Hubungan Mol dengan Jumlah Partikel, Massa, Volume dan Molaritas

Belajar tentang partikel, kita harus mengetahui satuan dari partikel. Banyaknya partikel dinyatakan dalam satuan mol. Satuan mol sekarang dinyatakan sebagai jumlah patikel (atom, molekul, atau ion) dalam suatu zat. Para ahli sepakat bahwa satu mol zat mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12 yakni 6,02 x 1023 partikel. Jumlah partikel ini disebut Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam bahasa Jerman Bilangan Loschmidt (L). Bilangan Avogadro (L) ditemukan oleh Johann Loschmidt pada 1865. Nama Avogadro dipilih sebagai penghormatan kepada Avogadro karena beliau orang pertama yang mengusulkan perlunya satuan jumlah partikel. Adapun nama Loschmidt diabadikan sebagai simbol bilangan tersebut, L.

Bagaimana hubungan mol dengan jumlah partikel?
Hubungan mol dengan jumlah partikel dapat dirumuskan:

kuantitas (dalam mol) =  jumlah partikel / NA
atau jumlah partikel = mol x NA

Contoh soal:
Suatu sampel mengandung 1,505 x 1023 molekul Cl2, berapa mol kandungan Cl2 tersebut?

Jawab:
Kuantitas (dalam mol) Cl2 =  jumlah partikel Cl2 / NA =  1,505 x 1023 / 6,02 x 1023= 0,25 mol

Bagaimana hubungan mol dengan massa?
Hubungan antara mol dengan massa adalah:
Kuantitas (dalam mol) = Massa senyawa atau unsur (gram) / Massa molar senyawa atau   unsur (gram/mol).

Bagaimana hubungan mol dan volume?
Hubungan mol dan volume di bagi dua yaitu pada keadaan standar dan non standar.
1.Gas pada keadaan standar
Pengukuran kuantitas gas tergantung suhu dan tekanan gas. Jika gas diukur pada keadaan standar, maka volumenya disebut volume molar. Volume molar adalah volume 1 mol gas yang diukur pada keadaan standar. Keadaan standar yaitu keadaan pada suhu 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1 atmosfer (atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkat STP (Standard Temperature and Pressure).

Besarnya volume molar gas dapat ditentukan dengan persamaan gas ideal:  PV= nRT
P = tekanan = 1 atm
n = mol = 1 mol gas
T = suhu dalam Kelvin = 273 K
R= tetapan gas = 0,082 liter atm/mol K

Baca Juga :

VOLUME MOLAR GAS

MASSA MOLAR

Molaritas : Rumus, Pembuatan, dan Pengenceran

Maka:
  P V = nRT
V =1 x 0,082 x 273
V = 22,389
V = 22,4 liter
Jadi, volume standar = VSTP     = 22,4 Liter/mol.
Dapat dirumuskan:  V = n x Vm
n     = jumlah mol
Vm  =  VSTP = volume molar
Contoh soal:
1) Berapa kuantitas (dalam mol) gas hidrogen yang volumenya 6,72 liter, jika diukur pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atm?
Jawab:
Kuantitas (dalam mol) H2 =  volume H2/ VSTP  
= 6,72 L / 22,4 mol/L                                                     
=   0,3 mol
2) Hitung massa dari 4,48 liter gas C2H2 yang diukur pada keadaan standar!
Jawab:
Kuantitas (dalam mol) C2H2 
= volume C2H2 / VSTP       
                                                =  4,48 / 22, 4
                                                = 0,2 mol
Massa C2H2 = mol x Massa molar C2H2
                   = 0,2 mol x 26 gram/mol
                   = 5,2 gram
3) Hitung volume dari 3,01 x 1023 molekul NO2 yang diukur pada suhu 0 °C dan tekanan 76 cmHg!
Jawab:
kuantitas (dalam mol) NO2 = jumlah partikel /NA   
 =  3,01 x 1023 partikel / 6,02 x 1023 partikel/mol
= 0,5 mol
Volume NO2  = mol x VSTP
                        = 0,5 mol x 22,4 L/mol
                        = 11,2 liter
2. Gas pada keadaan nonstandar
Jika volume gas diukur pada keadaan ATP (Am-bient Temperature and Pressure) atau lebih dikenal keadaan non–STP maka menggunakan rumus:
P V =  n R T
P = tekanan, satuan P adalah atmosfer (atm)
V = volume, satuan Vadalah liter
n  = mol, satuan nadalah mol
R  = tetapan gas = 0,082 liter atm / mol K
T  = suhu, satuan T adalah Kelvin (K)
Contoh soal:
Tentukan volume 1,7 gram gas amonia yang diukur pada suhu 27 °C dan tekanan 76 cmHg!
Jawab:
n = massa amonia / massa molar amonia     
  =   1,7 gram / 17 gram/mol
  = 0,1 mol
P               = (76 cmHg / 76 cmHg)   x 1 atm = 1 atm                
T               = (t + 273) K = 27 + 273 = 300 K
P V           = n R T
1 atm × V = 0,1 mol × 0,082 L atm / mol K × 300 K
V              = 2,46 L

Bagaimana hubungan mol dengan Molaritas?
Molaritas larutan didapatkan dengan membagi mol per volume.