Volume molar gas adalah volume 1 mol gas yang diukur pada kondisi standar dengan memiliki volume

Rumus Massa Molar (Mr) dan Volume Molar Gas (Vm), Pengertian, Contoh Soal, Kunci Jawaban - Berikut ini adalah materi lengkapnya :

Massa molar atau massa molekul relatif adalah massa 1 mol zat yang dinyatakan dalam gram mol-1.

Massa molar = massa mol zat = Mr atau Ar (dalam gram mol-1)

Massa molar Al = 27,0 g/mol

Massa molar Fe = 56,0 g/mol

Massa molar HCl = 36,5 g/mol

Massa molar NaOH = 40,0 g/mol

Jika kita memiliki suatu zat x gram dan massa molar m (g mol-1) maka jumlah n mol dinyatakan dengan :

n (mol) = x gram / m (g/mol) 

Jumlah mol = massa / massa molar = massa / Mr atau Ar

Massa = mol × (Mr atau Ar) Contoh : [1]

a. Massa molar H2 = massa dari 1 mol H2

Massa molar H2 = massa dari 1 mol H2 = Mr H2

Mr H2 = 2 × Ar H
Mr H2 = 2 × 1 gram/mol
Mr H2 = 2 gram/mol

b. Massa molar O2 = massa dari 1 mol O2

Massa molar O2 = massa dari 1 mol O2 = Mr O2

Mr O2 = 2 × Ar O
Mr O2 = 2 × 16 gram/mol
Mr O2 = 32 gram/mol

c. Massa molar CO2 = massa dari 1 mol CO2

Massa molar CO2 = massa dari 1 mol CO2 = Mr CO2

Mr CO2 = Ar C + (2 × Ar O)
Mr CO2 = 12 + (2 × 16)
Mr CO2 = 12 + 32 = 44 gram/mol

d. Massa molar H2O = (2 × Ar H) + Ar O

Mr H2O = (2 × 1) + 16

Mr H2O = 2 + 16
Mr H2O = 18 gram/mol

e. Massa molar H2SO4 = (2 × Ar H) + Ar S + (4 × Ar O)

Mr H2SO4 = (2 × 1) + 32 + (4 × 16)

Mr H2SO4 = 2 + 32 + 64
Mr H2SO4 = 98 gram/mol

f. Massa molar CH3COOH = (2 × Ar C) + (4 × Ar H) + (2 × Ar O)

Mr CH3COOH = (2 × 12) + (4 × 1) + (2 × 16)

Mr CH3COOH = 24 + 4 + 32
Mr CH3COOH = 60 gram/mol

g. Massa molar (NH4)2CO3 = (2 × Ar N) + (8 × Ar H) + Ar C + (3 × Ar O)

Mr (NH4)2CO3 = (2 × 14) + (8 × 1) + 12 + (3 × 16)

Mr (NH4)2CO3 = 28 + 8 + 12 + 48
Mr (NH4)2CO3 = 96 gram/mol

a. Hitunglah jumlah mol dari 54 g Al dalam sebuah perabotan rumah tangga (Ar Al = 27).

b. Hitunglah jumlah mol dari 9 g H2O dalam satu cangkir sirup buah (Mr H2O = 18).

a. Jumlah mol = massa / massa molar = massa / Mr atau Ar

mol Al = 54 g Al / 27 g/mol = 2,0 mol

b. Mol H2O = 9 g H2O / 18 g/mol = 0,5 mol H2O

Diketahui 6 g urea (CO(NH2)2) jika Ar : H = 1, C = 12, N = 14, O = 16, tentukan:

Mr urea = 12 + 16 + (16 x 2) = 60

a. mol urea = massa urea / Mr urea = 6 g / (60 g/mol) = 0,1 mol

b. jumlah partikel = n x N

jumlah partikel = 0,1 x (6,02 x 1023 molekul)

jumlah partikel = 0,602 x 1023 molekul

jumlah partikel = 6,02 x 1024 molekul

a. Keadaan Standar (STP)

Senyawa gas memiliki volume yang berubah-ubah. Sifat ini berbeda dengan sifat senyawa padat dan cair. Volume suatu gas bergantung pada suhu, tekanan, dan jumlah zatnya. Volume molar gas adalah volume satu mol gas pada keadaan standar (0 °C, 1 atm). Keadaan standar dinyatakan sebagai tekanan 1 atm (76 CmHg) dan suhu 0 °C (273 K). Keadaan tersebut jika dimasukkan ke dalam rumus gas ideal:

R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K

T = suhu 0 °C = 273 K

V = (1 mol × 0.08205 L atm/mol K × 273 K) / 1 atm = = 22,389 L ≈ 22,4 L

Sesuai dengan hukum Avogadro yang menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas yang sama mengandung jumlah molekul yang sama atau banyaknya mol dari tiap-tiap gas volumenya sama. Berdasarkan hukum tersebut berlaku volume 1 mol setiap gas dalam keadaan standar (suhu 0° C dan tekanan 1 atm) sebagai berikut. [2] Berapakah volume molar gas? Bagaimana menghitung volume sejumlah tertentu gas pada suhu dan tekanan tertentu?

Avogadro dalam percobaannya mendapat kesimpulan bahwa 1 L gas oksigen pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atm mempunyai massa 1,4286 g, atau dapat dinyatakan bahwa pada tekanan 1 atm: [1]

1 L gas O2 = (1, 4286 / 32) mol

1 L gas O2 = (1 / 22,389) mol

Harga volume yang akan diperoleh 22,4 liter. Maka, berdasarkan hukum Avogadro dapat disimpulkan:

Jadi, pada keadaan standar (STP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 22,4 liter/mol.

Dapat pula dirumuskan:

Mol gas x = volume gas x / volume molar

atau

Mol gas x = volume gas x / 22,4 L/mol

Volume gas dalam keadaan standar = 22,4 L

STP (Standard Temperature and Pressure)

Dalam ilmu kimia, STP adalah kondisi standar untuk pengukuran agar dapat dilakukan perbandingan data. Saat ini nilai STP yang didefinisikan oleh IUPAC dan berlaku secara internasional adalah kondisi pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan suhu 273,15 K. Sebelum tahun 1997 IUPAC menggunakan kondisi pada 101,325 kPa (1 atm) dan suhu 0 °C (273,15 K) sebagai kondisi standar (STP).Meskipun begitu, kondisi 0 °C dan 1 atm masih banyak digunakan. (Sumber: //en.wikipedia.org)

a. Hitunglah volume 2 mol gas oksigen apabila diukur pada keadaan standar.

b. Hitunglah jumlah mol dari 5,6 liter gas hidrogen dalam suatu balon gas pada keadaan standar.

a. Volume O2 = mol O2 × 22,4 L

b. Mol H2 = volume H2 / 22,4 = 5,6 L / 22,4 L

Berapa volume gas CO2 yang massanya 22 g (Ar : C = 12, O = 16) jika diukur pada tekanan 1 atm?

mol CO2 = 22/44 = 0,5 mol

volume CO2 = 0,5 x 22,4 = 11,2 L

Hubungan mol dengan jumlah partikel, massa zat, dan volume zat pada keadaan standar adalah

Mol = jumlah partikel / 6,02 x 1023

sehingga dapat ditulis juga :

Mol = jumlah partikel / 6,02 x 1023 = massa / Ar atau Mr = volume / 22,4

a. Hitunglah jumlah partikel dan volume gas O2 (Mr = 32) pada keadaan standar yang memiliki massa 16 gram.

b. Hitunglah massa dan volume 9,03 × 1023 molekul uap air (Mr = 18) pada keadaan standar.

a. Untuk menghitung jumlah partikel pada keadaan standar, hubungkan dengan massa O2 yang diketahui seperti berikut.

jumlah partikel / 6,02 x 1023 = massa / Mr

jumlah partikel / 6,02 x 1023 = 16 / 32

jumlah partikel = (16 / 32) x 6,02 x 1023

Jumlah partikel = 3,01 × 1023 molekul O2

Untuk menghitung jumlah volume (keadaan standar), hubungkan dengan persamaan:

massa O2 / Mr O2 = volume O2 / 22,4

16 / 32 = volume O2 / 22,4

volume O2 = (16 / 32) x 22,4 L = 11,2 L.

Jadi, jumlah partikel gas O2 yang memiliki massa 16 gram adalah 3,01 × 1023 molekul O2 dan volumenya adalah 11,2 L.

b. Untuk menghitung massa H2O, hubungkan dengan persamaan:

massa H2O / Mr H2O = jumlah partikel H2O / 6,02 × 1023

massa H2O / 18 = 9,03 × 1023 / 6,02 × 1023

massa H2O = (9,03 × 1023 / 6,02 × 1023) x 18 = 27 gram

Untuk menghitung volume gas H2O, hubungkan dengan persamaan :

jumlah partikel H2O / 6,02 × 1023 = volume uap H2O / 22,4

9,03 × 1023 / 6,02 × 1023 = volume uap H2O / 22,4

volume uap H2O = (9,03 × 1023 / 6,02 × 1023) x 22,4 = 33,6 L

Jadi, massa uap air yang memiliki jumlah partikel 9,03 × 1023 molekul adalah 27 gram dan volumenya adalah 33,6 L.

Dalam satu wadah terdapat L partikel gas hidrogen. Jika L adalah bilangan Avogadro, volume wadah yang ditempati gas tersebut pada suhu dan tekanan standar adalah ....

jumlah partikel / bilangan Avogadro = L / L = 1 mol

maka volume = 1 × 22,4 L = 22,4 L

Jadi, volume wadah yang ditempati adalah (A) 22,4 liter.

b. Keadaan Kamar (RTP) [1]

Kondisi pengukuran gas pada suhu 25 °C dan tekanan 1 atm disebut keadaan kamar dan dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure).

PV = nRT dengan: P = tekanan (atm) V = volume gas (liter) n = jumlah mol (mol) R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K T = 0 °C = 298 K V = (n . R . T) / P V = (1 mol × 0.08205 L atm/mol K × 298 K) / 1 atm = 22,4 L

c. Volume Gas pada Keadaan Tidak Standar [2]

Perhitungan volume gas tidak dalam keadaan standar (non-STP) digunakan dua pendekatan sebagai berikut.

1. Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui

Volume gas pada suhu dan tekanan yang diketahui dapat dihitung dengan menggunakan persamaan gas yang disebut persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal, yaitu PV = nRT, untuk menentukan volume gas menjadi:

Hukum gas ideal : PV = nRT

PV = n RT → V = (nRT) / P

T = suhu mutlak gas (K = 273 + suhu celcius)

Tentukan volume dari 4,4 g gas CO2 yang diukur pada tekanan 2 atm dan suhu 27 °C! (Ar : C = 12, O = 16)

Mol CO2 = massa CO2 / Mr CO2 = 4, 4 / 44 = 0,1 mol

Volume CO2 = nRT / P = (0,1× 0,082 ×(273 + 27)) / 2 = 1,21 L

b. Dengan konversi gas pada suhu dan tekanan yang sama (Keadaan yang Mengacu pada Keadaan Gas Lain)

Menurut hukum Avogadro, perbandingan gas-gas yang jumlah molnya sama memiliki volume sama. Secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.

V1 / V2 = n1 / n2

Di mana:

n1 = mol gas 1 

n2 = mol gas 2 

V1 = volume gas 1

V2 = volume gas 2

Berapa volume 4 g gas metana (CH4) yang diukur pada keadaan sama dengan 3 g NO volumenya 5 L (Ar : H = 1, C = 12, N = 14, O = 16)?

Mr CH4 = 16

mol CH4 = 4 / 16 = 0,25 mol

Mr NO = 30

V1 / V2 = n1 / n2

V1 = (n1 / n2) x V2 = (0, 25 / 0,1) x 5 L = 12,5 L

Contoh Soal 9 : [1] Tentukan volume dari 2 mol gas nitrogen jika diukur pada: a. keadaan standar (STP) b. keadaan kamar (RTP) c. suhu 30 °C dan tekanan 1 atm d. suhu dan tekanan yang sama di mana 0,5 mol gas oksigen mempunyai volume 15 liter Kunci Jawaban : a. Pada keadaan standar (STP),Vm = 22,4 liter/mol V = n × Vm V = 2 mol × 22,4 liter/mol V = 44,8 liter b. Pada keadaan kamar (RTP), Vm = 24,4 liter/mol V = n × Vm V = 2 mol × 24,4 liter/mol V= 48,8 liter c. Pada suhu 30 °C dan tekanan 1 atm, dihitung dengan PV = nRT T = 273 + 30 = 303 K V = nRT/P V = (2 mol × 0,082 L atm/mol K × 303 K) / 1 atm V = 49,692 liter d. Pada suhu dan tekanan yang sama pada saat 0,5 mol gas oksigen volumenya 15 liter

V1 / V2 = n1 / n2

VN2 = (mol N2 / mol O2) x  volume O2

VN2 = (2 mol / 0,5 mol) x 15 liter

VN2 = 60 liter

Anda sekarang sudah mengetahui Massa Molar dan Volume Molar. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Rahayu, I. 2009. Praktis Belajar Kimia, Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas/Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p 210.

Referensi Lainnya :

[1] Utami, B. A. N. Catur Saputro, L. Mahardiani, dan S. Yamtinah, Bakti Mulyani.2009. Kimia : Untuk SMA/MA Kelas X. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 250.

[2] Setyawati, A. A. Kimia : Mengkaji Fenomena Alam Untuk Kelas X SMA/MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 186.