Pintar Pelajaran Rumus Massa Molar (Mr) Dan Volume Molar Gas (Vm), Pengertian, Teladan Soal, Kunci Jawaban

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

1. Massa molar

Massa molar atau massa molekul relatif ialah 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 mempunyai 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

Contoh Soal 1 :

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).

Kunci Jawaban :

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

Contoh Soal 2 : [1]

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

a. mol urea

b. jumlah partikel

Kunci Jawaban :

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

2. Volume Molar

a. Keadaan Standar (STP)

Senyawa gas mempunyai 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 ialah 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 kalau dimasukkan ke dalam rumus gas ideal:

PV = nRT

keterangan:

P = tekanan = 1 atm

V = volume = 1 L

n = 1 mol gas

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 aturan 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 aturan 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 menerima kesimpulan bahwa 1 L gas oksigen pada suhu 0 °C dan tekanan 1 atm mempunyai massa 1,4286 g, atau sanggup 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, menurut aturan Avogadro sanggup disimpulkan:

Jadi, pada keadaan standar (STP), volume molar (volume 1 mol gas) ialah 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

Catatan Kimia :

STP (Standard Temperature and Pressure)

Dalam ilmu kimia, STP ialah kondisi standar untuk pengukuran semoga sanggup dilakukan perbandingan data. Saat ini nilai STP yang didefinisikan oleh IUPAC dan berlaku secara internasional ialah kondisi pada tekanan 100 kPa (1 bar) dan suhu 273,15 K. Sebelum tahun 1997 IUPAC memakai 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: http://en.wikipedia.org)

Contoh Soal 3 :

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.

Kunci Jawaban :

a. Volume O₂ = mol O₂ × 22,4 L

Volume O₂ = 2 × 22,4 L

Volume O₂ = 44,8 L

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

Mol H₂ = 0,25 mol

Contoh Soal 4 : [1]

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

Kunci Jawaban :

Mr CO₂ = 44

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

atau

Mol = massa / Ar atau Mr

atau

Mol = volume / 22,4

sehingga sanggup ditulis juga :

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

Contoh Soal 5 :

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

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

Kunci Jawaban :

a. Untuk menghitung jumlah partikel pada keadaan standar, hubungkan dengan massa O₂ yang diketahui menyerupai 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 mempunyai massa 16 gram ialah 3,01 × 10²³ molekul O₂ dan volumenya ialah 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 mempunyai jumlah partikel 9,03 × 10²³ molekul ialah 27 gram dan volumenya ialah 33,6 L.

Contoh Soal 6 :

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

A. 22,4 liter

B. 11,2 liter

C. L liter

D. 1 liter

E. 0,5 liter

Kunci Jawaban :

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

maka volume = 1 × 22,4 L = 22,4 L

Jadi, volume wadah yang ditempati ialah (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) dipakai dua pendekatan sebagai berikut.

1. Keadaan Tertentu dengan Suhu dan Tekanan yang Diketahui

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

Hukum gas ideal : PV = nRT

PV = n RT → V = (nRT) / P

dimana :

n = 1 mol 

P = 1 atm

R = 0,08205 L atm/mol K 

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

Contoh Soal 7 :

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

Kunci Jawaban :

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 aturan Avogadro, perbandingan gas-gas yang jumlah molnya sama mempunyai volume sama. Secara matematis sanggup 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

Contoh Soal 8 :

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)?

Kunci Jawaban :

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 kalau 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 dikala 0,5 mol gas oksigen volumenya 15 liter

V₁ / V₂ = n₁ / n₂

VO₂ / VN₂ = nO₂ / nN₂

VN₂ = (mol N₂ / mol O₂) x  volume O₂

VN₂ = (2 mol / 0,5 mol) x 15 liter

VN₂ = 60 liter

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

Referensi :

Rahayu, I. 2009. Mudah 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.

Share this post