Nukleosintesis dan Energi Ikat Inti, Nukleon, Rumus, Contoh Soal, Kimia

Leave a Comment
Nukleosintesis dan Energi Ikat Inti, Nukleon, Rumus, Contoh Soal, Kimia - Nukleosintesis adalah pembentukan inti atom atau nuklida dari partikel-partikel penyusunnya (proton dan neutron). Energi yang terlibat dalam nukleosintesis dinamakan energi ikat inti (Ei). Lihat Gambar 1. Menurut aspek energitika, suatu inti atom stabil jika memiliki energi ikat inti besar. Dengan kata lain, makin besar energi ikat inti, makin stabil inti atom tersebut.
Energi Ikat Inti Nukleon
Gambar 1. Kehilangan massa diubah menjadi energi yang digunakan untuk mengikat nukleon membentuk satu kesatuan di dalam inti.
Energi ikat inti, Ei didefinisikan sebagai selisih energi antara energi nuklida hasil sintesis dengan energi nukleon penyusunnya. Contoh, nuklida 4He disintesis dari 2 proton dan 2 neutron.
sistesis nuklida
ΔEnukelosintesis = Ei = Enuklida He – E(2p + 2n)

Bagaimana mengukur perubahan energi inti tersebut? Menurut Einstein, perubahan energi inti dapat ditentukan secara langsung dari perubahan massa nukleon, sebab perubahan massa selalu disertai perubahan energi sesuai persamaan:

E = m . c2 atau ΔE = c2 . Δm

Keterangan :
c = kecepatan cahaya (3 x 108 m s–1)
Δm = perubahan massa (kg)

Tabel 1. Massa Nukleon dan Nuklida dalam Satuan Massa Atom (sma)

Simbol

Z
A
Massa (sma)

β(e–)
n
p (H)


α

Li

Be
B

C

O
Fe
Co
Pb


Po
Rn
Ra
Th

Pa
U



Pu
–1
0
1
1
1
2
2
3
3
4
5
5
6
6
8
26
27
82
82
82
84
86
88
90
90
91
92
92
92
92
94
0
1
1
2
3
3
4
6
7
9
10
11
12
13
16
56
59
206
207
208
210
222
226
230
234
234
233
234
235
238
239
0,00055
1,00867
1,00728
2,01345
3,01550
3,01493
4,00150
6,01347
7,01435
9,00999
10,0102
11,0066
11,9967
13,0001
15,9905
55,9206
58,9184
205,9295
206,9309
207,9316
209,9368
221,9703
225,9771
229,9837
233,9942
233,9931
232,9890
233,9904
234,9934
238,0003
239,0006
Sumber: General Chemistry , 1990

Satuan yang digunakan untuk energi ikat inti adalah Mega elektron volt (MeV). Satu Mega elektron volt (1 MeV) sama dengan 1,062 x 10–13 Joule,

atau

1 MeV = 1,062 x 10–13 Joule

Hubungan satuan energi ikat inti dan massa partikel sub inti dalam satuan sma adalah :

1 sma = 931,5 MeV

Contoh Soal Menentukan Perubahan Energi Inti (1) :

Hitung perubahan energi pada pembentukan nuklida helium (partikel alfa) berikut.

Perubahan Energi Inti
a. dalam satuan MeV
b. dalam satuan Joule

Jawaban :

a. Energi ikatan inti dalam satuan Me

Perubahan massa pada pembentukan He:
Δm = mHe – 2 (mn + mp)
Δm = {4,00150 – 2(1,00867 + 1,00728)} sma
Δm = – 0,0304 sma

Ei = (– 0,0304 sma) (931,5 MeV sma–1)
Ei = – 28,3176 MeV

b. Energi ikat inti dalam satuan Joule

1 MeV = 1,062 × 10–13 J
Ei = –28,3176 MeV × 1,062 × 10–13 J MeV–1
E= –3,007 × 10–12 J

Jadi, pada pembentukan nuklida He dilepaskan energi sebesar 28,3176 MeV atau 3,007 × 10–12 J.

Kekurangan massa pada pembentukan nuklida helium (Contoh Soal 1. di atas) disebabkan telah diubah menjadi energi yang digunakan untuk mengikat partikel subinti agar tidak pecah. Oleh karena itu, makin besar energi ikat inti makin stabil inti tersebut.

Energi ikat per nukleon bervariasi bergantung pada nomor atom unsur-unsur stabil. Energi ikat rata-rata maksimum sekitar 8,8 MeV dimiliki oleh atom Fe dan Ni, seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Grafik Energi ikat nukleon terhadap nomor massa
Gambar 2. Grafik Energi ikat nukleon terhadap nomor massa.
Contoh Soal Menghitung Energi Ikat Inti (2) :

Hitung energi ikat 235U jika massa nuklidanya sebesar 235,034 sma.

Penyelesaian : 

Nuklida 235U mengandung 92 proton dan 143 neutron. Massa nukleon penyusun 235adalah :

92 x 1,00728 sma = 92,6698 sma
143 x 1,00867 sma = 144,2398 sma
Total massa = 236,9096 sma

Kekurangan massa dari nuklida ini adalah :

Massa nukleon = 236,9096 sma
Massa nuklida = 235,0349 sma
Kekurangan massa = 1,8756 sma
Energi ikat inti 235U per nuklida adalah
Ei = 1,8756 sma x 931,5 MeV sma–1 = 1747,1214 MeV

Contoh Soal SPMB 2004 :

Pada inti Fr terjadi reaksi berikut.
reaksi inti Fr
X adalah partikel ....

A. neutron
B. proton
C. positron
D. elektron
E. megatron

Pembahasan :
x partikel elektron
Jadi, X adalah partikel elektron. (D)

Anda sekarang sudah mengetahui Nukleosintesis. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia 3 : Untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 298.
Next PostNewer Post Previous PostOlder Post Home

0 komentar:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.