Apa itu Satuan Massa Atom atau AMU?

Satuan massa atom (amu), juga disebut satuan massa atom terpadu atau dalton (Da), adalah satuan massa yang sangat kecil yang digunakan untuk menyatakan massa atom dalam kaitannya dengan massa atom isotop karbon 12 . Ini didefinisikan sebagai seperdua belas massa atom karbon-12 ketika tidak terikat pada atom lain.

Definisi satuan massa atom menetapkan atom karbon-12 massa tepat 12 sma. Dengan menggunakan satuan ini, massa semua atom lain dinyatakan sebagai kelipatan atau subkelipatan dari massa atom karbon-12. Untuk alasan ini, pada saat penciptaannya, satuan massa atom hanyalah skala relatif lain dari massa atom, serupa dengan yang lain yang telah didalilkan hingga saat itu. Namun, ketika massa sebenarnya dari atom karbon ditentukan dan nilai absolut dari satuan massa atom dengan demikian dapat ditentukan, amu menjadi skala massa absolut dengan cara yang sama seperti gram, pon, dan ton. .

Nilai satuan massa atom

Konsep dan nilai satuan massa atom terkait dengan konsep awal yang diajukan Avogadro untuk mol. Dia mendefinisikan mol sebagai jumlah partikel dalam tepat 12 gram sampel murni 100% dari isotop karbon-12. Pada saat itu, angka ini tidak diketahui, tetapi hari ini adalah; nilainya disebut bilangan Avogadro dan kira-kira 6.022,10 ²³ (nilai yang diterima saat ini untuk bilangan ini persis 6.0221367,10 ²³ partikel per mol).

Setelah bilangan Avogadro ditentukan, massa atom karbon tunggal 12 dapat diketahui. Membagi nilai ini dengan 12 menghasilkan nilai satuan massa atom. Hubungannya sangat sederhana:

Jika, menurut definisi, satu mol atom karbon-12 beratnya tepat 12 gram, dan kita tahu bahwa ada 6,0221367.10 ²³ atom dalam 1 mol, maka setiap atom karbon-12 memiliki berat:

Sekarang, dengan menggunakan definisi satuan massa atom, kita mendapatkan:

Oleh karena itu, satuan massa atom memiliki nilai 1,660540,10 ^-27 kg

Mengapa menggunakan uma?

Massa apa pun, termasuk atom, dapat dinyatakan dalam satuan massa apa pun, dari gram, pon, dan ons hingga metrik ton; namun, beberapa lebih nyaman daripada yang lain tergantung pada kasusnya. Sebagai contoh, adalah umum untuk menyatakan berat kita sendiri dalam pound atau kilogram, tetapi tidak dalam ton. Kami juga tidak akan menyatakan massa Boeing 747 dalam gram atau miligram; kami mungkin akan melakukannya dalam jumlah banyak.

Menggunakan logika yang sama ini, dan mengingat atom sangat kecil, tidak mudah menggunakan salah satu unit ini untuk menyatakan massa atom. Itulah mengapa satuan massa atom ada, karena memungkinkan massa atom untuk direpresentasikan dengan cara yang lebih nyaman.

Karena atom sangat kecil, orang akan mengharapkan satuan massa atom sama kecilnya.

Satuan massa atom dan nomor massa

Suatu kebetulan yang beruntung dan tidak menguntungkan adalah bahwa definisi satuan massa atom menyebabkan massa atom yang dinyatakan memiliki nilai numerik yang sangat mirip dengan nomor massa yang diketahui. Yang terakhir menunjukkan jumlah total nukleon, yaitu proton dan neutron yang ada dalam inti atom. Faktanya, dalam kasus atom karbon-12, 12 menunjukkan dengan tepat nomor massanya dan, hanya untuk atom ini, nomor ini persis sama dengan massa atom yang dinyatakan dalam amu.

Karena inti karbon-12 mengandung 6 proton dan 6 neutron, satuan massa atom mewakili massa rata-rata antara dua nukleon. Untuk alasan ini, untuk sebagian besar atom, nomor massanya sangat mirip dengan massa atomnya yang dinyatakan dalam amu. Namun, mereka tidak sama, bahkan tidak mengacu pada kuantitas fisik yang sama. Nomor massa bukanlah massa, meskipun namanya menunjukkannya.

Massa atom versus massa molar atom

Terakhir, ada baiknya membuat klarifikasi tambahan seputar istilah berat atom, massa atom, dan massa molar atom. Ketika kita berbicara tentang berat atom atau massa atom, yang kita maksud adalah berat atau massa atom tunggal. Misalnya, dinyatakan dalam dalton, massa atom karbon-12 adalah 12 sma, seperti yang kita lihat sebelumnya.

Namun, banyak siswa yang salah mengatakan bahwa massa atom karbon adalah 12 g atau lebih buruk lagi, 12 g/mol. Kesalahan pertama cukup serius, karena satu atom karbon, sesuatu yang sangat kecil sehingga hanya dapat dilihat melalui mikroskop tercanggih di dunia, dikatakan memiliki massa 12 g, yang mungkin setara dengan satu sendok besar gula.

Kesalahan kedua jauh lebih umum, sedemikian rupa sehingga banyak ahli kimia profesional melakukannya: mereka mengacaukan massa atom (yaitu, massa satu atom) dengan massa molar atom (yaitu, massa satu mol). atom). ). Kebingungan muncul dari fakta bahwa, karena definisi satuan massa atom dan mol, massa molar dalam g/mol secara numerik sama dengan massa atom dalam amu.

Contoh penggunaan satuan massa atom

• Massa atom karbon-13 dalam satuan massa atom adalah 13,003355 sma.
• Massa atom rata-rata unsur karbon (bukan atom karbon tertentu) adalah 12,0107 sma (ini terdiri dari rata-rata tertimbang massa isotop karbon alami, C-12 dan C-13).
• Polimer PG5 adalah molekul terbesar yang pernah dibuat oleh manusia dan memiliki massa lebih dari 200 juta dalton atau sma. Gambar berikut menunjukkan struktur monomer yang menyusunnya.

• Molekul DNA genom manusia memiliki sekitar 3,3 miliar pasangan basa, dan massa sekitar 2,2,10 ¹² sma.

• Massa seseorang yang beratnya 75 kg dalam satuan massa atom adalah 4.417,10 ²⁸ sma.

Referensi

• Chang, R., Manzo, Á. R., Lopez, PS, & Herranz, ZR (2020). Kimia (edisi ke-10). Kota New York, NY: MCGRAW-HILL.
• Teknologi DNA Terintegrasi (tanpa tanggal). Fakta dan Angka Molekuler . Diperoleh dari https://sfvideo.blob.core.windows.net/sitefinity/docs/default-source/biotech-basics/molecular-facts-and-figures.pdf?sfvrsn=4563407_4
• Lazalde, A. (2011). PG5, molekul terbesar yang pernah dibuat . Diperoleh dari https://hipertextual.com/2011/01/pg5-la-molecula-mas-grande-jamas-creada
• Marin-Becerra, Armando, & Moreno-Esparza, Rafael. (2010). Massa relatif dan tahi lalat: Demonstrasi sederhana dari konsep yang sulit . Pendidikan Kimia ,  21 (4), 287-290. Diakses pada 13 Juli 2021, dari http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0187-893X2010000400005&lng=es&tlng=es .
• Veldhiuis, D. (2011). Raksasa mirip pohon adalah molekul terbesar yang pernah dibuat (2011). Ilmuwan Baru . Diambil dari https://www.newscientist.com/article/dn19931-tree-like-giant-is-largest-molecule-ever-made/