Pembahasan Soal SBMPTN Kimia Unsur Radioaktif

Pembahasan soal SBMPTN bidang study kimia tentang unsur radioaktif ini meliputi beberapa subtopik dalam bab kimia inti yaitu unsur atau zat radioaktif, sinar alfa, sinar beta, sinar gamma, jenis reaksi inti, reaksi fusi, reaksi fisi, desitengrasi, hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, serta laju peluruhan. Dari beberapa soal yang pernah keluar dalam soal SBMPTN bidang study kimia, model soal tentang unsur radioaktif yang sering keluar antara lain menentukan sisa unsur radioaktif jika waktu paruhnya diketahui, menentukan hasil reaksi penembakan partikel radioaktif dengan neutron, menentukan hasil reaksi penembakan unsur radioaktif dengan sinar alfa, menentukan isotop yang terbentuk pada suatu proses radioaktif, dan menganalisis proses peluruhan radioaktif.

Soal 1
Suatu unsur radioaktif mempunyai waktu paruh 18 hari. Jika unsur radioaktif tersebut disimpan selama 72 hari, maka sisa unsur radioaktif tersebut adalah ...
A. 50%
B. 25%
C. 12,5%
D. 6,25%
E. 3,12%

Pembahasan :
Berdasarkan rumus lau perluruhan
Nt = No (1/2)ⁿ

Dengan :
Nt = zat radioaktif sisa
No = zat radioaktif mula-mula

Nilai n diperoleh dari :

n =	t
	T�

Dengan :
t = lamanya peluruhan
T_� = waktu paruh

Pada soal diketahui waktu paruh 18 hari dan lama peluruhan 72 hari, maka:

? n =	72
	18

? n = 4

Dengan demikian, sisa zat radioaktifnya adalah:
? Nt = No (1/2)ⁿ
? Nt = No (1/2)⁴
? Nt = 1/16 No

Jadi, sisa zat radioaktifnya tinggal 1/16 dari semula dan jika dipersenkan adalah:
? %Nt = 1/16 x 100%
? %Nt = 6,25%

Jawaban : D

Soal 2
Bila partikel ²³⁹₉₄Pu ditembak dengan satun neutron, ternyata dapat menghasilkan partikel beta disertai dengan terbentuknya ...
A. ²³⁸₉₅Am
B. ²³⁹₉₃Np
C. ²⁴⁰₉₃Np
D. ²⁴⁰₉₄Pu
E. ²⁴⁰₉₅Am

Pembahasan :
²³⁹₉₄Pu + ¹₀n ? X  + ⁰_-1�

Berdasarkan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, maka:
? Nomor massa X = (239 + 1) - 0 = 240
? Nomor atom X = (94 + 0) - (-1) = 95

Partikel X memiliki nomor massa 240 dan nomor atom 95. Dengan demikian X adalah ²⁴⁰₉₅Am.

Jawaban : E

Soal 3
Jika atom alumunium ²⁷₁₃Al ditembaki dengan partikel x akan terjadi isotof posfor, sesuai dengan reaksi:
²⁷₁₃Al + x ? ³⁰₁₅P + ¹₀n
Dalam persamaan reaksi ini, x adalah ...
A. Partikel beta
B. Partikel neutron
C. Partikel alfa
D. Foton
E. Atom tritium

Pembahasan :
Berdasarkan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, maka:
? Nomor massa x = (30 + 1) - 27 = 4
? Nomor atom x = (15 + 0) - 13 = 2

Partikel dengan nomor massa 4 dan nomor atom 2 adalah partikel alfa. Dengan demikian x adalah ⁴₂a.
²⁷₁₃Al + ⁴₂a ? ³⁰₁₅P + ¹₀n

Jawaban : C

Soal 4
Pada reaksi inti
²³⁸₉₂U + sinar a ? X + 3 ¹₀n
X adalah ...
A. ²³⁴₉₀Th
B. ²³⁶₉₀Th
C. ²³⁵₉₂Th
D. ²³⁹₉₄Th
E. ²⁴⁰₉₄Th

Pembahasan :
²³⁸₉₂U + sinar a ? X + 3 ¹₀n
²³⁸₉₂U + ⁴₂a ? X + 3 ¹₀n

Berdasarkan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, maka:
? Nomor massa X = (238 + 4) - (3x1) = 239
? Nomor atom X = (92 + 2) - (3x0) = 94

Partikel dengan nomor massa 239 dan nomor atom 94 adalah Th. Dengan demikian X adalah ²³⁹₉₄Th.
²³⁸₉₂U + ⁴₂a ? ²³⁹₉₄Th + 3 ¹₀n

Jawaban : D

Soal 5
Isotop ²⁴²₉₄Pu memancarkan lima buah partikel a dan dua buah partikel �, isotop yang terbentuk pada proses ini adalah ...
A. ²³²₉₀Th
B. ²²⁰₈₇Fr
C. ²⁴⁷₉₆Cm
D. ²⁴⁴₉₄Pu
E. ²²²₈₆Rn

Pembahasan :
²⁴²₉₄Pu ? X + 5 ⁴₂a  + 2 ⁰_-1�

Berdasarkan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, maka:
? Nomor massa X = 242 - (5x4 + 2x0) = 222
? Nomor atom X = 94 - (5x2 + 2(-1)) = 86

Jadi isotop yang terbentuk memiliki nomor massa 222 dan nomor atom 86. Dengan demikian isotop tersebut adalah ²²²₈₆Rn.

Jawaban : E

Soal 6
Pada reaksi inti
²²³₈₇Fr ? ²²³₈₈Ra + X
X adalah partikel ...
A. Neutron
B. Proton
C. Positron
D. Elektron
E. Megatron

Pembahasan :
Berdasarkan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, maka:
? Nomor massa X = 223 - 223 = 0
? Nomor atom X = 87 - 88 = -1

Partikel dengan nomor massa 0 dan nomor atom -1 adalah elektron. Dengan demikian X adalah ⁰_-1e.
²²³₈₇Fr ? ²²³₈₈Ra + ⁰_-1e

Jawaban : D

Soal 7
Proses peluruhan radioaktif umumnya mengikuti kinetika reaksi orde-1. Suatu isotop memiliki waktu paro 10 menit. Jumlah isotop radioaktif yang tersisa setelah 40 menit adalah ...
A. 1/8 x semula
B. 1/10 x semula
C. 1/16 x semula
D. 1/20 x semula
E. 1/40 x semula

Pembahasan :
Pada soal diketahui waktu paruh 10 menit dan lama peluruhan 40 menit, maka:

? n =	40
	10

? n = 4

Dengan demikian, sisa zat radioaktifnya adalah:
? Nt = No (1/2)ⁿ
? Nt = No (1/2)⁴
? Nt = 1/16 No

Jumlah isotop radioaktif yang tersisa setelah 40 menit adalah 1/16 x semula.

Jawaban : C

Soal 8
Suatu reaksi inti ditulis sebagai berikut
²³⁴₉₁Pa ? ²³⁴₉₀Th + X
X adalah ...
A. Partikel alfa
B. Partikel beta
C. Partikel gamma
D. Neutron
E. Positron

Pembahasan :
Berdasarkan hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa, maka:
? Nomor atom X = 91 - 90 = 1
? Nomor massa X = 234 - 234 = 0

Partikel dengan nomor atom 1 dan nomor massa 0 adalah partikel positron. Dengan demikian X adalah ⁰₁X.
²³⁴₉₁Pa ? ²³⁴₉₀Th + ⁰₁X

Jawaban : E

Soal 9
Dalam reaksi inti:
¹⁴₇N + X ? ¹⁷₈Th + ¹₁H
X adalah sinar ...
A. Alfa
B. Beta negatif
C. Gamma
D. X
E. Beta positif

Pembahasan :
Pada reaksi inti selalu berlaku hukum kekekalan nomor atom dan nomor massa sehingga nomor atom dan nomor massa X adalah :
? Nomor atom X = (8 + 1) - 7 = 2
? Nomor massa X = (17 + 1) - 14 = 4

Partikel dengan nomor atom 2 dan nomor massa 4 adalah partikel alfa. Dengan demikian X adalah ⁴₂a.
¹⁴₇N + ⁴₂a ? ¹⁷₈Th + ¹₁H

Jawaban : A

Soal 10
Jika ⁷₄Be menangkap sebuah elektron, maka akan dihasilkan ....
A. 2a + neutron
B. 3 ⁷₃Li + neutrino
C. a + 2 proton
D. ⁸₄Be + neutrino
E. ⁴₄H + 2 positron

Pembahasan :
Jika ⁷₄Be menangkap sebuah elektron, maka reaksinya adalah
⁷₄Be + ⁰_-1� ? ⁷₃Li + ?e

Pada reaksi tersebut berlaku hukum kekekalan nomro atom dan nomor massa.

Jawaban : B