Modul Kimia
KONSEP MOL
Kimia SMA Kelas X Semester 2
Biologi SMA Kelas X Semester 2
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap|
KONSEP MOL
PETA KONSEP
Perhitungan
Kimia
berdasarkan pada
Konsep Mol
digunakan untuk
menghitung menentukan
o Jumlah mol o Rumus empiris
o Jumlah partikel o Rumus molekul
o Massa o Air kristal
o Volume gas o Pereaksi pembatas
o
o Kadar 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 soal-
soal 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
-19
elektron. Dari percobaan ini diperoleh bahwa muatan 1 elektron = 1,621892 × 10
Coulumb dan muatan 1 mol elektron = 96.484,56 Coulumb. Karena muatan 1 mol zat
dapat dinyatakan sebagai berikut: = ×
23
= 6,02 × 10 elektron/mol
23
Jadi, 1 mol elektron = 6,02 × 10 elektron
23
Analoginya, 1 mol Fe = 6,02 × 10 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
23
Bilangan Avogadro = 6,02 x 10 partikel/mol
Hubungan Antara Mol dengan Jumlah Partikel
Bilangan Avogadro memberikan penyederhanaan definisi mol sebagai berikut:
Satu mol zat tertentu mengandung partikel sebanyak bilangan Avogadro
23
1 mol partikel = Bilangan Avogadro = 6,02 x 10 partikel
Definisi ini berlaku untuk semua jenis partikel (atom, ion maupun molekul)
Contoh:
23
• 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 × 10 atom besi.
23
• 1 mol air (H2O) mengandung 6,02 × 10 molekul air
23
-
-
• 1 mol ion klorida (Cl ) mengandung 6,02 × 10 ion Cl
23
24
• 5 mol CO2 mengandung 5 × 6,02 × 10 = 3,01 × 10 molekul CO2
Pada contoh di atas, jumlah partikel (atom, molekul, dan ion) berbanding lurus dengan
molnya, sehingga dapat dirumuskan:
23
Jumlah partikel = jumlah mol 6,02 10
Jumlah mol =
Contoh soal :
Hitunglah jumlah atom yang terdapat dalam 0,2 mol tembaga(Cu)!
-1
x = jumlah mol x 6,02 10 23 atom. mol
-1
23
= 0,2 mol x 6,02 x 10 atom. mol
23
= 1,204 x 10 atom
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.
Massa molar (M) = Massa 1 mol zat X = (Ar atau Mr X) dengan satuan gram
Hubungan massa zat dengan jumlah mol dan massa molar :
Massa = jumlah mol massa molar
Jumlah mol =
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.
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
o
Temperature and Pressure), yaitu suhu 0 C 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)
PV=nRT
V : volume gas (liter)
n : jumlah mol gas (mol)
V = R : tetapan gas (0,082 L atm mol K )
-1
-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
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 × 10 partikel (atom, ion ataupun molekul).
23
3. Massa molar adalah massa zat yang besarnya sama dengan massa atom atau massa
molekul yang mengandung jumlah partikel sebanyak 6,02 × 10 atau sebesar 1 mol.
23
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
….
23
A. 1 gram atom C-12 D. 1,99 × 10 gram atom C-12
23
B. 5 gram atom C-12 E. 6,02 × 10 gram atom C-12
C. 10 gram atom C-12
2. Jumlah molekul yang terdapat pada 0,5 mol NaCl .....
22
22
A. 6,02 × 10 molekul D. 3,01 × 10 molekul
23
23
B. 6,02 × 10 molekul E. 3,01 × 10 molekul
24
C. 6,02 × 10 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
23
relatif yang mengandung jumlah partikel sebanyak 6,02 × 10 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,
23
yaitu 6,02 × 10 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.
Bahan Ajar Kimia SMA Kelas X Semester Genap|