Konsep mol

Konsep mol

Konsep Mol

a) Definisi Mol

o Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang = jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12.

o Mol merupakan satuan jumlah (seperti lusin,gros), tetapi ukurannya jauh lebih besar.

o Mol menghubungkan massa dengan jumlah partikel zat.

Hubungan mol dengan jumlah partikel, Kemolaran, Massa, Volum gas dapat digambarkan sebagai berikut:

o Jumlah partikel dalam 1 mol (dalam 12 gram C-12) yang ditetapkan melalui berbagai metode eksperimen dan sekarang ini kita terima adalah 6,02 x 10 ²³ (disebut tetapan Avogadro, dinyatakan dengan L ).

Contoh :

1 mol air artinya : sekian gram air yang mengandung 6,02 x 10 ²³ molekul air.

1 mol besi artinya : sekian gram besi yang mengandung 6,02 x 10 ²³ atom besi.

1 mol asam sulfat artinya : sekian gram asam sulfat yang mengandung 6,02 x 10 ²³ molekul H ₂ SO ₄ .

1 mol = 6,02 x 10 ²³ partikel
L = 6,02 x 10 ²³

b) Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel

Dirumuskan :

Keterangan :
n = jumlah mol

= jumlah partikel

c) Massa Molar (m _m )

o Massa molar menyatakan massa 1 mol zat .

o Satuannya adalah gram mol ^-1 .

o Massa molar zat berkaitan dengan Ar atau Mr zat itu, karena Ar atau Mr zat merupakan perbandingan massa antara partikel zat itu dengan atom C-12.

Contoh :

zAr Fe = 56, artinya : massa 1 atom Fe : massa 1 atom C-12 = 56 : 12

Mr H ₂ O = 18, artinya : massa 1 molekul air : massa 1 atom C-12 = 18 : 12
Karena :

1 mol C-12 = 12 gram (standar mol), maka :

Kesimpulan :

Massa 1 mol suatu zat = Ar atau Mr zat tersebut (dinyatakan dalam gram).

Untuk unsur yang partikelnya berupa atom : m _m = Ar gram mol ^-1

Untuk zat lainnya : m _m = Mr gram mol ^-1

d) Hubungan Jumlah Mol (n) dengan Massa Zat (m)

Dirumuskan :

dengan :
m = massa
n = jumlah mol
m m = massa molar

e) Volum Molar Gas (V _m )

o Adalah volum 1 mol gas.

o Menurut Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas bervolum sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.

o Artinya, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan jumlah molekul yang sama akan mempunyai volum yang sama pula.

o Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul sama yaitu 6,02 x 10 ²³ molekul, maka pada suhu dan tekanan yang sama, 1 mol setiap gas mempunyai volum yang sama.

o Jadi : pada suhu dan tekanan yang sama, volum gas hanya bergantung pada jumlah molnya.

Dirumuskan :

dengan :
V = volum gas
n = jumlah mol
Vm = volum molar

Beberapa kondisi / keadaan yang biasa dijadikan acuan :

1) Keadaan Standar

Adalah suatu keadaan dengan suhu 0 ^o C dan tekanan 1 atm.

Dinyatakan dengan istilah STP ( Standard Temperature and Pressure ).

Pada keadaan STP, volum molar gas ( V _m ) = 22,4 liter/mol

2) Keadaan Kamar

Adalah suatu keadaan dengan suhu 25 ^o C dan tekanan 1 atm.

Dinyatakan dengan istilah RTP ( Room Temperature and Pressure ).

Pada keadaan RTP, volum molar gas ( V _m ) = 24 liter/mol

3) Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui

Digunakan rumus Persamaan Gas Ideal :

P = tekanan gas (atm); 1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg

V = volum gas (L)
n = jumlah mol gas

R = tetapan gas (0,082 L atm/mol K)

T = suhu mutlak gas (dalam Kelvin = 273 + suhu Celcius)

4) Keadaan yang Mengacu pada Keadaan Gas Lain

Misalkan :
Gas A dengan jumlah mol = n ₁ dan volum = V ₁

Gas B dengan jumlah mol = n ₂ dan volum = V ₂

Maka pada suhu dan tekanan yang sama :

f) Kemolaran Larutan (M)

Kemolaran adalah suatu cara untuk menyatakan konsentrasi (kepekatan) larutan.

Menyatakan jumlah mol zat terlarut dalam tiap liter larutan, atau jumlah mmol zat terlarut dalam tiap mL larutan .

Dirumuskan :

dengan :
M = kemolaran larutan

n = jumlah mol zat terlarut

V = volum larutan

Misalnya : larutan NaCl 0,2 M artinya, dalam tiap liter larutan terdapat 0,2 mol (= 11,7 gram) NaCl atau dalam tiap mL larutan terdapat 0,2 mmol (= 11,7 mg) NaCl.

Hukum Avogadro

Dari Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas

Hukum Avogadro (Hipotes Avogadro, atau Prinsip Avogadro) adalah hukum gas yang diberi nama sesuai dengan ilmuwan Italia Amedeo Avogadro, yang pada 1811 mengajukan hipotesis bahwa:

Gas-gas yang memiliki volum yang sama, pada temperatur dan tekanan yang sama, memiliki jumlah partikel yang sama pula.

Artinya, jumlah molekul atau atom dalam suatu volum gas tidak tergantung kepada ukuran atau massa dari molekul gas. Sebagai contoh, 1 liter gas hidrogen dan nitrogen akan mengandung jumlah molekul yang sama, selama suhu dan tekanannya sama. Aspek ini dapat dinyatakan secara matematis,

.

dimana:

V adalah volum gas.

n adalah jumlah mol dalam gas tersebut.

k adalah tetapan kesebandingan.

Akibat paling penting dari hukum Avogadro adalah bahwa Konstanta gas ideal memiliki nilai yang sama bagi semua gas. Artinya, konstanta

dimana:

p adalah tekanan gas

T adalah temperatur

memiliki nilai yang sama untuk semua gas, tidak tergantung pada ukuran atau massa molekul gas. Hipotesis Avogadro dibuktikan melalui teori kinetika gas.
Satu mol gas ideal memiliki volum 22.4 liter pada kondisi standar (STP), dan angka ini sering disebut volum molar gas ideal. Gas-gas nyata (non-ideal) memiliki nilai yang berbeda.
Sedikit penambahan oleh "Skillink"

E. Hukum Avogadro

Kuantitas atom, molekul dan ion dalam suatu zat dinyatakan dalam satuan mol. Misalnya, untuk mendapatkan 18 gram air maka 2 gram gas hidrogen direaksikan dengan 16 gram gas oksigen.
2H2O + O2 → 2H2O

Dalam 18 gram air terdapat 6,023×1023 molekul air. Karena jumlah partikel ini sangat besar maka tidak praktis untuk memakai angka dalam jumlah yang besar. Sehingga iistilah mol diperkenalkan untuk menyatakan kuantitas ini. Satu mol adalah jumlah zat yang mangandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12). Jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram karbon-12 sebanyak 6,02×1023 atom C-12. tetapan ini disebut tetapan Avogadro.

Tetapan Avogadro (L) = 6,02×1023 partikel/mol
Lambang L menyatakan huruf pertama dari Loschmidt, seorang ilmuwan austria yang pada tahun 1865 dapat menentukan besarnya tetapan Avogadro dengan tepat. Sehingga,
1 mol zat X = L buah partikel zat X
Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel
Jumlah partikel = n x L

Massa Molar

Telah diketahui bahwa satu mol adalah jumlah zat yang mengandung partikel (atom, molekul, ion) sebanyak atom yang terdapat dalam 12 gram karbon dengan nomor massa 12 (karbon-12, C-12). Sehingga terlihat bahwa massa 1 mol C-12 adalah 12 gram. Massa 1 mol zat disebut massa molar. Massa molar sama dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) suatu zat yang dinyatakan dalam gram.

Massa molar = Mr atau Ar suatu zat (gram)
Massa dan Jumlah Mol Atom/Molekul
Hubungan mol dan massa dengan massa molekul relatif (Mr) atau massa atom relatif (Ar) suatu zat dapat dicari dengan
Gram = mol x Mr atau Ar
Volume Molar
Avogadro mendapatkan hasil dari percobaannya bahwa pada suhu 0°C (273 K) dan tekanan 1 atmosfir (76cmHg) didapatkan tepat 1 liter oksigen dengan massa 1,3286 gram. Maka,
1 mol oksigen sama dengan 22,4 liter
Pengukuran dengan kondisi 0°C (273 K) dan tekanan 1 atmosfir (76cmHg) disebut juga keadaan STP(Standard Temperature and Pressure). Pada keadaan STP, 1 mol gas oksigen sama dengan 22,3 liter.

Avogadro yang menyata-kan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama. Apabila jumlah molekul sama maka jumlah molnya akan sma. Sehingga, pada suhu dan tekanan yang sama, apabila jumlah mol gas sama maka volumenyapun akan sama. Keadaan standar pada suhu dan tekanan yang sma (STP) maka volume 1 mol gas apasaja/sembarang berharga sama yaitu 22,3 liter. Volume 1 mol gas disebut sebagai volume molar gas (STP) yaitu 22,3 liter/mol.
Volume Gas Tidak Standar
Persamaan gas ideal

Persamaan gas ideal dinyatakan dengan:
PV=nRT
keterangan:
P; tekanan gas (atm)
V; volume gas (liter)
N; jumlah mol gas
R; tetapan gas ideal (0,082 liter atm/mol K) T; temperatur mutlak (Kelvin)
Gas Pada Suhu dan Tekanan Sama
Avogadro melalui percobaannya menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang bervolume sama mengandung jumlah molekul yang sama. Apabila jumlah molekulnya sama maka jumlah molnya sama. Jadi pada suhu dan tekanan yang sama perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas. Maka,
Molaritas
Larutan merupakan campuran antara pelarut dan zat terlarut. Jumlah zat terlarut dalam larutan dinyatakan dalam konsentrasi. Salah satu cara untuk menyatakan konsentrasi dan umumnya digunakan adlah dengan molaritas (M). molaritas merupakan ukuran banyaknya mol zat terlarut dalam 1 liter larutan.
pengenceran dilakukan apabila larutan terlalu pekat. Pengenceran dilakukan dengan penambahan air. Pengenceran tidak merubah jumlah mol zat terlarut. Sehingga,
V1M1 = V2M2
keterangan:
V1 = volume sebelum pengenceran
M1 = molaritas sebelum pengenceran
V2 = volume sesudah pengenceran
M2 = molaritas sesudah pengenceran
Berikut ini diberikan beberapa contoh soal serta penyelesaian perhitungan kimia yang menggunakan hukum-hukum dasar kimia :
1. Serbuk kalsium sejumlah 20 gram (Ar Ca = 40) direaksikan dengan 20 gram belerang (Ar S = 32) sesuai dengan persamaan reaksi Ca + S → CaS. Zat apakah yang tersisa setelah reaksi selesai?Berapa massa zat yang tersisa setelah reaksi selesai?
Penyelesaian :
Perbandingan mol Ca terhadap S adalah 1 : 1. Hal ini berarti, setiap 40 gram Ca tepat bereaksi dengan 32 gram S membentuk 72 gram CaS. Perbandingan massa Ca terhadap S adalah 40 : 32 = 5 : 4.
Jika 20 gram S tepat habis bereaksi, dibutuhkan (5/4) x 20 = 25 gram Ca, untuk membentuk 45 gram CaS. Sayangnya, jumlah Ca yang disediakan tidak mencukupi.
Oleh karena itu, 20 gram Ca akan tepat habis bereaksi. Massa S yang diperlukan sebesar (4/5) x 20 gram = 16 gram. Dengan demikian, zat yang tersisa adalah belerang (S). Massa belerang yang tersisa adalah 20-16=4 gram.
2. Gas A₂ sebanyak 10 mL tepat habis bereaksi dengan 15 mL gas B₂ membentuk 10 mL gas A_xB_y pada suhu dan tekanan yang sama. Berapakah nilai x dan y?
Penyelesaian :
Perbandingan volume gas A₂ terhadap gas B₂ dan gas A_xB_y adalah 10 mL : 15 mL : 10 mL = 2 : 3 : 2. Perbandingan volume gas sama dengan perbandingan koefisien reaksinya. Dengan demikian, persamaan reaksi menjadi :
2 A_2(g) +  3 B_2(g) → 2 A_xB_y
Nilai x = 2 dan nilai y = 3.
3. Gas amonia dapat dibuat dengan mereaksikan 100 mL gas nitrogen dan 150 mL gas hidrogen dengan reaksi N_2(g) +  3 H_2(g) →  2 NH_3(g). Hitunglah volume gas amonia yang dihasilkan pada akhir reaksi!
Penyelesaian :
Perbandingan volume gas N₂ terhadap gas H₂ dan NH₃ sama dengan perbandingan koefisien reaksinya, yaitu 1 : 3 : 2.
Jika 100 ml gas N₂ tepat habis bereaksi, dibutuhkan 300 mL gas H₂. Sayangnya, jumlah gas H₂ yang disediakan tidak mencukupi.
Dengan demikian, 150 mL H₂ lah yang tepat habis bereaksi. Volume gas N₂ yang dibutuhkan sebesar (1/3) x 150 mL = 50 mL. Setelah reaksi selesai, masih tersisa 50 mL gas N₂. Volume gas NH₃ yang dihasilkan adalah sebesar (2/3) x 150 mL = 100 mL.
4. Pada suhu dan tekanan tertentu, sebanyak 0,5 L gas hidrogen (Ar H = 1) memiliki massa sebesar 0,05 gram. Berapakah volume gas oksigen yang dapat dihasilkan jika sebanyak 12,25 gram padatan KClO₃ dipanaskan? (Mr KClO₃ = 122,5)
Penyelesaian :
mol H₂ =  gram / Mr  =  0,05 / 2  =  0,025 mol
Persamaan reaksi pemanasan KClO₃ adalah sebagai berikut :
KClO_3(s) →  KCl_(s) +  3/2 O_2(g)
mol KClO₃ = gram / Mr  = 12,25 / 122,5 = 0,1 mol
Dengan demikian, mol O₂ = (3/2) x 0,1 mol = 0,15 mol
Pada suhu dan tekanan yang sama, Hukum Avogadro berlaku pada sistem gas. Perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas. Dengan demikian :
mol H₂ :  mol O₂ =  volume H₂ :  volume O­₂
0,025 : 0,15 =  0,5 : volume O₂
Volume O₂ = ( 0,15 x 0,5) / 0,025  =  3 L
5. Suatu campuran gas terdiri atas 2 mol gas N₂O₃ dan 4 mol gas NO. Jika campuran gas ini terurai sempurna menjadi gas nitrogen dan gas oksigen, berapakah perbandingan volume gas nitrogen terhadap gas hidrogen dalam campuran tersebut?
Penyelesaian :
Persamaan reaksi penguraian masing-masing gas adalah sebagai berikut :
N₂O_3(g) →  N_2(g) +  3/2 O_2(g)
NO_(g) →  ½ N_2(g) +  ½ O_2(g)
Sebanyak 2 mol gas N₂O₃ akan terurai dan menghasilkan 2 mol gas N₂ dan 3 mol gas O₂. Sementara itu, sebanyak 4 mol gas NO akan terurai dan menghasilkan 2 mol gas N₂ dan 2 mol gas O₂.
Dengan demikian, mol total gas N₂ yang terbentuk adalah 2 + 2 = 4 mol N₂. Mol total gas O₂ yang terbentuk adalah 3 + 2 = 5 mol O₂. Perbandingan mol gas sama dengan perbandingan volume gas. Jadi, perbandingan volume gas nitrogen terhadap gas hidrogen dalam campuran tersebut adalah 4 : 5.