Perhitungan Kimia – Konsep Mol

By | July 29, 2019

Perhitungan Kimia – Konsep Mol menyatakan hubungan persamaan antara jumlah mol, jumlah partikel, massa, molaritas, dan volume. Melalui konsep mol, sobat idschool dapat mengetahui nilai yang sama antar satuan, misalnya jumlah partikel dan molaritas, atau bentuk nilai lainnya. Satu mol didefinisikan sebagai jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak atom yang terdapat dalam 12,000 gram atom karbon – 12. Dalam satu mol suatu zat terdapat 6,022 x 1023 partikel. Di mana, nilai 6,022 x 1023 partikel per mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau N. Konsep mol dalam perhitungan kimia cukup penting karena dapat menjadi jembatan yang menghubungkan satu persamaan ke persamaan yang lain.

Satuan mol sama seperti satuan lain, misalnya saja satuan lusin. Ketika disebutkan 1 lusin, secara otomatis sobat idschool akan paham bahwa jumlah yang dimaksud adalah 12 buah. Kondisi ini sama ketika menyebutkan 1 mol yang merujuk pada jumlah 6,022 x 1023 partikel zat. Dalam konsep mol terdapat hubungan antara persamaan volume (V), massa (G), Molaritas (M), dan Jumlah Partikel (x). Hubungan persamaan dalam konsep mol diberikan seperti gambar di bawah.

Konsep Mol

Untuk menambah pemahaman sobat idschool, simak penjelasan terkait perhitungan kimia – konsep mol yang akan diuraikan lebih lanjut pada masing – masing bahasan di bawah.

Konsep Mol – Jumlah Partikel (x)

Satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12 gram C –12 yaitu 6,02 × 1023 partikel zat yang dapat berupa atom, molekul, atau ion. Jumlah partikel ini disebut sebagai bilangan Avogadro yang dilambangkan dengan N atau L. Hubungan antara jumlah mol dan jumlah partikel bergantung pada bilangan Avogadro L = 6,02 × 1023. Persamaan yang menyatakan hubungan jumlah mol dan jumlah partikel diberikan seperti berikut.

Hubungan Jumlah Mol dan Jumlah Partikel

Sebagai gambaran untuk 1 mol besi memiliki 6,02 × 1023 atom besi, untuk 2 mol besi memiliki 12,04 × 1023, begitu seterusnya.

Berikut ini contoh yang menyatakan hubungan jumlah mol dan jumlah partikel untuk beberapa jenis partikel (atom, molekul, dan ion).

  • 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 1023 atom besi di mana partikel unsur besi adalah atom
  • 1 mol air (H2O) mengandung 6,02 × 1023 molekul air di mana partikel senyawa air adalah molekul
  • 1 mol Na+ mengandung 6,02 × 1023 ion Na+ di mana partikel ion Na+ adalah ion
  • 5 mol CO2 mengandung 5 × 6,02 × 1023 = 3,01 × 1024 molekul CO2
  • 0,2 mol hidrogen mengandung 0,2 × 6,02 × 1023 = 1,204 × 1023 atom hidrogen

Atau perhatikan contoh soal yang menyatakan hubungan antara jumlah mol dan jumlah atom berikut.

Konsep Mol untuk Jumlah Mol dan Jumlah Partikel

Konsep Mol – Massa (G)

Massa satu mol zat dinamakan massa molar yang memiliki besar massa molar zat sama dengan massa atom relatif atau massa molekul relatif zat yang dinyatakan dalam satuan gram per mol. Massa suatu zat merupakan perkalian massa molarnya (g/mol) dengan mol zat tersebut (n).

Hubungan jumlah mol suatu zat (n) dengan massa (G) dapat dinyatakan seperti persamaan berikut.

Sebuah senyawa yang diketahui jumlah mol dapat secara mudah diketahui massanya. Atau sebaliknya, sebuah senyawa yang diketahui massanya dapat pula diketahui jumlah molnya.

Penggunaan rumus konsep mol yang menyatakan hubungan jumlah mol dan massa dapat dilihat pada contoh soal mencari massa suatu senyawa berikut.

Contoh Soal Hubungan Jumlah Mol dan Massa

Baca Juga: Cara Menghitung Massa Atom Relatif (Ar) dan Massa Molekul Relatif (Mr)

Konsep Mol – Volume

Hubungan konsep mol dengan besar volume dibahas dalam dua kondisi. Pertama adalah kondisi pada keadaan STP (Standard Temperature and Pressure) yaitu kondisi pada suhu 0° C dan tekanan 1 atm (atau 76 cmHg atau 760 mmHg). Sedangkan untuk kondisi kedua adalah persamaan untuk hubungan jumlah mol dan volume pada kondisi non – STP.

Kondisi Pertama: STP

Volume satu mol zat dalam wujud gas dinamakan volume molar, yang dilambangkan dengan V. Pada percobaan yang dilakukan Avogadro, diperoleh kesimpulan bahwa 1 L gas oksigen pada suhu 0° C dan tekanan 1 atm mempunyai massa 1,4286 g. Atau dengan kata lain dapat dinyatakan bahwa pada tekanan 1 atm, untuk 1 mol gas O2 nilainya setara sama dengan 22,4 L.

Jumlah Mol dan Volume gas pada Keadaan STP

Contoh soal mencari volume pada keadaan STP diberikan seperti contoh soal di bawah.

Contoh Soal Hubungan Jumlah Volume Gas pada Keadaan STP

Contoh Soal: Diketahui gas CO2 dengan massa sama dengan 22 gram. Jika diukur pada tekanan 1 atm maka volume gas CO2 tersebut adalah …. (Ar: C = 12, O = 16)

Pembahasan:

Menghitung Mr CO2:

    \[ Mr CO_{2} = Ar \; C + 2 \times Ar \; O \]

    \[ = 12 + 2 \times 16 \]

    \[ = 12 + 32 \]

    \[ = 44 \; mol \]

Menghitung mol CO2:

    \[ n = \frac{massa \; CO_{2}}{Mr \; CO_{2}} \]

    \[ = \frac{22}{44} = 0,5 \; mol \]

Menghitung Volume gas CO2:

    \[ V = n \times 22,4 \]

    \[ = 0,5 \times 22,4 \]

    \[ = 11,2 \; liter \]

Jadi, volume 22 gram gas CO2 pada keadaan STP adalah 11,2 liter.

Kondisi Kedua: Non – STP

Untuk Perhitungan volume gas tidak dalam keadaan standar atau non – STP digunakan dua pendekatan yaitu persamaan gas ideal dan konversi gas pada suhu yang sama. Jika tidak berada dalam keadaan STP atau kondisi non STP persamaan untuk mencari volume menggunakan persamaan berikut.

Konsep Mol dan Volume pada Keadaan Non STP

Perhatikan contoh soal cara mencari volume pada keadaan non STP yang diberikan berikut.

Contoh Soal: Diketahui volume gas metana (CH4) memiliki massa 4 gram. Jika diukur pada keadaan yang sama untuk 3 gram NO dengan volume 5 L maka volume gas metana tersebut adalah …. (Ar: H = 1, C = 12, N = 14, O = 16)

Contoh Soal Hubungan Jumlah Mol dan Volume pada Keadaan Non STP

Simak penyelesaian contoh soal yang diberikan di atas pada pembahasan berikut.

 

Pembahasan:

Menghitung Mr CH4:

    \[ Mr \; CH_{4} = Ar \; C + 4 \cdot Ar \; H \]

    \[ = 12 + 4 \cdot 1 \]

    \[ = 12 + 4 = 16 \]

Menghitung mol CH4:

    \[ n = \frac{massa \; CH_{4}}{Mr \; CH_{4}} \]

    \[ = \frac{4}{16} = \frac{1}{4} = 0,25 \]

Menghitung Mr NO:

    \[ Mr \; NO = Ar \; N + Ar \; O \]

    \[ = 14 + 16 \]

    \[ = 30 \]

Menghitung mol NO:

    \[ n = \frac{massa \; NO}{Mr \; NO} \]

    \[ = \frac{3}{30} = 0,1 \]

Sehingga diperoleh:

  • Mol gas CH4 = 0,25
  • Mol gas NO = 0,1
  • Volume gas NO = 5 L

Jadi, volume gas metana dengan massa 4 gram yang diukur pada keadaan 3 gram gas NO dengan volume gas 5 liter adalah

    \[\frac{ V \; CH_{4}}{V \; NO} = \frac{n \; CH_{4}}{n \; NO} \]

    \[\frac{ V \; CH_{4}}{5} = \frac{0,25}{0,1} \]

    \[V \; CH_{4} = \frac{0,25}{0,1} \times 5 = 12,5 \; L \]

Baca Juga: Sifat Periodik Unsur

Konsep Mol – Molaritas

Banyaknya zat yang terdapat dalam suatu larutan dapat diketahui dengan menggunakan konsentrasi larutan yang dinyatakan dalam molaritas (M). Molaritas menyatakan banyaknya mol zat dalam 1 L larutan.

Hubungan antara molaritas dan jumlah mol dinyatakan dalam perbandingan antara molaritas dibanding volume (dalam liter) per seribu. Atau dapat juga dinyatakan secara matematis melalui hubungan antara jumlah mol dan molaritas dinyatakan seperti persamaan berikut.

Konsep Mol untuk Jumlah Mol dan Molaritas

Untuk menambah pemahaman sobat idshool, perhatikan contoh soal yang menunjukkan hubungan jumlah mol dan molaritas berikut.

Contoh Soal Hubungan Jumlah Mol dan Molaritas

Demikianlah tadi ulasan materi perhitungan kimia – konsep mol yang menyatakan hubungan jumlah mol dalam beberapa persamaan seperti volume, massa, molaritas, dan jumlah partikel. Terimakasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.

Baca Juga: Ikatan Kimia (Ion – Kovalen – Logam)