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: Tetapan Avogadro = 6,02 1023 partikel
Analisa Konsep Mol
Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel Satu mol zat apapun akan memiliki jumlah partikel yang sama, yaitu sebesar 6,021023 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 dapat ditunjukkan persamaan: Jumlah mol (n) = (Jumlah Partikel) (Tetapan Avogadro)
Atau dapat juga dirumuskan sebagai berikut: Jumlah mol (n) = (Jumlah Partikel) (6,02 1023)
Dari persamaan tersebut, diturunkan persamaan berikut: Jumlah Partikel = (Jumlah Mol) (6,02 1023)
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: Jumlah mol (mol) = (massa zat) (Ar atau Mr) Massa zat (gram) = (jumlah mol) (Ar atau Mr) Ar atau Mr = (massa zat (jumlah mol)
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 0C 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:
P.V = n.R.T n = (P.V) (R.T)
P.V = n.R.T T = (P.V) (n.T)
P.V = n.R.T P = (n.R.T) V
P.V = n.R.T V = (n.R.T) P
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 = 00C dan P= 1 atm) atau sering disebut sebagai STP (Standard Temperature and Pressure):
n = (P.V) (R.T)
n = (P.V) (R.T)
n = (1 atm V) (0,082 atm.L/mol.K 272 K)
Dengan demikian, dalam keadaan STP: n = V 22,4 → V = n 22,4
Dimana: V = volume keadaan STP, n = jumlah mol zat
Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, maka digunakan persamaan (nA nB) = (VA VB) nA = (nB VA) VB (nA nB) = (VA VB) nB = (nA VB) VA (nA nB) = (VA VB) VA = (nA VB) nB (nA nB) = (VA VB) VB = (nB VA) nA
Dimana: n = jumlah mol; V = volume