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