Terimakasih Untuk Subscribe Chanel Youtubenya.

Ketik 'Kata Kunci' yang dicari dalam blog Ayo Sekolah Fisika

Soal Defek Massa dan Energi Ikat Inti dan Pembahasan

Soal 1
Tentukan banyaknya proton, neutron, dan elektron dalam isotop-isotop berikut. (a) O812, (b) Sr3884, (c) Xe54140 dan (d) U92235

Jawab:
Jika isotop merupakan unsur bebas maka jumlah proton dan elektronnya dapat kita cari dengan cara melihat nomor atomnya langsung.
Dari simbol atom
AXZ
 Z = nomor atom dan A = nomor massa. Dengan jumlah proton = jumlah elektron = Z, dan neutron n = Ap, maka
(a) untuk O812,
dengan Z = 8, dan A = 12, maka p = e = Z = 8 dan n = 12 – 8 = 4
(b) Sr3884,
dengan Z = 38, dan A = 84, maka p = e = Z = 38 dan n = 84 – 38 = 46
 (c) Xe54140
dengan Z = 54, dan A = 140, maka p = e = Z = 54 dan n = 140 – 54 = 86
(d) U92235
dengan Z = 92, dan A = 235, maka p = e = Z = 92 dan n = 235 – 92 = 143

Soal 2
Jika massa atom triton adalah 3,016 sma, tentukan defek massa, energi ikat, dan energi ikat per nukleon dari triton.

Jawab:
Diketahui: nomor massa A = 3, nomor atom Z = 1, lambang atom H, Massa triton (3H1) mt = 3,016 sma, massa proton mp = 1,00728 sma , massa neutron mn = 1,00866 sma
Defek massa Δm, Kita cari pakai rumus
Δm = Zmp + (AZ) mn – mX
Dengan,  mp = massa proton, mn = massa neutron,  dan mX = massa inti atom
Defek massa triton
Δm = 1 x (1,00728 sma) + (3 – 1)(1,00866 sma) – 3,016 sma
m = 0,0086 sma
Energi Ikat Triton
∆E = Δmc2 = 0,0086 u x 931 MeV/u
∆E = 8,0066 MeV
Energi Ikat Triton per nukleon
E/A = 8,0066 MeV/3 = 2,67 MeV/nukleon

Soal 3
Tentukan energi ikat dan energi ikat per nukleon untuk: (a) 56Fe26 (55,9349 sma), (b) 238U92 (238,0507 sma), (c) 40Ca20 (39,962591 sma), dan (d) dari ketiga nuklida tersebut, manakah yang paling stabil? Jelaskan!

Jawab:
(a) 56Fe26 (55,9349 sma)
Nomor atom dan nomor massa Fe, Z = 26, A = 56, massa inti Fe = 55,9349 sma, massa proton mp = 1,00728 sma , massa neutron mn = 1,00866 sma maka
Energi ikat inti Fe
∆E = Δmc2
∆E = [Zmp + (AZ) mn – mX]c2
      = [26 x 1,00728u + (56 – 26) x 1,00866u – 55,9349u]c2
∆E = 0,51418uc2 = 0,51418 x 931 MeV
E = 478,7 MeV
Dan energi per nukleon Fe adalah
∆E/A = 478,7 MeV/56 = 8,55 MeV/nukleon
(b) 238U92 (238,0507 sma),
Energi ikat inti U
∆E = Δmc2
∆E = [Zmp + (AZ) mn – mX]c2
      = [92 x 1,00728u + (238 – 92) x 1,00866u – 238,0507u]c2
∆E = 1,88342uc2 = 1,88342 x 931 MeV
E = 1753,46 MeV
Dan energi per nukleon U adalah
∆E/A = 1753,46 MeV/238 = 7,37 MeV/nukleon
(c) 40Ca20 (39,962591 sma),
Energi ikat inti Ca
∆E = Δmc2
∆E = [Zmp + (AZ) mn – mX]c2
      = [20 x 1,00728u + (40 – 20) x 1,00866u – 39,962591u]c2
∆E = 0,35621uc2 = 0,35621 x 931 MeV
E = 331,63 MeV
Dan energi per nukleon Ca adalah
∆E/A = 331,63 MeV/40 = 8,29 MeV/nukleon
(c) Kestabilan inti merupakan persoalan energi. Energi yang terkait dengan masalah tersebut adalah energi pengikat inti. Energi pengikat inti adalah energi yang dilepas saat nukleon bebas membentuk inti. Energi pengikat inti dibagi jumlah jumlah nukleon (∆E/A) disebut energi pengikat rata-rata pernukleon. Energi pengikat dan energi pengikat inti rata-rata pernukleon dapat menjelaskan kestabilan relatif nuklida. Nuklida kurang stabil dapat meluruh menjadi nuklida lain, yang energi pengikat rata-rata pernukleonnya lebih kecil. Di samping itu energi pengikat inti dan energi pengikat rata-rata pernukleon dapat memperkirakan besarnya energi yang terlibat dalam reaksi spontan inti (peluruhan), reaksi fisi, reaksi fusi, dan reaksi penembakan inti. Jadi, dari ketiga nuklida di atas yang paling stabil adalah 56Fe26  karena energi ikat per nukelonnya lebih besar.

Soal 4
Massa isotop 14N7 = 14,0075 sma. Hitung defek massa, energi ikat, dan energi ikat per nukleon isotop tersebut. (massa proton = 1,008 sma, massa neutron = 1,009 sma, dan 1 sma = 931 MeV).

Jawab:
Diketahui: nomor massa A = 14, nomor atom Z = 7, Massa 14N7 mN = 14,0075 sma, massa proton mp = 1,008 sma , massa neutron mn = 1,009 sma
Defek massa Δm, Kita cari pakai rumus
Δm = Zmp + (AZ) mn – mX
Dengan,  mp = massa proton, mn = massa neutron,  dan mX = massa inti atom
Defek massa 14N7 
Δm = 7 x (1,008u) + (14 – 7)(1,009u) – 14,0075u
m = 0,1115u
Energi Ikat 14N7   
∆E = Δmc2 = 0,1115 u x 931 MeV/u
∆E = 103,8 MeV
Energi Ikat 14N7  per nukleon
E/A = 0,1115 MeV/14 = 7,41 MeV/nukleon

Soal 5
Dua nuklida yang memiliki nomor massa sama disebut sebagai isobar. Hitung perbedaan energi ikat per nukleon untuk isobar 23Na11 dan 23Mg12. Bagaimana cara Anda menghitung perbedaan ini? (massa 23Na11 = 22,9897 sma; 23Mg12 = 22,9941 sma).

Jawab:
Untuk 23Na11:
Diketahui: nomor massa A = 23, nomor atom Z = 11, 23Na11 = 22,9897 sma, massa proton mp = 1,00728 sma , massa neutron mn = 1,00866 sma maka
Defek massanya:
Δm = 11 x (1,00728u) + (23 – 11)(1,00866u) – 22,9897u
m = 0,1943u
Energi Ikat 23Na11  per nukleon
E/A = Δmc2/A
         = 0,1943 x 931 MeV/23
E/A = 7,86 MeV/nukleon
Untuk 23Mg12:
Diketahui: nomor massa A = 23, nomor atom Z = 12, 23Mg12 = 22,9941 sma, massa proton mp = 1,00728 sma , massa neutron mn = 1,00866 sma maka
Defek massanya:
Δm = 12 x (1,00728u) + (23 – 12)(1,00866u) – 22,9941u
m = 0,1885u
Energi Ikat 23Mg12  per nukleon
E/A = Δmc2/A
         = 0,1885 x 931 MeV/23
E/A = 7,63 MeV/nukleon
Perbedaan energi ikat per nukleon kedua isobar tersebut adalah
∆ = 0,23 MeV/nukleon

Soal 6
Energi ikat dari 42Ca20 adalah 361,7 MeV. Tentukan massa atom Ca-42 (dalam sma).

Jawab:
Diketahui: nomor massa A = 42, nomor atom Z = 20, energi ikat inti 42Ca20 adalah ∆E = 361,7 MeV, massa proton mp = 1,00728 sma , massa neutron mn = 1,00866 sma maka
Defek massa 42Ca20  
Δm = 20 x (1,00728u) + (42 – 20)(1,00866u) – (mCa)u
m = 42,3361u – (mCa)u
Energi Ikat 42Ca20   
∆E = Δmc2
361,7 MeV = [42,3361 – (mCa)]uc2
361,7 MeV = [42,3361 – (mCa)] x 931 MeV
0,3885 = 42,3361 – (mCa)
mCa = 41,9476u

0 Response to "Soal Defek Massa dan Energi Ikat Inti dan Pembahasan"

Post a Comment

Sobat ASF! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!

Note: Only a member of this blog may post a comment.

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel