Konsep Mol dan Analisanya

Konsep Mol

Di dalam mempelajari ilmu kimia perlu diketahui suatu kuantitas yang berkaitan dengan jumlah atom, molekul, ion, atau elektron dalam suatu cuplikan zat. Menurut satuan Sistem Internasional (SI), satuan dasar dari kuantitas ini disebut mol.

"Satu mol menyatakan jumlah zat suatu sistem yang mengandung sejumlah besaran elementer (atom, molekul, dan ion) yang setara dengan banyaknya atom yang terdapat dalam 12 gram tepat isotop Karbon 12 (C-12)"

Jumlah besaran elementer tersebut disebut sebagai tetapan Avogadro dan dilambangkan dengan R. Besarnya tetapan Avogadro ditentukan secara eksperimen, dan harga tetapan Avogadro sebesar: 6,02 × 10²³ partikel

Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel

"Satu mol zat apapun akan memiliki jumlah partikel yang sama, yaitu sebesar 6,02×10²³ partikel."

Misalnya:

• 1 mol air mengandung 6,02 × 10²³ molekul H₂O
• 1 mol gas oksigen mengandung 6,02 × 10²³ molekul O₂
• 1 mol natrium mengandung 6,02 × 10²³ atom Na
• ​2 mol natrium mengandung 2 × 6,02 × 10²³ atom Na

Hubungan mol (n) dengan Jumlah Partikel 

Hubungan mol dengan massa suatu zat

"Satu mol zat apapun menunjukkan jumlah partikel yang sama, tetapi kalau diukur massanya maka 1 mol zat yang berbeda umumnya memiliki massa yang berbeda"

Misalnya:

• 1 mol karbon massanya 12 gram
• 1 mol air massanya 18 gram
• 1 mol gas oksigen massanya 32 gram

Massa untuk membentuk 1 mol suatu zat disebut dengan massa molar dan memiliki satuan gram/mol. Hubungan antara mol dengan massa suatu zat ditunjukkan persamaan:

• Jumlah mol (n) = (massa zat) ÷ (massa molar)

Ternyata angka dari massa molar sama dengan angka yang terdapat pada Ar (jika partikelnya atom) atau Mr (jika partikelnya molekul, walaupun secara pengertian dan satuan antara massa molar dengan Ar atau Mr sangat berbeda. Di mana Ar pengertiannya adalah massa 1 atom sedangkan Mr adalah massa 1 molekul dengan satuan sma (satuan massa atom).

• Ar C = 12 sma; massa molar karbon = 12 g/mol
• Mr H₂O = 18 sma; massa molar air = 18 g/mol

Sehingga persamaan untuk menentukan mol dapat juga ditulis:

Hubungan Mol dengan Volume Gas

Pada suhu dan tekanan tertentu akan selalu berlaku bahwa semakin besar volume suatu gas maka jumlah partikel dalam gas tersebut juga akan semakin banyak yang artinya jumlah mol gas akan semakin besar. Hubungan volume gas dengan mol secara umum ditunjukkan oleh suatu persamaan yang biasa dikenal sebagai persamaan gas ideal.

"Volume gas sangat dipengaruhi oleh tekanan (P) dan temperatur (T). Pada keadaan STP (Standard Temperature Pressure), yaitu pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atmosfer, maka volume satu mol gas sembarang adalah 22,4 liter"

Misalnya: Volume gas dari 4,4 gram dari CO₂ dalam keadaan STP adalah 2,24 liter, karena 4,4 gram CO₂ berarti berjumlah 0,1 mol sehingga volumenya 0,1 x 22,4 = 2,24 liter.

Persamaan Gas Ideal adalah sebagai berikut:

Dimana: P = tekanan gas (atm); V = volume gas (L); T = temperature (K); R = tetapan gas (0,082 atm.L/mol.K).

Selain itu ada beberapa kondisi khusus mengenai hubungan antara volume gas dengan mol (n) yaitu: pada kondisi standar (T = 0°C dan P= 1 atm) atau sering disebut sebagai STP (Standard Temperature and Pressure):

Dengan demikian, dalam keadaan STP:

Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, maka digunakan persamaan

Contoh Soal-1

Hitunglah jumlah mol dan jumlah partikel yang terdapat dalam 2 gram KOH (Mr. KOH = 56) ?

Penyelesaian:

Contoh Soal-2

Tentukan volume gas-gas berikut pada keadaan STP:

• 4,4 gram gas CO₂ ! (Mr CO₂ = 44)
• 1,505 × 10²⁴ molekul gas N₂ ! (Mr N₂ = 28)

Penyelesaian:

Contoh Soal-3

Berapakah massa (gram) dari 6,12 mol Ca (Kalsium)?

Penyelesaian:

Untuk mengetahui massa dari 6,12 mol Ca, harus dicari dahulu Ar Ca yang ada ditabel berkala unsur. Dari tabel diperoleh Ar Ca = 40,08 ≈ 40 , sehingga:

Soal Latihan

1. Apa yang dimaksud dengan 1 mol unsur dan 1 mol senyawa?
2. Tentukan volume gas NH₃ bermassa 3,4 gr pada keadaan STP (Mr NH₃ = 17)?
3. Berapakah massa (gram) dari 6,12 mol CH₃COOH (Asam cuka)?

Kunci Jawaban

Penyelesaian Soal-1

Satu mol unsur merupakan jumlah atom yang terdapat dalam suatu zat yang berjumlah 6,02 x 10²³ butir atom atau merupakan berat gram unsur itu yang sama dengan massa atom relatifnya (Ar).

Satu mol senyawa merupakan jumlah molekul yang terdapat dalam suatu zat yang berjumlah 6,02 x 10²³ butir molekul atau merupakan berat gram senyawa itu itu yang sama dengan massa molekul relatifnya (Mr). 

Penyelesaian Soal-2

Penyelesaian Soal-3