Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel, Massa Zat, Volume Zat, Rumus dan Contoh Penyelesaian Mol

Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel, Massa Zat, Volume Zat, Rumus dan Contoh Penyelesaian Mol - Sahabat tentu pernah mendengar satuan dosin, gros, rim, atau kodi untuk menyatakan jumlah benda. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah partikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Para ahli sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C^-12 yakni 6,02 x 10²³ partikel. Jumlah partikel ini disebut Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam bahasa Jerman Bilangan Loschmidt (L). Jadi, definisi satu mol adalah sebagai berikut:

Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C^-12.

Nilai NA sebesar 6,02 x 10²³

Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel, Massa Zat, Volume Zat, Rumus dan Contoh Penyelesaian Mol

Misalnya:

1. 1 mol unsur Na mengandung 6,02 x 10²³ atom Na.

2. 1 mol senyawa air mengandung 6,02 x 10²³ molekul air.

3. 1 mol senyawa ion NaCl mengandung 6,02 x 10²³ ion Na⁺dan 6,02 x 10²³ ion Cl^–.

Konsep Mol

1. Hubungan mol dengan jumlah partikel

Hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:

Contoh soal:

Suatu sampel mengandung 1,505 x 10²³ molekul Cl², berapa mol kandungan Cl² tersebut?

Jawab:

2. Hubungan mol dengan massa

Sebelum membahas hubungan mol dengan massa terlebih dahulu akan diperkenalkan Massa Atom Relatif dan Massa Molekul Relatif.

a. Massa Atom Relatif (Ar)

IUPAC telah menetapkan 1 sma = 1/12 massa satu atom C^-12 isotop Atom H mempunyai kerapatan 8,400% dari kerapatan C^-12. Jadi, massa atom H = 0,08400 x 12,00 sma = 1,008 sma. Dari perhitungan yang sama kita bisa mengetahui massa atom O = 16,00 sma. Demikian juga massa atom unsur-unsur yang lain. Massa Atom Relatif (Ar) adalah perbandingan massa rata-rata suatu atom unsur terhadap 1/12 massa satu atom isotop C^-12.

Di alam umumnya unsur terdiri atas campuran isotop, sehingga massa atomnya diambil rata-rata dari campuran isotopnya.

Contoh: Di alam terdapat campuran ³⁵Cl dan ³⁷Cl dengan perbandingan 75% dan 25%. Ar Cl = (75% x 35) + (25% x 37) = 35,5

b. Massa Molekul Relatif (Mr)

Massa molekul relatif (Mr) adalah perbandingan massa rata-rata satu molekul suatu senyawa terhadap 1/12 massa 1 atom isotop C^-12.

Berdasarkan pengertian molekul yang menyatakan bahwa molekul merupakan gabungan dari atomatomnya, maka Mr merupakan jumlah Ar atom-atom penyusunnya.

Mr = Σ Ar

Contoh soal:

Hitung Mr H₂SO₄ (Ar H = 1, S = 32, dan O = 16)!

Jawab:

Mr H₂SO₄ = (2 x Ar H) + (1 x Ar S + 4 x Ar O)

= (2 x 1) + (1 x 32) + (4 x 16)

= 2 + 32 + 64

= 98

c. Massa Molar

Massa molar menyatakan massa yang dimiliki oleh 1 mol zat, yang besarnya sama dengan Ar atau Mr.

Untuk unsur:

1 mol unsur = Ar gram, maka dapat dirumuskan:

Massa 1 mol zat = Ar zat dinyatakan dalam gram

Untuk senyawa:

1 mol senyawa = Mr gram, maka dapat dirumuskan:

Massa 1 mol zat = Mr zat dinyatakan dalam gram

Contoh soal:

1) Hitung kuantitas dalam mol dari 240 gram Ca, jika diketahui Ar Ca = 40!

Jawab:

2) Berapa gram besarnya massa dari 3 mol gas CO₂? (Ar C = 12, O = 16)

Jawab:

Mr CO₂= (1 x Ar C) + (2 x Ar O)

= (1 x 12) + (2 x 16)

= 12 + 32

= 44

Massa CO₂ = mol x Mr

= 3 x 44

= 132 gram

3. Hubungan mol dengan volume

a. Gas pada keadaan standar

Pengukuran kuantitas gas tergantung suhu dan tekanan gas. Jika gas diukur pada keadaan standar, maka volumenya disebut volume molar. Volume molar adalah volume 1 mol gas yang diukur pada keadaan standar. Keadaan standar yaitu keadaan pada suhu 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1 atmosfer (atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkat STP (Standard Temperature and Pressure).

Besarnya volume molar gas dapat ditentukan dengan persamaan gas ideal:

PV = nRT

P = tekanan = 1 atm

n = mol = 1 mol gas

T = suhu dalam Kelvin = 273 K

R = tetapan gas = 0,082 liter atm/mol K

Maka:

P V = nRT

1 x V = 1 x 0,082 x 273

V = 22,389

V = 22,4 liter

Jadi, volume standar = V_STP = 22,4 liter.

Dapat dirumuskan:

V = n x Vm

n = jumlah mol

Vm = V_STP = volume molar

Contoh soal:

1) Berapa kuantitas (dalam mol) gas hidrogen yang volumenya 6,72 liter, jika diukur pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atm?

Jawab:

2) Hitung massa dari 4,48 liter gas C₂H₂ yang diukur pada keadaan standar!

Jawab:

Massa C₂H₂ = mol x Mr C₂H₂

= 0,2 x 26

= 5,2 gram

3) Hitung volume dari 3,01 x 10²³ molekul NO₂ yang diukur pada suhu 0 °C dan tekanan 76 cmHg!

Jawab:

b. Gas pada keadaan nonstandar

Jika volume gas diukur pada keadaan ATP (Ambient Temperature and Pressure) atau lebih dikenal keadaan non–STP maka menggunakan rumus:

PV = nRT

P = tekanan, satuan P adalah atmosfer (atm)

V = volume, satuan V adalah liter

n = mol, satuan n adalah mol

R = tetapan gas = 0,082 liter atm mol–1 K–1

T = suhu, satuan T adalah Kelvin (K)

Contoh soal:

Tentukan volume 1,7 gram gas amonia yang diukur pada suhu 27 °C dan tekanan 76 cmHg!

Jawab:

Demikian ulasan mengenai hubungan mol dengan jumlah partikel, massa zat, volume zat, rumus dan contoh penyelesaian mol yang dapat kami bagikan pada kesempatan kali ini. Semoga bermanfaat.

Pustaka:
[Mol dalam RumusKimia.net; Kimia SMA/MA; Image from Google Images]