Mol adalah satuan untuk mengukur jumlah partikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Konsep ini menghubungkan jumlah partikel dengan massa dan volume sehingga mempermudah perhitungan dalam reaksi kimia. Satu mol zat mengandung sekitar 6,022 × \(\mathrm{10}^{23}\) partikel, yang dikenal sebagai bilangan Avogadro.
Bilangan Avogadro
Bilangan Avogadro adalah jumlah partikel dalam satu mol suatu zat, ditemukan oleh Amedeo Avogadro pada tahun 1811. Satu mol atom karbon berisi 6,022 × \(\mathrm{10}^{23}\) atom. Bilangan ini menghubungkan jumlah partikel di tingkat mikroskopis dengan jumlah zat yang dapat diukur di laboratorium.
Soal. Berapa atom oksigen dan hidrogen yang terdapat dalam 0,5 mol molekul \(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\)?
Pembahasan. Jumlah molekul = 0,5 × 6,022 × \(\mathrm{10}^{23}\) = 3,011 × \(\mathrm{10}^{23}\) molekul Setiap molekul \(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\) terbentuk dari 2 atom H dan 1 atom O, sehingga: Atom H = 2 × 3,011 × \(\mathrm{10}^{23}\) = 6,022 × \(\mathrm{10}^{23}\) atom Atom O = 1 × 3,011 × \(\mathrm{10}^{23}\) = 3,011 × \(\mathrm{10}^{23}\) atom
Massa Molar (Mm)
Massa molar adalah massa satu mol suatu zat, diukur dalam gram per mol (g/mol). Massa molar memungkinkan kita menghitung massa zat yang terlibat dalam reaksi kimia berdasarkan jumlah molnya.
Soal. Berapa jumlah molekul \(\mathrm{O}_{2}\) yang terdapat dalam 8 gram gas oksigen (Ar O = 16)?
Pembahasan. Mr \(\mathrm{O}_{2}\) = 2 × 16 = 32, sehingga Mm \(\mathrm{O}_{2}\) = 32 gram/mol mol (n) = 8 gram : 32 gram/mol = 0,25 mol Jumlah partikel = n × L = 0,25 × 6,02 × \(\mathrm{10}^{23}\) = 1,505 × \(\mathrm{10}^{23}\) molekul
Soal. Berapa gram massa urea \(\mathrm{CO(NH}_{2}\mathrm{)}_{2}\) yang mengandung 0,15 mol urea? (Ar C = 12, O = 16, N = 14, H = 1)
Pembahasan. Mr urea = (1 × 12) + (1 × 16) + (2 × 14) + (4 × 1) = 60, sehingga Mm urea = 60 gram/mol Massa urea = n × Mm = 0,15 mol × 60 gram/mol = 9 gram
Volume Molar
Volume molar adalah volume yang ditempati satu mol gas ideal pada keadaan standar (STP), yaitu suhu 0 °C (273,15 K) dan tekanan 1 atm. Nilainya sekitar 22,4 L/mol, sehingga volume gas dapat dihitung dengan V = n × 22,4 L/mol.
\(V_m = \dfrac{V}{n}\) (Vm = volume molar dalam L/mol, V = volume total gas, n = jumlah mol gas)
Soal. Hitunglah volume 4 gram gas \(\mathrm{SO}_{3}\) pada 1 atm dan 0 °C (Ar S = 32, O = 16).
Pembahasan. Mr \(\mathrm{SO}_{3}\) = 80, sehingga massa molar \(\mathrm{SO}_{3}\) = 80 gram/mol mol (n) = 4 g : 80 gram/mol = 0,05 mol V = 0,05 mol × 22,4 L/mol = 1,12 liter
Soal. Hitunglah massa 10 liter \(\mathrm{CH}_{4}\) pada 1 atm dan 0 °C!
Pembahasan. Mol \(\mathrm{CH}_{4}\) = 10 liter : 22,4 liter/mol = 0,446 mol Massa gas \(\mathrm{CH}_{4}\) = 0,446 mol × 16 gram/mol = 7,136 gram
Menentukan Volume Molar Gas pada Keadaan Standar
Tujuan. Menemukan nilai volume molar gas pada keadaan standar melalui data massa 1 liter gas.
Langkah Kegiatan.
- Bekerjalah bersama teman sebangku, lalu lengkapi tabel di bawah ini berdasarkan data massa 1 liter gas.
- Gunakan rumus \(\text{Volume 1 mol} = \dfrac{M_r}{\text{massa 1 liter (g)}}\).
- Lakukan pembulatan hasil hingga dua angka di belakang koma.
- Setelah tabel lengkap, diskusikan bersama dan jawab pertanyaan yang tersedia.
Pertanyaan.
- Berdasarkan hasil perhitunganmu, berapa volume 1 mol gas pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atm?
- Apa simpulan tentang volume molar gas pada keadaan standar?
Tabel Data Massa 1 Liter Gas
| Gas | Mr | Massa 1 liter (g) | Volume 1 mol (L) |
|---|---|---|---|
| \(\mathrm{H}_{2}\) | 2 | 0,0892 | ... |
| Ne | 20 | 1,2499 | ... |
| \(\mathrm{O}_{2}\) | 32 | 1,4290 | ... |
| \(\mathrm{CH}_{4}\) | 16 | 0,7145 | ... |
| \(\mathrm{CO}_{2}\) | 44 | 1,9765 | ... |
Hipotesis Avogadro dan Hukum Gas Ideal
Hipotesis Avogadro
Hipotesis Avogadro pertama kali dikemukakan oleh Amedeo Avogadro pada tahun 1811. Hipotesis ini menyatakan bahwa volume gas pada suhu dan tekanan yang sama sebanding dengan jumlah mol gas, tanpa memandang jenis gasnya, sehingga satu mol gas apa pun menempati 22,4 liter pada keadaan STP.
"Gas-gas dengan volume yang sama, serta berada pada suhu dan tekanan yang sama, akan memiliki jumlah molekul yang sama."
Soal. Berapa volume 3 gram gas NO yang diukur pada suhu dan tekanan yang setara dengan 1 gram gas \(\mathrm{CH}_{4}\) bervolume 1,5 liter? (Ar N = 14, H = 1, C = 12, O = 16)
Pembahasan. Mol NO = 0,1 mol dan mol \(\mathrm{CH}_{4}\) = 1/16 mol Menurut hukum Avogadro: V NO : V \(\mathrm{CH}_{4}\) = n NO : n \(\mathrm{CH}_{4}\) V NO : 1,5 L = 0,2 : 1/16 V NO = 2,4 L
Hukum Gas Ideal
Hukum Gas Ideal menggabungkan Hukum Boyle (pada suhu tetap, tekanan berbanding terbalik dengan volume), Hukum Charles (volume sebanding dengan suhu mutlak pada tekanan tetap), dan Hukum Avogadro menjadi satu persamaan.
\(P\,V = n\,R\,T\)
- P = tekanan gas (atm atau Pa)
- V = volume gas (liter atau meter kubik)
- n = jumlah mol gas
- R = konstanta gas ideal (0,0821 L·atm/mol·K atau 8,314 J/mol·K)
- T = suhu gas (Kelvin)
Soal. Hitunglah volume 1 gram gas hidrogen yang diukur pada 25 °C dan 1 atm (Mr \(\mathrm{H}_{2}\) = 2).
Pembahasan. Mol = gram : Mr = 1 : 2 = 0,5 mol Dengan PV = nRT, maka: V = (0,5 mol × 0,08 L·atm/mol·K × 298 K) : 1 atm = 12,218 liter
Gratis — tolong sebarkan
Materi dan latihan di sini bisa dipakai siapa saja tanpa membayar dan tanpa mendaftar. Aplikasi Fitri Learning membawa semuanya ke HP, lengkap dengan nilai dan pembahasan, dan jalan tanpa internet setelah diunduh sekali.
Gratis, tanpa akunUnduh aplikasinya → Ilmu yang bermanfaatBagikan ke WhatsApp