Konsep Mol

1.       Definisi

Satu mol adalah banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel sama dengan jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram C-12. Mol merupakan satuan jumlah (seperti lusin, gros), tetapi ukurannya jauh lebih besar.

Hubungan mol dengan jumlah partikel, kemolaran, massa, volume gas dapat  digambarkan sebagai berikut:

 

 

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 1023 (tetapan Avogadro, dinyatakan dengan L)

Contoh:

1 mol air : sekian gram air yang mengandung 6,02 x 1023 molekul air

1 mol besi : sekian gram besi yang mengandung 6,02 x 1023 atom besi

1 mol asam sulfat : sekian gram asam sulfat yang mengandung 6,02 x 1023 molekul H2SO4

 

 

2.          Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel

Dirumuskan:

x = n x 6,02 . 1023

Keterangan : n = jumlah mol

x = jumlah partikel

3.          Massa Molar

Massa molar : massa satu mol zat dengan satuan gram/mol.

Bilangan massa molar atom unsur sama dengan bilangan massa atom relative, yang membedakan hanya satuan. Satuan massa ataom relative (Ar) adalah sma, sedangkan massa molar bersatuan gram/mol.

Seperti massa sebuah mobil yang sama dengan massa seluruh komponen penyusunnya, massa molar suatu senyawa juga setara dengan massa seluruh atom penyusunnya, massa molar suatu senyawa juga setara dengan massa seluruh atom penyusun 1 mol senyawanya. Contoh, satu mol air (H2O) memiliki massa 18 gram yang merupakan massa dari dua atom hydrogen dan satu atom oksigen.

Contoh:

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

Mr H2O = 18, artinya : massa 1 molekul air : massa 1 atom C-12 = 18 : 12

Karena,

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

 

Massa 1 mol atom Fe = 56/12 x 12 gram = 56 gram

 

Massa 1 ol molekul air = 18/12 x 12 gram = 18 gram

 

 

4.         Hubungan Jumlah Mol dengan Massa Zat

Dirumuskan :

n = massa/Ar    atau      n = massa/Mr

 

Keterangan :

n = numlah mol (mol)

m = jumlah massa (gram)

Ar atau Mr = massa relative

 

5.         Volume Molar Gas

Zat yang berbentuk gas memiliki volume yang tidak tetap. Volume suatu gas bergantung pada suhu, tekanan, dan jumlah zatnya.

Menurut Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas bervolume sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula. Artinya, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas dengan jumlah molekul yang sama akan mempunyai volume yang sama pula. Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul sama yaitu 6,02 x 1023 molekul, maka pada suhu dan tekanan yang sama, 1 mol setiap gas mempunyai volume yang sama. Jadi, pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas hanya tergantung pada jumlah molnya.

Volume molar merupakan volume satu mol zat dalam wujud gas.

Keadaan yang bisa dijadikan acuan :

  • Keadaan standar

Keadaan dengan suhu 0ºC dan tekanan 1 atm; volume = 22,4 liter/mol

  • Keadaan kamar

Keadaan dengan suhu 25 ºC dan tekanan 1 atm; volume molar gas = 24 liter/mol

  • Keadaan tertentu (suhu dan tekanan tidak diketahui)

P . V = n . R . T

Keterangan:

P : Tekanan

V : volume

N : jumlah mol

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

T : suhu

 

  • Keadaan yang mengacu pada keadaan gas lain

Misalkan:

Gas A dengan jumlah mol = n1 dan volume = v1

Gas B dengan jumlah mol = n2 dan volume = v2

Maka pada suhu dan tekanan yang sama:

 

 

 

6.           Kemolaran Larutan

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

Dirumuskan:

M = n/V

 

Dengan,

M : kemolaran larutan

n : jumlah mol zat terlarut

v: volume larutan

misalnya: larutan NaCl 0,2 M artinya dalam setiap liter larutan terdapat 0,2 mol (11,7 gram) NaCl atau setiap mL larutan terdapat 0,2 mol (11,7 mg) NaCl

 

7.         Hubungan Jumlah Mol dan Koefisien Reaksi

  • Perbandingan jumlah mol zat sesuai dengan perbandingan jumlah partikel
  • Perbandingan jumlah mol gas sesuai dengan perbandingan volumenya
  • Perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan jumlah molekul dan perbandingan koefisien reaksi
  • Perbandingan jumlah mol sesuai dengan perbandingan jumlah partikel, perbandingan volume dan perbandingan  koefisien rekasi.

Sehingga, jumlah mol suatu zat dalam reaksi kimia dapat ditentukan dengan rumus:

Jumlah mol = (koef. zat yang dicari : koef zat yg diketahui) x jumlah mol yang diketahui

 

Contoh:

Terdapat 4,48 L gas Hidrogen pada keadaan STP yang tepat bereaksi dengan gas oksigen menghasilkan air. Tentukan:

  •  Volume dan massa gas oksigenyang bereaksi pada keadaan STP
  • Massa air yang dihasilkan (diketahui Ar H = 1 dan O = 16)

Jawab:

a. Persamaan reaksi

2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (l)

Jumlah mol H2 = jumlah mol H2 : jumlah molar STP = 4,48 : 22,4 L/mol = 0,2 mol

Jumlah mol O2 = koef. O2 : koef. H2 x juml. Mol = ½ x 0,2 mol = 0,1 mol

 

8.        Hubungan Hukum Gay-Lussac dan Jumlah Mol

Berdasarkan Hukum Gay-Lussac dapat disimpulkan bahwa perbandingan volume gas-gas sesuai dengan perbandingan koefisien reaksinya. Pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas sesuai dengan perbandingan jumlah molnya sehingga berlaku hubungan:

V1/V2 = n1/n2

 

Keterangan:

V1 = volume gas 1

V2  = volume gas 2

n= jumlah mol gas 1

n= jumlah mol gas 2

 

Penentuan Rumus Empiris, Rumus Molekul, Senyawa Hidrat, dan Kadar Zat dalam Senyawa

1.      Penentuan Rumus Empiris dan Rumus Molekul

Rumus empiris merupakan rumus perbandingan jumlah mol unsur-unsur yang menyusun suatu senyawa. Menentukan rumus empiris berarti menghitung jumlah mol unsur-unsur kemudian membandingkannya. Dalam penentuan diperlukan:

  • Massa unsur, perbandingan massa unsur, atau presentase massa unsur yang menyusun senyawa;
  • Massa atom relati (Ar) unsur tersebut.

2.         Penentuan Senyawa Hidrat

Senyawa hidrat adalah senyawa yang mengikat molekul air. Berikut beberapa senyawa yang mengandung molekul hidrat.

  • Cr2O3.3H2O (mengikat 3 molekul hidrat)
  • Mn(NO3)2.6H2O (mengikat 6 molekul hidrat)

Penentuan jumlah molekul hidrat yang terikat dilakukan dengan cara memanaskan garam terhidrat (mengandung air) menjadi garam anhidrat (tidak mengandung air).

 

3.       Penentuan Kadar Unsur dalam Senyawa

Hukum Proust menyatakan bahwa perbandingan massa unsur-unsur penyusun senyawa selalu tetap. Sebagai contoh, untuk senyawa XmYn  berlaku persamaan:

 

Massa X = m . Ar . X : Mr . Xm . Ym x Xm . Yn

 

 

C.          Pereaksi Pembatas

Jika kita mereaksikan zat-zat dengan jumlah sembarang dalam suatu reaksi kimia, sangat mungkin satu pereaksi habis terlebih dahulu sedangkan pereaksi yang lain tersisa. Pereaksi yang habis terlebih dahulu dinamakan pereaksi pembatas. Kita dapat memperkirakan jumlah maksimal produk yang akan dihasilkan berdasarkan perbandingan stoikiometri zat-zat dalam reaksi dan pereaksi pembatasnya.

Penentuan pereaksi pembatas bergantung pada komposisi awal zat-zat dalam campuran. Sebagai contoh, kita mempunyai campuran yang terdiri dari 2 mol N2 dan 5 mol H2, dimana persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

N2(g) + 3 H2(g)  → 2 NH3(g)

Dari persamaan reaksi di atas, kita dapat melihat bahwa untuk menghasilkan 2 mol NH3, 1 mol N2 memerlukan 3 mol H2. Jika 2 mol N2 yang tersedia maka jumlah H2yang dibutuhkan sebanyak 6 mol, tetapi pada kenyataannya H2 yang tersedia hanya 5 mol. Dengan demikian, N2 akan habis terlebih dahulu dan menjadi pereaksi pembatas.

 

Leave a Comment