126
Kimia SMA dan MA Kelas XII
sangat besar. Satu kg hidrogen yang mengalami reaksi fusi dapat menghasilkan energi yang ekuivalen dengan energi
yang dihasilkan dari 200.000 ton batu bara.
5. Pita Kestabilan
Unsur-unsur dengan nomor atom rendah dan sedang kebanyakan mempunyai nuklida stabil maupun tidak stabil
radioaktif. Contoh pada atom hidrogen, inti atom protium dan deuterium adalah stabil sedangkan inti atom tritium tidak stabil.
Waktu paruh tritium sangat pendek sehingga tidak ditemukan di alam. Pada unsur-unsur dengan nomor atom tinggi tidak
ditemukan inti atom yang stabil. Jadi faktor yang memengaruhi kestabilan inti atom adalah angka banding dengan proton.
Perhatikan pita kestabilan pada Gambar 6.6. Inti-inti yang tidak stabil cenderung untuk menyesuaikan
perbandingan neutron terhadap proton agar sama dengan perbandingan pada pita kestabilan.
Bagi nuklida dengan Z = 20, perbandingan neutron terhadap proton np sekitar 1,0 sampai 1,1. Jika Z bertambah maka
perbandingan neutron terhadap proton bertambah hingga sekitar 1,5.
Nuklida yang tidak stabil terdiri dari dua kelompok yaitu sebagai berikut.
a. Unsur-unsur inti ringan yaitu unsur yang mempunyai nomor
atom kurang dari 20 Z 20. Letak unsur-unsur ini pada pita kestabilan berada di atas maupun di bawah pita
kestabilan. b. Unsur-unsur inti berat yaitu unsur yang mempunyai nomor
atom lebih besar dari 83 Z 83. Jadi, tidak dikenal nuklida stabil dengan nomor atom lebih besar
83. Sebaliknya semua unsur dengan nomor atom kurang atau sama dengan 83, mempunyai satu nuklida atau lebih yang stabil
kecuali unsur teknisium Z = 43 dan prometium Z = 61. Daerah di sekitar pita kestabilan, di mana terdapat inti-inti yang
tidak stabil dapat dibagi dalam tiga daerah, yaitu seperti berikut. a. Di atas pita kestabilan
Inti di daerah ini Z 83, atau daerah surplus neutron. Di daerah ini inti-inti mempunyai NZ perbandingan neutron
dengan proton besar. Untuk mencapai kestabilan inti, maka inti atom tersebut
akan melakukan hal seperti berikut. Negara kita berencana mengembangkan listrik tenaga
nuklir. Menurut pendapatmu, apakah langkah pemerintah tersebut sudah tepat? Berikan alasanmu
Tugas Mandiri
Gambar 6.6 Hubungan Antara
Banyaknya Proton dengan Banyaknya
Neutron
Sumber: Kimia untuk Universitas
Di unduh dari : Bukupaket.com
Unsur Radioaktif
127
1 Memancarkan neutron
1
n Oleh karena inti atom memancarkan neutron berarti
terjadi pengurangan nomor massa tetapi nomor atom tetap.
Contoh
5 4
1 2
2
He He +
n →
137 136
1 53
53
I I +
n →
2 Memancarkan partikel elektron
1
e
−
Jika inti atom memancarkan elektron maka akan terjadi penambahan proton atau pengurangan neutron.
Dalam hal ini, partikel neutron berubah menjadi proton disertai pemancaran elektron.
1 1
1 1
n p +
e
−
→
Contoh
3 3
1 2
1
H He e
−
→ +
32 32
15 16
1
P S +
e
−
→ b. Di bawah pita kestabilan
Inti di daerah ini, Z 83 dan NZ perbandingan neutron- proton kecil atau surplus proton.
Untuk mencapai kestabilan inti, maka inti atom tersebut akan melakukan hal seperti berikut.
1 Memancarkan positron
1
e Proton berubah menjadi neutron dan memancarkan
positron. Oleh karena memancarkan positron maka akan terjadi pengurangan nomor atom sedangkan nomor
massanya tetap.
1 1
1 1
p n +
e →
Contoh
22 22
11 10
1
Na Ne e
→ +
2 Penangkapan elektron
1
e
−
pada kulit K Dalam hal ini terjadi penangkapan elektron pada kulit
yang terdekat dengan inti yaitu kulit K.
Contoh
−
→
90 90
40 1
39
Mo + e Nb
c. Daerah di atas pita kestabilan Z 83 Inti di daerah ini surplus neutron dan proton. Untuk
mencapai kestabilan, inti memancarkan partikel alfa. Oleh karena itu, nomor atom akan berkurang dua sedangkan
nomor massa berkurang empat.
Di unduh dari : Bukupaket.com
128
Kimia SMA dan MA Kelas XII
Contoh
226 222
4 88
86 2
Ra Rn He
→ +
212 208
4 84
82 2
Po Pb He
→ +
Di negara-negara maju penggunaan dan penerapan
radioisotop telah dilakukan dalam berbagai bidang. Radioisotop adalah isotop suatu unsur radioaktif yang memancarkan sinar
radioaktif. Isotop suatu unsur baik stabil maupun yang radioaktif memiliki sifat kimia yang sama.
Penggunaan radioisotop dapat dibagi ke dalam penggunaan sebagai perunut dan penggunaan sebagai sumber radiasi.
Radioisotop sebagai perunut digunakan untuk mengikuti unsur dalam suatu proses yang menyangkut senyawa atau sekelompok
senyawa. Radioisotop dapat digunakan sebagai sumber sinar sebagai pengganti sumber lain misal sumber sinar X.
Radioisotop dapat digunakan sebagai perunut sebab energi sinar yang dipancarkan serta waktu paruhnya merupakan sifat
khas radioisotop tersebut. Pada contoh di bawah ini akan diberikan beberapa contoh penggunaan radioisotop baik sebagai
perunut maupun sebagai sumber radiasi.
1. Bidang Kimia
a. Teknik Perunut Teknik perunut dapat dipakai untuk mempelajari
mekanisme berbagai reaksi kimia. Misal pada reaksi esterifikasi. Dengan oksigen-18 dapat diikuti reaksi antara
asam karboksilat dan alkohol. Dari analisis spektroskopi massa, reaksi esterifikasi yang
terjadi dapat ditulis seperti berikut. isotop oksigen-18 diberi warna.
R C OH H O R
C O R HO
O R
O +
+ 1. Tuliskan persamaan yang setara untuk reaksi peluruhan nuklir:
a. emisi beta
98 38
Sr b. emisi proton
41 19
K 2. Tuliskan reaksi inti untuk:
a.
209 ...
83 ...
Bi , C p
α c.
12 ...
6 ...
C , O p
α b.
14 ...
7 ...
N , N p
γ
Latihan 6.1
B. Penggunaan Radioisotop
Di unduh dari : Bukupaket.com
Unsur Radioaktif
129
Hasil analisis ini menunjukkan bahwa molekul air tidak mengandung oksigen-18. Adapun jika O – 18 berada dalam
alkohol maka reaksi yang terjadi seperti berikut.
R C OH R OH
C OR O
R O
+ + H
2
O Penggunaan radioisotop yang lain sebagai perunut
mekanisme reaksi fotosintesis. 6CO
2
+ 6H
2
O →
C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
Untuk mengetahui mekanisme reaksi tersebut digunakan perunut karbon-14 yang terdapat pada CO
2
dan oksigen-18 yang terdapat dalam air.
b. Penggunaan Isotop dalam Bidang Kimia Analisis Penggunaan isotop dalam analisis digunakan untuk
menentukan unsur-unsur kelumit dalam cuplikan. Analisis dengan radioisotop atau disebut radiometrik dapat
dilakukan dengan dua cara yaitu, sebagai berikut. 1 Analisis Pengeceran Isotop
Larutan yang akan dianalisis dan larutan standar ditambahkan sejumlah larutan yang mengandung suatu
spesi radioaktif. Kemudian zat tersebut dipisahkan dan ditentukan aktivitasnya. Konsentrasi larutan yang
dianalisis ditentukan dengan membandingkannya dengan larutan standar.
2 Analisis Aktivasi Neutron AAN Analisis aktivasi neutron dapat digunakan untuk
menentukan unsur kelumit dalam cuplikan yang berupa padatan.
Misal untuk menentukan logam berat Cd dalam sampel ikat laut. Sampel diiradiasi dengan neutron dalam reaktor
sehingga menjadi radioaktif. Salah satu radiasi yang dipancarkan adalah sinar
γ
.
Selanjutnya sampel dicacah dengan spektrometer gamma γ
untuk menentukan aktivitas dari unsur yang akan ditentukan.
2. Bidang Kedokteran
