3. a. Diketahui 3,01 x 1023 molekul gas CH4 (Ar H = 1, C = 12). Berapa mol gas CH ? ? b. Berapa massa gas CH ? Berapa volume gas CH4 pada tekanan 0,4 atm dan temperatur 27 °C? (R = 0,082 liter atm/mol K) C. 

Wujud dari suatu zat dapat berupa padatan, cairan, maupun gas. Berdasarkan wujudnya, kita dapat mengukur jumlahnya lewat massa untuk padatan dan volumenya untuk gas. Nah, dalam ilmu kimia kita sering menggunakan mol untuk menyatakan jumlah zat. Namun, apa Pahamifren pernah tau alat ukur untuk mol ini? Tidak pernah ya. Jadi meskipun mol adalah SI (Satuan Internasional) untuk jumlah zat namun mol tidak memiliki alat ukur tersendiri. Terus gimana dong ngukur molnya? Tenang aja, kita tetap dapat menghitung mol kok, hal ini karena konsep mol dapat dihubungkan ke besaran lainnya seperti massa, volume, konsentrasi, dan jumlah zat. Nah, kali ini kita diminta menghitung mol, massa, dan volume dari gas metana yang diketahui jumlah molekulnya. Karena masing-masing besaran terhubung ke konsep mol, maka kita dapat menyelesaikan soal ini dengan memahami hubungan konsep mol dengan jumlah partikel, massa zat, dan volume. 


Identifikasi Konsep

Masing-masing besaran terhubung ke konsep mol, Apa Pahamifren tau maksudnya bagaimana? Jadi, setiap besaran dapat dikonversikan ke mol, atau sebaliknya. 
Yang pertama mari kita kenal dulu hubungan mol dengan jumlah partikel 
Hubungan mol dengan jumlah partikel
Jumlah partikel dalam satu mol didefinisikan oleh Amadeous Avogadro, yaitu sebanyak \(6,02 \times 10^{23}\) partikel/mol. Jadi dapat dituliskan,
1 mol = \(6,02 \times 10^{23}\) partikel
maka, mol = JP \(\div\) L
JP = jumlah partikel
L = bilangan Avogadro (\(6,02 \times 10^{23}\))
Yang kedua mari kita kenal hubungan mol dengan massa
Hubungan mol dengan massa
Suatu zat pasti memiliki nilai Ar atau Mr, massa molekul relatif tersebut dapat dituliskan sebagai
Mr = g/mol
maka, mol = massa \(\div\) Mr
Yang ketiga mari kita kenal hubungan mol dengan volume
Hubungan mol dengan volume
Untuk menghitung volume suatu zat kita dapat menggunakan rumus gas ideal yaitu
\(P \times V = n \times R \times T\)
P = tekanan gas (atm)
V = volume gas (L)
n = mol
R = tetapan gas ideal (\(0,082 L.atm.mol^{-1}.K^{-1}\))
T = suhu (K)
Pada soal ini kita diberikan data jumlah molekul gas metana, data tersebut dapat kita ubah ke mol, lalu dari molnya kita dapat menghitung massa dan volumenya, mari kita hitung bersama-sama
Diketahui
Gas \(CH_4\) = \(3,01 \times 10^{23}\)
Mr \(CH_4\) = 16
L = \(6,02 \times 10^{23}\) molekul/mol
P = 0,4 atm
T = \(27^oC = 300 K\)
R = \(0,082 L.atm.mol^{-1}.K^{-1}\)
Ditanya
a. Mol gas \(CH_4\)
b. Massa gas \(CH_4\)
c. Volume gas \(CH_4\) 
Jawab
a. Mol gas \(CH_4\)
Untuk mendapatkan mol \(CH_4\), mari kita ubah jumlah molekulnya menjadi molnya dengan persamaan berikut,
mol = JP \(\div\) L 
mol \(CH_4\) = \(3,01 \times 10^{23} \div 6,02 \times 10^{23}\) = 0,5 mol
b. Massa gas \(CH_4\)
Untuk menghitung massa gas \(CH_4\), mari kita ubah molnya menjadi massa dengan persamaan berikut,
Bila mol = massa \(\div\) Mr, maka
Massa \(CH_4\) = mol \(\times\) Mr = 0,5 mol \(\times\) 16 g/mol = 8 g
c. Volume gas \(CH_4\)
Gas \(CH_4\) berada pada keadaan P dan T tertentu, maka kita dapat menggunakan persamaan gas ideal untuk menghitung volumenya, yaitu
\(P \times V = n \times R \times T\)
\(0,4 atm \times V = 0,5 mol \times 0,082 L.atm.mol^{-1}.K^{-1} \times 300 K\)
V = 30,75 L

Pembahasan

Dengan demikian, dapat kita simpulkan bahwa \(3,01 \times 10^{23}\) gas \(CH_4\)
<ul><li>Nilainya sama dengan 0,5 mol</li><li>Massanya adalah 8 gram</li><li>Volumenya pada 0,4 atm dan \(27^oC\) adalah 30,75 L</li></ul>