Apa itu mol?
Atom dan molekul bereaksi satu per satu, tetapi tidak ada yang dapat menghitungnya satu per satu. Mol adalah satuan hitung kimia — seperti selusin, diperbesar hingga 6,022×1023 benda (bilangan Avogadro, NA), didefinisikan secara tepat sejak revisi SI 2019. Trik ajaibnya: satu atom karbon beratnya 12,011 satuan massa atom, dan satu mol atom karbon beratnya 12,011 gram — angka yang sama, satuannya diganti. Jadi massa molar (g/mol) langsung mengonversi antara massa di timbangan dan jumlah partikel yang bereaksi, dan itulah seluruh bisnis stoikiometri.
Satu aturan yang perlu diingat: mol menghitung partikel, bukan massa. Satu mol setiap zat mengandung jumlah molekul yang sama — tetapi beratnya berbeda seperti zat itu sendiri.
Tabel periodik adalah katalog massa
Setiap sel unsur dalam tabel periodik memuat massa atom rata-ratanya; jumlahkan per unit rumus dan diperoleh massa molar. Sampel, Ca3(PO4)2 (kalsium fosfat), diurai menjadi 3 Ca + 2 P + 8 O = 3(40,078) + 2(30,974) + 8(15,999) = 310,174 g/mol, dan panel merinci sumbangan gram setiap unsur di sampingnya. Tanda kurung mengalikan apa pun yang ada di dalamnya, dan titik dalam CuSO4·5H2O menumpuk lima molekul air kristalisasi di atasnya — keduanya ditangani oleh pengurai yang sama. Menghitung molekul air itu penting: CuSO4·5H2O adalah ≈ 249,7 g/mol, bukan ≈ 159,6.
Komposisi persen
Bagi kontribusi massa setiap unsur dengan massa molar dan diperoleh persen massa-nya — angka yang dicetak label gizi atau kantong pupuk (“sumber P2O5, 20% P”). Air adalah sampel klasik: H menyumbang 2(1,008) = 2,016 g dan O menyumbang 15,999 g per 18,015 g, sehingga air adalah 11,19% hidrogen dan 88,81% oksigen menurut massa — pengingat bahwa “sebagian besar hidrogen” menurut jumlah atom sangat berbeda dari menurut berat.
Rumus empiris vs molekular
Rumus empiris adalah rasio bilangan bulat terkecil atom (CH2O); rumus molekular adalah jumlah sebenarnya dalam molekul (C6H12O6, glukosa — enam salinan dari rasio yang sama). Analisis pembakaran memberi persen massa; mengonversinya melalui mol: 40,00% C, 6,71% H, 53,29% O pada sampel menjadi 3,330 : 6,657 : 3,331 mol, yang terbagi menjadi 1 : 2 : 1 yang bersih — CH2O, massa empiris 30,026 g/mol. Untuk naik dari empiris ke molekular diperlukan massa molar: n = 180,16 ÷ 30,026 = 6,000, sehingga molekulnya adalah (CH2O)6. Banyak zat (air, amonia, CO2) sudah berada di n = 1, di mana kedua rumus berimpit.
Gram, mol, partikel
Panel Mol/Gram/Partikel menelusuri seluruh segitiga dalam sekali jalan: sampel mengonversi 18,015 g air menjadi tepat 1,000000 mol dan 6,022×1023 molekul — dan, karena setiap H2O memiliki tiga atom, 1,807×1024 atom. Segitiga ini adalah mesin di balik setiap soal stoikiometri di halaman Penyeimbang Persamaan dan setiap molaritas di halaman Larutan.
Kesalahpahaman umum
- Satu mol apa pun beratnya kira-kira sama. Mol menghitung partikel; satu mol H2 adalah 2 g, satu mol emas adalah 197,0 g — jumlah yang sama, massa yang sangat berbeda.
- Persentase langsung dikonversi menjadi subskrip. Ia harus melewati pembagian dengan massa atom (mol) terlebih dahulu — 6,71% hidrogen menyumbang lebih banyak atom daripada 53,29% oksigen justru karena atom H sangat ringan.
- Rumus molekular selalu versi yang lebih besar dari empiris. Hanya ketika n > 1. Untuk H2O keduanya identik, dan kasus n = 1,000 pada panel molekular adalah hal yang rutin.
- Massa atom adalah bilangan bulat dikali sma. Nilai yang tercantum adalah rata-rata berbobot kelimpahan atas isotop — 35,45 g/mol klorin adalah campuran dari 35-Cl dan 37-Cl.
Alat terkait: Tabel Periodik (massa atom yang dijumlahkan halaman ini), Penyeimbang Persamaan (stoikiometri yang dibangun di atas mol), dan Larutan (mol per liter).
