Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| KONSEP MOL Kimia SMA Kelas X Semester 2 Biologi SMA Kelas X Semester 2 Modul Kimia
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| KONSEP MOL PETA KONSEP Perhitungan Kimia berdasarkan pada Konsep Mol digunakan untuk menentukan oRumus empiris oRumus molekul oAir kristal oPereaksi pembatas menghitung oJumlah mol oJumlah partikel oMassa oVolume gas o oKadar zat dalam senyawa memerlukan Ar/Mr
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| A. Petunjuk Belajar Agar lebih efektif dan efisien dalam mempelajari modul ini, hendaknya peserta didik memperhatikan petunjuk belajar berikut: 1. Bacalah dan pelajarilah setiap uraian kegiatan belajar dalam modul ini secara runtut, cermat dan teliti. 2. Pahami setiap materi teori dasar yang akan menunjang dalam penguasaan suatu pekerjaan dengan membaca secara teliti. 3. Bilamana terdapat soal latihan maka kerjakan soal tersebut sebagai sarana latihan. 4. Catatlah atau tandailah hal-hal yang Anda anggap penting. 5. Apabila ada yang kurang jelas, coba diskusikan dengan teman-teman atau tanyakan kepada guru atau carilah sumber lain yang sesuai. 6. Setelah Anda memahami uraian materi dalam setiap kegiatan belajar, jawablah soalsoal tes formatif yang tersedia. 7. Baca referensi lain yang ada hubungan dengan materi agar mendapat pengetahuan tambahan. B. Materi Pembelajaran Konsep Mol Dalam kehidupan sehari-hari dikenal adanya beberapa satuan jumlah zat untuk menyebutkan bilangan yang besar untuk mempermudah perhitungan, misalnya satuan lusin digunakan untuk menyebutkan benda yang jumlahnya 12 buah. Akan tetapi, ada juga zat-zat yang tidak mungkin menggunakan satuan jumlah tetapi satuan massa, misalnya 1 kg beras. Karena terdapat ratusan sampai ribuan butir beras, sehingga untuk mempermudah menghitung jumlah butiran beras yang sangat banyak digunakan satuan kilogram. Seperti halnya beras, atom merupakan partikel yang sangat kecil. Jadi tidak mungkin untuk mengambil atom dalam bilangan butir. Oleh karena ukurannya yang sangat kecil maka diperlukan satuan untuk mempermudah dalam menentukan ukuran jumlah patikel yaitu satuan jumlah partikel yang disebut mol. Mol adalah satuan yang digunakan untuk menyatakan jumlah partikel dalam suatu zat. Satu mol merupakan jumlah zat dari sistem yang mengandung partikel dasar yang jumlah keseluruhannya sama banyak dengan jumlah partikel dasar yang dimiliki 12 gram atom C-12.
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| Bilangan Avogadro Pada tahun 1910, Robert Milikan melakukan percobaan untuk mengukur muatan elektron. Dari percobaan ini diperoleh bahwa muatan 1 elektron = 1,621892 × 10-19 Coulumb dan muatan 1 mol elektron = 96.484,56 Coulumb. Karena muatan 1 mol zat dapat dinyatakan sebagai berikut: = × = 6,02 × 1023 elektron/mol Jadi, 1 mol elektron = 6,02 × 1023 elektron Analoginya, 1 mol Fe = 6,02 × 1023 elektron/mol. Besaran ini analog dengan 1 lusin buku = 12 buah buku. Jumlah partikel (atom, molekul atau ion) dalam satu mol disebut bilangan Avogadro (atau tetapan Avogadro) dengan lambang L Hubungan Antara Mol dengan Jumlah Partikel Bilangan Avogadro memberikan penyederhanaan definisi mol sebagai berikut: Definisi ini berlaku untuk semua jenis partikel (atom, ion maupun molekul) Contoh: • 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 1023 atom besi. • 1 mol air (H2O) mengandung 6,02 × 1023 molekul air • 1 mol ion klorida (Cl- ) mengandung 6,02 × 1023 ion Cl- • 5 mol CO2 mengandung 5 × 6,02 × 1023 = 3,01 × 1024 molekul CO2 Pada contoh di atas, jumlah partikel (atom, molekul, dan ion) berbanding lurus dengan molnya, sehingga dapat dirumuskan: Contoh soal : Hitunglah jumlah atom yang terdapat dalam 0,2 mol tembaga(Cu)! x = jumlah mol x 6,02 1023 atom. mol-1 = 0,2 mol x 6,02 x 1023atom. mol-1 = 1,204 x 1023 atom Jumlah partikel = jumlah mol 6,02 1023 Jumlah mol = Bilangan Avogadro = 6,02 x 1023 partikel/mol Satu mol zat tertentu mengandung partikel sebanyak bilangan Avogadro 1 mol partikel = Bilangan Avogadro = 6,02 x 1023 partikel
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| Massa Molar Zat: Hubungan antara Mol dengan Massa Satuan mol berguna untuk menghitung jumlah zat dalam suatu bahan. Contohnya gula (C11H22O11) mengandung 45atom dalam 1 molekul. Massa molekul gula adalah 342,30 sma. Jadi, 1 mol gula = 342,30 gram. Misalnya, jika satu sendok gula berisi 453,6 gram gula, maka banyaknya mol gula dalam satu sendok adalah: Mol gula = 453,6 gram C11H22O11 x = 1,325 mol C11H22O11 Massa molar menyatakan massa (gram) untuk setiap 1 mol zat. Oleh karena itu, massa molar dinyatakan dengan satuan gram/mol. Contoh: Massa 1 mol gula C12H22O12 = 342 gram Massa molar gula = 342 gram/mol Jadi, - untuk senyawa dengan rumus molekul tertentu, massa molar = massa molekul relatif dengan satuan gram/mol. - Untuk senyawa monoatomik, massa molar = massa atom relatif dengan satuan gram/mol. Hubungan massa zat dengan jumlah mol dan massa molar : Jadi, faktor konversi yang digunakan dalam pengubahan massa (gram) menjadi mol zat dan sebaliknya adalah massa molar, bukan massa atom atau massa molekul relatif, karena massa atom atau massa molekul relatif tidak memiliki satuan. Massa molar (M) = Massa 1 mol zat X = (Ar atau Mr X) dengan satuan gram Massa = jumlah mol massa molar Jumlah mol =
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| Contoh Soal o Hitung massa dari dari 2 mol karbondioksida (CO2) dimana Ar C=12 dan O=16) Massa = jumlah mol massa molar = 2 mol (Ar C + 2.Ar O) = 2 mol (12 + 32) gram mol-1 = 2 mol x 44 gram mol-1 = 88 gram o Hitung jumlah mol zat dari 3 gram karbon ( C ), dimana Ar = 12 Jumlah mol = Jumlah mol = = 0,25 mol Volume Molar Gas: Hubungan antara Mol dengan Volume Gas Menurut hukum Avogadro: pada suhu dan tekanan tertentu, setiap gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama. Artinya, gas apapun selama volumenya sama dan diukur pada P dan T yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama. Jika jumlah molekul gas sebanyak tetapan Avogadro (L= 6,02 × 1023 molekul) maka dapat dikatakan jumlah gas tersebut adalah satu mol. Volume satu mol gas ini dikenal dengan volume molar gas, disingkat Vm. Volume molar gas merupakan volume suatu mol zat berwujud gas pada suhu dan tekanan tertentu Volume molar gas pada keadaan standar Berdasarkan perhitungan yang mengacu pada Hukum Avogadro, pada 0°C dan 1 atm (STP, Standard Temperature and Pressure), volume satu mol gas adalah 22,4 liter. Volume rata-rata yang dimiliki gas pada suhu dan tekanan standar (STP/ Standard Temperature and Pressure), yaitu suhu 0oC dan tekanan 1 atm dengan anggapan gas ini adalah ideal. Volume molar dinyatakan dengan : Volume gas (STP) = jumlah mol 22,4 liter/mol Jumlah mol =
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| Volume molar gas pada keadaan tidak standar Volume pada suhu dan tekanan tertentu yang diketahui dapat dihitung dengan menggunakan persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal adalah suatu persamaan yang diturunkan berdasarkan asumsi para pakar kimia dengan mengacu pada hasil-hasil percobaan seperti Charles, Amonton, Boyle dan Gay-Lussac. Hukum Charles menyatakan bahwa: pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Secara matematis dirumuskan sebagai: V T Hukum Amonton menyatakan bahwa: pada volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Secara matematis dirumuskan sebagai: P T Boyle dan Gay-Lussac menggabungkan ketiga besaran gas (tekanan, suhu dan volume) menghasilkan persamaan berikut: PV T Menurut Avogadro, persamaan tersebut dapat ditulis sebagai: PV =RT R adalah tetapan molar gas yang tidak tergantung pada P, Tdan V tetapi hanya bergantung pada jumlah mol gas. Menurut percobaan, nilai R = 0,082 L atm/mol K Berdasarkan uraian tersebut, persamaan gas ideal dapat ditulis sebagai berikut: Dimana, P : tekanan gas (atm) V : volume gas (liter) n : jumlah mol gas (mol) R : tetapan gas (0,082 L atm mol-1 K -1 ) T : suhu mutlak gas (Kelvin / K =273 + suhu Celcius) Contoh Soal : Tentukan volume dari 2 mol gas nitrogen jika diukur pada keadaan standar (STP) dan diukur pada suhu 30 C dan tekanan 1 atm! Jawaban : • pada keadaan standar (STP) Volume gas (STP) = jumlah mol 22,4 liter/mol = 2 mol 22,4 liter/mol = 44,8 liter • pada suhu 30C dan tekanan 1 atm (T = 273 + 30 = 303 K) PV = nRT V = V = = 49,62 Liter V = PV=nRT
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| Mol merupakan satuan jumlah yang mudah diubah ke dalam satuan lain. Dengan demikian, satuan mol dapat digunakan untuk mencari jumlah zat dalam satuan lain. Skema di bawah dapat digunakan sebagai pedoman untuk mengubah massa menjadi mol dan menjadi volume, atau sebaliknya.
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| R A N G K U M A N 1. Satu mol merupakan jumlah zat dari sistem yang mengandung partikel dasar yang jumlah keseluruhannya sama banyak dengan jumlah partikel dasar yang dimiliki 12 gram atom C-12. 2. Tetapan Avogadro adalah bilangan yang digunakan untuk menyatakan jumlah partikel 1 mol zat, yaitu 6,02 × 1023 partikel (atom, ion ataupun molekul). 3. Massa molar adalah massa zat yang besarnya sama dengan massa atom atau massa molekul yang mengandung jumlah partikel sebanyak 6,02 × 1023 atau sebesar 1 mol. 4. Volume molar gas merupakan volume suatu mol zat berwujud gas pada suhu dan tekanan tertentu. 5. Satuan mol dapat digunakan untuk mencari jumlah zat dalam satuan lain
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| TES FORMATIF I. Pilihlah Jawaban yang paling tepat! 1. Jumlah partikel sebanyak 1 mol setara dengan jumlah partikel yang terdapat di dalam …. A. 1 gram atom C-12 D. 1,99 × 1023 gram atom C-12 B. 5 gram atom C-12 E. 6,02 × 1023 gram atom C-12 C. 10 gram atom C-12 2. Jumlah molekul yang terdapat pada 0,5 mol NaCl ..... A. 6,02 × 1022 molekul D. 3,01 × 1022 molekul B. 6,02 × 1023 molekul E. 3,01 × 1023 molekul C. 6,02 × 1024 molekul 3. Massa molar dari N2 bila Ar N = 14 gr/mol .... A. 7 gr/mol D. 42 gr/mol B. 14 gr/mol E. 56 gr/mol C. 28 gr/mol 4. Massa dari 0,2 mol Na2SO4 .... (Ar Na = 23 gr/mol, Ar S = 32gr/mol dan Ar O = 16 gr/mol) A. 14,2 gram D. 28,4 gram B. 20,6 gram E. 34,8 gram C. 23.8 gram 5. Molekul NH3 sebanyak 0,5 mol pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm akan mempunyai volume ..... A. 44,8 liter D. 9,6 liter B. 22,4 liter E. 5,6 liter C. 11,2 liter II. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar. 1. Hitunglah jumlah atom yang terdapat dalam 0,1 mol besi (Fe)! 2. Hitunglah massa dari dari 0,5 mol air (H2O) dimana Ar H=1 dan O=16! 3. Hitunglah jumlah mol zat dari 11,7 gram NaCl, dimana Na = 23 dan Cl = 35,5! 4. Hitunglah volume dari 2 mol gas hidrogen jika diukur pada keadaan standar (STP) 5. Hitunglah massa dari 2 liter gas SO3 (Mr = 80) diukur pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm!
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| GLOSARIUM Keadaan Gas Standar: keadaan gas yang diukur pada tekanan 1 atm dan 0°C. Massa Molar: massa zat yang besarnya sama dengan massa atom relatif atau massa molekul relatif yang mengandung jumlah partikel sebanyak 6,02 × 1023 atau sebesar 1 mol Mol: satuan jumlah partikel penyusun zat (atom, ion maupun molekul). 1 mol zat adalah jumlah zat dari sistem yang mengandung partikel dasar yang jumlah keseluruhannya sama banyak dengan jumlah partikel dasar yang dimiliki 12 gram atom C-12 Volume Molar Gas: Volume molar gas merupakan volume suatu mol zat berwujud gas pada suhu dan tekanan tertentu. Tetapan Avogadro: bilangan yang digunakan untuk menyatakan jumlah partikel 1 mol zat, yaitu 6,02 × 1023 partikel (atom, ion ataupun molekul).
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap| DAFTAR PUSTAKA Sudarmo, Unggul. 2013. Kimia SMA/MA Kelas X. Jakarta: Erlangga. Sunarya, Yayan & Setiabudi, Agus. 2009. Mudah dan Aktif Belajar Kimia Kelas X SMA/MA. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas. Utami, Budi., Nugroho CS, Agung., Mahardiani, Lina., Yamtinah, Sri., Mulyani, Bakti. 2009. Kimia untuk SMA dan MA Kelas XI. Jakarta: Pusat Perbukuan Depdiknas. Watoni, A.Haris. 2013. Kimia untuk SMA/MA Kelas X. Bandung: Yrama Widya.