Satuan Mol

Dalam ilmu kimia terdapat kajian tentang hukum perlindungan massa dan perbandingan volume nan merupakan salah satu bagian dari hukum-hukum dasar kimia . Hukum perlindungan massa dan perbandingan volume selalu digunakan dalam stoikiometri kimaia atau perhitungan kimia.

Stoikiometri berasal dari kata Yunani, Stoicheion nan berarti unsur dan metrain nan berarti pengukuran. Jadi Stoikiometri merupakan aspek kimia nan menyangkut interaksi berbagai komponen dalam reaksi kimia dan interaksi kuantitatif diantara komponen tersebut. Ilmu kimia ialah ilmu nan berlandaskan eksperimen, dimulai dari pengamatan, kemudian diperoleh data nan selanjutnya didapatkan keteraturan. Keteraturan nan diperoleh secara eksperimen disebut hukum. Di dalam ilmu kimia telah ditemukan beberapa hukum-hukum dasar kimia atau hukum-hukum pokok ilmu kimia.

Pada permulaan abad ke-18 para pakar kimia melakukan percobaan-percobaan tentang massa dan susunan zat nan mengalami reaksi kimia. Adapun hukum-hukum-hukum dasar itu adalah:

1. Hukum Perlindungan Massa

Yaitu hukum nan menyatakan bahwa dalam reaksi kimia akan disertai dengan adanya perubahan energi. Hal tersebut telah dirumuskan oleh Einsten, bahwa massa bisa diubah menjadi energi. Hukum perlindungan massa bertujuan buat membuktikan teori flogiston oleh Priestley nan melakukan percobaan dengan melakukan percobaan pembakaraan terhadap oksida logam.

Menurut teori flogiston, bila kapur raksasa (oksida logam) dibakar akan membentuk logam raksa dan suatu gas. Gas tersebut dinamakan udara tidak berflogiston, yaitu sesuatu nan dilepaskan dari materi nan terbakar dan terjadi pengurangan massa.

Lavoisier mencoba mengungkapkan kebenaran dari teori flogiston dengan melakukan percobaan pembakaran timah di wadah nan tertutup dan nan terbuka. Dari percobaan tersebut ditemukan fakta:

1. Apabila dilakukan pembakaran pada wadah terbuka bisa menambah berat zat nan dibakar hal tersebut sebab zat-zat nan terbakar menyerap sesuatu dari udara nan mengakibatkan terjadinya perubahan massa.

1. Apabila dilakukan di wadah tertutup (tidak ada materi lain selain materi nan dibakar) tak akan menimbulkan perubahan massa. Karena tak ada materi nan diserap maupun nan dibebaskan, sehingga massa zat nan dibakar tak mengalami perubahan

Dari percobaan tersebut Lavoiser menyimpulkan bahwa massa zat-zat sebelum bereaksi sama dengan massa zat-zat setelah bereaksi. Pernyataan tersebut dikenal dengan hukum perlindungan massa. Selain itu, ia juga menyanggah adanya flogiston seperti nan diungkapkan Priestley. Lavoiser berpendapat bahwa udara mengandung gas oksigen, pada saat pembakaran, terjadi reaksi antara zat nan dibakar dengan oksigen di udara.

1.1 Hukum Kekekalan Massa (hukum Lavoisier)

Seorang pakar kimia berkebangsaan Perancis bernama Antoine Leurent Lavoisier mengadakan penyelidikan reaksi-reaksi kimia secara kuantitatif. Hasil penyelidikannya menyatakan bahwa pada reaksi-reaksi kimia dalam kondisi-kondisi biasa tak terjadi perubahan massa. Hal ini berarti bahwa dalam suatu reaksi kimia jumlah massa zat sebelum dan sesudah reaksi ialah sama. Fakta nan ditemukan oleh Lavoisier itu sekarang dikenal sebagai Hukum Kekekalan Massa, nan berbunyi: Massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama

1.2 Hukum Perbandingan Tetap (hukum Proust)

Setelah ditemukan adanya interaksi antara massa zat sebelum dan sesudah reaksi, seperti disimpulkan dalam hukum kekekalan massa maka perhatian para pakar kimia ditujukan kepada interaksi massa unsur-unsur nan membentuk senyawa. Pada kira-kira tahun 1800 orang pakar kimia Perancis bernama Joseph Proust melakukan banyak penyelidikan nan diteliti terhadap senyawa-senyawa berbagai unsur. Ia menemukan bahwa perbandingan massa unsur-unsur nan membentuk suatu senyawa ialah tetap.

Dengan pemahaman tentang hukum perbandingan tetap ini, definisi senyawa bisa diperluas sebagai berikut: Senyawa ialah zat nan terbentuk oleh dua atau lebih unsur nan berbeda jenis dimana perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya ialah tetap.

1.3 Hukum Kelipatan Perbandingan

Hukum Proust dikembangkan lebih lanjut oleh para ilmuwan buat unsur-unsur nan bisa membentuk lebih dari satu jenis senyawa. Salah seorang diantaranya ialah John Dalton. Dalton mengamati adanya suatu keteraturan nan terkait dengan perbandingan massa unsur-unsur dalam suatu senyawa.

Contoh:

Karbon dan oksigen bisa membentuk dua senyawa nan berbeda yaitu karbonmonoksida dan karbondioksida. Begitu pula nitrogen dan oksigen bisa membentuk dinitrogen oksida, nitrogen monoksida, nitrogen trioksida, nitrogen dioksida, nitrogen pentaoksida. Dari penyelidikan terhadap senyawa karbon monoksida bisa diketahui bahwa perbandingan antara massa karbon dan massa oksigen nan membentuk senyawa ialah 3 : 4. Sedangkan buat senyawa karbondioksida diketahui bahwa perbandingan tersebut ialah 3 : 8. Data ini menunjukkan bahwa dalam senyawa-senyawa karbondioksida, suatu massa karbon nan sama bergabung dengan oksigen nan massanya berbanding sebagai 4 : 8 atau (1 : 2).

Kesimpulan: Bahwa jika dua unsur nan berbeda membentuk lebih dari 1 senyawa, massa unsur kesatu nan bersenyawa dengan unsur kedua nan massanya sama berbanding sebagai sapta nan bulat sederhana.

2. Hukum Perbandingan Volume

2.1 Hukum Perbandingan Volume (hukum Gay-Lussac)

Pada awalnya, para ilmuwan menemukan bahwa gas hidrogen bisa bereaksi dengan gas oksigen membentuk air. Perbandingan volum gas hidrogen dan oksigen dalam reaksi tersebut ialah tetap. Kemudian di tahun 1808 Joseph Louis Gay-Lussac, ia menyelidiki interaksi antara volum gas-gas dalam suatu reaksi kimia. Ia menemukan bahwa perbandingan volum gas-gas dalam reaksi selalu merupakan sapta bulat sederhana.

2 volum gas hidrogen + 1 volum gas oksigen à 2 volum uap air

1 volum gas nitrogen + 3 volum gas hidrogen à 2 volum gas amonia

1 volum gas hidrogen + 1 volum gas klorin à 2 volum gas hidrogen klorida

Dari percobaan ini, Gay-Lussac merumuskan Hukum Perbandingan Volum nan berbunyi:

Pada suhu dan tekanan nan sama, volum gas-gas nan bereaksi dan volum gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai sapta bulat sederhana.

2.2 Hukum Perbandingan Volume (Hukum Avogadro)

Pada tahun 1811 seorang pakar fisika bernama Amadeo Avogadro menerangkan kesukaran nan dihadapi Dalton dan Gay-Lussac dengan mengajukan sebuah hipotesis. Hipotesis berbunyi sebagai berikut: pada suhu dan tekanan nan sama, gas nan volumnya sama mengandung molekul nan samabanyaknya. Setelah diuji kebenarannya dengan eksperimen, hipotesis itu sekarang dikenal sebagai hukum Avogadro. Avogadro mengemukakan bahwa sebagian terkecil suatu unsur tak perlu merupakan atom tunggal melainkan bisa juga membentuk suatu kelompok atom nan disebut molekul.

Setelah dibahas hukum-hukum dasar kimia, selanjutnya akan dibahsa sedikit tentang perhitungan kimia, tentu saja hukum-hukum dasar kimia bisa diterapkan dalam perhitungan ini.

3. Perhitungan Kimia

3.1 Massa Molekul Nisbi dan Massa Rumus Nisbi (Mr)

Jika atom-atom bergabung membentuk zat kimia (molekul unsur, senyawa molekul, senyawa ion), maka massa zat kimia tersebut merupakan jumlah massa atom-atom tersebut. Oleh sebab rumus kimia zat (rumus molekul dan rumus empiris) menyatakan jenis dan jumlah atom-atom penyusun zat, maka massa zat kimia bisa dihitung dari rumus kimianya sebagai berikut:

- Massa molekul relatif, yaitu jumlah massa atom nisbi (Ar) dari atom-atom dalam rumus molekul

- Massa rumus relatif, yaitu jumlah massa atom nisbi (Ar) dari atom-atom dalam rumus empirisnya.

Meskipun definisi massa molekul nisbi dan massa rumus nisbi berbeda, keduanya diberi lambang nan sama, yaitu Mr. Harga Mr bisa dihitung sebagai jumlah massa atom nisbi (Ar) dari semua atom-atom dalam rumus kimianya.

Mr = ∑ (AI unsur x Ar unsur)

dengan: AI unsur = angka indeks unsur dalam rumus kimia

Ar unsur = massa atom nisbi unsur

3.2 Konsep Mol

Dalam upaya menjelaskan hukum Perbandingan Volum oleh Gay-Lussac, Avogadro mengemukakan hipotesis Avogadro. Para pakar kimia kemudian mencoba menghitung jumlah molekul dan merumuskannya sebagai sapta Avogadro. Nilai sapta Avogadro ternyata tak hanya berlaku buat zat kimia dalam fase gas, tetapi juga dalam fase padat dan cair. Para pakar menyatakan jumlah partikel zat kimia dalam satuan mol.

Sejauh ini kita menggunakan massa atau volum buat menyatakan jumlah zat kimia. Interaksi antara mol dan massa dinyatakan oleh massa molar , sedangkan interaksi antara mol dan volum dinyatakan oleh volum molar . Keterkaitan antara mol, massa molar dan volum molar ini dikenal dengan sebagai konsep mol.

Satuan mol dinyatakan sebagai jumlah partikel (atom, molekul atau ion) dalam suatu zat. Para pakar sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel nan sama demgan jumlah partikel dalam 12,0 gram C-12, yakni 6,02 x 10²³ partikel. Jumlah partikel ini disebut sebagai Bilangan Avogadro (NA) , atau di Jerman dikenal sebagai Bilangan Loschmidt (L) . Jadi, definisi 1 mol zat secara menyeluruh ialah sebagai berikut:

Satu mol zat menyatakan banyaknya zat nan mengandung jumlah partikel nan sama dengan jumlah partikel dalam 12, 0 gram C-12.

Hubungan antara jumlah mol (n) dan jumlah partikel (X) dalam zat bisa dinyatakan sebagai berikut:

X = n x 6,02 x 10²³ partikel/mol

Demikianlah uraian tentang hukum-hukum dasar kimia dan sedikit uraian tentan perhitungan kimia. Semoga uraian diatas memberikan citra nan jelas tentang hukum-hukum dasar kimia.