Kimia : Konsep Mol [Stoikiometri]

Konsep Mol [Stoikiometri]
Mol merupakan satuan jumlah dalam kimia

1. Hubungan Mol dengan Massa Zat

Untuk unsur
$m=n\times Ar$
$n=\frac{m}{Ar}$

Untuk senyawa
$m=n\times Mr$
$n=\frac{m}{Mr}$

Keterangan:
m = massa $(gram)$
n = mol
Ar = massa atom relatif
Untuk senyawa Mr = massa molekul relatif

Contoh soal
1. Tentukan massa dari 2 mol amoniak $(Mr\; NH_3 = 17)$

Pembahasannya:

$m=n\times Mr$

$m=2\times 17$

$m=28\; Gram$

2. Hitunglah jumlah mol dari besi dengan massa 28 gram $( Ar\; Fe = 56)$

Pembahasannya:
$n=\frac{m}{Mr}$

$n=\frac{28}{56}$

$n=0,5\;mol$

2. Hubungan Mol dengan partikel

Jumlah partikel dalam 1 mol $(12\; gram\; C-12)$ yang ditetapkan melalui eksperimen dan didapatkan $6,02 \times  10^{23}$. Selanjutnya bilangan $6,02 \times  10^{23}$ disebut sebagai tetapan Avogadro dengan lambang L

$N=n\times NA$
$n=\frac{N}{NA}$

Keterangan:
n = mol
N = Jumlah partikel/atom/molekul
NA = konstanta Avogadro $(6,02 \times  10^{23})$


Contoh soal :
1. Tentukan jumlah atom tembaga dalam 2 mol tembaga!

Pembahasannya:
$N=n\times NA$

$N=2\times 6,02 \times  10^{23}$

$N=12,04 \times  10^{23}\;atom$

2. Hitunglah jumlah mol dalam $3,01 \times  10^{25}$  molekul $O_2$!

Pembahasannya:

$n=\frac{N}{NA}$

$n=\frac{3,01 \times  10^{25}}{6,02 \times  10^{23}}$

$n=\50\;mol$

3. Hubungan Mol dengan Volume

"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP $(O^{0}.1/atm)$ 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas.
$V_{STP}=n\times 22,4\;liter$

$n=\frac{V_{STP}}{22,4\;Liter}$

Keterangan
V STP $(liter)$ = volume pada kondisi STP $(O^{0}.1/atm)$
n = mol

Pada suhu dan tekanan yang bukan standar [suhu ≠ $O^{0}C$ , tekanan ≠ 1atm], maka volume dapat dihitung dengan persamaan gas ideal
$PV=nRT$

Keterangan :
P = tekanan gas $(atm)$
V = volume gas
n = jumlah mol
R = tetapan gas 0,082 L atm/mol K
T = Suhu mutlak gas $(Kelvin )$

0 Kelvin = 273 $^0C$

Contoh:
1. Berapa volume 8.5 gram amoniak $(NH_3)$ pada suhu $273^0C$ dan tekanan 1 atm ?
[Ar: H = 1 ; N = 14]

Pembahasannya:

Mr $NH_3$ = Ar N + 3 Ar H

Mr $NH_3$ = 14 + 3 . 1

Mr $NH_3$ = 17

$n\;NH_3=\frac{m}{Mr}$

$n\;NH_3=\frac{8,5}{17}$

$n\;NH_3=0,5\;mol$

$V_{STP} NH_3=nNH_3\times 22,4\;liter$
$V_{STP} NH_3=0,5\times 22,4\;liter$

$V_{STP} NH_3= 11,2\;liter$

2. Berapa liter volume 9 gram uap air [Mr =18] yang diukur pada keadaan 270 $^0C$ dan tekanan 1 atmosfer?

Pembahasannya:
$n\;H_2O=\frac{m}{Mr}$

$n\;H_2O=\frac{9}{18}$

$n\;H_2O=0,5$

T = 27 + 273 = 300 Kelvin

$PV = nRT$

$V=\frac{nRT}{P}$

$V=\frac{0,5\times0,082\times300}{1}$

V=12,3 Liter

Soal latihan
1. Tentukan massa SO3 yang mengandung jumlah partikel sebanyak $3,01 \times  10^{21}$  molekul![Ar S =32, O=16, L=$6,02 \times  10^{23}$]

2. Hitunglah massa atom relatif 11 gram gas Y dengan volume pada keadaan STP!
3. Jumlah atom dalam 3 mol metana $(CH_4)$!
4. Hitunglah massa dari 10 liter gas butana $(C_4H_{10})$ diukur pada $25^0C$ dan tekanan 100 atm! [Ar C= 12, H =1]!
5. Pada tekanan dan suhu tertentu , 500 ml gas $H_2$ mengandung n molekul. Hitunglah jumlah molekuk gas $NH_3$ yang pada kondisi tersebut volumenya 100 ml!