KimintekHijau.com: Pengukuran Mol Dalam Laboratorium

Pengertian Mol

Mol adalah satuan dasar dalam kimia yang digunakan untuk mengukur jumlah substansi atau entitas kimia. Konsep mol sangat penting dalam memahami dan menghitung jumlah partikel seperti atom, molekul, atau ion dalam suatu zat. Singkatnya, mol adalah cara untuk mengukur jumlah partikel kimia dalam jumlah yang besar, karena partikel-partikel kimia ini sangat kecil dan sulit diukur secara individu.

Lebih rinci, 1 mol mengacu pada jumlah partikel yang setara dengan jumlah atom yang terdapat dalam 12 gram karbon-12 murni, salah satu isotop karbon. Jumlah atom dalam 1 mol disebut sebagai bilangan Avogadro, yaitu 6,022141540 x 10^23 partikel per mol.

Konsep mol memungkinkan kita untuk berbicara tentang jumlah partikel dalam skala yang lebih besar dan memudahkan dalam melakukan perhitungan kimia. Sebagai contoh, 1 mol atom hidrogen memiliki berat sekitar 1 gram, dan 1 mol molekul air memiliki berat sekitar 18 gram (2 mol hidrogen + 1 mol oksigen). Oleh karena itu, mol membantu dalam menghubungkan antara massa dan jumlah partikel dalam reaksi kimia.

Asal usul mol

Penentuan akurat bilangan Avogadro memerlukan pengukuran suatu kuantitas tunggal pada skala atom dan makroskopis dengan menggunakan satuan pengukuran yang sama.

Hal ini pertama kali menjadi mungkin ketika fisikawan Amerika, Robert Millikan, mengukur muatan pada sebuah elektron. Muatan pada satu mol elektron telah diketahui sejak lama dan merupakan konstanta yang disebut Faraday.

Perkiraan terbaik nilai Faraday, menurut Institut Standar dan Teknologi Nasional (NIST), adalah 96485,33212 C/mol. Perkiraan terbaik muatan pada sebuah elektron berdasarkan eksperimen modern adalah 1,60217653 x 10^-19 C/p.

Jika Anda membagi muatan pada satu mol elektron dengan muatan pada satu elektron, Anda akan mendapatkan nilai bilangan Avogadro sekitar 6,022141540 x 10^23 p/mol.

Pengukuran mol dalam laboratorium

Pengukuran mol dalam laboratorium dilakukan menggunakan konsep mol, yang merupakan satuan standar untuk jumlah zat kimia. Satu mol adalah kira-kira setara dengan 602.214.076 entitas kimia, di mana entitas tersebut dapat berupa atom, molekul, ion, atau partikel lainnya tergantung pada konteks kimia.

Berikut adalah beberapa metode umum yang digunakan untuk melakukan pengukuran mol dalam laboratorium:

1. Timbangan Analitik

Timbangan Analitik digunakan untuk menimbang massa zat yg akan dicari mol nya secara akurat. Menghitung mol menggunakan timbangan analitik melibatkan langkah-langkah berikut:

Persiapkan Sampel

Ambil sampel zat yang akan diukur dengan menggunakan spatula atau alat pengambilan sampel yang sesuai. Pastikan sampel sudah dalam keadaan kering dan bebas kontaminan.

Tentukan Massa Sampel

Tempatkan sampel di atas timbangan analitik yang telah dikalibrasi sebelumnya. Baca dan catat massa sampel dalam satuan gram dengan akurasi yang sesuai (biasanya hingga tiga atau empat angka desimal).

Tentukan Massa Molar Zat

Temukan nilai massa molar (g/mol) dari zat kimia yang diukur. Massa molar adalah massa per satu mol zat dan dapat ditemukan dalam tabel periodik atau dihitung berdasarkan komposisi unsur-unsur penyusunnya.

Hitung Jumlah Mol

Gunakan massa sampel (dalam gram) yang diukur dan massa molar zat untuk menghitung jumlah mol dengan rumus:

Jumlah Mol = Massa Sampel (g) / Massa Molar (g/mol)

Jumlah mol ini adalah kuantitas zat dalam satuan mol berdasarkan massa sampel yang diukur.

Pengukuran massa menggunakan timbangan analitik adalah salah satu metode paling akurat untuk menentukan jumlah mol suatu zat dalam laboratorium. Ini memungkinkan peneliti untuk mendapatkan data yang sangat tepat tentang jumlah zat yang digunakan atau dihasilkan dalam suatu reaksi kimia.

2. Elektrokimia

Menghitung jumlah mol menggunakan elektrokimia melibatkan pengukuran muatan listrik yang mengalir dalam suatu reaksi redoks yang terjadi pada elektroda. Elektrokimia memanfaatkan arus listrik (I) yang diukur dalam satuan ampere (A) dan waktu (t) yang diukur dalam satuan detik (s). Berikut adalah langkah-langkah rinci untuk menghitung jumlah mol menggunakan elektrokimia:

Menyiapkan Sel Elektrokimia

Siapkan sel elektrokimia yang terdiri dari dua elektroda: elektroda kerja dan elektroda referensi. Elektroda kerja adalah tempat reaksi redoks terjadi, sementara elektroda referensi digunakan untuk membandingkan potensial elektroda kerja.

Memulai Reaksi Elektrokimia

Pasang sampel yang akan direaksikan pada elektroda kerja. Reaksi redoks akan terjadi pada elektroda kerja.

Mengukur Arus Listrik (I)

Ukur arus listrik (I) yang mengalir dalam sel elektrokimia selama reaksi berlangsung. Arus diukur dengan amperometer dan diukur dalam satuan ampere (A).

Mengukur Waktu (t)

Catat waktu (t) yang diperlukan untuk arus listrik mengalir. Waktu diukur dalam satuan detik (s).

Menggunakan Hukum Faraday

Gunakan Hukum Faraday untuk menghubungkan arus listrik (I), waktu (t), dan jumlah mol (n) dari zat yang direaksikan.

Hukum Faraday menyatakan bahwa jumlah mol (n) dari zat yang direaksikan adalah sebanding dengan arus listrik (I) dan waktu (t) yang diperlukan untuk reaksi:

Mol = (I x t) / F

di mana F adalah konstanta Faraday senilai 96.485,3399 C/mol

Menghitung Jumlah Mol (n)

Gunakan rumus Hukum Faraday untuk menghitung jumlah mol (n) zat yang direaksikan berdasarkan arus listrik (I) dan waktu (t) yang telah diukur.

Soal