TUGAS FILSAFAT ILMU

Judul: Filsafat Ilmu Semester Pendek 2008/2009

TUGAS FILSAFAT ILMU... untuk mahasiswa Basic Science semester 4

Buatlah ringkasan materi tentang sarana berpikir ilmiah, metode ilmiah dan kajian ontologis ilmu, dengan pembagian tugas sebagai berikut:

No	Nama Mahasiswa	Materi tugas
1	Agusthin Andy Wira	Bahasa sebagai sarana berpikir ilmiah
2	Almi Indah P	Matematika sebagai sarana berpikir ilmiah
3	Ari Sandie	Statistika sebagai sarana berpikir ilmiah
4	Dwiyanti Maria D	Ilmu dan teknologi
5	Ilkam Purwanto	Ilmu dalam perspektif moral
6	Irwan Sugianto	Metode ilmiah
7	Junri Octo E	Matematika sebagai sarana berpikir ilmiah
8	Kersa Romalya	Statistika sebagai sarana berpikir ilmiah
9	Klara Arinta	Ilmu dan teknologi
10	R. Rendra	Bahasa sebagai sarana berpikir ilmiah
11	Lilis Susanti	Ilmu dalam perspektif moral
12	Lisa Mariani	Metode Ilmiah
13	Loren Ade C	Statistika sebagai sarana berpikir ilmiah
14	Muhamad Rajii	Metode Ilmiah
15	Nikson F. S	Ilmu dan teknologi
16	Ricko Andhika P	Matematika sebagai sarana berpikir ilmiah
17	Windra	Ilmu dalam perspektif moral
18	Rustina S	Bahasa sebagai sarana berpikir ilmiah

Tugas harus menyertakan sumber yang diambil dan minimal ada 2 sumber antara lain dari buku, artikel, makalah dan jurnal .

Tugas dikumpulkan paling lambat sabtu tanggal 8 agustus 2009 jam 16.00 WIB melalui email ke alamat : antuni_kim@yahoo.co.id

PENALARAN

DASAR – DASAR PENGETAHUAN
1. Penalaran
2. Logika
3. Sumber pengetahuan
4. Kriteria Kebenaran


PENALARAN
 Merupakan suatu proses berpikir dalam menarik suatu kesimpulan yang berupa pengetahuan
 Merupakan kegiatan berpikir yang mempunyai karakteristik tertentu dalam menemukan kebenaran


BERPIKIR??? adalah suatu kegiatan untuk menemukan pengetahuan yang benar.
è Apa yang disebut benar bagi tiap orang adalah tidak sama sehingga kegiatan proses berpikir untuk menghasilkan pengetahuan yang benar itupun berbeda-beda,
è Ada kriteria kebenaran yang merupakan landasan bagi proses penemuan kebenara tersebut


Ciri Penalaran sebagai suatu kegiatan berpikir:
1. Ada pola berpikir, yang secara luas disebut dengan LOGIKA
è penalaran merupakan suatu proses berpikir logis
2. Sifat analitik dari proses berpikirnya.
è penalaran mrpkn kegiatan berpikir yang menyandarkan diri pada suatu analisis dan kerangka berpikir yang dipergunakan untuk analisis tersebut adalah logika penalaran yang bersangkutan.
è analisis pada hakikatnya mrpkn suatu kegiatan berpikir berdasarkan langkah-langkah tertentu

Adakah proses berpikir yang tidak berdasarkan penalaran?

Perasaan merupakan suatu penarikan kesimpulan yang tidak berdasarkan penalaran
Intuisi merupakan suatu kegiatan berpikir nonanalitis yang tidak mendasarkan diri pada suatu pola pikir berpikir
Wahyu merupakan pengetahuan yang diperoleh bukan dari hasil usaha aktif manusia , sehingga dipercaya atau tidak sangat ditentukan oleh kepercayaan masing-masing

Pengetahuan yang dipergunakan dalam penalaran pada dasarnya bersumber pada rasio atau fakta
 Sehingga muncul paham rasionalisme dan empirisme
 Kaum rasionalis berpaham bahwa rasio adalah sumber kebenaran, sedangkan empirisme berpaham bahwa fakta yang tertangkap melalui penalaman manusia merupakan sumber kebenaran.

Penalaran yang akan dikaji dalam filsafat ilmu adalah penalaran ilmiah yang pada hakikatnya merupakan gabungan dari penalaran deduktif dan induktif. Penalaran deduktif terkait dengan rasionalisme, sedangkan penalaran induktif terkait dengan empirisme.

evaluasi

untuk mhs prodi P Kim R 08
mohon kerjasamanya untuk menjawab pertanyaan untuk evaluasi perkuliahan... melalui fasilitas comment

harap dijawab dengan jujur...
1. menurut anda adakah manfaat blog dalam mendukung perkuliahan kimia dasar 2 yang sedang anda tempuh? berikan alasannya!
2. apakah keberadaan blog membuat anda lebih berminat mempelajari kimia?
3. apakah tugas yang diberikan lewat blog justru membebani anda? berikan alasan!
4. uraikan pendapat anda tentang kelebihan dan kelemahan perkuliahan yang diberikan secara online, seperti blog ini!

terimakasih atas kerjasamanya, semoga apa yang anda pelajari pada perkuliahan KD 2 bermanfaat sebagai bekal anda mempelajari ilmu kimia yang lebih luas dan dalam.
sukses selalu.................... semoga anda semua berhasil menjadi guru-guru yang berkompetensi unggul

JAWABAN SOAL UJIAN SISIPAN 1

1. Titrasi 100 mL asam sulfat 0,05 M + ammonium hidroksida 1 M. Kb = 1. 10^-5

a. pH awal titrasi → pH asam sulat

H₂SO­₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

0,05 2. 0,05 0,05
pH = - log [0,1]

pH = 1

b. pH pada titik ekivalen

H₂SO­₄ + 2NH₄OH → (NH₄)₂SO₄ + 2 H­₂O

1 ekivalen H₂SO­₄ tepat bereaksi dengan 2 ekivalen NH₄OH

Mol H₂SO₄ = 0,05 x 100 = 5 mmol = mol garam

Mol NH₄OH = 2/1 x 5 mmol = 10 mmol

Volume NH₄OH = 10 mmol/1 M = 10 mL

Molaritas garam= 5 mmol/110 mL = 0,045 M

Pada titik ekivalen terjadi reaksi hidrolisis asam kuat dan basa lemah, sehingga:

[H⁺] = (Kw/Kb)^1/2 x [garam]

= 6,708 x 10^-6

pH = 5,173

c. Pada penambahan 3 mL basa

H₂SO­₄ + 2NH₄OH→ (NH₄)₂SO₄ + 2 H­₂O

Awal 5 mmol 3 mmol

Reaksi 1,5 mmol 3 mmol

Akhir 3,5 mmol - 1,5 mmol

Volume total = 3 mL + 100 mL = 103 mL

Ada kelebihan asam kuat sebesar 3,5 mmol → M = 3,5 mmol/103 mL = 0,034 M

H₂SO­₄ → 2H⁺ + SO₄^2-

0,034 2 x 0,034 0,034

pH = - log 6,8 x 10^-2

pH = 1,167

d. Pada Penambahan 12 mL basa

H₂SO­₄ + 2NH₄OH→ (NH₄)₂SO₄ + 2 H­₂O

Awal 5 mmol 12 mmol

Reaksi 5 mmol 10 mmol

Akhir - 2 mmol 5 mmol

Volume garam = 12 mL + 100 mL = 112 mL

Ada sisa basa lemah sehingga terbentuk buffer basa lemah dan garamnya, jadi:

pOH = pKb + log [garam]/[basa]

= 5,398

pH = 14 - 5,398 = 8,602

2. Campuran perak nitrat 0,01 M dan timbal nitrat 0,01 M

Ksp AgCl = 1,6 x 10^-10

Ksp PbCl₂ = 1,8 x 10^-5

AgNO₃ → Ag⁺ + NO₃

0,01 M 0,01 M

Pb(NO₃)₂ → Pb²⁺ + 2NO₃^2-

0,01 M 0,01 M

· Hitung [Cl^-] yang diperlukan untuk mengendapkan AgCl

[Ag⁺] [Cl^-] = Ksp AgCl

[Ag⁺] [Cl^-] = [0,01] [Cl^-] = 1,6 x 10^-10

[Cl^-] = 1,6 x 10^-10/ 0,01

= 1,6 x 10^-8

· Hitung [Cl^-] yang diperlukan untuk mengendapkan PbCl₂

[Pb²⁺] [Cl^-]² = Ksp PbCl₂

[Pb²⁺] [Cl^-]² = [0,01] [Cl^-]² = 1,8 x 10^-5

[Cl^-]² = (1,8 x 10^-5/0,01)^1/2

= 4,2 x 10^-2

Konsentrasi [Cl^-] yang diperlukan untuk mengendapkan AgCl lebih kecil dibandingkan yang diperlukan untuk mengendapkan PbCl₂ (1,6 x 10^-8 < 4,2 x 10^-2 ), sehingga AgCl akan mengendap terlebih dahulu.

Ion Ag⁺ dan Pb²⁺ dalam larutan bisa dipisahkan dengan NaCl, karena pada penambahan 1,6 x 10^-8 mol NaCl akan terbentuk endapan AgCl sementara endapan PbCl₂ belum terbentuk.

3. Diketahui data hasil eksperimen untuk penentuan laju reaksi

Laju reaksi = laju pengurangan reaktan (M) atau laju penambahan produk tiap satuan waktu (sekon).

v = [Δproduk]/Δt

Sehingga:

V₁ = [0,25 – 0,0995]/30 = 5,0167 x 10^-3

V₂ = [0,25 – 0,0998]/40 = 3,755 x 10^-3

V₃ = [0,3 – 0,1025]/50 = 3,95 x 10^-3

V₄ = [0,4 – 0,1038]/60 = 4,937 x 10^-3

Reaksi A + 2B → C

V = k [A]^x [B]^y

· Orde reaksi terhadap A (x) ditentukan dari data 3 dan 4

V₃/V₄ = ([A₁]/[A₂])^x

3,95 x 10^-3/4,937 x 10^-3 = (0,3/0,4)^x

0,8 = (0,75)^x x log

log 0,8 = x log 0,75

x = -0,0969/- 0,1249

x = 0,78

Jadi, orde reaksi terhadap A adalah 0,78

· Orde reaksi terhadap B (y) ditentukan dari data 1 dan 2

V₁/V₂ = ([B₁]/[B₂])^y

5,0167 x 10^-3/3,755 x 10^-3 = (0,8/0,9)^y

1,336 = (0,89)^y x log

log 1,336 = y log 0,89

y = 0,1258/- 0,0506

y = - 2,49

Jadi, orde reaksi terhadap B adalah – 2,49, artinya bahwa reaksi berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan B → semakin besar konsentrasi B maka laju reaksi akan turun.

Orde reaksi total = 0,78 – 2,49 = - 1,71

· Hukum laju untuk reaksi tersebut :

V = k [A]^0,78 [B]^-2,49

· Tetapan laju (k) dapat ditentukan berdasarkan salah satu data, misal data no. 1

K = 5,0167 x 10^-3 mol L^-1 s^-1/(0,25 mol L^-1)^0,78 (0,8 mol L^-1)^-2,49

K = 5,0167 x 10^-3 mol L^-1 s^-1/ 0,590877 mol^-1,71 L^-3,27

K = 8,49 x 10³ mol^2,71 L^2,27 s^-1

4. A. teori asam basa

1) teori asam basa Arrhenius

asam = zat yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion H⁺

HCl (aq)→ H⁺ (aq) + Cl^-(aq)

Basa = zat yang bila dilarutkan dalam air akan menghasilkan ion OH^-

NaOH (aq) → Na⁺ (aq) + OH^- (aq)

2) teori asam basa bronsted-Lowry

asam = spesi yang dapat mendonorkan proton (H⁺)

basa = spesi penerima proton

sehingga dalam reaksi terdapat pasangan asam basa konjugasi

HClO₄(aq) + H₂O (l) → H₃O⁺ (aq) + ClO₄^- (aq)

Asam1 basa 2 asam2 basa 1

3) teori asam basa Lewis

asam = spesi yang dapat menerima (akseptor) pasangan elektron

basa = spesi yang dapat memberikan (donor) pasangan elektron

H⁺ + C=N → H-C=N

Proton (H⁺) adalah spesi yang kehilangan elektron, sedangkan C masih memiliki 2 elektron yang tidak berpasangan, sehingga pasangan e ini akan diberikan pada H untuk tercapainya aturan duplet. Dengan demikian akan terbentuk ikatan antara H dan C. Ion hidrogen berperan sebagai asam dan ion sianida sebagai basa.

B. Sistem koloid merupakan suatu sistem dispersi yang merupakan campuran dari dua zat yang tidak bercampur namun nampak homogen, yang terdiri atas 2 fasa, yaitu fasa pendispersi dan fasa terdispersi, ukuran partikel koloid adalah antara 10^-9 – 10^-7 nm.

Contoh : busa sabun (fasa terdispersi gas dalam cairan)→ disebut busa cair/buih

Kaca berwarna (fasa terdispersi padat dalam padat)→ disebut sol padat

Susu (fase terdispersi cair dalam cairan) → disebut emulsi cair.

C. Faktor-Faktor yang mempengaruhi laju reaksi:

1) Sifat dan keadaan zat, seperti kondisi reaksi asam atau basa dan luas permukaan zat-zat yang bereaksi. Semakin luas permukaan zat yang bereaksi semakin cepat laju reaksi karena luas kontak antar permukaan zat – zat yang bereaksi semakin besar sehingga memungkinkan kontak antar pereaksi yang semakin sering dan banyak sehingga reaksi akan berlangsung lebih cepat.

2) Konsentrasi → semakin besar konsentrasi maka jumlah partikel pereaksi dan jarak antar partikel semakin dekat sehingga memungkinkan jumlah tumbukan yang lebih banyak. Tumbukan yang banyak dan sering antara partikel pereaksi akan meningkatkan laju reaksi.

3) Suhu → semakin besar suhu maka energi kinetik partikel akan meningkat sehingga tumbukan antar partikel pereaksi akan lebih cepat dan semakin sering terjadi laju reaksi akan meningkat

4) Katalis → katalis dapat mempercepat (katalis positif) maupun memperlambat laju reaksi (inhibitor). Katalis positif berperan dalam menurunkan energi pengaktifan dan mengkondisikan orientasi molekul yang sesuai untuk terjadinya tumbukan sehingga akan mempercepat laju reaksi.

BERLATIH SOAL KIMIA INTI

Contoh Soal:

1. Contoh reaksi peluruhan radioaktif

a. Peluruhan negatron : ₀¹n → ₁¹H + _-1⁰β

b. Peluruhan positron : ₂₇⁵⁴Co → ₂₆⁵⁴Fe + ₁⁰β

c. Penangkapan elektron : ₂₂⁴⁴Ti + _-1⁰e → ₂₁⁴⁴Sc

d. Peluruhan gamma : ₂₇⁶⁰Co → ₂₇⁶⁰Co + γ

e. Pemancaran neutron : ₃₆⁸⁷Kr → ₃₆⁸⁶Kr + ₀¹n

f. Peluruhan alfa : ₈₄²¹⁰Po → ₈₂²⁰⁶Pb + ₂⁴He

2. Contoh reaksi transmutasi inti

a. Penembakan partikel alfa ; ₇¹⁴N (α, p) ₈¹⁷O : ₇¹⁴N + ₂⁴α → ₈¹⁷O + ₁¹p

g. Penembakan dengan neutron : ₇¹⁴N + ₀¹n → ₆¹⁴C + ₁¹H

3. Diketahui : atom ₂₆⁵⁶Fe memiliki massa terukur sebesar 55,9349 sma.

Ditanyakan : energi pengikat inti ₂₆⁵⁶Fe

Jawab :

Massa atom ₂₆⁵⁶Fe menurut perhitungan:

m = (26 x massa proton + 26 x massa elektron + 30 massa neutron)

= (26 x 1,00728 + 26 x 0,000549 + 30 x 1,00867) sma

= 56,4634 sma

Defek massa (Δm) = 56,4634 - 55,9349 = 0,5285 sma

Energi pengikat inti:

Dalam Joule : ΔE = mc² →

ΔE = (-0,5285 sma) (3x 10⁸ m/s)²

= (-4,7565 x 10¹⁶ sma m²/s²) x (1 kg/6,022 x 10²⁶ sma) x (1 J/1 kg m²s²)

= -7,89 x 10^-11 J

Tanda (-) menunjukkan bahwa reaksi eksotermis

Energi ikatan inti per nukleon :

ΔE = 7,89 x 10^-11/56 nukleon

= 1,409 x 10^-12 J/nukleon

Untuk pembentukan 1 mol Fe:

ΔE = (7,89 x 10^-11 J) (6,022 x 10²³/mol)

= 4,75 x 10¹³ J/mol

Dalam MeV

ΔE = 0,5285 sma x 931 = 492 M eV

4. Diketahui : waktu paro bismut-210 adalah 5 hari

Ditanyakan : tetapan peluruhan dan waktu yang diperlukan agar 0,016 mg bismut meluruh menjadi 0,001 mg

Jawab :

a. λ = 0,693/t_1/2

= 0,693/ (5 hari x 24 jam x 60 menit x 60 sekon)

= 1,6 x 10^-6 s^-1

b. ln N_t/N₀ = - λt

t = - (ln 0,001/0,016)/ 1,6 x 10^-6

= 1732867,9 sekon ~ 20 hari

LATIHAN SOAL:

1. Apa perbedaan reaksi inti dengan reaksi kimia biasa?

2. Apa perbedaan antara elektron dengan positron?

3. Lengkapi persamaan reaksi berikut dan identifikasi X:

_{a. 12}²⁶ Mg + ₁¹p → ₂⁴α + X

_{b. 27}⁵⁹Co + ₁²H→ ₂₇⁶⁰Co+ X

_{c. 92}²³⁵ U + ₀¹n → ₃₆⁹⁴Kr + ₅₆¹³⁹Ba+ 3X

_{d. 8}²⁰ O → ₉²⁰F + X

_{e. 53}¹³⁵I → ₅₄¹³⁵Xe + X

_{f. 19}⁴⁰ K → _-1⁰β + X

_{g. 27}⁵⁹ Co + ₀¹n→ ₂₅⁵⁶Mn + X

4. Nyatakan aturan umum untuk menyatakan kestabilan inti!

5. Bagaimana persamaan Einstein memungkinkan kita menghitung energi ikatan inti?

6. Untuk setiap pasang unsur berikut, prediksi mana yang memiliki isotop lebih stabil:

a. Co atau Ni

b. F atau Se

c. Ag atau Cd

d. ₃⁶Li atau ₃⁹Li

e. ₁₁²³Na atau ₁₁²⁵Li

f. ₂₀⁴⁸Ca atau₂₁⁴⁸Sc

7. Hitung energi ikatan inti (dalam J dan MeV) dan energi ikatan inti per nukleon dari isotop berikut:

a. ₃⁷Li jika massa terukur 7,01600 sma

b. ₁₇³⁵Cl jika massa terukur 34,95952 sma

c. ₇₄¹⁸⁴W jika massa terukur 183,9610 sma

8. Jelaskan faktor-faktor yang menyebabkan peluruhan inti!

9. Mengapa deret peluruhan radioaktif mengikuti kinetika orde pertama?

10. Tuliskan persamaan inti yang setara untuk reaksi berikut dan identifikasi Y:

a. Y (p,α) ₆¹²C

b. ₁₃²⁷Al (d,α) Y

c. ₂₅⁵⁵Mn(n,γ) Y

d. Y (d,2p) ₃⁹Li

11. Hitung berapa persen cuplikan ₂₇⁶⁰Co yang tinggal setelah 3 tahun jika waktu paronya 5,26 tahun!

12. Intensitas radiasi yang dipancarkan oleh suatu unsur berubah menjadi seperdelapan intensitas awal setelah 48 hari. Hitung waktu paro unsur tersebut!

13. Karbon -14 bersifat radioaktif dengan waktu paro 5730 tahun. Hitunglah umur sepotong kayu yang mempunyai keaktifan 10 disintegrasi per menit per gram karbon dibandingkan dengan keaktifan 15 disintegrasi per menit per gram karbon dari cuplikan kayu yang baru!

14. Hitung waktu yang diperlukan isotop X sebanyak 0,04 gram agar berkurang sebesar 25% jika waktu paronya adalah 2 hari!

15. Diketahui isotop Y dengan waktu paro 7 hari. Tentukan tetapan peluruhan dalam s^-1 dan massa yang berkurang dalam waktu peluruhan 10 hari jika massa mula-mula sebesar 0,0067 mg.

TUGAS INDIVIDU UNTUK DIKERJAKAN DI RUMAH, DIKUMPUL PADA SAAT UJIAN AKHIR SEMESTER:

Tulislah esai tentang pro dan kontra mengenai pembangkit tenaga nuklir (berdasarkan fisi inti) dengan perhatian khusus pada efek pemanasan global dan keamanan reaktor

Anda ingin mendapat point plus????

Sekilas info..........

Ada beberapa soal tentang kimia unsur yang belum terjawab....

Bagi Anda yang ingin mendapat tambahan nilai/point, terutama yang menjawab soal yang ternyata sudah dijawab teman sebelumnya;

* silakan kerjakan soal-soal tersebut, yaitu

grup A soal no. 2 (senyawa hidrogen peroksida.....), 7, 13, 19, 21, 26, 27 dan 37

grup B soal no. 36 (jelaskan reaksi nitrasi.....), 40, 41, 46, 51, 53, 54, 56, 57, 59, 60, 63, 64, 71, 72, 73, 74, 75, 79 dan 80

* atau Anda mengoreksi jawaban yang sudah dijawab teman jika menurut Anda jawaban tersebut kurang tepat atau penjelasannya belum ada/masih kurang.

Kesempatan diberikan sampai tanggal 25 Mei pukul 24.00 WIB

KIMIA INTI DAN RADIOKIMIA

Kimia inti adalah kajian mengenai perubahan-perubahan dalam inti atom. Perubahan ini disebut reaksi inti. Peluruhan radioaktif dan transmutasi inti merupakan reaksi inti.

Radiokimia mempelajari penggunaan teknik-teknik kimia dalam mengkaji zat radioaktif dan pengaruh kimiawi dari radiasi zat radioaktif tersebut.

Radioaktivitas adalah fenomena pemancaran partikel dan atau radiasi elektromagnetik oleh inti yang tidak stabil secara spontan .

Semua unsur yang memiliki nomor atom lebih besar dari 83 adalah radioaktif.

Peluruhan radioaktif terjadi melalui pemancaran partikel dasar secara spontan.

Contoh: polonium-210 meluruh spontan menjadi timbal-206 dengan memancarkan sebuah partikel α

Transmutasi inti dihasilkan dari pemboman inti oleh neutron, proton, atau inti lain.

Contoh: konversi nitrogen-14 atmosfer menjadi karbon-14 dan hidrogen

Nukleon : partikel-partikel penyusun inti, yaitu proton dan neutron

Nuklida : suatu spesies nuklir tertentu, dengan lambang:

Z = nomor atom

A = nomor massa = jumlah proton + neutron

N = neutron, biasanya tidak ditulis karena N = A-Z

Isotop : kelompok nuklida dengan nomor atom sama

Isobar : kelompok nuklida dengan nomor massa sama

Isoton : kelompok nuklida dengan neutron sama

Partikel Dasar yang umumnya terlibat dalam reaksi inti:

Nama	Lambang	Nomor atom	Nomor massa	Massa (sma)
Proton	P atau H	1	1	1,00728
Neutron	N	0	1	1,00867
Elektron	e	-1	0	0,000549
Negatron	β	-1	0	0,000549
Positron	β	+1	0	0,000549
Partikel alpha	He atau α	2	4	4,00150

Gelombang elektromagnet yang biasa terlibat dalam reaksi inti adalah γ (gamma) dengan massa 0 dan muatan 0.

Perbandingan antara reaksi kimia dan reaksi inti

No	Reaksi kimia	Reaksi Inti
1	Atom diubah susunannya melalui pemutusan dan pembentukan ikatan	Unsur (atau isotop dari unsur yang sama) dikonversi dari unsur yang satu ke lainnya
2	Hanya elektron dalam orbital atom atau molekul yang terlibat dalam pemutusan dan pembentukan ikatan	Proton, neutron, elektron dan partikel dasar lain dapat saja terlibat
3	Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang relatif kecil	Reaksi diiringi dengan penyerapan atau pelepasan energi yang sangat besar
4	Laju reaksi dipengaruhi oleh suhu, tekanan, katalis dan konsentrasi	Laju reaksi biasanya tidak dipengaruhi oleh suhu, tekanan dan katalis

Aturan dalam penyetaraan reaksi inti;

1. Jumlah total proton ditambah neutron dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor massa)
2. Jumlah total muatan inti dalam produk dan reaktan harus sama (kekekalan nomor atom)

KESTABILAN INTI

Kestabilan inti tidak dapat diramalkan dengan suatu aturan. Namun, ada beberapa petunjuk empiris yang dapat digunakan untuk mengenal inti yang stabil dan yang bersifat radioaktif/tidak stabil, yaitu:

1. Semua inti yang mempunyai proton 84 atau lebih tidak stabil
2. Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah neutron genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil
3. Bilangan sakti (magic numbers)

Nuklida yang memiliki neutron dan proton sebanyak bilangan sakti umumnya lebih stabil terhadap reaksi inti dan peluruhan radioaktif.

Bilangan tersebut adalah:

Untuk neutron : 2, 8, 20, 28, 50, 82 dan 126

Untuk proton : 2, 8, 20, 28, 50 dan 82.

Pengaruh bilangan ini untuk stabilitas inti sama dengan banyaknya elektron untuk gas mulia yang sangat stabil.

4. Kestabilan inti dapat dikaitkan dengan perbandingan neutron-proton.

PITA KESTABILAN

Grafik antara banyaknya neutron versus banyaknya proton dalam berbagai isotop yang disebut pita kestabilan menunjukkan inti-inti yang stabil. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan perbandingan neutron terhadap proton, agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan. Kebanyakan unsur radioaktif terletak di luar pita ini.

1. Di atas pita kestabilan, Z <>

Untuk mencapai kestabilan :

inti memancarkan (emisi) neutron atau memancarkan partikel beta

2. Di atas pita kestabilan dengan Z > 83, terjadi kelebihan neutron dan proton

Untuk mencapai kestabilan :

Inti memancarkan partikel alfa

3. Di bawah pita kestabilan, Z <>

Untuk mencapai kestabilan :

Inti memancarkan positron atau menangkap elektron

ENERGI PENGIKAT INTI

Satu ukuran kuantitatif dari stabilitas inti adalah energi ikatan inti (nuclear binding energy, yaitu energi yang diperlukan untuk memecah inti menjadi komponen-komponennya, proton dan neutron. Kuantitas ini menyatakan konversi massa menjadi energi yang terjadi selama berlangsungnya reaksi inti eksotermik yang menghasilkan pembentukan inti .

Konsep energi ikatan berkembang dari kajian sifat-sifat inti yang menunjukkan bahwa massa inti selalu lebih rendah dibandingkan jumlah massa nukleon.

Contoh : isotop fluorine (F), intinya memiliki 9 proton, 9 elektron dan 10 neutron dengan massa atom yang terukur sebesar 18, 9984 sma.

Analisis perhitungan teoritis massa atom F:

Massa atom = (9 x massa proton) +(9 x massa elektron) + (10 x massa neutron)

= (9 x 1,00728 sma) + ( 9 x 0,000549 sma) + (10 x 1,00867)

= 19, 15708 sma

Harga massa atom F berdasarkan perhitungan ternyata lebih besar dibandingkan dengan massa atom terukur, dengan kelebihan massa sebesar 0,1578 sma.

Selisih antara massa atom dan jumlah massa dari proton, elektron dan neutron disebut cacat massa (mass defect).

Menurut teori relativitas, kehilangan massa muncul sebagai energi (kalor) yang dilepas ke lingkungan. Banyaknya energi yang dilepas dapat ditentukan berdasarkan hubungan kesetaraan massa-energi Einstein ( E = m c²).

ΔE = Δm c²

Dengan faktor konversi : 1 kg = 6,022 x 10²⁶ sma

1 J = 1 kg m²/s²

Untuk atom F tersebut:

ΔE =( -0,1578 sma) (3x 10⁸ m/s)²

= (-1,43 x 10¹⁶ sma m²/s²) x (1 kg/6,022 x 10²⁶ sma) x (1 J/1 kg m²s²)

= -2,37 x 10^-11 J

Ini merupakan banyaknya energi yang dilepas bila satu inti fluorin-19 dibentuk dari 9 proton dan 10 neutron. Energi yang diperlukan untuk menguraikan inti menjadi proton dan neutron yang terpisah adalah sebesar -2,37 x 10^-11 J. Untuk pembentukan 1 mol inti fluorin, energi yang dilepaskan adalah:

ΔE = (-2,37 x 10^-11 J) (6,022 x 10²³/mol)

= -1,43 x 10¹³ J/mol

Dengan demikian, energi ikatan inti adalah 1,43 x 10¹³ J/mol untuk 1 mol inti fluorin-19, yang merupakan kuantitas yang sangat besar bila dibandingkan dengan entalpi reaksi kimia biasa yang hanya sekitar 200 kJ.

RADIOAKTIVITAS ALAMI

Disintegrasi inti radioaktif sering merupakan awal dari deret peluruhan radioaktif, yaitu rangkaian reaksi inti yang akhirnya menghasilkan pembentukan isotop stabil. Misalnya adalah deret peluruhan uranium-238 hingga menghasilkan timbal-206 yang stabil.

Jenis-jenis peluruhan radioaktif meliputi; peluruhan(pemancaran) alfa, peluruhan negatron, peluruhan positron, penangkapan elektron, peluruhan gamma, pemancaran neutron, pemancaran neutron terlambat dan pembelahan spontan.

Pembelahan spontan hanya terjadi pada nuklida-nuklida yang sangat besar dan membelah secara spontan menjadi dua nuklida yang massanya berbeda, misal Cf-254 membelah spontan menjadi Mo-108 dan Ba-142 dengan memancarkan 4 neutron.

Kinetika Peluruhan Radioaktif

Semua peluruhan radioaktif mengikuti kinetika orde pertama, sehingga laju peluruhan radioaktif pada setiap waktu t adalah:

Laju peluruhan pada waktu t = λN

λ = konstanta laju orde pertama

N = banyaknya inti radioaktif pada waktu t

ln N_t/N₀ = - λt

dengan waktu paruh : t_1/2 = 0,693/λ

TRANSMUTASI INTI

Pada tahun 1919, Rutherford berhasil menembak gas nitrogen dengan partikel alfa dan menghasilkan hidrogen dan oksigen. Reaksi ini merupakan transmutasi buatan pertama, yaitu perubahan satu unsur menjadi unsur lain. Coba tuliskan reaksinya!

Pada tahun 1934, Irene Joliot-Curie, berhasil membuat atom fosfor yang bersifat radioaktif dengan menembakkan aluminium dengan sinar alfa yang berasal dari polonium.

Beberapa contoh reaksi inti:

1) Penembakan atom litium-7 dengan proton menghasilkan 2 atom helium-4

2) Penembakan nitrogen-14 dengan neutron menghasilkan karbon-14 dan hidrogen

3) Penembakan aluminium-27 dengan proton menghasilkan magnesium-24 dan helium-4

Coba Anda tulis persamaan reaksinya!

Keaktifan (A)

Keaktifan suatu cuplikan radioaktif dinyatakan sebagai jumlah disintegrasi(peluruhan) per satuan waktu. Keaktifan tidak lain adalah laju peluruhan dan berbanding lurus dengan jumlah atom yang ada.

A = λ N

Satuan keaktifan adalah Curie (Ci) yang didefinisikan sebagai keaktifan dari 3,7 x 10¹⁰ disintegrasi per detik.

Satuan SI untuk keaktifan adalah becquerel dengan lambang Bq

1 Ci = 3,7 x 10¹⁰ Bq

Keaktifan jenis adalah jumlah disintegrasi per satuan waktu per gram bahan radioaktif.

Dosis Radiasi

Untuk menyatakan jumlah atau dosis radiasi yang diserap oleh zat-zat ditetapkan satuan untuk dosis. Di Amerika, satuan dosis yang umum adalah rad dengan lambang rd.

Satu rad setara dengan penyerapan 10^-5 J per gram jaringan.

Satuan SI untuk dosis adalah gray dengan lambang Gy. Satu gray setara dengan energi sebanyak 1 joule yang diserap oleh setiap kg zat.

Radiasi neutron lebih berbahaya dari radiasi beta dengan energi dan intensitas yang sama. Untuk membedakan pengaruh radiasi digunakan satuan rem (radiation equivalen of man).

Satu rad sinar alfa lebih merusak daripada satu rad sinar beta. Oleh karena itu rad biasanya dikalikan dengan faktor yang mengukur kerusakan biologi relatif yang disebabkan oleh radiasi. Faktor ini disebut RBE (Relative Biologycal Effetiveness of Radiation). Hasil kali rad dan RBE menghasilkan dosis efektif yang disebut rem (Rontgen Equivalent for Man).

Satu rem suatu macam radiasi akan menghasilkan pengaruh biologi yang sama.

Contoh:

Dosis 0 – 20 rem pengaruh kliniknya tidak terdeteksi , dosis 20-50 sedikit pengaruh pengurangan sementara butir darah putih, dosis 100-200 terdapat pengaruh banyak pengurangan butir darah putih dan pada dosis lebih dari 500 rem dapat menyebabkan kematian.

FISI INTI

Fisi inti (nuclear fission) /reaksi fisi adalah proses di mana suatu inti berat (nomor massa >200) membelah diri membentuk inti-inti yang lebih kecil dengan massa menengah dan satu atau lebih neutron. Karena inti berat kurang stabil dibandingkan produknya, proses ini melepaskan banyak energi.

Reaksi fisi uranium-235:

Sebagai contoh adalah energi yang dihasilkan pada pembelahan 235 gram uranium-235 adalah ekivalen dengan energi yang dihasilkan pada pembakaran 500 ton batubara.

Selain besarnya jumlah energi yang besar, ciri penting dari fisi uranium-235 adalah adanya kenyataan bahwa lebih banyak neutron yang dihasilkan dibandingkan dengan yang semula ditangkap dalam prosesnya. Sifat ini memungkinkan berlangsungnya reaksi rantai inti, yaitu serangkaian reaksi fisi yang dapat berlangsung sendiri tanpa bantuan. Neutron yang dihasilkan selama tahap awal dari fisi dapat mengakibatkan terjadinya fisi dalam inti uranium-235 lain, yang selanjutnya menghasilkan neutron lebih banyak dan seterusnya. Dalam waktu kurang dari satu detik, reaksi dapat menjadi tak terkendali, membebaskan banyak sekali kalor ke lingkungan. Agar reaksi rantai terjadi, harus ada cukup uranium-235 dalam sampel untuk menangkap neutron, sehingga dikenal istilah massa kritis, yaitu massa minimum material terfisikan yang diperlukan untuk membangkitkan reaksi rantai inti yang dapat berlangsung sendiri.

APLIKASI FISI INTI

Bom Atom

Penerapan pertamakali fisi inti ialah dalam pengembangan bom atom. Faktor krusial dalam rancangan bom ini adalah penentuan massa kritis untuk bom itu. Satu bom atom yang kecil setara dengan 20.000 ton TNT. Massa kritis suatu bom atom biasanya dibentuk dengan menggunakan bahan peledak konvensional seperti TNT tersebut, untuk memaksa bagian-bagian terfisikan menjadi bersatu. Bahan yang pertama diledakkan adalah TNT, sehingga ledakan akan mendorong bagian-bagian yang terfisikan untuk bersama-sama membentuk jumlah yang lebih besar dibandingkan massa kritis.

Uranium-235 adalah bahan terfisikan dalam bom yang dijatuhkan di Hiroshima dan plutonium-239 digunakan dalam bom yang meledak di Nagasaki.

Reaktor Nuklir

Suatu penerapan damai tetapi kontroversial dari fisi inti adalah pembangkitan listrik menggunakan kalor yang dihasilkan dari reaksi rantai terbatas yang dilakukan dalam suatu reaktor nuklir. Ada 3 jenis reaktor nuklir yang dikenal, yaitu:

1. Reaktor air ringan. Menggunakan air ringan (H₂O) sebagai moderator (zat yang dapat mengurangi energi kinetik neutron).
2. Reaktor air berat. Menggunakan D₂O sebagai moderator.
3. Reaktor Pembiak (Breeder Reactor). Menggunakan bahan bakar uranium, tetapi tidak seperti reaktor nuklir konvensional, reaktor ini menghasilkan bahan terfisikan lebih banyak daripada yang digunakan.

FUSI INTI

Fusi inti (nuclear fusion) atau reaksi fusi adalah proses penggabungan inti kecil menjadi inti yang lebih besar. Reaksi ini relatif terbebas dari masalah pembuangan limbah.

Dasar bagi penelitian pemakaian fusi inti untuk produksi energi adalah perilaku yang diperlihatkan jika dua inti ringan bergabung atau berfusi membentuk inti yang lebih besar dan lebih stabil, banyak energi yang akan dilepas selama prosesnya.

Fusi inti yang terus-menerus terjadi di matahari yang terutama tersusun atas hidrogen dan helium.

Reaksi fusi hanya terjadi pada suhu yang sangat tinggi sehingga reaksi ini sering dinamakan reaksi termonuklir. Suhu di bagian dalam matahari mencapai 15 juta^oC!!!!!!

Aplikasi Fusi Inti yang telah dikembangkan adalah bom hidrogen.

PENGGUNAAN RADIOISOTOP

Radioisotop adalah isotop suatu unsur yang radioaktif yang memancarkan sinar radioaktif. Isotop suatu unsur baik yang stabil maupun radioaktif memiliki sifat kimia yang sama.

Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut (untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok senyawa) dan sebagai sumber radiasi /sumber sinar.

Berikut beberapa contoh penggunaan radioisotop dalam berbagai bidang:

1. Bidang kimia

Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari mekanisme berbagai reaksi kimia seperti esterifikasi dan fotosintesis.

Penetapan struktur senyawa kimia seperti ion tiosulfat.

Analisis pengenceran isotop dan analisis pengaktifan neutron (dalam bidang perminyakan, pengendalian polusi, obat-obatan, geologi, elektronika, kriminologi, oseanografi dan arkeologi).

2. Bidang kedokteran

Isotop natrium-24 digunakan untuk mengikuti peredaran darah dalam tubuh manusia , mempelajari kelainan pada kelenjar tiroid dengan isotop I-131, menentukan tempat tumor otak dengan radioisotop fosfor, Fe-59 untuk mengukur laju pembentukan sel darah merah. Kobalt-60 digunakan untuk pengobatan kanker, teknetium-99 untuk alat diagnostik gambaran jantung, hati dan paru-paru pasien.

3. Bidang pertanian

Radiasi gamma dapat digunakan untuk memperoleh bibit unggul dan radiisotop fosfor untuk mempelajari pemakaian pupuk oleh tanaman.

4. Bidang Industri

Untuk mendeteksi kebocoran pipa yang ditanam dalam tanah atau beton, menentukan keausan atau keroposan yang terjadi pada bagian pengelasan antar logam,

5. Penentuan umur batuan atau fosil