25 Konsep Mol
Ini keterampilan induk seluruh kimia kuantitatif. Kalau ini kokoh, separuh soal hitungan jadi mudah.
25.1 Apa itu mol?
Mol = satuan “jumlah” untuk partikel, seperti “lusin” tapi jauh lebih besar: \[ 1\ \text{mol} = 6{,}022\times10^{23}\ \text{partikel} \]
25.3 Contoh kecil
Berapa mol dalam 36 g air (\(M_r = 18\))? \[ n = \frac{36}{18} = 2\ \text{mol} \]
Berapa massa 0,5 mol \(\ce{NaCl}\) (\(M_r = 58{,}5\))? \[ m = n\times M_r = 0{,}5\times58{,}5 = 29{,}25\ \text{g} \]
25.4 Menghitung \(M_r\)
Jumlahkan massa atom semua unsur. Contoh \(\ce{H2SO4}\): \[ M_r = 2(1) + 32 + 4(16) = 98 \]
25.5 Mengapa ini penting di OSN-K
Hampir semua soal hitungan diawali “ubah ke mol”: Soal 1 (osmosis), Soal 18 (titrasi), Soal 50 (elektrolisis) — semua bertumpu di sini.
25.6 Perbandingan mol dari reaksi setara
Begitu kamu punya mol satu zat, koefisien reaksi yang sudah setara memberi mol zat lain — ini “mesin” hampir semua soal stoikiometri. Bacanya seperti resep:
\[ \ce{4Mn(OH)2 + O2 + 2H2O -> 4Mn(OH)3} \]
artinya 4 mol \(\ce{Mn(OH)2}\) bereaksi dengan 1 mol \(\ce{O2}\). Jadi \(n_{\ce{O2}} = \tfrac14\,n_{\ce{Mn(OH)2}}\).
Trik rantai: kalau zat lewat beberapa reaksi beruntun, cukup kalikan perbandingannya satu per satu dari belakang sampai sampai ke zat yang kamu tahu.
Contoh. Semua sulfur dalam sampel akhirnya jadi endapan \(\ce{BaSO4}\). Karena tiap \(\ce{BaSO4}\) mengandung tepat satu atom S, maka \(n_\ce{S} = n_\ce{BaSO4}\). Bila massa endapan \(0{,}260\) g dan \(M_r\,\ce{BaSO4} = 233{,}4\): \[ n_\ce{S} = n_\ce{BaSO4} = \frac{0{,}260}{233{,}4} = 1{,}11\times10^{-3}\ \text{mol} \]
Selalu setarakan reaksi dulu sebelum membaca perbandingan mol — koefisien yang salah membuat seluruh hitungan meleset.
25.7 Molaritas: mol di dalam larutan
Untuk larutan, jembatan ke mol adalah molaritas (mol per liter):
\[ M = \frac{n}{V}\quad\Rightarrow\quad n = M\times V\ (\text{V dalam liter}) \]
Kalau volume dalam mL, lebih enak pakai milimol: \(\ \text{mmol} = M\times V_{\text{(mL)}}\).
Contoh. Berapa mol zat terlarut dalam \(40\ \text{mL}\) larutan \(0{,}100\) M? \[ n = 0{,}100\times 0{,}040 = 4{,}0\times10^{-3}\ \text{mol} = 4{,}0\ \text{mmol} \]
Pengenceran/pencampuran. Kalau dua larutan dicampur, mol tiap zat tetap, tetapi volume menjadi gabungan keduanya — hitung ulang konsentrasi dengan \(M_\text{baru} = n/V_\text{total}\).
25.8 Persen massa (% w/w) → massa zat
\(x\%\) w/w berarti ada \(x\) gram zat terlarut dalam 100 g larutan. Cara cepat: ambil 100 g larutan sebagai patokan.
Contoh. Larutan \(\ce{NaCl}\) 15% w/w. Ambil 100 g larutan → 15 g \(\ce{NaCl}\) dan 85 g air. Lalu ubah ke mol seperti biasa: \(n_\ce{NaCl} = 15/58{,}5 = 0{,}256\) mol.
25.9 Mol dari massa jenis
Kadang yang ditanya besaran per satuan volume (mis. energi per mL). Massa jenis \(\rho\) menjembatani volume → massa → mol. Dalam 1 mL zat murni:
\[ n = \frac{m}{M_r} = \frac{\rho\;(\text{g/mL})}{M_r} \]
Contoh. Etanol (\(M_r = 46\), \(\rho = 0{,}789\) g/mL). Mol dalam 1 mL: \[ n = \frac{0{,}789}{46} = 1{,}72\times10^{-2}\ \text{mol/mL} \] Kalikan besaran per mol (mis. \(|\Delta H_C|\)) dengan angka ini untuk mendapat nilai per mL.
- Berapa mol dalam 8 g \(\ce{O2}\)? (jawab: 0,25 mol)
- Berapa massa 3 mol \(\ce{CO2}\)? (jawab: 132 g)
- Berapa volume 0,5 mol gas pada STP? (jawab: 11,2 L)
Bisa ketiganya tanpa melihat? Lanjut. Kalau belum, ulangi bagian “tiga jembatan”.