Jumlah atom dan jumlah mol: contoh sukrosa

Salah satu keterampilan dasar yang berkaitan dengan stoikiometri terdiri dari perbedaan antara konsep jumlah atom dan jumlah mol. Kedua konsep tersebut terkait erat dan memahaminya sangat penting untuk dapat melakukan perhitungan dengan benar dan menafsirkan informasi dengan benar dalam banyak teks kimia dan biokimia.

Apa itu atom?

Ketika kita berbicara tentang atom, kita mengacu pada unit terkecil yang membentuk unsur kimia tertentu dan masih memiliki sifat fisik dan kimia yang sama . Atom adalah partikel kecil yang dibentuk oleh inti yang lebih kecil lagi, di mana kita dapat menemukan proton dan neutron bermuatan positif; mereka juga dikelilingi oleh satu set elektron bermuatan negatif.

Atom-atom ini adalah atom kimia yang sama dengan yang kita temukan dalam tabel periodik dan yang kita gambarkan di atas kertas melalui simbol kimianya masing-masing. Misalnya, kita dapat berbicara tentang atom hidrogen atau atom karbon, dalam hal ini kita mengacu pada partikel yang menyusun unsur hidrogen atau karbon dan yang masing-masing diwakili oleh simbol H dan C.

molekul

Ketika dua atau lebih atom bergabung bersama melalui ikatan kovalen, unit diskrit baru yang disebut molekul terbentuk. Sama seperti atom diwakili oleh simbol kimianya, molekul diwakili oleh rumus molekul, yang merupakan daftar simbol untuk semua atom penyusunnya, dengan subskrip yang menunjukkan jumlah atom dari setiap unsur penyusun molekul. hadiah.

Contoh molekul: sukrosa

Sebagai contoh molekul kita dapat mempertimbangkan sukrosa. Senyawa ini merupakan disakarida yang terbentuk dari penyatuan molekul glukosa dan molekul fruktosa dan memiliki rumus molekul C ₁₂ H ₂₂ O ₁₁ . Strukturnya disajikan di bawah ini:

Berapa jumlah atom dalam sukrosa?

Sekarang setelah kita memahami apa itu atom dan apa itu sukrosa, dan kita juga mengetahui rumus molekul sukrosa, kita dapat menetapkan beberapa hubungan stoikiometri sederhana antara sukrosa dan atom yang dikandungnya:

• Sukrosa mengandung tiga jenis atom, yaitu atom karbon (C), hidrogen (H) dan oksigen (O).
• Setiap molekul sukrosa mengandung tepat 12 atom karbon.
• Molekul sukrosa mengandung tepat 22 atom hidrogen.
• Setiap molekul sukrosa mengandung tepat 11 atom oksigen.
• Secara total, setiap molekul sukrosa mengandung tepat 45 atom.

Selain hubungan antara molekul sukrosa dan atom yang dikandungnya, kita juga dapat membuat hubungan stoikiometri tambahan:

• Dalam sampel sukrosa, untuk setiap 12 atom karbon terdapat 22 atom hidrogen.
• Sukrosa mengandung 11 atom oksigen untuk setiap 12 atom karbon.
• Untuk setiap 22 atom hidrogen yang ada dalam sukrosa, ada juga 11 atom oksigen.

Masing-masing rasio ini dapat digunakan untuk melakukan perhitungan stoikiometri yang berkaitan dengan sukrosa. Selain itu, analisis yang sama ini dapat dilakukan dengan zat apa pun yang rumus molekulnya kita ketahui.

Apa itu tahi lalat?

Mol adalah satuan sistem internasional untuk menyatakan jumlah materi . Misalnya, dengan mengatakan bahwa kita memiliki satu mol nitrogen, kita secara implisit menyatakan berapa banyak atom dari unsur ini yang kita miliki. Ini karena ketika kita berbicara tentang tahi lalat, yang kita maksud adalah bilangan Avogadro. Artinya, mol adalah kelipatan yang menunjukkan ada atau tidaknya 6,022 x 10 ²³ satuan sesuatu . Hal ini bisa tentang apa saja, meskipun dalam konteks sains biasanya mengacu pada atom, molekul, ion, elektron, atau hanya partikel pada umumnya.

Dengan kata lain, tahi lalat tidak lebih dari sebuah angka; yang sangat besar, memang benar, tapi bagaimanapun juga, sebuah angka. Faktanya, konsep mol setara dengan selusin, sebuah istilah yang berarti 12. Kita dapat mengatakan bahwa selusin adalah bilangan 12, karena mol adalah bilangan Avogadro.

Konsep mol ditemukan oleh Avogadro untuk menetapkan skala berat atom relatif terhadap berat atom dari 12 isotop unsur karbon. Ini awalnya didefinisikan sebagai jumlah atom karbon yang ada dalam tepat 12 gram sampel karbon-12 yang benar-benar murni. Bertahun-tahun kemudian, ditentukan bahwa angka ini sama dengan 6.022 x 10 ²³ dan penentuan eksperimental selanjutnya secara bertahap menyempurnakan angka ini. Namun, untuk menghindari salah satu satuan dasar sistem satuan internasional bergantung pada keakuratan pengukuran eksperimental dan, oleh karena itu, mengalami modifikasi setiap kali pengukuran yang lebih baik diperoleh, maka ditetapkan ulang menjadi tepat 6,02214076 x 10 ²³ .

Pentingnya tahi lalat

Mol adalah satuan jumlah materi yang sangat berguna, karena memungkinkan kita untuk menyatakan jumlah atom dalam sampel makroskopik materi (yang selalu jumlahnya sangat besar) dalam jumlah yang lebih kecil dan lebih mudah diatur.

Di sisi lain, berkat fakta bahwa proporsi antara berbagai unsur kimia yang membentuk suatu senyawa kimia adalah tetap, semua proporsi stoikiometri yang dapat kita tentukan dalam bentuk atom, molekul, atau ion dapat ditentukan menggunakan bilangan yang sama dalam istilah mol atom, mol molekul, atau mol ion.

Penggunaan tahi lalat yang benar dan salah

Sangat umum bagi siswa kimia untuk merasa sedikit bingung saat pertama kali menemukan tahi lalat. Kebingungan ini, dalam banyak kasus, disebabkan oleh penggunaan istilah yang salah saat menyatakan hubungan stoikiometri. Mari kita ingat bahwa tahi lalat tidak lebih dari angka yang menghitung berapa banyak unit yang ada; oleh karena itu, setiap kali kita berbicara tentang tahi lalat, kita harus menentukan apa yang kita hitung.

Bayangkan sejenak seseorang berkata kepada orang lain, “Saya punya selusin.” Orang kedua akan langsung ragu dan bertanya: selusin apa?

Hal yang sama berlaku untuk tahi lalat. Jika kita mengatakan kepada seorang ahli kimia “setiap liter larutan mengandung 3 mol”, ahli kimia tersebut akan langsung ingin mengetahui 3 mol dari apa? Tentu saja? Pelarut? Dari pembubaran?

Berapa mol sukrosa?

Setelah mengklarifikasi hal di atas, kita sekarang dapat menetapkan rangkaian hubungan stoikiometri yang sama yang kita tulis sebelumnya dalam istilah atom dan molekul, tetapi sekarang dalam istilah mol. Hubungan tersebut adalah:

• 1 mol molekul sukrosa mengandung tepat 12 mol atom karbon.
• 1 mol molekul sukrosa mengandung tepat 22 mol atom hidrogen.
• Setiap mol molekul sukrosa mengandung tepat 11 mol atom oksigen.
• Secara total, setiap mol sukrosa mengandung 45 mol atom.
• Dalam setiap sampel sukrosa, untuk setiap 12 mol atom karbon terdapat 22 mol atom hidrogen.
• Sukrosa mengandung 11 mol atom oksigen untuk setiap 12 mol atom karbon.
• Untuk setiap 22 mol hidrogen yang ada dalam sukrosa, ada juga 11 mol oksigen.

Dalam contoh-contoh ini kita dapat melihat bahwa, meskipun lebih disukai untuk melakukannya, dalam banyak situasi tidak perlu menentukan jenis partikel atau satuan yang dimaksud, tetapi hanya namanya saja. Jadi, dengan mengatakan “setiap mol sukrosa”, karena sukrosa adalah molekul, dipahami bahwa mol menghitung molekul sukrosa.

Demikian pula, dengan mengatakan “22 mol hidrogen” dalam konteks ini, mol dipahami merujuk pada mol atom hidrogen, karena hidrogen adalah nama atom. Namun, kehati-hatian harus dilakukan, karena kata hidrogen juga dapat merujuk dalam konteks lain ke unsur hidrogen, yang merupakan gas diatomik dengan rumus H ₂ . Dalam kasus ini, berbicara tentang “templat hidrogen” dapat menjadi ambigu karena tidak jelas apakah kita mengacu pada mol molekul hidrogen atau mol atom hidrogen, yang menyoroti kebutuhan untuk menentukan setiap saat apa yang dia hitung.

Jumlah atom versus jumlah mol dalam sukrosa

Hubungan stoikiometri yang disebutkan di atas bukanlah satu-satunya yang dapat ditetapkan untuk sukrosa. Anda juga dapat menuliskan hubungan yang menggabungkan jumlah atom, ion, atau molekul dengan jumlah mol atom, ion, atau molekul. Dalam kasus ini, harus berhati-hati agar tidak lupa bahwa satu mol sama dengan bilangan Avogadro.

Beberapa rasio stoikiometri campuran yang mungkin adalah:

• Dalam satu mol molekul sukrosa terdapat 1,32454 x 10 ²⁵ atom hidrogen (yang sesuai dengan 22 mol dikalikan dengan bilangan Avogadro).
• Untuk setiap 12 mol atom karbon dalam sampel sukrosa, terdapat 6,02214076 x 10 ^{23 molekul sukrosa.}

Salah satu kesalahan paling umum saat menulis hubungan stoikiometri untuk sukrosa, seperti untuk senyawa lainnya, adalah menganggap jumlah atom dan molekul serta jumlah mol atom dan molekul seolah-olah sama. Berikut adalah beberapa contoh tipikal dari jenis kesalahan ini:

• Dalam satu mol molekul sukrosa terdapat 22 atom hidrogen.
• Untuk setiap 12 atom karbon dalam sampel sukrosa, terdapat 1 mol molekul sukrosa.

Jika sewaktu-waktu muncul pertanyaan apakah suatu hubungan itu benar atau salah, trik yang sangat berguna adalah mengganti kata tahi lalat dengan selusin. Jika hubungan itu masuk akal dalam melakukannya, mungkin tidak apa-apa. Ketika relasi tidak ditulis dengan baik, mengganti mol dengan lusin akan membuatnya terdengar lebih aneh dan akan mudah untuk melihat bahwa ada kesalahan. Misalnya, dalam hubungan yang salah pertama dari dua, mengatakan bahwa ada 22 atom hidrogen dalam selusin molekul sukrosa jelas salah, karena selusin molekul memiliki 12 kali 22 atom hidrogen, yaitu 264 atom hidrogen, bukan 22.

Referensi

Senyawa molekuler dan ionik. (2020, 30 Oktober). https://espanol.libretexts.org/@go/page/1807

Chang, R. (2021). Kimia (edisi ke-11). PENDIDIKAN BUKIT MCGRAW.

Mol atom dan molekul – Konsep – Stoikiometri – Kimia . (td). beUnicoos. https://www.beunicoos.com/quimica/estequiometria/moles-y-magnitudes-masicas/quimica-moles-de-atomos-y-moleculas

Redefinisi mol . (td). LATU. https://www.latu.org.uy/wp/wp-content/uploads/2018/05/Redefinici%C3%B3n-del-mol.pdf