Bahan Ajar Materi Ar, MR Dan Konsep Mol [PDF]

Citation preview

LAMPIRAN 8.



BAHAN AJAR MASSA ATOM RELATIF (Ar) dan MASSA MOLEKUL RELATIF (Mr) dan KONSEP MOL (RIA APRILLIA, S.Pd)



Kompetensi Dasar : Menerapkan hukum-hukum dasar kimia, konsep massa molekul relatif, persamaan kimia, konsep mol, dan kadar zat untuk menyelesaikan perhitungan kimia. Indikator :  Menghitung besarnya massa atom relatif dan massa molekul relatif (Mr) suatu zat  Menentukan hubungan antara jumlah partikel, massa molar, dan volume molar untuk menghitung jumlah mol dalam perhitungan kimia.



MASSA ATOM RELATIF ( Ar ) dan MASSA MOLEKUL RELATIF ( Mr )



Apa itu Ar dan Mr



1. MASSA ATOM RELATIF ( Ar ) Massa atom relatif (Ar) suatu unsur adalah perbandingan massa rata-rata satu atom 1 unsur tersebut terhadap massa satu atom isotop karbon-12 (12C). 12



27



 rata.satu.atom.X Ar X = Massa.rata 1



x.Massa.satu.atom.karbon  12



12 IUPAC menetapkan standard 1 sma (satuan massa atom)



1 1 sma = x massa satu atom 12C 12 Massa 1 atom karbon = 1,993 x 10-23 gram Jadi 1 sma =



1



x (19,93 x 10-24) = 1,66 x 10-24 gram



12



Contoh 1: Jika Ar Fe = 56 sma, dan massa 1 atom 12C = 2 x 10-23 gram, Tentukanlah massa 10 atom besi. Jawab :



Ar Fe



= 1



Massa.1.atom.Fe x.Massa.satu.atom.karbon  12



12 Massa 1 atom Fe



= Ar Fe x



1 x massa satu atom 12C 12



1 = 56 x x 2 x 10-23 gram 12 = 9,3 x 10-23 gram Massa 10 atom Fe



= 10 x 9,3 x 10-23 gram = 93 x 10-23 gram



28



Unsur yang memiliki lebih dari satu isotop, Ar merupakan nilai rata-rata dari setiap massa isotop. Penentuan Ar tersebut dengan memperhitungkan kelimpahannya. Misalnya, untuk suatu unsur yang memiliki 3 macam isotop, berlaku persamaan berikut



Ar = P1..x.(massa.isotop.1)  P2..x.(massa.isotop.2)  P3.x.(massa.isotop.3) P1  P2  P3



Contoh 2 : Oksigen di alam terdiri dari 3 isotop dengan kelimpahan sebagai berikut : 16 8



17 8



O



99,76%



O



0,04%



18 8



O



0,20%



Hitunglah massa atom rata-rata (Ar) dari unsur oksigen ini? Jawab : Ar =



(99,76x16.)  (0,04x17)  (0,20x18) 100



Ar = 16 Contoh 3 : Tembaga memiliki dua isotop, yaitu 63 Cu dan 65 Cu. Jika Ar rata-rata Cu=63,5, tentukan % kelimpahan isotop 63 Cu dan 65 Cu ! Jawab : Misalkan, 63 Cu = P1= a %, maka 65 Cu = P2= (100-a) % Ar Cu =



(a.x.63.)  (100  a).65 a  (100  a)



(a.x.63.)  (100  a).65 a  (100  a) 63,5 x 100 = 63a+6500-65a 6350-6500 = 63a-65a -150 = -2a a = 75 Jadi prsentase isotop 63 Cu = 75% dan persentase isotop 65 Cu = 25 % 63,5



=



29



2. MASSA MOLEKUL RELATIF ( Mr ) Massa molekul relatif (Mr) adalah perbandingan massa satu molekul unsur atau 1 senyawa terhadap x massa satu atom karbon 12C. 12



Mr X =



Massa.satu.molekul.X 1



x.Massa.satu.atom.karbon  12



12 Berdasarkan pengertian bahwa molekul merupakan gabungan atom-atom maka Mr merupakan penjumlahan Ar atom-atom penyusunnya.



Mr = Ʃ A Contoh 4 : Jika Ar H = 1, Ar O = 16, dan massa 1 atom 12C = 2 x 10-23 gram, tentukan massa 10 molekul air ! Jawab : Mr H2O



= (2 x Ar H) + (1x Ar O) = 18



Mr H2O



= 1



Massa.1.molekul.H 2O x.Massa.satu.atom.karbon  12



12 1 Massa 1 molekul H2O = Mr H2O x x massa satu atom 12C 12 1 = 18 x x 2 x 10-23 gram 12 = 3 x 10-23 gram Massa 10 molekul air = 10 x 3 x 10-23 gram = 3 x 10-22 gram Contoh 5 : Hitunglah Mr dari Aluminium Sulfat. (Diketahui : Ar Al=27, S=32, O=16 ). Jawab : Mr Al2(SO4)3 = 2 x Ar Al + 3 x Ar S + 12 x Ar O = 2 x 27 + 3 x 32 + 12 x 16 = 54 + 96 + 192 = 342



30



Contoh 6 : Hitunglah Mr dari CuSO4.5H2O (Diketahui : Ar Cu = 64, S=32, O=16, H=1) Jawab: Mr CuSO4.5H2O



= 1 x Ar Cu+ 1 x Ar S + 4 x Ar O+ 10 x Ar H+ 5 x Ar O = 1 x Ar Cu+ 1 x Ar S + 9 x Ar O+ 10 x Ar H = 1 x 64 + 1 x 32 + 9 x 16 + 10 x 1 = 250



31



Tahukah Anda ? .



Dalam kehidupan sehari-hari dikenal adanya beberapa satuan jumlah zat sebagai alat transaksi, misalnya 1 kodi untuk 20 lembar kain, 1 lusin untuk 12 buah benda (gelas, pensil), 1 rim untuk 500 lembar, dan sebagainya. Akan tetapi, ada juga zat-zat yang tidak mungkin menggunakan satuan jumlah tetapi satuan massa, misalnya 1 kg eras, 1 ton kacang tanah, dan 1 liter minyak. Mengapa? Sebab tidak mungkin orang akan menghitung dalam jumlah yang banyak semacam butiran keras, tetesan minyak, atau jumlah 1 truck kacang tanah. Dapat dibayangkan bagaimana jika seseorang membeli seribu butir beras di pasar, 5 juta butir gula pasir, 10.000 butir kacang tanah dan sebagainya. Seperti halnya beras, gula, minyak dan kacang tanah, atom merupakan partikel yang sangat kecil. Jadi, tidak mungkin untuk mengambil atom dalam bilangan butir, tetapi juga tidak mungkin menimbang beberapa butir atom. Maka, para ahli kimia sepakat mencari satuan yang mudah digunakan, yaitu MOL



KONSEP MOL Setiap zat yang ada di alam tersusun atas partikel-partikel bentuk atom, molekul, dan ion. Ukuran dan massa partikel-partikel zat tersebut sangat kecil sehingga kita kesulitan untuk mengukurnya. Karena alasan tersebut dimulai era pengetahuan konsep mol. Jumlah partikel dalam suatu zat juga sangat banyak sehingga kita sulit juga untuk menghitungnya. Akan tetapi, para ahli kimia berhasil menemukan cara menghitung jumlah partikel, massa zat, dan volume gas. Hubungan kuantitatif antara zat-zat yang terlibat dalam suatu reaksi disebut stoikiometri. Dalam stoikiometri, satuan yang digunakan untuk menyatakan jumlah partikel dalam zat dinamakan mol. Mol berasal dari bahasa Lathin yaitu “mole” yang artinya tumpukan.



Jumlah partikel-partikel atom, molekul, atau ion dalam 1 mol zat akan sama dengan jumlah partikel-partikel dalam 1 mol zat lainnya. Namun , massa setiap dalam 1 mol tidak sama. Mol dapat digunakan sebagai jembatan penghubung antara massa zat dengan jumlah partikel.



1. Jumlah Partikel Dalam 1 Mol Zat Atom dan molekul mempunyai massa yang sangat kecil sehingga tidak dapat kita tentukan massanya dengan menggunakan timbangan. Maka, untuk memudahkan pengukuran, ahli kimia menggunakan standar. Standar yang digunakan untuk menyatakan 1 mol adalah jumlah partikel dalam isotop atom C-12 (karbon) bermassa 12 gram. 32



Jumlah partikel atom karbon yang terdapat dalam 12 gram atom C-12 merupakan suatu bilangan yang sangat besar dan disebut tetapan Avogadro. Besarnya tetapan Avogadro dapat dihitung dengan cara berikut: 1 sma = 1,661 x 10-24 gram. Massa 1 gram atom C-12 = 12 sma = 12 x 1,661 x 10-24 g = 1,9932 x 10-23 g. Jumah partikel atom C-12 dalam 12 gram unsur C-12 adalah:



12 𝑔𝑟𝑎𝑚 − 1,9932 × 10 23 gram/atom



=6,02 × 1023 atom C − 12



Jadi, dalam 1 mol atom C-12 terdapat 6,02 x 1023 atom C-12. Satu mol suatu zat (unsur atau senyawa) adalah sejumlah zat tersebut yang mengandung 6,02 x 1023 partikel (atom, molekul, atau ion).



2.



Jumlah Massa 1 Mol Unsur dan Senyawa



Anda pastinya sudah paham tentang jumlah partikel dalam 1 mol zat (1 mol = 6,02 x 10 23 partikel) serta fakta bahwa 1 mol zat unsur atau senyawa yang berbeda akan memiliki jumlah partikel yang sama, sedangkan massanya berbeda. Berapakah massa atom dan molekul yang terdapat dalam 1 mol zat? Untuk mengetahuinya, Anda harus memahami terlebih dahulu hubungan antara massa atom relatif (Ar) dan massa molekul relatif (Mr). Mr suatu molekul merupakan penjumlahan dari Ar unsur-unsur penyusunnya. Hubungan antara Mr dan Ar dapat dituliskan dalam bentuk rumus. Massa 1 mol unsur atau senyawa disebut massa molar. Hubungan antara molar dengan Ar dan Mr adalah sebagai berikut:



Berdasarkan rumusan di atas, massa suatu zat dengan jumlah mol tertentu dirumuskan sebagai berikut:



33



34



3. Jumlah Volume 1 Mol Gas Volume 1 mol gas pada keadaan standar (00C, 1 atm) disebut volume molar gas. Berdasarkan serangkaian percobaan oleh para ilmuwan, rata-rata volume molar gas-gas adalah 22,4 L. Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa pada keadaan STP (Standard Temperature and Pleasure), yaitu 1 atm (00C), volume 1 mol gas adalah 22,4 L/mol. Hukum perbandingan volume (Avogadro) menyatakan bahwa “pada volume yang sama, gas-gas yang berbeda (pada suhu dan tekanan sama) mengandung partikel yang jumlahnya sama)”. Anda juga tentu telah mengetahui bahwa 1 mol setiap zat mempunyai jumlah partikel yang sama juga. Jadi, dapat disimpulkan bahwa:



Hipotesis Avogadro dapat juga ditulis dalam bentuk persamaan sebagai berikut: 𝑃𝑉 𝑛𝑇



= 𝑅 atau 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇



Keterangan: P : tekanan (atm) V : volume (liter) n : jumlah mol (mol) T : suhu (Kelvin/K) R : Konstanta gas universal = 0082 L.atm.mol-1K-1



35



4. Hubungan Antara Massa Zat, Jumlah Partikel, dan Volume Gas Nah … hubungan antara massa zat, jumlah partikel, dan volume gas dapat Anda lihat pada diagram berikut ini:



Daftar Pustaka : a. Bahan Ajar yang dibuat oleh Guru. b. Watoni, Haris dkk. Buku KIMIA Kurikulum 2013 SMA Kelas X. Jakarta : Erlangga. c. Sudarmo, Unggul. Buku KIMIA Kurikulum 2013 SMA Kelas X. Jakarta : Yrama Widya. d. Musnanimusnani.wordpress.com e. http://cerdaskimia.com/konsep-mol/



36



37



38



39