Konsep Mol

1.     Atom, Molekul dan Mol

Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta awan electron yang bermuatan negative yang mengelilinginya. Setiap atom memiliki inti, yang terdiri dari proton dan neutron, serta elektron yang bergerak cepat di sekitar inti. Elektron-elektron ini terdapat pada tingkatan energi yang berbeda-beda, yang disebut kulit, tiap kulit memiliki jumlah batas untuk elektron, apabila elektron di kulit pertama sudah memenuhi batas, maka elektron akan memenuhi kulit kedua dan seterusnya. Notasi komposisi atom sebagai berikut.

^AX_Z

Keterangan:

X = lambang unsur

A = nomor massa = jumlah proton + jumlah neutron

Z = nomor atom = jumlah proton = jumlah elektron

A – Z = jumlah neutron

Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut. Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.

Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom yang saling berikatan dengan sangat kuat. Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom yang berunsur sama,ataupun dari unsure-unsur berbeda. Molekul dikelompokan menjadi dua yaitu molekul unsur dan molekul senyawa. Melekul unsur terjadi jika atom pembentuknya ada atom yang sama (O₂, Cl₂, dan lain-lain). Molekul senyawa terjadi jika atom pembentuknya berbeda (H₂O, H₂SO₄, dan sebagainya)

Mol adalah jumlah dari suatu zat yang mengandung jumlah satuan dasar (atom, molekul, dan ion) yang sama dengan atom-atom dalam 12 g isotop karbon (C-12). Mol merupakan satuan dasar SI untuk sejumlah zat. Mol banyak digunakan dalam kimia sebagai cara mudah untuk menyatakan jumlah reaktan dan produk pada reaksi kimia. Misalnya, persamaan reaksi 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O berarti bahwa 2 mol dihidrogen (H₂) dan 1 mol dioksigen (O₂) bereaksi membentuk 2 mol air (H₂O). Mol juga digunakan untuk menyatakan jumlah atom, ion, atau entitas elementer lainnya dalam sampel zat tertentu.

2.     Hukum Kimia

HUKUM KEKEKALAN MASSA ( HUKUM LAVOISIER)

Bunyi hukum Lavoiser : “Jumlah massa zat-zat yang ada sebelum reaksi sama dengan jumlah massa zat-zat yang ada setelah reaksi.”

Contoh :

Dalam tabung tertutup ditimbang 32 gram belerang dan 63,5 gram tembaga. Setelah dicampur lalu dipanaskan dalam tabung tertutup dan reaksi berjalansempurna maka terjadi zat baru, yaitu tembaga ( II ) sulfida. Berapa massa zat baru tersebut ?

jawab :

ternyata massa zat baru tersebut sama dengan massa total zat-zat sebelum reaksi.

HUKUM PERBANDINGAN TETAP ( HUKUM PROUST )

Bunyi Hukum Perbandingan Tetap : “ Dalam suatu senyawa, perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya selalu tetap.”

Contoh :

Jika kita mereaksikan 4 gram hidrogen dengan 40 gram oksigen, berapa gram air yang terbentuk?

jawab :

HUKUM PERBANDINGAN BERGANDA ( HUKUM DALTON)

“ Bila unsur-unsur dapat membentuk dua macam senyawa atau lebih, dimana massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat  dan sederhana ”

Contoh :

 

HUKUM PERBANDINGAN VOLUME ( HUKUM GAY LUSSAC )

“Pada temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat  dan sederhana “

Contoh:

      Pada reaksi zat yang wujudnya gas, perbandingan koefisien reaksi ekuivalen dengan perbandingan volume jika reaksi tersebut dilakukan pada temperatur dan tekanan yang sama.

jawab :

HIPOTESIS AVOGADRO

  “gas-gas yang volumenya sama, jika diukur pada temperatur dan tekanan yang sama, mengandung jumlah molekul yang sama pula ”

Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac dengan menganggap partikel – partikel gas tidak sebagai atom-atom, tetapi sebagai molekul-molekul

Perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan gas-gas hasil reaksi jika diukur pada temperatur dan tekanan yang sama akan sesuai dengan perbandingan jumlah molekulnya, akan sama dengan perbandingan koefisien reaksinya

Contoh :

gas hidrogen direaksikan dengan gas oksigen membentuk 8 liter ( T,P ) uap air. berapa liter gas hidrogen dan gas oksigen dibutuhkan pada reaksi tersebut ?

3.     Konsep Mol

Mol adalah jumlah zat yang mengandung partikel zat itu sebanyak atom/molekul/ion yang terdapat dalam 12 gram C-12

1 mol = 6,02 x 10²³

Bilangan 6,02 x 10²³ ini disebut tetapan avogadro dan dinyatakan dengan lambang L

 Hubungan jumlah mol dengan jumlah partikel, massa, volume dapat dirangkum sebagai berikut : 

 

Contoh :

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

Jawab:

Kuantitas (dalam mol) Cl₂ =  jumlah partikel Cl₂ / NA

                                           =  1,505 x 10²³ / 6,02 x 10²³        

                                           = 0,25 mol

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

Jawab:

Kuantitas (dalam mol) C₂H₂  = volume C₂H₂ / V_STP       

                                                =  4,48 / 22, 4

                                                = 0,2 mol

Massa C₂H₂ = mol x Massa molar C₂H₂

                   = 0,2 mol x 26 gram/mol

                   = 5,2 gram

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

Jawab:

kuantitas (dalam mol) NO₂ = jumlah partikel /NA   

                                            =  3,01 x 10²³ partikel / 6,02 x 10²³ partikel/mol

                                            = 0,5 mol

Volume NO₂  = mol x V_STP

                        = 0,5 mol x 22,4 L/mol

                        = 11,2 liter

4.     Pengukuran Mol dari Senyawa : Massa Molekul dan Massa Rumus

Massa Atom Relatif

Atom-atom yang sama tidak selalu mempunyai massa yang sama.  Atom-atom unsur yang sama, tetapi mempunyai massa yang berbeda telah kita kenal sebagai isotop.Misalnya atom karbon ada yang mempunyai massa 12 sma dan 13 sma. Dengan adanya isotop tersebut, maka massa atom merupakan massa rata-rata dari keseluruhan isotop atom yang ada dialam.

Massa Molekul Relatif

Molekul merupakan gabungan dari dua atom atau lebih. Oleh karena itu, massa molekul ditentukan oleh massa atom-atom penyusunnya, yaitu merupakan jumlah dari massa seluruh atom yang menyusun molekul tersebut. Seperti halnya massa atom relatif, maka massa molekul relatif juga merupakan perbandingan massa rata-rata 1 molekul atau satuan rumus suatu zat relatif (dibandingkan terhadap  massa 1 atom C-12, sehingga:

Mr A_xB_y =   (x Ar A + y Ar B)

Contoh:

Hitunglah massa molekul relatif senyawa (NH₄)₂SO₄, jika diketahui Ar N = 14, H = 1, S=32,        O = 16

Jawab:

Mr (NH₄)₂SO₄ = (2 x Ar N) + (8 x Ar H) + (1 x Ar S) + (4 x Ar O)

= (2 x 14) + (8 x 1) + (1 x 32) + ( 4 x 16)

=  28 + 8 +32 +64

5.     Komposisi Persen

Persen komposisi senyawa adalah kontribusi persen dari masing-masing unsur dalam suatu senyawa.Rumus molekul merupakan gabungan lambang unsur yang menunjukkan jenis unsur pembentuk senyawa dan jumlah atom masing-masing unsur dengan perbandingan yang tetap. Atas dasar perbandingan molekul, volume dan massa yang setara dengan jumlah mol, maka rumus molekul juga dapat berarti perbandingan mol dari atom-atom penyusunnya.

Sebagai contoh rumus molekul air H2O, terdiri dari jenis atom H dan O, dengan jumlah mol sebanyak 2 mol atom hydrogen dan 1 mol atom Oksigen.

Persen massa = (massa komponen / massa zat) x 100%

Contoh soal

Satu sampel suatu zat mengandung 2,4 gram karbon, 3,2 gram oksigen, 5,6 gram nitrogen, dan 0,8 gram hidrogen. Nyatakan komposisi zat tersebut dalam persen massa!

Jawab :

Untuk menentukan persen massa dari setipa unsr yang terkandung dalam zat tersebut kita harus mengetahui terlebih dahulu berapa massa zat(massa sampel) karena belum diketahui dalam soal.

Massa sampel= ∑ massa komponen 

= massa karbon + massa oksigen + massa nitrogen + massa hidrogen

= 2,4 + 3,2 + 5,6 + 0,8

= 12 gram

 Persen massa karbon  = (massa karbon / massa zat) x 100%

        = (2,4/12) x 100%

        = 20 %

Persen massa oksigen  = (massa oksigen / massa zat) x 100%

         = (3,2/12) x 100%

         = 26,7%

Persen massa nitrogen = (massa nitrogen / massa zat) x 100%

         = (5,6/12) x 100%

         = 46,7 %

Persen massa karbon  = (massa karbon / massa zat) x 100%

       = (0,8/12) x 100%

       = 6,6 %

6.     Rumus Kimia

Rumus kimia suatu senyawa menyatakan lambang dan jumlah atom unsur yang menyusun suatu senyawa tanpa menyebut senyawa tersebut termasuk senyawa ionik atau kovalen. Rumus kimia sendiri terbagi menjadi rumus empiris dan rumus molekul.

7.     Rumus Molekul dan Rumus Empiris

Rumus empiris adalah rumus kimia yang menyatakan perbandingan terkecil jumlah atom-atom pembentuk senyawa. Misalnya senyawa etena yang memiliki rumus molekul C₂H₄, maka rumus empiris senyawa tersebut adalah CH₂.

Dalam menentukan rumus empiris yang dicari terlebih dahulu adalah massa atau persentase massa dalam senyawa, kemudian dibagi dengan massa atom relatif (Ar) masing-masing unsur. artinya untuk menentukan rumus empiris yang perlu dicari adalah perbandingan mol dari unsur-unsur dalam senyawa tersebut.

Rumus molekul adalah rumus kimia yang menyatakan jenis dan jumlah atom yang menyusun senyawa. Misalnya : C₂H₄ (etana), CO(NH ₂)₂ (urea) dan asam asetat atau asam cuka CH₃COOH. Rumus molekul dapat didefinisikan sebagai rumus kimia yang menyatakan perbandingan jumlah dan jenis atom sesungguhnya dari suatu senyawa.