CBR Radiokimia [PDF]

Citation preview

RADIOKIMIA Dosen Pengampu : Rikha Yolanda,S.Si.,M.Sc CRITICAL BOOK REPORT TIPE DAN KINETIKA PELURUHAN RADIOAKTIF



OLEH : AMANDA FADILAH RAMADHANI



4193331038



IR LUCIYANA BR SIRAIT



4191131018



NICOLAUS ALBERTO SIJABAT



4192431009



TIUR MAIDA NABABAN



4193131051



ZENY AFRISKA BARUTU



4193131016



JURUSAN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2020



DAFTAR ISI IDENTITAS BUKU...............................................................................................1 BAB I PEMBAHASAN..........................................................................................2 1.1 Ringkasan Isi Buku............................................................................................2 1.2 Keunggulan Buku...............................................................................................5 1.3 Kelemahan Buku................................................................................................6 BAB II PENUTUP..................................................................................................7 2.1 Kesimpulan........................................................................................................7 2.2 Saran...................................................................................................................7 DAFTAR PUSTAKA



i



IDENTITAS BUKU



Buku Utama



Judul Buku



: Radiokimia



Penulis



: Dr.Iis Siti Jahro,M.Si



Penerbit



: Unimed



Tahun terbit



: 2013



Kota Terbit



: Medan



ISBN



:-



Jumlah Halaman



: v + 54



1



Buku Pembanding



Judul Buku



: Kimia Modern Edisi IV Jilid 1



Penulis



:David.W.Oxtoby H.P.Gillis Norman.H.Nachtrieb



Penerbit



:Erlangga



Tahun Terbit



:2001



Kota Terbit



:Jakarta



ISBN



:979-688-266-3



Jumlah Halaman



:xvii + 572



2



BAB I PEMBAHASAN 1.1



Ringkasan Isi Buku Buku Utama Laju peluruhan setiap zat radioaktif bergantung pada jenis zat radioaktifnya kareana



setiap



zat



radioaktif



memiliki



konstanta



peluruhan(ƛ)



sendiri



sendiri.Selain itu laju peluruhan juga bergantung pada jumlah zat radioaktif mula mula.Oleh karena itu dirumuskan: ΔN/N =ƛ Δt Keterangan : Nt ;jumlah zat radiaktif pada waktu tertentu No :jumlah zat radiaktif mula mula ƛ :konstanta peluruhan t :waktu peluruhan Waktu paruh (t 1/2),berdasarkan waktu paruh maka peluruhan dirumuskan: Nt Δt = 1/2^ N0 t 1/2 Macam macam peluruhan a. Peluruhan dengan memancarkan beta atau negatron (-₁β°) sinar β merupakan partikel bermuatan listrik -1 dan bermassa sangat kecil sehingga zat radioaktif yang memancarkan sinar ini dianggap tidak mengalami perubahan massa b. Peluruhan dengan memancarkan positron(₁β°) Positron disebut juga dengan sinar β positif sebagaimana yang telah diuraikan pada pembahasan kestabilan inti bahwa pemancaran positron terjadi akibat perubahan proton menjadi neutron di dalam inti. c. Peluruhan dengan penangkapan elektron (-1e°) Sebagaimana telah diuraikan pada pembahasan Kestabilan Inti, bahwa penangkapan elektron terjadi akibat dalam inti kelebihan proton dan kekurangan neutron. Akibat peluruhan ini, maka nuklida yang menangkap elektron mengalami pengurangan satu buah proton dan penambahan satu buah neutron dalam nuklida hasil pelurihannya.



3



d. Peluruhan dengan memancarkan Alpha (2α⁴) Sinar -α merupakan partikel bermuatan listrik +2 dan bermassa 4 sma. Hasil eksperimen menunjukkan sinar –α merupakan isotope dari nuklida. e. Peluruhan dengan memancarkan Gamma (ογ°) sinar –γ merupakan radiasi elektromagnetik yang tidak bermassa dan tidak bermuatan sehingga diberi notasi: ογ°. Pemancaran sinar –γ terjadi pada saat nuklida hasil peluruhan sinar –α maupun sinar –β berada dalam keadaan TEREKSITASI, maka untuk mencapai keadaan dasar nuklida tersebut memancarkan sinar –γ. BAGAN PELURUHAN Ada 3 aturan pembuatan Bagan Peluruhan: 1. Pemancaran radiasi bermuatan positif seperti: 2α⁴ dan +β° menyebabkan pengurangan jumlah proton dalam inti: GARIS PELURUHAN nya arah ke bawah dan CONDONG KE ARAH KIRI. 2. Pemancaran radiasi bermuatan negative seperti: -β° menyebabkan penambahan jumlah proton dalam inti: GARIS PELURUHAN nya arah ke bawah dan CONDONG KE ARAH KANAN. 3. Pemancaran radiasi elektromagnetik tidak bermuatan dan tidak bermasssa seperti: Gamma (ογ°) tidak menyebabkan perubahan jumlah proton: GARIS PELURUHAN nya LURUS ke bawah. MACAM-MACAM DERET PELURUHAN 1. Deret Uranium yang dirumuskan sebagai: Deret (4n + 2) Deret Uranium diawali dari nuklida ₉₂U²³⁸ dan berakhir pada nuklida ₈₂Pb²⁰⁶. Deret Uranium disebut juga: Deret (4n + 2) karena jumlah proton dan neutron [Σ (n+p)] nuklida-nuklida radioaktif yang dihasilkan pada deret ini selalu habis dibagi 4 dengan sisa 2. 2. Deret Thorium yang dirumuskan sebagai : Deret (4n) Deret Thorium diawali dari nuklida ₉₀Th²³² dan berakhir pada nuklida ₈₂Pb²⁰⁸. Deret Thorium disebut juga: Deret (4n) karena jumlah



4



proton dan neutron [Σ (n+p)] nuklida-nuklida radioaktif yang dihasilkan pada deret ini selalu habis dibagi 4 tanpa sisa atau dengan sisa 0. 3. Deret Aktinium yang dirumuskan sebagai : Deret (4n + 3) Deret Aktinium diawali dari nuklida ₉₂U²³⁵ dan berakhir pada nuklida ₈₂Pb²⁰⁷. Deret Uranium disebut juga: Deret (4n + 3) karena jumlah proton dan neutron [Σ (n+p)] nuklida-nuklida radioaktif yang dihasilkan pada deret ini selalu habis dibagi 4 dengan sisa 3. 2.Buku Pembanding Peluruhan ini tak stabil apapun merupakan kejadian acak dan tidak bergantung pada jumlah inti di sekelilingnya yang sudah meluruh. Bila jumlah banyak, kita yakin bahwa selama waktu tertentu ada sebagian dari inti awal akan mengalami transformasi menjadi inti unsur lain. Dengan kata lain, laju peluruhan sekumpulan inti berbanding lurus terhadap jumlah inti yang ada, hal ini menunjukkan bahwa peluruhan nuklir mengikuti persamaan laju orde pertama. Semua hasil yang telah dibahas itu berlaku pada situasi ini misalnya hukum laju integrasi mempunyai bentuk. N=N i e−kt Dengan N i adalah jumlah inti yang semula ada pada t=0. Tetapan peluruhan k berhubungan dengan waktu paruht 1 2



t 1= 2



ln 2 0,6931 = k k



Seperti yang dijelaskan mengenai kinetika fasa gas orde pertama. Waktu paruh adalah waktu yang diperlukan bagi inti dalam sampel untuk meluruh menjadi setengah dan waktu paruh ini dapat beragam mulai dari kurang dari 1021 sampai lebih dari 1024 tahun lagi bagi yang tidak stabil. Tabel 18.2 Memuat titik paruh dan cara peluruhan beberapa nuklida tak stabil Ada satu perbedaan praktis yang penting antara kinetika kimia dan nuklir. Dalam kinetika kimia, konsentrasi reaktan atau produk dipantau berdasarkan waktu, dan laju reaksi dan kemudian dicari dari laju perubahan konsentrasinya. Dalam kinetika nuklir, laju terjadinya peluruhan, -Dn/dt, diukur langsung dari pencacah Geiger atau detector radiasi lainnya. Laju peluruhan ini, yaitu laju pelepasan dalam jumlah inti persatuan waktu disebut aktivitas. aktivitas= A=



5



−dV =kN dt



Karna aktivitas berbanding lurus terhadap julah inti N maka aktivitas juga meluruh secara eksponensial menurut waktu



A=A i e−kt Plot ln A versus waktu t merupakan garis lurus dengan lereng Aktifitas A menjadi setengah nilai awalnya pada waktu



t1 2



k



−k =−(ln 2)/t 1 . k



2



. Apabila A dan k diketahui



maka jumlah inti N pada waktu tertentu dapat dihitung dari N=



At 1/ 2 A At 1/ 2 = = k ln 2 0,6931



Satuan SI untuk aktivitas ialah Becquerel (Bq), didefinisikan sebagai 1 pelepasan radioaktif perdetik. Satuan yang lebih kuno dan lebih besar ialah curie (disingkat Ci), yang didefenisikan sebagai 3,7 ×10 20disintegrasi per detik. Aktivasi 1 g radium ialah 1 Ci.



6



Penarikhan Radioaktif (Radioactive Dating) Peluruhan nuklida radioaktif dengan waktu paruh yang diketahui memungkinkan geokimiawan mengukur umur batuan dari komposisi isotopnya. Andaikan mineral mengandung uranium mengendap sekitar 2 miliar (2 x 10⁸) tahun yang lalu dan secara geologis tidak berubah sampai sekarang. 239 ❑U dalam mineral ini meluruh dengan waktu paruh 4,51 x 10 tahun membentuk serangkaian zat antara berumur pendek dan berakhir dengan isotope timbal tak stabil 207 ❑ Pb . Fraksi Uranium yang tertinggal 2 x 10⁸ tahun mestinya



Nisbah kelimpahan N=



N (206 Pb) 0,265 = = 0,361 0,375 N ¿¿



Dengan demikian dapat ditentukan oleh selisih waktu sejak mineral diendapkan pertama kali, dalam hal ini 2X106 tahun.



7



Untuk menggunakan metode ini, kita perlu memastikan bahwa nuklida stabil yang dihasilkan hanya timbul dari unsur induk dan tidak ada uranium yang meninggalkan atau masuk kedalam batuan selama masa geologi. Jika mungkin pengukuran akan lebih akurat mengukur nisbah beberapa pasangan isotop dalam sampel batuan yang sama. Perkiraan 4,5 Miliar tahun untuk umur sistem bumi dan matahari datang dari pengukuran tak langsung, yaitu lewat analisis isotopik daei meteoric yang dipercaya terbentuk dalam waktu bersamaan. Jenis penarikan yang sedikit berbeda menggunakan peluruhan



14



C, yang



mencakup sejarah manusia dan prasejarah sejak sekitar 30.000 tahun lalu. Unsur tak stabil ini (dengan waktu paruh 5.730 tahun) dihasilkan secra kontiniu diatmosfer. Sinar kosmik yang berenergi sangat tinggi menyebabkan reaksi nuklir yang menghasilkan neutron. Neutron ini berbenturan dengan inti 147 N menghasilkan 146C dengan reaksi 14 7



N + 1nn → 147C + 11 H Hasilnya



dengan



14



C memasuki reservoir karbon pada permukaan bumi. Tercampur



12



C yang stabil sebagai H14CO3- yang terlarut di samudra, sebagai



14



CO2



diatmosfer dan didalam jaringan tumbuhan dan hewan. Pencampuran ini, yang terjadi pada laju yang konsisten selama 50.000 tahun terakhir berarti bahwa 14C dalam makhluk hidup memiliki aktivitas spesifik mendekati 15,3 pelepasan permenit pergram karbon total yaitu 0,255 Bq g-1. Bila tumbuhan atau hewan mati atau misalnya bila pohon ditebang pertukaran dengan karbon akan terhenti dan jumlah 14C dalam sampel menurun secara eksponensial menurut waktu. Dengan mengukur aktivitas 14C yang tersisa dalam sampel arkeologi, kita dapat memperkirakan tariknya. Ini menyatakan laju yang kirakira tetap dalam hal produksi 14C didekat permukaan bumi selam waktu ribuan tahun. Pembakaran bahan bakar fosil dalam 100 tahun terakhir telah meningkatkan proporsi 12



C dalam makhluk hidup dan akan menyulitkan penerapan metode penarikan 14C pada



masa yang akan datang.



8



1.2 Keunggulan Buku Buku Utama 



Penjabaran



materi



yang



dijelaskan



cukup



mendetail



macam



macam



peluruhan,bagan bagan peluruhan,dan deret peluruhan. 



Rumus yang di sajikan cukup mendukung dari penjabaran materi







Buku dilengkapi dengan contoh soal yang mendukung. Buku Pembanding







Penjabaran materi cukup jelas tentang penarikhan radioaktif.







Menyajikan berbagai rumus turunan untuk peluruhan radioaktif







Buku ini juga menyajikan rincian berupa grafik maupun tabel



1.3 Kelemahan Buku Buku Utama 



Buku tidak disertai dengan tabel maupun grafik yang mendukung peluruhan radiasi







Kurangnya keterkaitan antar sub bab yang dibahas ataupun tidak berurutan secara runtun. Buku Pembanding







Buku ini kurang menampilkan contoh soal yang mendukun pembelajaran peluruhan radioaktif.







Materi dalam buku ini tidak disajikan secara runtut karena kurangnya keterkaitan antara sub bab.



9



BAB II PENUTUP 1.1



Kesimpulan Laju peluruhan setiap zat radioaktif bergantung pada jenis zat



radioaktifnya kareana setiap zat radioaktif memiliki konstanta peluruhan(ƛ) sendiri sendiri.Selain itu laju peluruhan juga bergantung pada jumlah zat radioaktif mula mula.Oleh karena itu dirumuskan: ΔN/N =ƛ Peluruhan ini tak stabil apapun merupakan Δt kejadian acak dan tidak bergantung pada jumlah inti di sekelilingnya yang sudah meluruh. Bila jumlah banyak, kita yakin bahwa selama waktu tertentu ada sebagian dari inti awal akan mengalami transformasi menjadi inti unsur lain. Dengan kata lain, laju peluruhan sekumpulan inti berbanding lurus terhadap jumlah inti yang ada, hal ini menunjukkan bahwa peluruhan nuklir mengikuti persamaan laju orde pertama. Semua hasil yang telah dibahas itu berlaku pada situasi ini misalnya hukum laju integrasi mempunyai bentuk. N=N i e−kt Dengan N i adalah jumlah inti yang semula ada pada t=0. Tetapan peluruhan k berhubungan dengan waktu paruht 1 2



t 1= 2



1.2



ln 2 0,6931 = k k



Saran Untuk buku pertama seharusnya dilengkapi dengan grafik ataupun tabel untuk memperjelas isi buku.Untuk buku pembanding dijelaskan secara runtut agar ada keterkaitan sub bab satu sama lain.



10