713,000115,990555,920658,9184205,9295206,9309207,9316209,9368221,9703225,9771Massa (sma)Nukleon(n + p)Dm diubah menjadienergi untukmengikat nukleonagar tetap dalam intiNuklidaPengikatMahirMenjawabPada inti Fr terjadi reaksi berikut.22387Fr→22388Ra + XX adalah partikel ....A.neutronB.protonC.positronD.elektronE.megatronPembahasan22387Fr→22388Ra + XX }223 223087881−=−=−}elektron (01−e)Jadi, X adalah partikel elektron. (D)SPMB 2004
131KeradioaktifanSatuan yang digunakan untuk energi ikat inti adalah Mega elektron volt(MeV). Satu Mega elektron volt (1 MeV) sama dengan 1,062 × 10–13 Joule,atau1 MeV = 1,062 × 10–13 JouleHubungan satuan energi ikat inti dan massa partikel subinti dalamsatuan sma adalah1 sma = 931,5 MeVThPaUPu9090919292929294230234234233234235238239229,9837233,9942233,9931232,9890233,9904234,9934238,0003239,0006Kekurangan massa pada pembentukan nuklida helium (Contoh Soal 5.4 diatas) disebabkan telah diubah menjadi energi yang digunakan untuk mengikatpartikel subinti agar tidak pecah. Oleh karena itu, makin besar energi ikat intimakin stabil inti tersebut.Energi ikat per nukleon bervariasi bergantung pada nomor atom unsur-unsur stabil. Energi ikat rata-rata maksimum sekitar 8,8 MeV dimilikioleh atom Fe dan Ni, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.Makanan IradiasiPada tahun 1953, AngkatanDarat Amerika Serikat memulaiprogram percobaan iradiasimakanan sehingga pasukan yangtersebar mempunyai makanansegar tanpa harus dibekukan.Sumber radiasi untuk hampirsemua pengawetan makananadalahkobalt–60 dan cesium–137.Keduanya mengemisikan sinargamma (γ) walaupun sinar X danelektron dapat juga digunakanuntuk mengiradiasi makanan.Keuntungan iradiasi makanansangat jelas, selain menghematenergi karena tidak perlupendinginan, juga memperlamawaktu simpan berbagai macammakanan.Hal ini sangat berguna baginegara-negara miskin. Akan tetapi,ketakutan tersendiri pada prosedurini pun ada. Pertama, bahwamakanan yang diiradiasi dapatmenjadi radioaktif (meskipun tidakada data kejadian mengenai hal ini).Kedua, iradiasi dapat merusak nutrien,seperti asam amino dan vitamin.Selain itu, radiasi yang mengionisasiakanmenghasilkan spesi yang reaktif,seperti radikal hidroksil yang akanbereaksi dengan molekul organikdan menghasilkan zat yangberbahaya. Menariknya, efek yangsama dihasilkan juga ketikamakanan tersebut dipanaskan.Sumber:Chemistry,2000SekilasKimiaKata Kunci•Nukleon•Energi ikat rata-rata•Massa partikel subintiMenentukan Perubahan Energi IntiHitung perubahan energi pada pembentukan nuklida helium (partikel alfa) berikut.1140122n 2pHe+⎯⎯→a.dalam satuan MeVb.dalam satuan JouleJawaba.Energi ikatan inti dalam satuan MePerubahan massa pada pembentukan He:'m= mHe – 2(mn + mp) {4,00150 – 2(1,00867 + 1,00728)} sma= – 0,0304 smaEi = (– 0,0304 sma) (931,5 MeV sma–1)= – 28,3176 MeVb.Energi ikat inti dalam satuan Joule1 MeV = 1,062 × 10–13 JEi = –28,3176 MeV × 1,062 × 10–13 J MeV–1 = –3,007 × 10–12 JJadi, pada pembentukan nuklida He dilepaskan energi sebesar 28,3176 MeVatau 3,007 × 10–12 J.Contoh5.4Sumber: General Chemistry , 1990
132Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIKerjakanlah di dalam buku latihan.1.Salah satu dari setiap pasangan nuklida berikut adalahradioaktif. Manakah nuklida yang radioaktif dannuklida yang stabil?a.208Po dan 209Bib.39K dan 40Kc.71Ga dan 76Ga2.Ramalkan jenis peluruhan untuk setiap nuklidaradioaktif berikut berdasarkan pita kestabilan.a.13Nb.26Nac.25Al3.Tuliskan persamaan inti untuk reaksi peluruhan zatradioaktif berikut.a.235U menjadi 239Ub.13C menjadi 12CTes Kompetensi SubbabA4.Ramalkan jenis peluruhan dari radionuklida berikutdan tuliskan persamaan transmutasi intinya.a.24Nab.52Fec.60Cod.90Sr5.Kalium–40 adalah isotop radioaktif alam, meluruhmenjadi kalsium–40. Ramalkan jenis peluruhan yangterjadi dan tuliskan persamaan transmutasi intinya.6.Hitung perubahan energi (dalam joule) jika 1,00 g234Th meluruh menjadi 234Pa dengan memancarkanbeta. Berapa perubahan energi dalam MeV jika satuinti234Th meluruh.Gambar 5.7Grafik Energi ikat nukleon terhadapnomor massa501001502002500U235Fe56He4Energi Ikat per NukleonNomor MassaMenghitung Energi Ikat IntiHitung energi ikat 235U jika massa nuklidanya sebesar 235,034 sma.JawabNuklida235U mengandung 92 proton dan 143 neutron. Massa nukleon penyusun 235Uadalah92 × 1,00728 sma= 92,6698 sma143 × 1,00867 sma= 144,2398 smaTotal massa= 236,9096 smaKekurangan massa dari nuklida ini adalahMassa nukleon= 236,9096 smaMassa nuklida= 235,0349 smaKekurangan massa= 1,8756 smaEnergi ikat inti 235U per nuklida adalahEi = 1,8756 sma × 931,5 MeV sma–1 = 1747,1214 MeVContoh5.5
133KeradioaktifanB.Kegunaan RadioisotopRadiasi dari peluruhan unsur radioaktif dapat memengaruhi benda danmakhluk hidup. Partikel alfa, beta, dan gamma dapat menembus ke dalammateri dan mampu mengionisasi atom atau molekul (lihat Gambar 5.8).Hal ini dapat memengaruhi organ tubuh dan bersifat destruktif. Namundemikian, dengan pengetahuan yang memadai, radiasi dari unsur radioaktifdapat dimanfaatkan oleh manusia, terutama dalam bidang kedokteran,pertanian, dan industri.1.Manfaat dalam Analisis KimiaPerunut radioaktif adalah isotop radioaktif yang ditambahkan kedalam bahan kimia atau makhluk hidup guna mempelajari sistem.Keuntungan perunut radioaktif yaitu isotop berperilaku sebagaimana isotopnonradioaktif, tetapi dapat dideteksi dalam jumlah sangat sedikit melaluipengukuran radiasi yang diemisikannya.a.Analisis Kesetimbangan KimiaTinjau kesetimbangan timbal(II) iodida padat dan larutan jenuhnyayang mengandung Pb2+(aq) dan I–(aq). Persamaannya:PbI2(s)ZZXYZZ Pb2+(aq) + 2I–(aq)Ke dalam tabung yang berisi PbI2 padat nonradioaktif tambahkanlarutan yang berisi ion iodida radioaktif hingga jenuh. Kocok campurandan biarkan beberapa lama.Saring campuran dan keringkan endapan yang tersaring. Jikadianalisis maka dalam padatan PbI2 akan terdapat PbI2 yang radioaktif.Hal ini menunjukkan bahwa dalam larutan jenuh terdapat keadaansetimbang dinamis antara padatan dan ion-ionnya.b.Mekanisme FotosintesisPercobaan menggunakan perunut telah dilakukan sejak tahun 1950olehMelvin Calvin dari Universitas Berkeley untuk menentukanmekanisme fotosintesis tanaman. Proses keseluruhan fotosintesismelibatkan reaksi CO2 dan H2O untuk menghasilkan glukosa dan O2.6CO2(g) + 6H2O(A)Sinar matahari⎯⎯⎯⎯⎯→C6H12O6(aq) + 6O2(g)Dalam percobaannya, gas CO2 yang mengandung lebih isotop 14Cradioaktif diterpakan kepada tanaman alga selama satu hari. Selanjutnya,Gambar 5.8Daya penetrasi sinar a,b, dan gterhadap tubuh manusiaOrganTulangJaringanKulitabgSumber:Chemistry: The Central Science, 2000Kata Kunci•Daya penetrasi•Perunut radioaktif•Isotop radioaktif•Isotop nonradioaktif
134Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIalga diekstrak dengan alkohol dan air. Senyawa terekstrak dipisahkan dengankromatografi, selanjutnya diidentifikasi.Senyawa yang mengandung 14C radioaktif terdapat dalam zat antarayang dibentuk selama fotosintesis. Berdasarkan analisis terhadap isotop 14C,Calvin mengajukan mekanisme atau tahap-tahap reaksi dalam fotosintesis.c.Titrasi RadiometriPada titrasi radiometri, isotop radioaktif dapat digunakan sebagaipetunjuk titik akhir titrasi. Misalnya, pada titrasi penentuan ion Cl–dengan ion Ag+ membentuk endapan AgCl. Baik titran maupun cuplikandapat mengandung komponen radioaktif.Pada awal titrasi, dalam labu Erlenmeyer yang berisi ion Cl–nonradioaktif tidak terdapat keaktifan. Setelah ion 110Ag+ radioaktifditambahkan ke dalam erlenmeyer dan bereaksi dengan ion Cl–,membentuk endapan AgCl.Bagian supernatan (endapan) tidak menunjukkan tanda-tandakeaktifan, tetapi setelah titik ekuivalen tercapai, kelebihan ion Ag+berada dalam larutan, dan secara perlahan meningkatkan keaktifan. Titikakhir titrasi diperoleh dengan cara ekstrapolasi grafik.Kelebihan cara analisis titrasi radiometri adalah kepekaannya sangattinggi. Selain itu, suhu, pH, kekeruhan, dan yang lainnya tidakmemengaruhi penentuan titik akhir titrasi.d.Analisis Aktivasi NeutronAnalisis aktivasi neutron adalah analisis unsur-unsur dalam sampel yangdidasarkan pada pengubahan isotop stabil oleh isotop radioaktif melaluipemboman sampel oleh neutron.Untuk mengidentifikasi apakah seseorang itu mati wajar atau diracundapat dianalisis berdasarkan runutan unsur dalam rambut. Ini dapatdilakukan dengan cara menentukan jumlah dan posisi unsur dalam rambutsecara saksama sehingga dapat diketahui penyebab kematian orang itu.Analisis terhadap rambut dapat dilakukan untuk menentukan zatberacun yang terdapat dalam rambut, misalnya arsen (As). Jika isotop75As dibombardir dengan neutron, inti metastabil dari 76Asm akandiperoleh:751330Asn+⎯⎯→7633Asm Inti metastabil berada pada keadaan tereksitasi, dan meluruh disertaiemisi gamma. Frekuensi sinar gamma yang diemisikan khas untuk setiapunsur. Selain itu, intensitas sinar gamma sebanding dengan jumlah unsuryang ada dalam sampel rambut.Berdasarkan prosedur di atas, dapat diketahui apakah orang itudiracuni arsen atau mati wajar. Metode ini juga sangat peka sebab dapatmengidentifikasi jumlah arsen hingga 10–9 g.Gambar 5.10Arsen dibombardir dengan neutronmenghasilkan arsen metastabil.Untuk stabil meluruhkan sinargamma.Gambar 5.9Pencacah GeigerPartikel radiasi masuk melaluijendela dan melewati gas argon.Energi dari partikel mengionisasimolekul gas menghasilkan ion positifdan elektron yang dipercepat olehelektrode. Elektron yang bergeraklebih cepat, menumbuk logamanode dan menimbulkan pulsa arus.Pulsa arus selanjutnya dicacah.Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000Gas ArgonSumberlistrikPencacahdan penguatJendela radiasimasukKatode(–)Anode(+)76As75As
135KeradioaktifanGambar 5.11(a) Perangkat uji radon dapatdigunakan di rumah atauperkantoran.(b) Kobalt-60 digunakan untuk terapikanker.2.Manfaat dalam Kedokteran dan FarmasiRadioisotop pertama yang diterapkan dalam medik adalah untuk terapipenyakit kanker. Radium–226 dan hasil peluruhannya, radon–222 digunakanuntuk terapi kanker beberapa tahun setelah penemuan radioaktif, tetapisekarang radiasi gamma dari kobalt–60 lebih umum digunakan.Terapi penyakit kanker merupakan salah satu aplikasi berguna dariisotop radioaktif dalam medik. Kegunaan lain dari isotop radioaktif adalahdiagnosis penyakit (Gambar 5.11a), sterilisasi alat-alat kedokteran(Gambar 5.11b), dan penyelidikan efisiensi kerja organ tubuh.a.Efisiensi Kerja Organ TubuhIsotop radioaktif diterapkan dalam diagnosis dengan dua cara.Pertama, isotop digunakan untuk mengembangkan citra internal organtubuh sehingga fungsinya dapat diselidiki. Kedua digunakan sebagaiperunut dalam analisis jumlah zat, seperti pertumbuhan hormon dalamdarah, yang dapat memberikan data kemungkinan kondisi penyakitnya.Nuklida99Tcm adalah isotop radioaktif yang sering digunakan untukmengembangkan citra internal organ tubuh. Isotop tersebut meluruhdisertai emisi sinar gamma menjadi 99Tc keadaan dasar.Citra dibuat dengan men-scan bagian tubuh oleh emisi sinar gamma dari99Tc dan dideteksi secara skintilasi (penyinaran). Gambar 5.12 menunjukkancitra tulang kerangka manusia yang diperoleh dengan isotop 99Tcm.Teknetium yang menerpa bagian tubuh, setelah scanning segeradiekresi oleh tubuh dan sinar gamma meluruh sampai ke tingkat yangdapat diabaikan oleh tubuh sekitar sejam. Di rumah sakit, isotopteknetium diproduksi dalam generator teknetium molibdinum–99.Generator mengandung ion molibdat radioaktif, MoO42– yang terserappada butiran alumina.Isotop99Mo radioaktif sendiri dibuat pada reaktor nuklir. Isotop 98Mononradioaktif dibombardir dengan neutron.981420Mon+⎯⎯→9942MoSelanjutnya, Molibdum radioaktif ini diserapkan pada alumina danditempatkan dalam generator, dan dikirim ke rumah sakit. Ion perteknetatdiperoleh ketika isotop 99Mo dalam MoO42 meluruh. Persamaanpeluruhannya adalah9942Mo⎯⎯→990431Tcem−+Setiap hari ion perteknetat, TcO4– harus dicuci dari generator denganlarutan garam yang tekanan osmosisnya sama dengan tekanan osmosisdalam darah.Gambar 5.12Citra tulang rangka manusiamenggunakan99Tcm.Sumber:Chemistry: The Central Science, 2000Sumber:Chemistry,2001Kata Kunci•Inti metastabil•Citra internal(a)(b)
136Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIIon perteknetat diterapkan untuk mengembangkan citra otak,sedangkan senyawa teknetium yang lain diterapkan untuk mengem-bangkan citra organ tubuh yang lain. Senyawa kompleks teknetiumtertentu dapat berikatan dan merusak jaringan hati. Senyawa iniditerapkan untuk mendiagnosis serangan jantung. Saat ini tengahdikembangkan senyawa isotop radioaktif dari teknetium yang diharapkandapat melihat fungsi berbagai organ tubuh yang lain.b.Radio Immuno Assay (RIA)Radio mmuno Assay (RIA) adalah teknik pengembangan terkiniuntuk menganalisis darah dan cairan tubuh lain, seperti hormon, steroid,dan antigen dalam jumlah sangat sedikit. Teknik yang dikembangkanini bergantung pada ikatan antara zat dengan antibodi. Antibodidiproduksi dalam hewan sebagai proteksi terhadap zat asing. Antibodimemproteksi dengan mengikat zat dan mencacah aktivitas biologinya.Metode yang telah diterapkan adalah analisis insulin dalam cuplikandarah pasien. Sebelum analisis, larutan insulin yang mengikat antibodidikembangkan dari hewan secara laboratorium.Kemudian, larutan insulin digabungkan dengan insulin yangmengandung isotop radioaktif, di mana antibodi terikat pada insulinradioaktif. Sampel yang mengandung sejumlah insulin tidak dikenalditambahkan kepada campuran antibodi-insulin radioaktif.Insulin yang bukan radioaktif mengganti beberapa insulin radioaktifyang terikat pada antibodi. Akibatnya, antibodi kehilangan sejumlahradioaktivitas. Hilangnya radioaktivitas dapat dihubungkan denganjumlah insulin dalam sampel darah.Teknik RIA juga digunakan secara luas untuk menentukan HumanPlacenton actogen (HPL) pada tahap kehamilan. Informasi tersebut sangatpenting dalam bidang ginekologi sehingga dokter dapat membedakankehamilan yang normal dan abnormal sejak dini.3.Aplikasi dalam Industri dan PertanianSalah satu aplikasi radioisotop dalam bidang pertanian adalah untukmenentukan pemakaian pupuk optimum. Berapa kadar pupuk yang harusditambahkan ke dalam tanah, dan berapa kadar pupuk yang diserap tanaman.Kadar pupuk optimum dapat ditentukan dengan menambahkan amoniumfosfat berlabel 32P yang memiliki aktivitas tertentu. Selanjutnya, dilakukanpengukuran aktivitasnya pada akar, daun, batang, atau bagian lain dari tanaman.Total fosfor yang dibutuhkan tanaman ditentukan melalui analisiskimia dan penambahan pupuk ditentukan oleh keaktifan yang terukur.Perbedaan dari kedua pengukuran itu menunjukkan fosfor yang terdapatdalam tanah. Dari hasil penelitian terbukti bahwa hasil panen jauh lebihmelimpah jika penambahan pupuk fosfat dilakukan pada saat benihdisemai atau pada saat 60% pertumbuhan akar.Oleh karena banyak unsur dapat diaktifkan dengan neutron dan emisiradiasinya memiliki frekuensi tertentu yang khas maka teknik pencariansumber alam yang terdapat dalam kerak bumi banyak melibatkan partikelneutron. Contohnya, pencarian sumber air dan minyak bumi. Alat bordilengkapi dengan sumber neutron, diharapkan dapat menginduksikeradioaktifan terhadap unsur-unsur yang terdapat dalam tanah padakedalaman tertentu.Gambar 5.14Molekul yang ditandai denganradioisotop iodin-123, digunakanuntuk mempelajari aliran darah keotak. Emisi dari 123I dideteksi di sekitarotak Pasien.Gambar 5.13Diagnosis dengan instrumen PET(Positron Emision Tomography) untukmen-scanning otak.Sumber:Chemistry,2001Sumber:Chemistry The Central Science, 2000
137KeradioaktifanNeutron penginduksi biasanya bersumber dari (Po + Be) denganpeluruhan sekitar 107 neutron per detik dan dirakit, seperti pada Gambar5.15. Setelah terjadi induksi keradioaktifan oleh neutron, unsur-unsur sekitarmenjadi bersifat radioaktif, dan memancarkan radiasi gamma dengan energiyang khas untuk setiap unsur. Radiasi gamma akan tersidik pada detektorsehingga dapat diketahui macam unsur yang ada dalam tanah itu.Teknik ini secara luas dikembangkan untuk menentukan keberadaansumber air atau minyak bumi. Jika terdapat unsur hidrogen, energi gammayang tersidik sekitar 2,2 MeV, unsur oksigen sekitar 6,7 MeV, dan unsurkarbon sekitar 4,4 MeV.4.Aplikasi dalam KepurbakalaanPengukuran umur batuan dapat dilakukan melalui pengukuranpeluruhan14C yang telah membuka tabir sejarah manusia dan prasejarahsekitar 35.000 tahun silam. Isotop 14C dengan waktu paruh 5.730 tahundihasilkan secara terus-menerus di atmosfer akibat sinar kosmik. Sinarkosmik berenergi sangat tinggi menyebabkan terjadinya reaksi intiberenergi tinggi menghasilkan neutron. Neutron tersebut selanjutnyabertumbukan dengan inti 14N di atmosfer membentuk 14C.11407nN+⎯⎯→11416HC+Isotop14C masuk ke atmosfer bumi dan bercampur dengan 12C yangstabil membentuk senyawa, misalnya H14CO3– dalam lautan, 14CO2 diatmosfer. Senyawa tersebut selanjutnya dikonsumsi oleh tanaman danhewan, selanjutnya oleh manusia.Jika tanaman atau hewan mati (misalnya, jika pohon ditebang),pertukaran karbon dengan sekitarnya berhenti. Oleh karenanya, jumlah14C yang terdapat dalam tanaman yang ditebang mulai meluruh.Setelah ratusan bahkan ribuan tahun, tanaman yang mati sudahmenjadi fosil. Melalui pengukuran aktivitas 14C dalam fosil tanaman, umurfosil itu dapat diramalkan.Metode pengukuran dengan 14C dikembangkan oleh .F. Libby yangdikalibrasi terhadap teknik pengukuran umur batuan yang lain (seperticatatan sejarah yang ditulis) dan hasilnya cukup konsisten.Namun demikian, pembakaran fosil minyak bumi selama satu abadterakhir dapat meningkatkan produksi isotop 12C di atmosfer, yang tentudapat menimbulkan kesukaran dalam menerapkan metode pengukurandengan14C pada masa yang akan datang.Gambar 5.15Teknik pencarian sumber alam(air, minyak bumi)Neutron mengaktifasi unsur-unsur di sekitarnyaKata Kunci•Aktivitas•Neutron penginduksi•Reaksi intiFragmen tulang manusia purba ditemukan dekat Bengawan Solo, dan dianalisis denganradiokarbon. Sebanyak 100 g sampel tulang dicuci dengan HCl 1 M untuk mengeluarkanmineral dalam tulang dan tersisa protein. Protein tulang dikumpulkan, dikeringkan,dipirolisis. Gas CO2 yang dihasilkan dikumpulkan dan dimurnikan. Perbandingan 1412diukur. Jika cuplikan ini mengandung 5,7% 14C, berapa usia manusia purba itu?Kegiatan Inkuiri
138Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIGambar 5.16Reaksi fisi 235U dengan neutronmembentuk kripton dan bariumdisertai pelepasan energi sebesar3,5 × 10-11 J dan sejumlah neutronyang siap bereaksi fisi dengan intiyang lain.Kerjakanlah di dalam buku latihan.1.Dalam laju reaksi dikatakan bahwa katalis turut sertadalam reaksi, tetapi pada akhir reaksi, katalis diperolehkembali. Bagaimana Anda dapat membuktikanbahwa katalis turut serta dalam reaksi dengan cararunutan isotop radioaktif?Tes Kompetensi SubbabB2.Mengapa isotop 60Co lebih umum dipakai untuk terapikanker daripada isotop 222Rn.3.Pernahkah Anda di-scan dengan radioisotop(Rontgen)? Berapa rentang waktu yang di-perbolehkan untuk di-scan kembali?Sumber:Chemistry :The Central Science, 2000Nuklida2 Neutrondari hasil fisiProyeksineutronC.Reaksi Fisi dan FusiReaksi inti, seperti halnya reaksi elektronik, melibatkan perubahanenergi. Akan tetapi, perubahan energi dalam reaksi inti bersifat sertamertadan berantai sehingga perlu pengetahuan dan teknologi tinggi untukmengembangkan reaktornya. Ada tiga jenis reaktor nuklir, yaitu reaktoruntuk reaksi fusi, reaktor fisi, dan reaktor pembiak.1.Reaksi FisiReaksi fisi adalah reaksi pembelahan nuklida radioaktif menjadi nuklida-nuklida dengan nomor atom mendekati stabil. Pembelahan nuklida ini disertaipelepasan sejumlah energi dan sejumlah neutron. Reaksi fisi inti uranium–235dioperasikan dalam reaktor tenaga nuklir untuk pembangkit tenaga listrik.Jika inti 235U dibombardir dengan neutron, akan dihasilkan inti-inti atomyang lebih ringan, disertai pelepasan energi, juga pelepasan neutron sebanyak2 hingga 3 buah. Jika neutron dari setiap reaksi fisi bereaksi lagi dengan inti235U yang lain, inti-inti ini akan terurai dan melepaskan lebih banyak neutron.Oleh karena itu, terjadi reaksi yang disebut reaksi berantai (chain reaction).Reaksi berantai adalah sederetan reaksi fisi yang berlangsung spontandan serta merta, disebabkan oleh neutron yang dilepaskan dari reaksi fisisebelumnya bereaksi lagi dengan inti-inti yang lain. Oleh karena satu reaksifisi dapat menghasilkan 3 neutron, jumlah inti yang melakukan fisi berlipatsecara cepat, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.17. Reaksi berantai darifisi inti merupakan dasar dari reaktor nuklir dan senjata nuklir.Sumber:Chemistry: The Central Science, 200010n23592U9136Kr14656Ba10nGambar 5.17Reaksi berantai pada reaksi fisi
139KeradioaktifanGambar 5.19Ledakan bom menyerupai cendawan.Gambar 5.20Skema bagian inti dari reaktor nuklirSumber:Chemistry,2001Gambar 5.18Konstruksi bom atomSumber:Chemistry: The Central Science, 2000Agar dapat memanfaatkan reaksi berantai dari suatu sampel radioaktifyang berpotensi fisi maka reaksi fisi harus dikendalikan dengan caramengendalikan neutron yang dilepaskan dari reaksi itu. Dengandemikian, hanya satu neutron yang dapat melangsungkan reaksi fisiberikutnya.Berdasarkan hasil pengamatan, jika sampel radioaktif terlalu sedikit,neutron-neutron yang dihasilkan dari reaksi fisi meninggalkan sampelradioaktif sebelum neutron-neutron itu memiliki kesempatan untukbereaksi dengan inti-inti radioaktif yang lain. Dengan kata lain, terdapatmassa kritis untuk bahan tertentu yang berpotensi fisi, yang dapatmelangsungkan reaksi berantai (lihat Gambar 5.18). Massa kritis adalahmassa terkecil dari suatu sampel yang dapat melakukan reaksi berantai.Jika massa terlalu besar (super kritis), jumlah inti yang pecah berlipatsecara cepat sehingga dapat menimbulkan ledakan dan petaka bagimanusia, seperti pada bom atom. Bom atom merupakan kumpulan massasubkritis yang dapat melakukan reaksi berantai. Ketika dijatuhkan massasubkritis menyatu membentuk massa super kritis sehingga terjadi ledakanyang sangat dahsyat (Gambar 5.19).Reaktor fisi nuklir adalah suatu tempat untuk melangsungkan reaksiberantai dari reaksi fisi yang terkendali. Energi yang dihasilkan dari reaktorini dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi nuklir.Reaktor nuklir terdiri atas pipa-pipa berisi bahan bakar radioaktifdan batang pengendali neutron yang disisipkan ke dalam pipa bahanbakar nuklir tersebut. Perhatikan Gambar 5.20.Pendorong batang pengendaliBatang pengendaliPipa bahan bakarSirkulasi air pendinginSumber:Chemistry : The Central Science, 2000Pipa bahan bakar berbentuk silinder mengandung bahan yangberpotensi fisi. Dalam reaktor air ringan (1H2O), pipa bahan bakar berisiuranium yang berpotensi melangsungkan reaksi fisi.Uranium yang digunakan sebagai bahan bakar dalam reaktor nuklirmengandung isotop 235U sekitar 3%. Batang pengendali neutron dibuatdari bahan yang dapat menyerap neutron, seperti boron dan kadmiumsehingga dapat mengendalikan reaksi berantai.Massasubkritis235UBahaneksplosif
140Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIPengendalian neutron dilakukan dengan cara menaikkan ataumenurunkan batang pengendali yang disisipkan dalam pipa bahan bakar.Dalam keadaan darurat, batang-batang pengendali ini, dapat dimasukkanseluruhnya ke dalam pipa bahan bakar guna menghentikan reaksi fisi.Selain batang pengendali, terdapat alat yang disebut moderatorModerator ini berguna untuk memperlambat gerakan neutron. Moderatordipasang jika bahan bakar uranium–235 merupakan fraksi terbanyak daritotal bahan bakar. Moderator yang dipakai umumnya air berat (2H2O),air ringan (1H2O), atau grafit.Bahan bakar nuklir, selain uranium–235, juga uranium–238 dapatdijadikan bahan bakar. Keunggulan dan kelemahan dari kedua bahanbakar tersebut, yaitu jika uranium–238, bereaksi lebih cepat denganneutron hasil reaksi fisi dibandingkan uranium–235, tetapi uranium–235bereaksi lebih cepat dengan neutron yang telah diperlambat olehmoderator.Pada reaktor air ringan, 1H2O berperan sebagai moderator, sekaligussebagai pendingin. Gambar berikut menunjukkan rancang bangun reaktorair bertekanan atau reaktor air ringan.Air dalam reaktor dipertahankan sekitar 350°C pada tekanan 150atm agar tidak terjadi pendidihan. Air panas ini disirkulasikan menujupenukar kalor, di mana kalor digunakan untuk menghasilkan uap, danuap tersebut menuju turbin untuk pembangkit listrik.Setelah periode waktu tertentu, hasil reaksi fisi yang menyerapneutron berakumulasi dalam pipa bahan bakar. Hal ini menimbulkaninterferensi dengan reaksi rantai sehingga pipa bahan bakar harus digantisecara berkala.Gambar 5.21Reaktor nuklir air ringan(konstruksi air bertekanan)Batang bahan bakar memanaskan airyang disirkulasikan ke penukar kalor.Uap yang dihasilkan dalam penukarkalor dilewatkan ke turbin yangmendorong generator listrik.Turbin uapGenerator listrikKondensatorSungai38°C27°CPompaPembangkituapAir atauNatrium cairUapSumber:Chemistry: The Central Science, 2000Mengapa isotop 238U tidak dapat digunakan langsung sebagai bahan bakar dalamreaktor nuklir, melainkan isotop 235U? Jelaskan berdasarkan hasil reaksi inti uraniumdengan neutron.Kegiatan InkuiriKata Kunci•Reaktor nuklir•Reaksi fisi•Reaksi fusi•Reaksi berantai•Partikel pembom (proyektil)•Tolakan elektrolisis
141KeradioaktifanBuangan sisa bahan bakar menjadi limbah nuklir. Limbah ini dapatdiproses ulang. Bahan bakar sisa tersebut dipisahkan secara kimia darilimbah radioaktif. Plutonium–239 adalah salah satu jenis bahan bakarhasil pemisahan dari buangan limbah nuklir. Isotop ini diproduksi selamareaktor beroperasi, yaitu pemboman uranium–238 oleh neutron. Isotopplutonium–239 juga berpotensi fisi dan dipakai untuk membuat bom atomatau senjata nuklir.Ketersediaan isotop plutonium–239 dalam jumlah besar akanmeningkatkan kesempatan negara-negara maju untuk menyalahgunakanplutonium dijadikan bom atom atau senjata nuklir pemusnah masal. Sisabahan bakar nuklir sebaiknya tidak didaur-ulang. Masalah utama bagilembaga tenaga nuklir adalah bagaimana membuang sampah radioaktifyang aman.Gambar 5.22(a) Gedung reaktor nuklir(b) Bagian pusat dari reaktor nuklir(a)(b)Sumber:Chemistry: The Central Science, 20002.Reaksi FusiReaksi fusi adalah reaksi nuklida-nuklida ringan digabungkan menjadinuklida dengan nomor atom lebih besar. Misalnya, inti deuterium (2H)dipercepat menuju target yang mengandung deuteron (2H) atau tritium(3H) membentuk nuklida helium. Persamaannya:2211HH+⎯⎯→3120Hen+2311HH+⎯⎯→4120Hen+Untuk mendapatkan reaksi fusi inti, partikel pembom (proyektil)harus memiliki energi kinetik yang memadai untuk melawan tolakanmuatan listrik dari inti sasaran (lihat Gambar 5.23).Disamping pemercepat partikel, cara lain untuk memberikan energikinetik memadai kepada inti proyektil agar dapat bereaksi dengan intisasaran dilakukan melalui pemanasan inti sasaran hingga suhu sangat tinggi.Suhu pemanasan inti sasaran sekitar 108°C. Pada suhu ini semua elektrondalam atom mengelupas membentuk plasma. Plasma adalah gas netral yangmengandung ion dan elektron.Masalah utama dalam mengembangkan reaksi fusi terkendali adalahbagaimana kalor plasma yang bersuhu sangat tinggi dapat dikendalikan.Kendalanya, jika plasma menyentuh bahan apa saja, kalor dengan cepatdihantarkan dan suhu plasma dengan cepat turun.Energi yang terdapat di mataharisebagai akibat dari reaksi fusi.Energi total:+ 26,7 MeVReaksi individu:112 0111 1HHH e+→ +2130112 0HHHe+→ +γ33412221HHH2H+→+Bom hidrogen yang pernahdikembangkan juga menerapkan reaksifusi inti untuk tenaga penghancurnya.Energy released by sun is caused fusionreaction.Total energy:+ 26,7 MeVIndividual reaction:112 0111 1HHH e+→ +2130112 0HHHe+→ +γ33412221HHH2H+→+The hidrogen bom which has beendeveloped also apply the nuclei fusionreaction to generate destroying power.NoteCatatanTolakan elektrostatisJarak antar partikelEnergi antaraksiakibat gaya inti yangkuatE0Gambar 5.23Grafik energi antaraksi dua intiterhadap tolakan elektrostatis
142Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIReaktor uji fusi inti Tokamak menggunakan medan magnet berbentukdonat untuk mempertahankan suhu plasma dari setiap bahan, sepertiditunjukkan pada Gambar 5.24.Kerjakanlah di dalam buku latihan.1.Jelaskan perbedaan antara reaksi fisi dan reaksi fusi.2.Mengapa nuklida ringan melepaskan energi ketikamelakukan fusi untuk membentuk nuklida lebih berat,sedangkan nuklida relatif berat juga melepaskan energiketika berlangsung melakukan fisi?Tes Kompetensi SubbabC3.Jelaskan keuntungan dan kerugian reaktor fisidibandingkan reaktor fusi.Rangkuman1. Kestabilan inti dapat ditinjau dari aspek kinetika dantermodinamika. Secara kinetika, inti yang tidak stabilakan meluruh menjadi inti yang lebih stabil, melibatkanemisi partikel alfa, beta, positron, dan sinar gamma.2. Secara termodinamika, kestabilan inti dapat dikaji darienergi nukleosintesis. Nukleosintesis adalahpembentukan nuklida dari nukleon-nukleonnya.3. Pada nukleosintesis terjadi kehilangan massa. MenurutEinstein, energi yang hilang dalam nukleosintesissetara dengan perubahan massa atauDE =Dmc2.4. Massa yang hilang dalam nukleosintesis diubahmenjadi energi ikat inti. Energi ikat inti adalah energiyang diperlukan untuk mengikat nukelon-nukleondi dalam inti agar tidak terurai.5. Jenis peluruhan radioaktif dapat berupa partikel alfa,beta, positron, atau sinar gamma.6. Aktivitas radioaktif dapat disidik dengan alat yangdisebut pencacah radiasi. Ada dua jenis alat pencacahradiasi, yaitu pencacah Geiger dan pencacah skintilasi.7. Isotop radioaktif banyak dimanfaatkan untuk berbagaibidang, seperti kimia, industri, pertanian, perminyakan,dan terutama dalam bidang kedokteran dan medis.8. Penentuan umur radiokarbon menggunakan nisbah1412CC untuk menentukan objek yang mengandungkarbon dari sumber yang hidup.9. Fusi inti adalah proses penggabungan dua inti ringanmembentuk inti lebih berat dan lebih stabil. Fisi intiadalah pemecahan inti berat menjadi dua inti yanglebih ringan. Adapun reaktor nuklir menerapkan fisiterkendali.Gambar 5.24Reaksi fusi inti tokamakTabung vakumPlasmaKumparanmedantoroidalKumparanMedan poloidalSumber:Chemistry :The Central Science, 2000
143KeradioaktifanPeta KonsepInti atomFusiFisiStabilTidak stabilRadioaktifPeluruhanMassaMuatanAlfa (a)Beta (b)Gamma (g)EnergiMomentumbersifatuntuk mencapaikestabilan terjaditerdiri atasberlaku Hukum Kekekalanjenis peluruhanreaksi yangterjadiPositron (e+)Apakah Anda merasa kesulitan dalam memahamimateri Bab 5 ini? Bagian manakah dari materi Bab 5 iniyang belum Anda kuasai? Jika Anda merasa kesulitan,diskusikan dengan teman atau guru Anda.Pada bab ini Anda telah mempelajari mengenaikestabilan suatu inti atom sehingga diketahui bahwainti atom tidak stabil jika inti atom tersebut bersifatradioaktif. Anda juga telah mengetahui sifat-sifat fisikdan kimia unsur-unsur radioaktif tersebut, sertakegunaan dan bahayanya.RefleksiSifat keradioaktifan suatu unsur dapat dimanfaatkandalam berbagai aplikasi, antara lain sebagai sumberenergi, untuk analisis kimia; dalam bidang kedokterandan farmasi; dalam industri dan pertanian; sertakepurbakalaan. Dapatkah Anda menyebutkan manfaatlainnya dari mempelajari sifat keradioaktifan suatu unsur?
144Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIEvaluasi Kompetensi Bab 5A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat.1.Perhatikan grafik pita kestabilan berikut.Unsur radioaktif yang terletak di daerah A akanmencapai stabil dengan cara memancarkan ....A.partikel aD.positronB.partikel bE .neutronC.partikel g2.Dengan melihat grafik pita kesetabilan pada soal nomor1, unsur radioaktif yang terletak di daerah B akanmencapai stabil dengan memancarkan ....A.partikel aD.positronB.partikel bE .neutronC.partikel g3.Nuklida yang memiliki nilai np lebih besar dibandingkannp nuklida stabil akan mengalami ....A.peluruhan aB.peluruhan bC.pemancaran positronD.reaksi pembelahanE.reaksi penggabungan4.Ebtanas 1997:Isotop radioaktif 23892U mengalami peluruhan menjadi23490Thdengan cara ....A.menangkap partikel alfaB.emisi positronC.menangkap elektronD.emisi partikel alfaE.emisi beta5.Ebtanas 1999:Setelah 4 tahap memancarkan sinar a dan 1 tahapmemancarkan sinar b, isotop radioaktif Th akhirnyamenjadi ....A.21283BiD.21890BiB.21083BiE.20682PbC.21081Ti6. Jika suatu nuklida mengemisikan partikel b akan terjadi ....A.penambahan nomor massa satu satuanB.pengurangan nomor atom satu satuanC.pengurangan nomor atom dua satuanD.penambahan nomor atom satu satuanE.tidak mengalami perubahan nomor atom7. Inti atom hidrogen menangkap satu proton dan berubahmenjadi ....A.partikel alfaD.deuteriumB.sinar betaE.positronC.tritium8. Pada peluruhan radioaktif 23492Umenjadi20682Pbmelibatkan emisi ....A.7 partikel a dan 4 partikel bB.6 partikel a , 1 neutron, dan 3 protonC.8 partikel a dan 6 elektronD.6 partikel a, 3 elektron, dan 2 deuteronE.10 elektron dan 5 partikel a9.UMPTN 2000 C:Pada peluruhan 21283Bimenjadi21284Po, kemudianmeluruh lagi menjadi 20882Pb. Partikel-partikel yangdiemisikan berturut-turut adalah ...A.foton dan betaB.foton dan alfaC.beta dan fotonD.beta dan alfaE.alfa dan beta10.UMPTN 1994 B:Pada proses 2351920Un+⎯⎯→941393854SrXe++ ...terjadi pelepasan ....A.satu partikel alfaB.tiga partikel betaC.dua partikel positronD.tiga partikel neutronE.dua partikel neutron11.UMPTN 1995 C:Pada proses peluruhan polonium menjadi timbal:21284Po⎯⎯→20882Pb+ Xmaka X adalah ....A.neonB.protonC.neutronD.deteronE.heliumPita kestabilanProtonNeutronBCA
145Keradioaktifan12.UMPTN 1998 A:Pada reaksi inti: 23892U+a⎯⎯→X + 310nBerdasarkan reaksi inti, X adalah ....A.23490ThD.23994PuB.23690ThE.24094PuC.23592U13.UMPTN 1996 B:Pada reaksi transformasi ()141778N,x Oα, x adalah....A.elektronD.neutronB.protonE.positronC.gamma14.UMPTN 2000 A:Jika atom aluminium ditembaki dengan partikel X,akan terjadi isotop fosfor, sesuai dengan reaksi:2713Al + X⎯⎯→301150Pn+Dalam persamaan reaksi ini, X adalah ....A.partikel betaD.partikel neutronB.partikel alfaE.fotonC.atom tritium15. Energi ikat inti per nukleon pada nukleosintesis heliumadalah (dalam MeV) ...A.4,00D.675B.7,07E.931,5C.28,3016. Energi ikat inti per nukleon pada nukleosintesisdeuterium adalah (dalam MeV) ....A.1,008D.5,764B.2,013E.9,315C.2,32917.Ebtanas 1997:Berikut beberapa contoh penggunaan radioisotop1.Na–24 untuk menyelidiki kebocoran pipa minyakdalam tanah2.Co–60 untuk mensterilkan alat-alat kedokteran3.I–131 untuk mengetahui letak tumor pada otakmanusia4.P–32 untuk memberantas hama tanamanRadioisotop di atas yang berfungsi sebagai perunutadalah ....A.1 dan 2D.2 dan 4B.1 dan 3E.3 dan 4C.1 dan 418. Radioisotop Co–60 dapat digunakan untuk mengobatipenyakit kanker sebab dapat mengemisikan ....A.betaD.infra merahB.gammaE.ultravioletC.alfa19.Ebtanas 1999:Sebagai sumber radiasi untuk mensterilkan alat-alatkedokteran dapat digunakan isotop ....A.I–131D.Na–24B.Co–60E.C–12C.P–3220. Isotop yang digunakan untuk menentukan umur suatufosil adalah ....A.C–12D.Co–60B.C–13E.P–32C.C–1421. Radioisotop yang dipakai untuk memperoleh citra organtubuh di rumah sakit adalah ....A.Na–24D.U–235B.Tc–99E.Po–238C.Mo–9922. Reaksi fisi yang dikembangkan dalam reaktor nuklirmenggunakan bahan bakar ....A.U–235D.Co–60B.U–238E.Th–234C.Po–23923. Bom atom dapat meledak dengan kekuatan sangatdahsyat sebab ....A.seluruh bahan radioaktif musnahB.tercipta banyak gas panasC.lebih banyak bahan peledak dibandingkan bombiasaD.massa diubah menjadi energi dalam waktuseketikaE.ikatan kimia dalam bahan bom berenergi sangatbesar24. Batang kadmium dalam reaktor nuklir berfungsi sebagai ....A.mengubah neutron yang bergerak cepat menjadineutron termalB.bereaksi dengan 235U untuk menghasilkan energiC.menyediakan deuterium untuk reaksi fisi dengan235UD.melangsungkan pembakaran untuk memicu reaksifisiE.menyediakan partikel alfa25.Ebtanas 1996:Contoh reaksi fisi adalah ....A.9819942042MonMo+⎯⎯→+γB.23842401922940UHePu2n+⎯⎯→+C.3341122211HeHeHeHH+⎯⎯→++D.1441717281NHeOH+⎯⎯→+E.235113994192056360UnBa Kr3n+⎯⎯→++
146Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIB. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.1.Andaikan nuklida radioaktif dengan rasio neutron-proton lebih besar daripada isotop stabilnya. Bagaimanamodus peluruhan yang mungkin dari nuklida ini danmengapa melalui cara itu?2.Tuliskan persaman reaksi inti untuk setiap prosesberikut.a.116C memancarkan positronb.21483Bi memancarkan partikel bc.23793C memancarkan partikel a3.Curium disintesis pertama kali melalui pemboman suatuunsur dengan partikel alfa. Menghasilkan curium–242dan neutron. Apa nama unsur sasaran?4.Hitung energi yang dilepaskan per gram hidrogen untukreaksi berikut.11201111HHHe+⎯⎯→+Diketahui massa atom 1H = 1,00782; 2H= 2,0141.5.Pembakaran satu mol grafit melepaskan energi 393,5 kJ.Berapa perubahan massa yang sesuai dengan hilangnyaenergi tersebut?6.Tuliskan lima komponen utama reaktor nuklir danfungsinya. Apakah setiap komponen menimbulkanmasalah bagi lingkungan? jelaskan.7.Mengapa isotop 238U tidak dapat digunakan langsungsebagai bahan bakar dalam reaktor nuklir?
147Proyek SemesterAir Mancur AmoniaReaksi Ba(OH)2, NH4Cl, dan CaO menghasilkan gas amonia. Gas amonia yang terbentuk mudah bereaksi dengan air.Oleh karenanya, saat labu berisi amonia tersebut dihubungkan dengan gelas berisi air, tekanan dalam labu berkurang jikapipet yang dihubungkan di antara keduanya dipijit-pijit. Air akan naik ke dalam labu membentuk seperti air mancur yangberwarna merah. Warna merah ini berasal dari larutan basa amonia dalam air. Pada proyek Semester 1 Anda ditugaskanuntuk membuat amonia dan melaporkan data pengamatan kelompok Anda dalam bentuk karya tulis. Amonia adalahsenyawa kovalen yang mengandung atom nitrogen. Selain banyak diaplikasikan dalam industri untuk pembuatan bahanbaku pupuk, amonia juga berguna untuk pembuatan air mancur, karena memiliki warna yang menarik. Buatlah laporanberupa karya tulis kelompok Anda setelah melakukan proyek semester ini.TujuanUntuk membuat amonia dan diaplikasikan sebagai air mancur hiasan.Alat dan Bahan1.Statif:- dasar8. Labu bundar 250 mL- batang : 250 mm9. Pipet tetes- kaki: 500 mm10. Tabung reaksi 150×25 mm2.Bosshead11. Gelas kimia 1000 mL3.Klem universal12. Pembakar spiritus4.Sumbat karet (1 lubang)13. Kalsium oksida (CaO)5.Sumbat karet (2 lubang)14. Amonium Klorida (NH4Cl)6.Pipa kaca lurus15. Barium Hidroksida (Ba(OH)2)7.Pipa kaca bengkok 110°16. Larutan fenolftalein (PP) 1%**Tersedia dalam bentuk padatannya. Larutan dibuat dengan mencampurkan beberapa gram padatan (sesuai konsentrasiyang diinginkan) dengan sejumlah pelarut a uades atau air biasa).Langkah Kerja1.Rangkai tabung reaksi dan peralatan lainnya seperti terlihat pada gambar berikut.Proyek Semester 12.Panaskan Ba(OH)2, NH4Cl, dan CaO, di dalam tabung reaksi hingga terbentukgas amonia (NH3) di dalam labu.3.Tes dengan kuas yang sudah dicelupkan ke dalam larutan HCl. Apabila terbentukkabut membuktikan bahwa NH3 sudah terkumpul cukup banyak.4.Tutup mulut labu dengan sumbat dua lubang yang telah dipasangi pipa kacalurus dan pipet berisi air.5.Masukkan ujung pipa kaca ke dalam gelas kimia berisi air yang ditetesi larutanPP 1%.6.Tekan pipet pada labu yang berisi gas NH3. Amati yang terjadi dalam labu.
148Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XII1.Fraksi mol metanol dalam larutan air mengandung 80%metanol adalah ...A.0,3B.0,5C.0,2D.0,8E.0,92.1,2–benzantrasena adalah padatan berwarna kuningyang nonvolatil dengan berat molekul 228 g mol–1.Sebanyak 18,26 g sampel dilarutkan dalam 250 mLbenzena. Berapa tekanan uap larutan pada 25°C (dalammmHg) jika tekanan uap benzena pada suhu itu 93,4mmHg?A.60,8B.91,1C.93,4D.95,7E.7603.Suatu larutan mengandung 3,24 g zat nonvolatil dannonelektrolit, juga 200 g air mendidih pada 100,130°Cpada 1 atm. Berapakah berat molekul zat terlarut? Kdmolal air adalah 0,51.A.120B.60C.46D.180E.644.Manakah di antara zat nonvolatil berikut jika dilarutkandalam pelarut benzena akan memiliki tekanan uaplarutan paling rendah? Diketahui jumlah gram terlarutsama.A.C6H12O6B.C8H10C.(CH3)2(OH)2D.C6H6O2E.(NH2)2CO5.Perhatikan diagram fasa berikut.Jika suhu dinaikkan dari 0°C hingga 50°C pada tekanantetap 0,5 atm, terjadi proses ...A.sublimasiB.fusiC.penguapanD.pembekuanE.pengembunan6.Larutan berikut dibuat dengan konsentrasi molal yangsama. Larutan yang memiliki titik beku paling rendahadalah ....A.KBrB.Al(NO3)3C.CH3COONaD.NaNO2E.MgCl27.Tekanan osmotik tiga jenis larutan dengan molaritasyang sama, misalnya urea, asam propanoat, dan natriumklorida diukur pada suhu yang sama. Diharapkanbahwa ...A.tekanan osmotik urea paling besarB.tekanan osmotik asam propanoat lebih besar darinatrium kloridaC.tekanan osmotik asam propanoat paling besarD.tekanan osmotik asam propanoat lebih besar dariureaE.semua tekanan osmotik larutan sama8.Jika tekanan osmotik larutan sukrosa 0,01 M pada 27oCadalah 0,25 atm maka tekanan osmotik larutan NaCl0,01 M pada suhu yang sama adalah...A.0,062 atmB.0,12 atmC.0,25 atmD.0,50 atmE.1,0 atm9.Reaksi ion permanganat dan ion oksalat dalam larutanbasa adalah :MnO4–(aq)+C2O42–(aq)⎯⎯→MnO2(s)+CO32–(aq)Jika persamaan ini disetarakan maka jumlah OH–dalam persamaan itu ...A.nolB.dua di kananC.dua di kiriD.empat di kananE.empat di kiri10. Jika PbS(s) direaksikan dengan larutan encer HNO3hangat, hasil reaksinya ...A.Pb2+(aq), S(s), NO2(g)B.Pb2+(aq), S(s), NO(g)C.PbO(s), S(s), NO(g)Evaluasi Kompetensi KimiaSemester 1A. Pilihlah salah satu jawaban yang paling tepat.
149Evaluasi Kompetensi Kimia Semester 1D.PbO2(s), SO42–(aq), N2(g)E.Pb2+(aq), H2S(g), NO2(g)11. Jika ion S2O32– direaksikan dengan I2 dihasilkan ion I–dan ion S4O62–. Dalam titrasi larutan I2 diperlukan 32,78mL Na2S2O3 0,2 M untuk bereaksi sempurna denganI2. Jumlah milimol I2 dalam larutan adalah ....A.1,639B.3,278C.4,917D.6,556E.9,83412. Diketahui data potensial reduksi standar:1. Fe3+(aq)+ e–⎯⎯→Fe2+(aq)Eo = + 0,77 V2. Cu2+(aq)+ 2e–⎯⎯→Cu(s)Eo = + 0,34 V3. Pb2+(aq)+ 2e–⎯⎯→Pb(s)Eo = – 0,13 V4. H2O(A)+e–⎯⎯→ H2(g)+OH–(aq)Eo=+0,50 VBerdasarkan data di atas, urutan yang lebih duludielektrolisis pada katode ....A.1, 2, 3, 4B.1, 3, 4, 2C.1, 4, 2, 3D.1, 4, 3, 2E.1, 3, 2, 413. Pada elektrolisis larutan natrium sulfat (Na2SO4)menggunakan arus sebesar 1 faraday, diperoleh gasoksigen pada keadaan STP sebanyak ....A.89,6 LB.22,4 LC.11,2 LD.5,6 LE.2,8 L14. Untuk menghambat terjadinya proses korosi, pipa besiyang dipendam di dalam tanah dihubungkan denganlogam yang lebih reaktif, misalnya magnesium. Didalam sistem ....A.elektron mengalir dari besi ke magnesiumB.magnesium mengalami oksidasiC.besi berfungsi sebagai anodeD.besi melepaskan elektronE.magnesium berfungsi sebagai katode15. Pipa bawah tanah digunakan untuk distribusi BBMatau PDAM yang cenderung terkorosi oleh lingkunganyang bersifat korosif. Reaksi korosi secara keseluruhanmelibatkan....A.reduksi besiB.oksidasi besi menjadi ion Fe2+C.oksidasi oksigen menjadi ion OH–D.oksidasi besi dengan asam dari gas CO2 terlarutE.reduksi oksigen menjadi uap air16. Pernyataan berikut merupakan sifat-sifat gas mulia,kecuali....A.unsur paling stabilB.sukar melepaskan atau menangkap elektronC.mudah bereaksi dengan unsur lainD.terdapat di atmosfer dalam keadaan bebasE.titik beku mendekati suhu 0 K17. Di antara asam halida berikut yang tidak dapat dibuatmenggunakan asam sulfat pekat adalah ....A.HF dan HClB.HF dan HBrC.HBr dan HID.HCl dan HBrE.HCl dan HI18. Perhatikan tabel sifat fisik unsur golongan alkali:Dari data di atas, kereaktifan unsur golongan alkalidipengaruhi oleh ....A.konfigurasi elektronikB.energi ionisasi pertamaC.jari-jari atomD.kerapatan (massa jenis)E.potensial reduksi standar(E°)19. Logam alkali berikut jika dibakar akan menghasilkansuperoksida adalah ....A.Na dan KB.Li dan NaC.Li dan KD.K dan RbE.Li dan Rb20. Pembuatan unsur-unsur logam alkali umumnyadilakukan melalui proses ....A.pirolisisB.kromatografiC.pemangganganD.elektrolisisE.peptisasi21. Pembuatan unsur-unsur logam alkali tanah umumnyadilakukan melalui proses ....A.pirolisisB.kromatografiC.pemangganganD.elektrolisisE.peptisasi22. Pemanasan logam Mg di udara, selain terbentuk MgOjuga terbentuk zat lain . Adanya zat itu dapatdibuktikan dengan menambahkan air hingga terbentukgas yang dapat membirukan lakmus, zat lain tersebutadalah ....A.Mg(OH)2B.Mg3N2C.MgCO3Konfigurasi elektronEnergi ionisasi (kJ mol–1)Kerapatan (g cm–3)Jari-jari ion ( )Potensial reduksi (Eo)Sifat[He] 2s15200,531,0–3,05Li[Ne] 3s15000,970,9–2,71Na[Ar] 4s14200,860,8–2,93K[Kr] 5s14001,530,8–2,92Rb[Xe] 6s13801,880,7–2,92Cs
150Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIID.Mg(HCO3)2E.Mg(CN)223. Dibandingkan dengan logam alkali yang seperiode,logam alkali tanah memiliki ....A.jari-jari yang lebih besarB.energi ionisasi lebih rendahC.sifat reduktor lebih kuatD.keelektronegatifan lebih kecilE.titik leleh lebih tinggi24. Pada pembuatan aluminium, kriolit yang dipakaiberperan sebagai ....A.reduktorB.oksidatorC.lapisan tahan panasD.pelarutE.bahan baku utama25. Reaksi berikut ini yang merupakan reaksialuminotermik adalah ....A.3MnO2(s) + 4Al(s)⎯⎯→3Mn(s)+2Al2O3(s)B.2Al(s)+ 6HCl(aq)⎯⎯→2AlCl3 (s)+3H2(g)C.4Al(s)+3O2(g)⎯⎯→2Al2O3(s)D.2Al(s)+3F2(g)⎯⎯→2AlF3(s)E.2Al(s)+6H2O(A)⎯⎯→2Al(OH)3(s)+3H2(g)26. Logam aluminium mempunyai sifat-sifat sebagaiberikut,kecuali ....A.dapat bereaksi dengan asam kuatB.larut dalam larutan NaOHC.dengan basa kuat menghasilkan gas H2D.merupakan oksidator kuatE.dengan HNO3 pekat menghasilkan oksidanitrogen27. Logam yang tidak diperoleh dengan proses elektrolisisadalah ....A.natriumB.aluminiumC.magnesiumD.silikonE.merkuri28. Di antara unsur berikut yang dapat bereaksi denganuap air pada suhu tinggi adalah ....A.C dan GeB.Sn dan PbC.Ge dan PbD.Si dan SnE.Si dan C29. Pembuatan silikon ultra-murni dapat dilakukan melaluiproses ....A.elektrolisis SiCl4B.distilasi kuarsa (SiO2)C.pemurnian zonaD.pemanggangan kuarsaE.kromatografi lapis tipis30. Kereaktifan molekul fosfor (P4) disebabkan oleh ....A.ikatan antaratomnyaB.struktur molekulnyaC.konfigurasi elektronnyaD.kerapatannyaE.keelektronegatifannya31. Pengolahan batuan fosfat, Ca3(PO4)2 dengan asamortofosfat akan menghasilkan ....A.CaSO4D.CaHPO4B.Ca(H2PO4)2E.CaHPO3C.Ca3(PO4)232. Teknik yang digunakan untuk memperoleh belerangdari alam adalah melalui proses ....A.kontakB.FraschC.kamar timbalD.elektrolisisE.pengapungan33. Proses pembuatan H2SO4 melalui pembentukan SO3dengan katalis V2O5 dinamakan proses ....A.kontakB.hidrolisisC.kamar timbalD.elektrolisisE.reduksi-oksidasi34. Pembuatan silikon ultra-murni dapat dilakukan melaluiproses ....A.elektrolisis SiCl4B.distilasi kuarsa (SiO2)C.pemurnian zonaD.pemanggangan kuarsaE.kromatografi lapis tipis35. Senyawa nitrogen berikut biasa dipakai sebagai pupuk,kecuali ....A.NH4NO3B.CO(NH2)2C.(NH4)2SO4D.KNO3E.NaNO336. Berikut ini merupakan hasil dalam tahapan pembuatanasam sulfat dalam proses kontak, kecuali....A.SO2B.H2SO4C.SO3D.H2SE.H2S2O737. Di antara pernyataan berikut yang benar tentangbelerang dan oksigen adalah ....A.geometri molekul H2O dan H2S keduanya linearB.hidrogen sulfida memiliki tingkat keasaman yanglebih lemah daripada airC.belerang kurang elektronegatif dibandingkanoksigen
151Evaluasi Kompetensi Kimia Semester 1D.H2O bersifat polar, sedangkan H2S nonpolarE.dalam senyawa, ikatan tunggal S–S tidak adasedangkan O–O ada38. Semua pernyataan berikut tentang unsur golongantransisi,kecuali....A.semua unsur transisi lebih bersifat logamB.dalam larutan cair kebanyakan ionnya berwarnaC.hampir semua unsur transisi mnunjukkan sifatkatalitikD.semua unsur transisi memiliki orbital d yang tidakpenuhE.hampir semua unsur transisi menunjukkan satukeadaan valensi39. Kuningan adalah paduan ....A.tembaga dan timahB.tembaga dan sengC.timbal dan timahD.aluminium dan tembagaE.aluminium dan nikel40. Dalam ion Cu(NH3)42+, valensi dan bilangankoordinasi tembaga adalah ....A. 0 dan 3B.+4 dan 12C.+2 dan 8D.+2 dan 4E.+2 dan 1241. Persamaan setara yang benar untuk reaksi larutanamonia pekat dan suspensi seng(II) hidroksidaadalah...A.Zn2+(aq) + 4NH3(aq)⎯⎯→Zn(NH3)42+(aq)B.Zn(OH)2(s)+4NH3(aq)⎯⎯→Zn(NH3)42+(aq) +2OH–(aq)C.Zn(OH)2(s)+2OH–(aq)⎯⎯→Zn(OH)42–(aq)D.Zn(OH)2(s)+2NH4+(aq)⎯⎯→Zn2+(aq) +2NH4OH(aq)E.Zn2+(aq) + 2NH3(aq)⎯⎯→ Zn(NH3)22+(aq)42. Potasium heksasianoferat(II) adalah senyawa....A.K4[Fe(CN)6]B.KFe(SCN)4C.K3[Fe(CN)6]D.K3[Fe(SCN)6]E.K4[Fe(NCO)6]43. Senyawa kompleks yang bersifat diamagnetik adalah ....A.Fe(CN)64–B.Cu(NH3)42+C.Ti(H2O)63+D.Ni(en)32+E.Co(py)62+44. Senyawa kompleks berikut yang tidak bersifatparamagnetik adalah ....A.Ti3+(aq)B.Sc3+(aq)C.V3+(a )D.C r3+(aq)E.Mn3+(aq)45. Energi ikat inti per nukleon dalam atom helium adalah ....A.4,00 MeVB.7,07 MeVC.28,30 MeVD.675 MeVE.931,5 MeV46. Isotop-isotop radioaktif ringan (NA = 20) yangmempunyai perbandingan neutron-proton lebih besardari satu akan mencapai stabil dengan cara ....A.pancaran alfaB.penangkapan elektronC.pancaran betaD.pancaran positronE.pancaran gamma47. Batang karbon di dalam reaktor nuklir berfungsisebagai ....A.mengubah neutron yang bergerak cepat menjadineutron termalB.bereaksi dengan 235U untuk menghasilkan energiC.menyediakan deuterium untuk reaksi fisi dengan235UD.melangsungkan pembakaran untuk memicu reaksifisiE.menyediakan partikel alfa48. Contoh reaksi fisi adalah ...A.⎯⎯→γ9819942042Mo + nMo+B.23842401922940U+ He Pu+2 n⎯⎯→C.3341122211He + He He+ H+ H⎯⎯→D.1441717281N+ He O+ H⎯⎯→E.235113994192056360U+ n Ba+ Kr+3 n⎯⎯→49. Isotop-isotop radioaktif ringan (nomor atom 20) yangmempunyai perbandingan neutron-proton lebih besardari satu akan mencapai stabil dengan cara ....A.pancaran alfaB.penangkapan elektronC.pancaran betaD.pancaran positronE.pancaran gamma50. Berdasarkan perbandingan neutron-proton untuk isotopringan (nomor atom 20) maka isotop yang palingstabil adalah ....A.116CD.3719KB.157NE.4020CaC.158O
152Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XIIB. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar.1.Suatu larutan dibuat dengan mencampurkan 50 gglukosa dengan 600 air. Berapa tekanan uap larutan inipada 25°C? (Pada suhu 25°C tekanan uap air murniadalah 0,03 atm).2.Hitung penurunan titik beku dan tekanan osmosis pada25°C larutan 1,0 g L–1 protein (Mr = 90.000), jikakerapatan larutan 1,0 g cm–3.3.Tubuh kita mengubah karbohidrat, lemak, dan proteinke dalam bentuk gula sederhana, seperti glukosa(C6H12O6) melalui pembakaran menjadi CO2 dan H2O.Tunjukkan bahwa pembakaran gula adalah reaksi redoks.4.Setarakan persamaan reaksi redoks berikut, dantentukan zat pereduksi serta pengoksidasinya.a.H2S(g) + NO3–⎯⎯→ NO2(g) + S8(s)(asam)b.MnO4– + I–⎯⎯→ MnO2(s) + IO3–(basa)c.H2O2(A)+MnO4–⎯⎯→O2(g) + MnO2(s)(basa)d.Hg22+ + H2S(g)⎯⎯→ Hg(g) + S8(s) (asam)5.Pada keadaan tertentu, elektrolisis larutan AgNO3mendepositkan 1,0 g logam perak. Pada keadaan yang sama,berapa gram I2 yang dihasilkan dari elektrolisis larutan NaI?6.Ksenon tetrafluorida adalah padatan yang tidakberwarna. Tuliskan struktur Lewis untuk molekul XeF4.Apa nama hibrida dari atom ksenon dalam senyawaini? Bagaimana geometri menurut ramalan VSEPRuntuk molekul ini?7. Barium sulfat diberikan secara oral untuk memperolehfotografis perut dengan sinar-X. Barium karbonatmerupakan senyawa yang tidak larut dalam air.Mengapa karbonat tidak dapat dipakai dalam mediayang mengandung sulfat?8. Nyatakan jenis hibridisasi apa yang terdapat pada atompusat dalam senyawa kompleks berikut.a.[Zn(NH3)4]2+b.[Cu(NH3)4]2+c.[Fe(CN)6]3–d.[FeP6]3–9. Rutherford dapat melangsungkan reaksi transformasiinti pertama dengan memborbardir inti nitrogen–14dengan partikel alfa. Namun demikian, dalampercobaan hamburan partikel alfa oleh lempeng tipisemas reaksi transformasi inti tidak terjadi. Apakah adaperbedaan antara kedua percobaan ini? Apa yangdiperlukan agar reaksi transformasi inti yang melibatkaninti emas dan partikel alfa terjadi?10. Manakah yang lebih baik dengan membuang bahanradioaktif ke lingkungan, radionuklida Sr atauradionuklida Xe? Dengan asumsi jumlah radioaktifsama. Jelaskan jawaban Anda berdasarkan pada sifat-sifat kimia Sr danXe.