Pengertian dan Rumus Defek Massa – Materi Fisika Kelas 12

Ternyata ada selisih antara massa total dan massa satuan (jumlah proton dan neutron) di dalam inti atom, lho. Nah, ini ada kaitannya dengan rumus defek massa dan energi ikat inti. Penasaran? Yuk, cari tahu alasannya!

Halo, Sobat Zenius, kali ini gue mau sharing mengenai rumus defek massa. Gue mulai ceritanya begini, di dalam suatu atom ada yang namanya inti atom. Nah, di dalam inti atom ada neutron dan proton, sedangkan elektron berputar mengelilinginya. Ketika ada gabungan neutron dan proton di dalam inti atom seperti pada gambar di bawah ini.

Maka, seringkali kita akan menghitungnya begini.

MT = (Σmn + Σmp)

Massa total, artinya menambahkan semua jumlah neutron dan protonnya. Iya nggak? Tapi, ternyata perhitungannya nggak sesimpel itu lho, guys. Karena ternyata, MT = (Σmn + Σmp) hasilnya bukan sama dengan, sehingga MT ≠ (Σmn + Σmp).

Kenapa hasilnya nggak sama dengan? Nah, kita nyambung ke istilah defek massa.

Baca Juga: Inti Atom dan Partikel Penyusunnya – Materi Fisika Kelas 12

Mau materi dan video pembelajaran tentang Fisika yang lebih lengkap? Download Zenius di gadget elo ya, biar belajar makin seru. Klik tombol download di bawah ini, ya!

Apa Itu Defek Massa?

Kita tau nih kalau inti atom terbuat dari proton dan neutron. Seperti yang udah gue singgung sebelumnya, bahwa massa total dari sebuah inti atom selalu kurang dari jumlah massa masing-masing proton dan neutron penyusun inti atom tersebut.

Dari paragraf di atas dijelaskan bahwa defek massa adalah perbedaan massa. Simpelnya, pengertian defek massa merupakan nilai dari energi ikat inti yang menjaga supaya inti atom nggak menyebar atau tetap pada bentuk dan posisinya.

Jadi, kalau ada pertanyaan, bisa nggak sih kita memecahkan inti atom? Jawabannya adalah bisa, dengan syarat energi yang kita berikan kepada inti atom harus sebanding dengan energi ikat inti yang dimiliki atom tersebut.

Baca Juga: Postulat Einstein tentang Relativitas – Materi Fisika Kelas 12

Rumus Defek Massa dan Energi Ikat

Gimana rumus defek massa? Kita bahas lagi persamaan yang tadi udah kita ulas di awal.

MT ≠ (Σmn + Σmp)Jumlah total massa nggak sama dengan jumlah massa proton ditambah jumlah massa neutron. Karena faktanya massa total lebih kecil daripada jumlah massa neutron ditambah massa proton (MT< Σmn + Σmp).

Nah lho, berarti ada ketidaksinkronan dong antara massa total dengan massa satuan (proton dan neutron) di dalam inti atom? Kalau diuraikan kurang lebih seperti ini.

M_T < M_s.

M_s – M_T > 0.

Δm > 0.

Δm inilah yang disebut dengan energi ikat.

Jadi, bisa dihitung nih energi ikat atau rumus defek massa. Elo masih ingat nggak rumus yang digunakan untuk menyetarakan energi dan massa itu apa? Yap, relativitas dari Einstein, yaitu E = m.c². Sedangkan, rumus energi ikat adalah sebagai berikut.

E = Δm.c²

Energi ikat inilah yang menyebabkan adanya defek massa (Δm). Rumus defek massa juga bisa diuraikan sebagai berikut.

Defek massa (Δm) = (A – Z).m_N + Z.m_p – m_I

Keterangan:

A = nomor massa = jumlah proton dan neutron.

Z = nomor atom = jumlah proton.

m_N = massa neutron.

m_p = massa proton.

m_I = massa inti.

Supaya lebih kebayang dengan rumus defek massa di atas, elo bisa langsung meluncur ke contoh soal dan lihat pembahasannya ya.

Baca Juga: Cara Mencari Nomor Atom dan Nomor Massa – Materi Fisika Kelas 12

Kalau elo masih bingung dengan uraian gue di atas, cus langsung tonton aja video belajar bareng tutor Zenius dengan klik banner di bawah ini!

Contoh Soal Defek Massa dan Pembahasannya

Setelah memahami uraian di atas ditambah dengan nonton video belajar Zenius, pasti elo udah makin jago dong untuk menghitung defek massa? Untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai rumus defek massa, gue ada beberapa contoh soal defek massa dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi.

Contoh Soal 1

Defek massa dari inti atom dengan massa inti atom 238,05076 sma adalah … sma.

(massa neutron: 1,00867 sma, massa proton: 1,00728 sma)

Dari atom , diketahui nomor massa = 238 dan nomor atom = 92.

Sehingga, jumlah proton = Z = 92.

Jumlah neutron = A – Z = 238 – 92 = 146.

Massa neutron (mN) = 1,00867 sma.

Massa proton (mp) = 1,00728 sma.

Defek massa (Δm) = (A – Z).mN + Z.mp – mI = (146).(1,00867) + (92).(1,00728) – 238,05076 = 1,88482.

Jadi, defek massa dari inti atom adalah 1,88482 sma.

Contoh Soal 2

Inti atom helium memiliki massa 4,0026 sma. Jika massa proton dan neutron masing-masing adalah 1,0078 sma dan 1,0086 sma, maka berapakah defek massa dari inti atom helium tersebut? (1 sma = 1,66 x 10^-27 kg).

Pembahasan:

Atom helium , sehingga diperoleh nomor massa = 4 dan nomor atom = 2.

Jumlah neutron = A – Z = 4 – 2 = 2.

Massa neutron (mN) = 1,0086 sma.

Massa proton (mp) = 1,00728 sma.

Massa inti (mI) = 4,0026 sma.

Defek massa (Δm) = (A – Z).mN + Z.mp – mI = (2).(1,0086) + (2).(1,00728) – 4.0026 = 0,0302 sma.

1 sma = 1,66 x 10^-27 kg.

Δm = 0,0302 x 1,66 x 10^-27 kg = 0,050132 x 10^-27 kg = 5 x 10^-29 kg.

Contoh Soal 3

Sebuah nuklida _zX^A dengan massa inti K, memiliki defect massa untuk menghasilkan 

energi ikat inti sebesar …. 

a. {(A-Z).m_p + A.m_n – K} 

b. {A.m_p + (A-Z).m_n – K} 

c. {Z.m_p + (A-Z).m_n – K}

d. {K – Z.m_p + (A-Z).m_n} 

e. {z.m_p + (A-Z).m_n + K}

Jawab: c. {Z.m_p + (A-Z).m_n – K} 

Pembahasan: Jika dirumuskan maka defek massa dinyatakan dengan rumus yang dijelaskan melalui video di bawah ini.

Contoh Soal 4

Inti atom karbon ¹²C terdiri dari 6 neutron dan 6 proton. Akan tetapi, massa inti atomnya < dibandingkan dengan jumlah massa 6 neutron dan massa 6 proton. Fenomena defek massa (mass defect) yang signifikan ini dapat dijelaskan dengan adanya kesetaraan antara massa dan energi dalam bentuk interaksi fundamental sebagai ….

a. Interaksi gravitasi.

b. Interaksi nuklir kuat.

c. Interaksi lemah.

d. Interaksi elektromagnetik.

e. Semua bentuk interaksi fundamental tersebut dapat dikuantifikasi sebagai defek massa yang signifikan berdasarkan konsep kesetaraan massa dan energi.

Jawab: b. Interaksi nuklir kuat.

Pembahasan: Kalau elo udah nonton video dengan klik banner di atas, pasti elo akan tau jawaban dari pertanyaan ini. Di antara keempat interaksi fundamental, ternyata hanya interaksi nuklir kuat yang pengaruhnya cukup signifikan dalam pengamatan-pengamatan pada skala atom. Yuk tonton lagi videonya!

*****

Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang pengertian dan rumus defek massa? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses materi ini di video belajar Zenius menggunakan akun yang sudah didaftarkan di website dan aplikasi Zenius sebelumnya, ya!

Baca Juga: Model Atom Niels Bohr – Materi Fisika Kelas 12

Originally Published: February 24, 2022
Updated By: Arieni Mayesha