modul kimia

31
MODUL KIMIA Tahun Pelajaran 2011/2012 DI BIMBING OLEH : H. M ARIFIN DI SUSUN OLEH : FAISAL MUZZAQI KELAS : XI E1 NO ABSEN : 07 DINAS PENDIDIKAN UPTD PENDIDIKAN SMK NEGERI 1 BANGIL JL.TONGKOL NO.03 TELP.(0343)744144/FAX.(0343)743133

Upload: febri5

Post on 27-Oct-2015

107 views

Category:

Documents


6 download

DESCRIPTION

Modul Science

TRANSCRIPT

Page 1: Modul Kimia

MODUL KIMIA

Tahun Pelajaran 2011/2012

DI BIMBING OLEH : H. M ARIFIN

DI SUSUN OLEH : FAISAL MUZZAQI

KELAS : XI E1

NO ABSEN : 07

DINAS PENDIDIKAN

UPTD PENDIDIKAN SMK NEGERI 1 BANGIL

JL.TONGKOL NO.03 TELP.(0343)744144/FAX.(0343)743133

Email:[email protected]

Page 2: Modul Kimia

PASURUAN

Kata Pengantar

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaiakan Modul Pembelajaran Kimia berdasarkan kurikulum yang berlaku.

Modul ini disusun dalam bentuk ringkasan materi yang mengacu pada tuntunan prinsip-prinsip yang ada pada Kurikulum Tingkat Satuan Pendidikan (KTSP) terbaru.

Pendidikan yang bermutu dapat dicapai melalui kecerdasan, bakat, dan keterampilan siswa dalam menerapkan ilmu-ilmu yang dipelajari melalui guru ataupun buku panduan belajar. Disamping nilai moral dan etika belajar yang dimiliki siswa.

Akhirnya, kami berharap Modul Pembelajaran kimia ini dapat memberikan kontribusi demi terselenggaranya pendidikan yang berkualitas. Oleh karena itu, kami senantiasa bersikap terbuka untuk menerima kritik dan saran yang positif guna penyempurnaan modul ini.

Penyusun

FAISAl MUZZAQI

Page 3: Modul Kimia

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR...................................................................................................................................i

DAFTAR ISI..............................................................................................................................................ii

I.KOLOID

PENGERTIAN KOLOID ..............................................................................................................1 JENIS-JENIS KOLOID .................................................................................................................1 SIFAT-SIFAT KOLOID ................................................................................................................2 PEMBUATAN SISTEM KOLOID .................................................................................................4 KEGUNAAN KOLOID ................................................................................................................5 KESIMPULAN ...........................................................................................................................7

II.KIMIA INTI DAN RADIO KIMIA

PENGERTIAN KIMIA INTI DAN RADIO KIMIA ...........................................................................8 KESETABILAN INTI ...................................................................................................................9 PITA KESETABILAN .................................................................................................................10 ENERGI PENGIKAT INTI ..........................................................................................................10 RADIO ATIVITAS ALAMI .........................................................................................................11 KINETIKA PELURUHAN RADIOAKTIF ......................................................................................11 TRANSMUTASI INTI ...............................................................................................................12 KEAKTIFAN (A) .......................................................................................................................12 FISI INTI .................................................................................................................................13 KESIMPULAN .........................................................................................................................14

III.PEMISAHAN CAMPURAN

PENGERTIAN PEMISAHAN CAMPURAN ................................................................................15 DASAR-DASAR PEMISAHAN CAMPURAN ............................................................................. 15 JENIS-JENIS METODE PEMISAHAN ........................................................................................16 METODE PEMISAHAN CAMPURAN .......................................................................................18 PEMANFAATAN METODE PEMISAHAN .................................................................................18

DAFTAR PUSTAKA

ii

Page 4: Modul Kimia

KOLOID

PENGERTIAN KOLOID

Ada kehidupan sehari-hari ini, sering kita temui beberapa produk yang merupakan campuran

dari beberapa zat, tetapi zat tersebut dapat bercampur secara merata/ homogen. Misalnya saja saat

ibu membuatkan susu untuk adik, serbuk/ tepung susu bercampur secara merata dengan air panas.

Produk-produk seperti itu adalah sistem koloid.

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen (dua fase) antara dua zat atau lebih di mana partikel-

partikel zat yang berukuran koloid (fase terdispersi/yang dipecah) tersebar secara merata di dalam

zat lain (medium pendispersi/ pemecah). Ukuran partikel koloid berkisar antara 1-100 nm. Ukuran

yang dimaksud dapat berupa diameter, panjang, lebar, maupun tebal dari suatu partikel. Contoh lain

dari sistem koloid adalah adalah tinta, yang terdiri dari serbuk-serbuk warna (padat) dengan cairan

(air). Selain tinta, masih terdapat banyak sistem koloid yang lain, seperti mayones, hairspray, jelly,

dll.Keadaan koloid atau sistem koloid atau suspensi koloid atau larutan koloid atau suatu koloid

adalah suatu campuran berfasa dua yaitu fasa terdispersi dan fasa pendispersi dengan ukuran

partikel terdispersi berkisar antara 10-7 sampai dengan 10-4 cm. Besaran partikel yang terdispersi,

tidak menjelaskan keadaan partikel tersebut. Partikel dapat terdiri atas atom, molekul kecil atau

molekul yang sangat besar. Koloid emas terdiri atas partikel-partikel dengan bebagai ukuran, yang

masing-masing mengandung jutaan atom emas atau lebih. Koloid belerang terdiri atas partikel-

partikel yang mengandung sekitar seribu molekul S8. Suatu contoh molekul yang sangat besar

(disebut juga molekul makro) ialah haemoglobin. Berat molekul dari molekul ini 66800 s.m.a dan

mempunyai diameter sekitar 6 x 10-7.

JENIS-JENIS KOLOID

Sistem koloid tersusun dari fase terdispersi yang tersebar merata dalam medium

pendispersi. Fase terdispersi dan medium pendispersi dapat berupa zat padat, cair, dan gas.

Berdasarkan fase terdispersinya, sistem koloid dapat dikelompokkan menjadi 3, yaitu: 1.

Sol (fase terdispersi padat)

a. Sol padat adalah sol dalam medium pendispersi padat

Contoh: paduan logam, gelas warna, intan hitam

b. Sol cair adalah sol dalam medium pendispersi cair

Contoh: cat, tinta, tepung dalam air, tanah liat `

Page 5: Modul Kimia

1

c. Sol gas adalah sol dalam medium pendispersi gas

Contoh: debu di udara, asap pembakaran

2. Emulsi (fase terdispersi cair)

a. Emulsi padat adalah emulsi dalam medium pendispersi padat

Contoh: Jelly, keju, mentega, nasi

b. Emulsi cair adalah emulsi dalam medium pendispersi cair

Contoh: susu, mayones, krim tangan

c. Emulsi gas adalah emulsi dalam medium pendispersi gas

Contoh: hairspray dan obat nyamuk

3. Buih (fase terdispersi gas)

a. Buih padat adalah buih dalam medium pendispersi padat

Contoh: Batu apung, marshmallow, karet busa, Styrofoam

b. Buih cair adalah buih dalam medium pendispersi cair

Contoh: putih telur yang dikocok, busa sabun

- Untuk pengelompokan buih, jika fase terdispersi dan medium pendispersi sama- sama berupa

gas, campurannya tergolong larutan

SIFAT-SIFAT KOLOID

Efek Tyndall

Efek Tyndall ialah gejala penghamburan berkas sinar (cahaya) oleh partikel-partikel koloid.

Hal ini disebabkan karena ukuran molekul koloid yang cukup besar. Efek tyndall ini ditemukan oleh

John Tyndall (1820-1893), seorang ahli fisika Inggris. Oleh karena itu sifat itu disebut efek tyndall.

Efek tyndall adalah efek yang terjadi jika suatu larutan terkena sinar. Pada saat larutan sejati

(gambar kiri) disinari dengan cahaya, maka larutan tersebut tidak akan menghamburkan cahaya,

sedangkan pada sistem koloid (gambar kanan), cahaya akan dihamburkan. hal itu terjadi karena

partikel-partikel koloid mempunyai partikel-partikel yang relatif besar untuk dapat menghamburkan

sinar tersebut. Sebaliknya, pada larutan sejati, partikel-partikelnya relatif kecil sehingga hamburan

yang terjadi hanya sedikit dan sangat sulit diamati.

Page 6: Modul Kimia

Gerak Brown

Gerak Brown ialah gerakan partikel-partikel koloid yang senantiasa bergerak lurus tapi tidak

menentu (gerak acak/tidak beraturan). Jika kita amati koloid dibawah mikroskop ultra, maka kita

akan melihat bahwa partikel-partikel tersebut akan bergerak membentuk zigzag. Pergerakan zigzag

ini dinamakan gerak Brown. Partikel-partikel suatu zat senantiasa bergerak. Gerakan tersebut dapat

bersifat acak seperti pada zat cair dan gas, atau hanya bervibrasi di tempat seperti pada zat padat.

Untuk koloid dengan medium pendispersi zat cair atau gas, pergerakan partikel-partikel akan

menghasilkan tumbukan dengan partikel-partikel koloid itu sendiri. Tumbukan tersebut berlangsung

dari segala arah. Oleh karena ukuran partikel cukup kecil, maka tumbukan yang terjadi cenderung

tidak seimbang. Sehingga terdapat suatu resultan tumbukan yang menyebabkan perubahan arah

gerak partikel sehingga terjadi gerak zigzag atau gerak Brown. Semakin kecil ukuran partikel koloid,

semakin cepat gerak Brown terjadi. Demikian pula, semakin besar ukuran partikel koloid, semakin

lambat gerak Brown yang terjadi. Hal ini menjelaskan mengapa gerak Brown sulit diamati dalam

larutan dan tidak ditemukan dalam zat padat (suspensi). Gerak Brown juga dipengaruhi oleh suhu.

Semakin tinggi suhu system koloid, maka semakin besar energi kinetic yang dimiliki partikel-partikel

medium pendispersinya. Akibatnya, gerak Brown dari partikel-partikel fase terdispersinya semakin

cepat. Demikian pula sebaliknya, semakin rendah suhu system koloid, maka gerak Brown semakin

lambat.

AbsorpsiAbsorpsi ialah peristiwa penyerapan partikel atau ion atau senyawa lain pada

permukaan partikel koloid yang disebabkan oleh luasnya permukaan partikel. (Catatan : Absorpsi

harus dibedakan dengan absorpsi yang artinya penyerapan yang terjadi di dalam suatu partikel).

Contoh : (i) Koloid Fe(OH)3 bermuatan positif karena permukaannya menyerap ion H+. (ii) Koloid

As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2.

Muatan koloidDikenal dua macam koloid, yaitu koloid bermuatan positif dan koloid bermuatan

negatif.

Koagulasi koloidKoagulasi adalah penggumpalan partikel koloid dan membentuk endapan.

Dengan terjadinya koagulasi, berarti zat terdispersi tidak lagi membentuk koloid. Koagulasi dapat

terjadi secara fisik seperti pemanasan, pendinginan dan pengadukan atau secara kimia seperti

penambahan elektrolit, pencampuran koloid yang berbeda muatan.

Page 7: Modul Kimia

3

Koloid pelindung koloid pelindung ialah koloid yang mempunyai sifat dapat melindungi koloid lain dari proses

koagulasi. Dialisis

Dialisis ialah pemisahan koloid dari ion-ion pengganggu dengan cara ini disebut proses dialisis. Elektroforesis

Elektroferesis ialah peristiwa pemisahan partikel koloid yang bermuatan dengan menggunakan arus listrik.

PEMBUATAN SISTEM KOLOIDReaksi dekomposisi rangkap

Misalnya:

- Sol As2S3 dibuat dengan gaya mengalirkan H2S dengan perlahan-lahan melalui larutan

As2O3 dingin sampai terbentuk sol As2S3 yang berwarna kuning terang;

As2O3 (aq) + 3H2S(g) à As2O3 (koloid) + 3H2O(l)

(Koloid As2S3 bermuatan negatif karena permukaannya menyerap ion S2-)

- Sol AgCldibuatdenganmencampurkanlarutan AgNO3 encer dan larutanHClencer;AgNO3 (ag) +

HCl(aq) à AgCl (koloid) + HNO3 (aq)

Pemanasan nitratJika dipanaskan, kebanyakan nitrat cenderung mengalami dekomposisi

membentuk oksida logam, nitrogen dioksida berupa asap coklat, dan oksigen.Sebagai

contoh, nitrat Golongan 2 yang sederhana seperti magnesium nitrat mengalami

dekomposisi dengan reaksi sebagai berikut : Pada Golongan 1, ithium nitrat mengalami

proses dekomposisi yang sama - menghasilkan lithium oksida, nitrogen dioksida dan

oksigen.Akan tetapi, nitrat dari unsur selain lithium dalam Golongan 1 tidak terdekomposisi

sempurna (minimal tidak terdekomposisi pada suhu Bunsen) - menghasilkan logam nitrit dan

oksigen, tapi tidak menghasilkan nitrogen oksida.Semua nitrat dari natrium sampai cesium

terdekomposisi menurut reaksi di atas, satu-satunya yang membedakan adalah panas yang

harus dialami

agar reaksi bisa terjadi. Semakin ke bawah golongan, dekomposisi akan semakin sulit, dan

dibutuhkan suhu yang lebih tinggi.

4

Page 8: Modul Kimia

Pemanasan karbonat

Jika dipanaskan, kebanyakan karbonat cenderung mengalami dekomposisi membentuk

oksida logam dan karbon dioksida.Sebagai contoh, karbonat Golongan 2 sederhana seperti kalsium

karbonat terdekomposisi sebagai berikut:Pada Golongan 1, lithium karbonat mengalami proses

dekomposisi yang sama - menghasilkan lithium oksida dan karbon dioksida.Karbonat dari unsur-

unsur selain lithium pada Golongan 1 tidak terdekomposisi pada suhu Bunsen, walaupun pada suhu

yang lebih tinggi mereka akan terdekomposisi. Suhu dekomposisi lagi-lagi meningkat semakin ke

bawah Golongan.

KEGUNAAN KOLOID

Sistem koloid banyak digunakan pada kehidupan sehari-hari, terutama dalam kehidupan

sehari-hari. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk

mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk

produksi dalam skala besar.

Berikut ini adalah tabel aplikasi koloid:

Jenis industry Contoh aplikasi

Industri makanan Keju, mentega, susu, saus salad

Industri kosmetika dan perawatan tubuh Krim, pasta gigi, sabun

Industri cat Cat

Industri kebutuhan rumah tangga Sabun, deterjen

Industri pertanian Peptisida dan insektisida

Industri farmasi Minyak ikan, pensilin untuk suntikan

Berikut ini adalah penjelasan mengenai aplikasi koloid:

1. Pemutihan Gula,Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Dengan melarutkan gula ke

dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel

koloid akan mengadsorpsi zat warna tersebut. Partikel-partikel koloid tersebut mengadsorpsi zat

warna dari gula tebu sehingga gula dapat berwarna putih.

5

Page 9: Modul Kimia

2. Penggumpalan Darah,Darah mengandung sejumlah koloid protein yang bermuatan negatif.

Jika terjadi luka, maka luka tersebut dapat diobati dengan pensil stiptik atau tawas yang

mengandung ion-ion Al3+ dan Fe3+. Ion-ion tersebut membantu agar partikel koloid di protein bersifat

netral sehingga proses penggumpalan darah dapat lebih mudah dilakukan.

3. Penjernihan Air,Air keran (PDAM) yang ada saat ini mengandung partikel-partikel koloid tanah

liat,lumpur, dan berbagai partikel lainnya yang bermuatan negatif. Oleh karena itu, untuk

menjadikannya layak untuk diminum, harus dilakukan beberapa langkah agar partikel koloid

tersebut dapat dipisahkan. Hal itu dilakukan dengan cara menambahkan tawas (Al2SO4)3.Ion Al3+ yang

terdapat pada tawas tersebut akan terhidroslisis membentuk partikel koloid Al(OH)3 yang bermuatan

positif melalui reaksi:

Al3+ + 3H2O à Al(OH)3 + 3H+

Setelah itu, Al(OH)3 menghilangkan muatan-muatan negatif dari partikel koloid tanah liat/lumpur

dan terjadi koagulasi pada lumpur. Lumpur tersebut kemudian mengendap bersama tawas yang juga

mengendap karena pengaruh gravitasi. Berikut ini adalah skema proses penjernihan air secara

lengkap:

6

Page 10: Modul Kimia

KESIMPULAN

Partikel koloid dapat menghamburkan cahaya sehingga berkas cahaya yang melalui

sistem koloid. Dapat diamati dari samping sifat partikel koloid ini disebut efek Tyndall.

Jika diamati dengan mikroskop ultra ternyata partikel koloid senantiasa bergerak dengan

gerak patah-patah yang disebut gerak Brown. Gerak Brown terjadi karena tumbukan tak

simetris antara molekul medium dengan partikel koloid.

Koloid dapat mengadsorpsi ion atau zat lainpada permukaannya, dan oleh karena luas

permukaannya yang relatif besar, maka koloid mempunyai daya adsorpsi yang besar.

Adsorpsi ion-ion oleh partikel koloid membuat partikel koloid menjadi bermuatan listrik.

Muatan koloid menyebabkan gaya tolak-menolak di antara partikel koloid, sehingga

menjadi stabil (tidak mengalami sedimentasi).

Muatan partikel koloid dapat ditunjukkan dengan elektroforesis, yaitu pergerakan

partikel koloid dalam medan listrik.

Penggumpalan partikel koloid disebut koagulasi. Koagulasi dapat terjadi karena berbagai

hal, misalnya pada penambahan elektrolit. Penambahan elekrolit akan menetralkan

muatan koloid, sehingga faktor yang menstabilkannya hilang.

Campuran koloid dapat dipisahkan dari ion-ion atau partikel terlarut lainnya melalui

dialisis.

Koloid yang medium dispersinya berupa cairan dibedakan atas koloid liofil dan koloid

liofob. Koloid liofil mempunyai interaksi yang kuat dengan mediumnya; sebaliknya, pada

koloid liofob interaksinya tersebut tidak ada atau sangat lemah.

Banyak sekali produk industri dalam bentuk koloid, terutama karena dengan bentuk

koloid, maka zat-zat yang tidak saling melarutkan dapat disajikan homogen secara

makroskopis.

Pengolahan air bersih memanfaatkan sifat koloid, yaitu adsorpsi dan koagulasi. Pada

pengolahan air bersih digunakan tawas (alumunium sulfat), kaporit (klorin) dan kapur.

Koloid dapat dibuat dengan cara dispersi atau kondensasi. Pada cara dispersi, bahan

kasar dihaluskan kemudian didispersikan ke dalam medium dispersinya.

7

Page 11: Modul Kimia

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 αTransmutasi 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 neutronNuklida : suatu spesies nuklir tertentu, dengan lambang:

Z = nomor atom

A = nomormassa = jumlah proton + neutronN = neutron, biasanyatidakdituliskarena N = A-Z

Isotop : kelompok nuklida dengan nomor atom samaIsobar : kelompok nuklida dengan nomor massa samaIsoton : kelompok nuklida dengan neutron sama

Partikel Dasar yang umumnya terlibat dalam reaksi inti:

Nama Lambang Nomor atom

Nomormassa Massa (sma)

Proton P atau H 1 1 1,00728Neutron N 0 1 1,00867Elektron e -1 0 0,000549Negatron β -1 0 0,000549Positron β +1 0 0,000549Partikel alpha He atau

α2 4 4,00150

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

8

Page 12: Modul Kimia

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 stabil2. Aturan ganjil genap, yaitu inti yang mempunyai jumlah proton genap dan jumlah neutron

genap lebih stabil daripada inti yang mempunyai jumlah proton dan neutron ganjil3. 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.

9

Page 13: Modul Kimia

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 electron

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.

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).

10

Page 14: Modul Kimia

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).

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 Nt/N0 = - λt

dengan waktu paruh : t1/2 = 0,693/λ

11

Page 15: Modul Kimia

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. 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 Bq1 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).

12

Page 16: Modul Kimia

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.

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.

13

Page 17: Modul Kimia

KESIMPULAN

Inti atom tersusun dari proton dan neutron, memiliki ukuran sangat kecil, tetapi massa atom terpusat pada inti atom yang sangat kecil ini.

Terdapat dua pandangan tentang komposisi inti, yaitu hipotesis proton-elektron dan hipotesis proton-neutron. Hipotesis yang terakhir yang diterima sampai sekarang.

Untuk memberikan kekhususan nama terhadap komposisi inti digunakan istilah nuklida, dengan lambang: A

ZXn. Kestabilan inti dapat dipertimbangkan dari aspek kinetik dan termodinamik. Inti yang secara

kinetik tidak stabil terurai menjadi inti yang lebih stabil melalui peluruhan radiokatif, melibatkan partikel alfa, beta, atau positron, juga foton berenergi tinggi, dinamakan sinar gamma.

Kestabilan termodinamik dapat ditinjau dari aspek energi inti dan gaya antar nukleon. Gaya tarik antar nukleon dalam inti memungkinkan inti stabil (tidak terurai). Gaya tarik antar nukleon ini berlaku bagi partikel yang berjarak < 10-15 m. Jarak di atas harga itu tidak berpengaruh.

Kestabilan termodinamik inti melibatkan perbandingan energi inti terhadap komponen-komponennya. Jika sistem menerima atau melepaskan energi, inti juga menerima atau melepaskan sejumlah massa, yang diberikan oleh hubungan E = mc2. Perubahan massa, dinamakan defek massa, dapat diperoleh melalui perbandingan massa inti terhadap jumlah massa nukleon, dan dapat digunakan untuk menghitung energi pembentukan inti dari nukleon. Energi ikat inti adalah energi yang diperlukan untuk menguraikan inti ke dalam proton dan neutron.

Terdapat dua model inti yang telah dikembangkan, yaitu model kulit inti dan model tetes cairan. Model kulit inti menyatakan bahwa inti memiliki kestabilan ekstra bila jumlah proton dan neutron atau keduanya sama dengan: 2, 8, 20, 50, 82, dan 126. Bilangan ini dinamakan bilangan magic.

Penemuan keradioaktifan bermula dari diciptakannya tabung sinar katoda (CRT), dan sinar-X oleh Rontgen. Berlanjut dengan sifat fluoresensi zat oleh Becquerel dan keradioaktifan oleh Marie Curie.

Nuklida radioaktif dapat melangsungkan sejumlah peluruhan, dinamakan deret peluruhan, sampai nuklida stabil dibentuk. Peluruhan radioaktif mengikuti kinetik orde pertama. Waktu-paro cuplikan radioaktif adalah waktu yang diperlukan untuk sejumlah nuklida mencapai setengah dari jumlah semula.

Unsur-unsur transuranium yang posisinya setelah uranium dalam tabel periodik, dapat disintesis melalui pemboman uranium atau unsur yang lebih berat oleh partikel alfa atau nuklida unsur ringan.

Penentuan umur radiokarbon menggunakan nisbah 14C/12C untuk menentukan objek yang mengandung karbon dari sumber yang hidup.

Aktivitas radioaktif dapat disidik dengan alat yang dikembangkan oleh Geiger dan Muller, dinamakan alat pencacah radiasi. Di samping alat pencacah Geiger dikenal juga alat pencacah skintilasi berdasarkan kelipan cahaya yang dibangkitkan oleh unsur radioaktif.

Pengaruh radiasi unsur-unsur radioaktif terhadap organisme biologi beragam bergantung kekuatan sinar, lama terpaan, dan jenis sinar yang dipancarkan. Untuk menentukan efek radiasi digunakan satuan, diantaranya Rad, Rem, Grey, LET, dan yang lainnya.

Kerusakan akibat radiasi dapat menyebabkan baik kerusakan langsung organisme hidup maupun kerusakan genetik pembawa sifat organisme.

14

Page 18: Modul Kimia

PEMISAHAN CAMPURAN

PENGERTIAN PEMISAHAN CAMPURAN DAN KLASIFIKASINYA

Campuran adalah materi yang terdiri atas dua macam zat atau lebih dan masih memiliki sifat-sifat zat asalnya. Jika kita mencampur minyak dengan air, terlihat ada batas di antara kedua cairan tersebut. Jika kita mencampur dengan alkohol, batas antara keduanya tidak terlihat. Minyak dan air membentuk campuran heterogen.

Campuran heterogen adalah campuran yang tidak serbasama, membentuk dua fasa atau lebih, dan terdapat batas yang jelas di antara fasa-fasa tersebut. Alkohol dan air membentuk campuran homogen. Campuran homogen adalah campuran yang serbasama di seluruh bagiannya danmembentuksatufasa. *Contoh campuran heterogen** campuran tepung beras dengan ir,* campuran kapur dengan pasir,* campuran serbuk besi dengan karbon.*Contoh campuran homogen** campuran gula atau garam dapur dengan air,* air teh yang sudah disaring,*campuran gas di udara.Campuran homogen biasa disebut larutan.Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solvent). Larutan dapat berwujud padat, cair, dan gas.

Larutan berwujud padat. Larutan berwujud padat biasa ditemukan pada paduan logam. contohnya, kuningan yang merupakan paduan seng dan tembaga.berwujud cair. Contohnya, larutan gula dalam pelarut air.dalam wujud gas. Contohnya, udara yang terdiri atas bermacam-macam gas, diantaranya adalah nitrogen, oksigen, dan karbon dioksida

DASAR-DASAR METODE PEMISAHAN

Suatu zat dapat dipisahkan dari campurannya karena mempunyai perbedaan sifat. Hal ini dinamakan dasr pemisahan. Beberapa dasar pemisahan campuran antara lain sebagai berikut :

1. Ukuranpartikel Bila ukuran partikel zat yang diinginkan berbeda dengan zat yang tidak diinginkan (zat pencmpur) dapat dipisahkan dengan metode filtrasi (penyaringan). jika partikel zat hasil lebih kecil daripada zat pencampurnya, maka dapat dipilih penyring atau media berpori yang sesuai dengan ukuran partikel zat yang diinginkan. Partikel zat hasil akan melewati penyaring dan zat pencampurnya akan terhalang.

Page 19: Modul Kimia

2. TitikdidihBila antara zat hasil dan zat pencampur memiliki titik didih yang jauh berbeda dapat dipishkan dengan metode destilasi. Apabila titik didih zat hasil lebih rendah daripada zat pencampur, maka bahan dipanaskan antara suhu didih zat hasil dan di bawah suhu didih zat pencampur. Zat hasil akan lebih cepat menguap, sedangkan zat pencampur

15

tetap dalam keadaan cair dan sedikit menguap ketika titik didihnya terlewati. Proses pemisahan dengan dasar perbedaan titik didih ini bila dilakukan dengan kontrol suhu yang ketat akan dapat memisahkan suatu zat dari campuranya dengan baik, karena suhu selalu dikontrol untuk tidak melewati titik didih campuran.1. Kelarutan suatu zat selalu memiliki spesifikasi kelarutan yang berbeda, artinya suatu zat mungkin larut dalam pelarut A tetapi tidak larut dalam pelarut B, atau sebaliknya. Secara umum pelarut dibagi menjadi dua, yaitu pelarut polar, misalnya air, dan pelarut nonpolar (disebut juga pelarut organik) seperti alkohol, aseton, methanol, petrolium eter, kloroform, dan eter.Dengan melihat kelarutan suatu zatyang berbeda dengan zat-zat lain dalam campurannya, maka kita dapat memisahkan zat yang diinginkan tersebut dengan menggunakan pelarut tertentu. 2. PengendapanSuatu zat akan memiliki kecepatan mengendap yang berbeda dalam suatu campuran atau larutan tertentu. Zat-zat dengan berat jenis yng lebih besar daripada pelarutnya akan segera mengendap. Jika dalam suatu campuran mengandung satu atau beberapa zat dengan kecepatan pengendapan yang berbeda dan kita hanya menginginkan salah satu zat, maka dapat dipisahkan dengan metode sedimentsi tau sentrifugsi. Namun jika dalm campuran mengandung lebih dari satu zat yang akan kita inginkan, maka digunakan metode presipitasi. Metode presipitasi biasanya dikombinasi dengan metode filtrasi.3 Difusi Dua macm zat berwujud cair atau gas bila dicampur dapat berdifusi (bergerak mengalir dan bercampur) satu sama lain. Gerak partikel dapat dipengaruhi oleh muatan listrik. Listrik yang diatur sedemikian rupa (baik besarnya tegangan maupun kuat arusnya) akan menarik partikel zat hasil ke arah tertentu sehingga diperoleh zat yang murni. Metode pemisahan zat dengan menggunakan bantuan arus listrik disebut elektrodialisis. Selain itu kita mengenal juga istilah elektroforesis, yaitu pemisahan zat berdasarkan banyaknya nukleotida (satuan penyusun DNA) dapat dilakukan dengan elektroforesis menggunakan suatu media agar yang disebut gel agarosa. 4. Adsorbsi Adsorbsi merupakan penarikan suatu zat oleh bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan dari bahan pengadsorbsi. Penggunaan metode ini diterapkan pada pemurnian air dan kotoran renik atau organisme.

JENIS-JENIS METODE PEMISAHAN

1. Filtrasi Filtrasi atau penyaringan merupakan metode pemisahan untuk memisahkan zat padat dari cairannya dengan menggunakan alat berpori (penyaring). Dasar pemisahan metode ini adalah perbedaan ukuran partikel antara pelarut dan zat terlarutnya. Penyaring akan menahan zat padat yang mempunyai ukuran partikel lebih besar dari pori saringan. Proses filtrasi yang dilakukan adalah bahan harus dibuat dalam bentuk larutan atau berwujud cair kemudian disaring. Hasil penyaringan disebut filtrat sedangkan sisa yang tertinggal

Page 20: Modul Kimia

dipenyaring disebut residu. (ampas). Metode ini dimanfaatkan untuk membersihkan air dari sampah pada pengolahan air, menjernihkan preparat kimia di laboratorium, menghilangkan pirogen (pengotor) pada air suntik injeksi dan obat-obat injeksi, dan membersihkan sirup dari kotoran yang ada pada gula. Penyaringan di laboratorium dapat menggunakan kertas saring dan penyaring buchner. Penyaring buchner adalah penyaring yang terbuat dari bahan kaca yang kuat dilengkapi dengan alat penghisap.

16

2.SublimasiSublimasi merupakan metode pemisahan campuran dengan menguapkan zat padat tanpa melalui fasa cair terlebih dahulu sehingga kotoran yang tidak menyublim akan tertinggal. bahan-bahan yang menggunakan metode ini adalah bahan yang mudah menyublim, seperti kamfer dan iod. 3.Kristalisasi Kristalisasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh zat padat yang terlarut dalam suatu larutan. Dasar metode ini adalah kelarutan bahan dalam suatu pelarut dan perbedaan titik beku. Kristalisasi ada dua cara yaitu kristalisasi penguapan dan kristalisasi pendinginan. Contoh proses kristalisasi dalam kehidupan sehari-hari adalah pembuatan garam dapur dari air laut. Mula-mula air laut ditampung dalam suatu tambak, kemudian dengan bantuan sinar matahari dibiarkan menguap. Setelah proses penguapan, dihasilkan garam dalam bentuk kasar dan masih bercampur dengan pengotornya, sehingga untuk mendapatkan garam yang bersih diperlukan proses rekristalisasi Contoh lain adalah pembuatan gula putih dari tebu.Batang tebu dihancurkan dan diperas untuk diambil sarinya, kemudian diuapkan dengan penguap hampa udara sehingga air tebu tersebut menjadi kental, lewat jenuh, dan terjadi pengkristalan gula. Kristal ini kemudian dikeringkan sehingga diperoleh gula putih atau gula pasir.4.Destilasi Destilasi merupakan metode pemisahan untuk memperoleh suatu bahan yang berwujud cair yang terkotori oleh zat padat atau bahan lain yang mempunyai titik didih yang berbeda. Dasar pemisahan adalah titik didih yang berbeda. Bahan yang dipisahkan dengan metode ini adalah bentuk larutan atau cair, tahan terhadap pemanasan, dan perbedaan titik. Proses pemisahan yang dilakukan adalah bahan campuran dipanaskan pada suhu diantara titik didih bahan yang diinginkan. Pelarut bahan yang diinginkan akan menguap, uap dilewatkan pada tabung pengembun (kondensor). Uap yang mencair ditampung dalam wadah. Bahan hasil pada proses ini disebut destilat, sedangkan sisanya disebut residu. Contoh destilasi adalah proses penyulingan minyak bumi, pembuatan minyak kayu putih, dan memurnikan air minum.5.Ekstraksi Ekstraksi merupakan metode pemisahan dengan melarutkan bahan campuran dalam pelarut yang sesuai. Dasar metode pemisahan ini adalah kelarutan bahan dalam pelarut tertentu. 6.Adsorbsi Adsorbsi merupakan metode pemisahan untuk membersihkan suatu bahan dari pengotornya dengan cara penarikan bahan pengadsorbsi secara kuat sehingga menempel pada permukaan bahan pengadsorbsi. Penggunaan metode ini dipakai untuk memurnikan air dari kotoran renik atau mikroorganisme, memutihkan gula yang berwarna coklat karena terdapat kotoran.

Page 21: Modul Kimia

7.Kromatografi Kromatografi adalah cara pemisahan berdasarkan perbedaan kecepatan perambatan pelarut pada suatu lapisan zat tertentu. Dasar pemisahan metode ini adalah kelarutan dalam pelarut tertentu, daya absorbsi oleh bahan penyerap, dan volatilitas (daya penguapan). Contoh proses kromatografi sederhana adalah kromatografi kertas untuk memisahkan tinta.

17 METODE PEMISAHAN CAMPURAN

Berdasarkan tahap proses pemisahan, metode pemisahan dapat dibedakan menjadidua golongan, yaitu metode pemisahan sederhana dan metode pemisahankompleks.

1. Metode Pemisahan SederhanaMetode pemisahan sederhana adalah metode yang menggunakan cara satutahap. Proses ini

terbatas untuk memisahkan campuran atau larutan yanrelatif sederhana.

2. Metode Pemisahan KompleksMetode pemisahan kompleks memerlukan beberapa tahapan kerja,diantaranya penambahan

bahan tertentu,pengaturan proses mekanik alat,dan reaksi-reaksi kimia yang diperlukan. Metode ini biasanyamenggabungkan dua atau lebih metode sederhana. Contohnya, pengolahanbijih dari pertambangan memerlukan proses pemisahan kompleks.Keadaan zat yang diinginkan dan dalam keadaan campuran harus diperhatiaknuntuk menghindari kesalahan pemilihan metode pemisahanyang akanmenimbulkan kerusakan hasil atau melainkan tidak berhasil. Beberapa faktor yangperlu diperhatikan antara lain :

1. Keadaan zat yang diinginkan terhadap campuran, apakah zat ada di dalamsel makhluk hidup, apakah bahan terikat secara kimia, dan sebagainya.

2. Kadar zat yang diinginkan terhadap campurannya, apakah kadarnya kecilatau besar.

3. Sifat khusus dari zat yang diinginkan dan campurannya, misalnya zat tidaktahan panas, mudah menguap, kelarutan terhadap pelarut tertentu, titikdidih, dan sebagainya.

4. Standar kemurnian yang diinginkan. Kemurnian 100% memerlukan tahapyang berbeda dengan 96%.

5. Zat pencemar dan campurannya yang mengotori beserta sifatnya.

6. Nilai guna zat yang diinginkan, harga, dan biaya proses pemisahan.

PEMANFAATAN METODE PEMISAHAN

Pada proses pemisahan suatu campuran ada yang memerlukan metodepemisahan, ada pula yang dikombinasi lebih dari satu jenis metode. Berikut inibeberapa contoh pemanfaatan metode pemisahan dengan menggunakan metodepemisahan tertentu.

1. Pemurnian Garam Dapur

Page 22: Modul Kimia

Air laut banyak mengandung mineral terutama garam dapur (NaCl). Petanigaram dapur memisahkan garam dapur dengan menjemur air laut pada sebuahbangunan yang datar dan lapang. Garam yang diperoleh, kemudian diolah diindustri untuk dicuci dan ditambah iodium.

2. Pemurnian Air Minum

Air adalah sumber kehidupan. Air selalu diperlukan dalam setiap bidangkehidupan kita.bagi penduduk Indonesia, tidak sulit untuk mendapatkan air tawar,namun di daerah timur tengah sulit untuk mendapatkan air tawar. Merekamelakukan penyulingan (destilasi) untuk memperoleh air tawar secara besarbesaran.

18

DAFTAR PUSTAKA

1.http://alicezah.files.wordpress.com/zoog/05/microsoft.word.pemisahancampuran.pdf

2.http:// www.4shared.com/zip/6Qlefw16 /koloid.html

3.http://antunikimia.blogspot.com/2009/05/kimia.inti.danradiokimia.html

Page 23: Modul Kimia

19