iqmal kinetika 06b kinetika reaksi radioaktif

9/21/2012

1

KINETIKA KIMIAKinetika Reaksi Inti

LABORATORIUM KIMIA FISIKAJurusan Kimia - FMIPAUniversitas Gadjah Mada (UGM)

Drs. Iqmal Tahir, M.Si.

Laboratorium Kimia Fisika,, Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 55281

Tel : 087 838 565 047; Fax : 0274-565188 Email :

[email protected] atau [email protected]

Website :http://iqmal.staff.ugm.ac.id

http://iqmaltahir.wordpress.com

Tipe peluruhan radioaktif

Unsur radioaktifUnsur radioaktif (isotop) : Unsur yang secara alamiah menjalani transformasi secara spontan dari satu atom ke atom yang lain dengan melepaskan radiasi radioaktif dan melibatkan perubahan partikel sub atomik

LABORATORIUM KIMIA FISIKAJurusan Kimia FMIPA, UGM

Contoh peluruhanPeluruhan uranium


Contoh isotopIsotop alam dan isotop sintetik


REAKSI PELURUHAN RADIOAKTIFKasus peluruhan uranium :Reaksi peluruhan berantai

Penulisan diringkas :

Ditinjau dari produk :238U produk

Kinetika reaksi order satu :

Dengan = konstanta peluruhan

.dN Ndt

=


Penyelesaian persamaan kinetika

.0N=N .

te

Jumlah nuklida radioaktif yang meluruh selalu berkurang dengan perubahan waktu, oleh karena itu dN selalu negatif :

Dengan N0 adalah jumlah nuklida radioaktif pada t = 0.

dNAdt

Aktivitas (A) dari suatu sampel radioaktif didefinisikan sebagai jumlah disintegrasi yang terjadi per detik :

sehingga .A N=


9/21/2012

2

Waktu paro (t1/2)Definisi :Waktu yang diperlukan agar jumlah atom-atom radioaktif di dalam sampel menjadi setengahnya.

Secara praktis, waktu paro adalah ukuran radioaktivitas dari suatu sampel.

12

ln2 0,693t = =


Waktu paro peluruhanPeluruhan 10 g isotop Strontium-90 Peluruhan 1 mg isotop Molibdad-99


Hubungan antara N dan waktu paro :1 1

2 2A.t A.tAN= = =

ln2 0,693

Satuan RadioaktifCurie (Ci) :Definisi asal :

Satuan radioaktif yang berdasarkan laju disintegrasi 1 gram radium.y g j g gDefinisi baru :

Jumlah setiap nuklida radioaktif yang mengalami disintegrasi selama 1 detik (dis.s-1) sejumlah 3,700 x 10 10.

Becquerel (SI Unit) :Definisi :

1 pelepasan radioaktif per detik.1 Bq = 1 dis.s-1


SATUAN RADIOAKTIFLatihan :Hitung berat W dalam gram untuk 1,00 mCi dari isotop 14C dengan waktu paro 5730 tahun ?

Jawab : 12 1

23 11 1

0,693 3,83 105730 365 24 60 60

6,022 10 1,65 1014

= = = = =

s

dN WN W sdt

7 1

73

11

14:

3,700 10 . (1 )

3,700 10 0,224 101,65 10

=

= =

dtdengandN dis s mCidt

Jadi

W g


Soal latihan :

-1 81 8 32A.t (9,833det )(3,866 10 det)N 4 65 10 i tix H

812

t =(12,26tahun)(60x60x24x365detik/tahun)=3,866x10 detik

Tritium (3H) meluruh lewat pancaran beta menjadi 3He dengan t1/2 = 12,26 tahun. Sampel senyawa bertritium memiliki aktivitas awal 0,833 Bq. Hitunglah jumlah inti tritium N dalam sampel awal, tetapan peluruhan dan aktivitas setelah 2,5 tahun.Jawab:Pengubahan waktu paruh dalam detik :

Jumlah inti yang semula ada ialah :

8 32 ( , )( , )N= = 4,65 10 inti ln2 0,693

x H=

9 -18

12

ln2 0,693= = 1,793 10 detikt 3,866 10 det

xx

=Tetapan peluruhan dihitung dari waktu paruh :

Untuk mencari aktivitas sesudah 2,50 tahun, ubahlah waktu ini ke detik (7,884 x 107 detik) sehingga

- t 9 -1 70A=A .e =(0,833 Bq).eksp[-(1,793 10 detik )(7,884 10 detik)]

= 0,723 Bq x x


Soal latihan :1. Nuklida 19O yang dibuat lewat radiasi neutron pada 19O

memiliki waktu paruh 29 detik.a. berapa atom 19O dalam sampel yang baru dibuat jika laju peluruhannya 2,5 x 104 detik-1 ?b. Setelah 2,00 menit, berapa atom 19O tersisa ?

2. Nuklida 35S meluruh lewat pemancaran beta dengan waktu paruh 87,1 hari.a. berapa gram 35S ada dalam sampel yang memiliki laju peluruhan dari nuklida tersebut 3,70 x 102 detik-1 ?b. Sesudah 365 hari, berapa gram 35S tersisa ?


9/21/2012

3

Soal latihan :

4 -1

12

ln2 0,693= = 1,21 10 tahunt 5.730

xtahun

=

Sebuah contoh perkakas kayu menunjukkan aktivitas spesifik 14C sebesar 0,195 Bq.g-1. Perkirakan umur perkakas tersebut !Penyelesaian :

Tetapan peluruhan untuk 14C adalah :

Aktivitas spesifik awal ialah 0,255 Bq.g-1 dan aktivitas terukur sekarang (setelah t t h ) 0 195 B 1 j ditahun) 0,195 Bq.g-1 jadi :

Perkakas kayu berasal dari pohon yang ditebang pada sekitar 2.200 tahun lalu.

- t0

-1 -1 4 -1

4 -1

A=A .e

0,195 Bq.g =(0,255 Bq.g ).eksp[-(1,21 10 tahun ) ]0,195ln -(1,21 10 tahun ) 0,255

t = 2200 tahun

x t

x t

=


Soal latihan :1. Aktivitas spesifik 14C dalam biosfer ialah 0,255 Bq.g-1. Berapa umur

serpihan kertas dari makam mesir jika laju peluruhan beta adalah 0,153 Bq.g-1? Waktu paruh 14C ialah 5.730 tahun.

2. Aktivitas spesifik suatu benda yang ditemukan di Gua Lascaux di Perancis adalah 0,0375 Bq.g-1. Hitunglah umur benda tersebut ?


Aplikasi : radiodatingRadiodating berdasarkan siklus isotop karbon-14 yang pertama kali dirumuskan pada tahun 1948 oleh Willard F. Libby (University of Chicago)Libby penerima the Nobel Prize bidang Kimia 1960: Untuk metoda penggunaan karbon-14 guna penentuan umur pada bidang arkeologi, geologi, geofisik, dan ilmu lainnya.

Cek website :http://www.c14dating.com/


Karbon-14 digunakan karena waktu paronya yang konstan denganmelibatkan reaksi peluruhan emisi beta :

146C 147N + 0-1e

Waktu paro nya adalah 5730 tahun dan diasumsikan jika rasio 12C terhadap 14C adalah selalu konstan. Metoda ini cocok untuk usia obyekyang lebih dari 50,000 tahun.

iqmal kinetika 06b kinetika reaksi radioaktif

Documents