Pengertian Hukum Avogadro. Hukum Avogadro menyatakan, bahwa pada temperatur dan tekanan yang sama, gas- gas dengan volume yang sama, akan mempunyai jumlah molekul yang sama pula.
Rumus Hukum Avogadro
Pernyataan ini dapat ditulis kembali dengan sebuah fungsi sebagai berikut:
Jumlah molekul, n ∝ V
V = volume gas
Karena perbandingan jumlah molekul gas sama dengan perbandingan jumlah mol (n), maka
n ∝ V
atau V/n = k
Notasi k disebut volume molar, yaitu volume satu mol gas pada temperatur dan tekanan tertentu.
Volume molar suatu gas tertentu dapat ditentukan dengan cara eksperimen. Beberapa volume molar gas dalam keadaan STP dapat dilihat pada tabel di bawah.
Zat | Volume Molar (Iiter) |
Oksigen, O2 | 22,397 |
Nitrogen, N2 | 22,042 |
Hidrogen, H2 | 22,433 |
Helium, He | 22,343 |
Argon, Ar | 22,397 |
Karbon Dioksida, CO2 | 22,260 |
Ammonia, NH3 | 22,079 |
Untuk mempermudah perhitungan, maka digunakan acuan temperatur 0 Celcius dan tekanan satu atm sebagai standar yang disebut dengan STP (standard temperature pressure). Nilai volume molar yang ditetapkan untuk perhitungan adalah nilai rata- rata yaitu 22,4 liter dan dijadikan sebagai tetapan.
1 mol gas (keadaan STP) = 22,4 liter.
1). Contoh Soal Hukum Avogadro Pembakaran Gas Metana
Empat liter gas metana (CH4) dibakar sempurna menghasilkan gas CO2 dan H2O sesuai persamaan reaksi pembakaran berikut:
CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (g)
Jika pengukuran dilakukan pada temperatur dan tekanan yang sama, berapa volume gas oksigen yang diperlukan.
Diketahui
Volume O2 = V. O2
Vol O2 = 2 liter
Rumus Menghitung Volume Gas Oksigen Pada Pembakaran Metana
Volume Gas Oksigen yang dibutuhkan untuk membakar secara sempurna gas metana sehingga menghasilkan uap air dan gas karbon dioksida dapat dirumuskan dengan persamaan berikut
Vol O2 = (koef. O2)/(koef CH4) x V.Metana
Vol O2 = (2/1) x 4
Vol O2 = 8 liter
Jadi, gas oksigen yang diperlukan untuk pembakaran adalah 8 liter
2). Contoh Soal Hipotesis Hukum Avogadro Perhitungan Pembakaran Gas Butana
Tiga liter gas butana (C4H10) pada STP dibakar sempurna sesuai persamaan reaksi berikut
2 C4H10 (g) + 13 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 10 H2O (g)
Hitunglah total volume gas hasil pembakaran gas butana tersebut
Diketahui
Volume Gas Butana = 3 liter
Total volume gas hasil pembakaran gas butana terdiri dari gas karbon dioksida dan air dalam bentuk gas / uap.
Rumus Menghitung Volume Gas Karbon Dioksida Hasil Pembakaran Gas Butana
Gas karbon dioksida yang dihasilkan dari pembakaran tiga liter gas butana dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
Vol CO2 = (koef CO2)/(koef C4H10) x V. C4H10
Vol CO2 = (8/2) x 3
Vol CO2 = 12 liter
Menghitung Volume Air Hasil Pembakaran Gas Butana
Jumlah air yang dihasilkan dari pembakaran tiga liter gas butana dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
Vol H2O = (koef H2O)/(koef C4H10) x V. C4H10
Vol H2O = (10/2) x 3
Vol H2O = 15 liter
Volume gas buang hasil pembakaran adalah
Vtotal = V. CO2 + V. H2O
Vtotal = 12 + 15
Vtotal = 27 liter
Jadi, total volume gas hasil pembakaran butana adalah 27 liter
3). Contoh Soal Menentukan Jumlah Molekul Gas Oksigen Dan Karbon Dioksida,
Pada pembakaran 6,02 x 1023 molekul gas propane C3H8 dengan gas oksigen menghasilkan gas karbon dioksida dan uap air. Sesuai dengan persamaan reaksi berikut
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
Tentukan jumlah molekul gas oksigen dan jumlah molekul gas CO2,
Diketahui
Molekul Propana = 6,02 x 1023 molekul
Rumus Mencari Jumlah Molekul Oksigen Dibutuhkan Untuk Pembakaran Gas Propana C3H8,
Jumlah molekul oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran gas propane secara sempurna dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut
Molekul O2 = (koef O2)/(koef C3H8) x molekul C3H8
Molekul O2 = (5/1) x 6,02 x 1023
Molekul O2 = 3,01 x 1024 molekul
Jadi, jumlah molekul oksigen yang dibutuhkan untuk pembakaran sempurna gas propane adalah 3,01 x 1024 molekul
Cara Menentukan Jumlah Molekul Karbon Dioksida Hasil Pembakaran Gas Propana C3H8,
Jumlah molekul karbon dioksida yang dihasilkan pada pembakaran gas propane secara sempurna dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut
Molekul CO2 = (koef CO2)/(koef C3H8) x molekul C3H8
Molekul CO2 = (3/1) x 6,02 x 1023
Molekul CO2 = 1,8 x 1024 molekul
Jadi, jumlah molekul karbon dioksida yang dihasilkan selama pembakaran sempurna gas propane adalah 1,8 x 1024 molekul
4). Contoh Soal Penerapan Hipotesis Avogadro
Pada temperatur dan tekanan tertentu, gas N2 direaksikan dengan gas H2 menghasilkan gas NH3. Sesuai reaksi berikut;
3 H2 (g) + N2 (g) → 2 NH3 (g)
Jika gas H2 yang bereaksi sebanyak 7,5 × 1023 molekul, berapakah jumlah molekul NH3 yang terbentuk
Diketahui
Jumllah Molekul H2 = 6,02 x 1023 molekul
Sesuai dengan hipotesis Avogadro), bahwa pada temperatur dan tekanan sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama
Dan sesuai hukum Gay-Lussac bahwa koefisien reaksi menyatakan perbandingan volume gas-gas yang bereaksi
Rumus Menghitung Jumlah Partikel NH3 Yang Terbentuk Dari Gas Hidrogen
Sesuai dengan persamaan reaksi dan hukum Avogadro, Perbandingan volumue gas hydrogen terhadap volume gas NH3 adalah 3 banding 2, maka jumlah partikel NH3 dapat dihitung dengan rumus berikut:
Molekul NH3 = (2 Vol NH3)/(3 Vol H2) x 6,02 x 1023 molekul NH3
Molekul NH3 = 4,01 6,02 x 1023 molekul
Jadi. alam 3 volume H2 terkandung 6,02 × 1023 molekul, maka dalam 2 volume NH3 terkandung: Jumlah molekul NH3 = 4,01 × 1023 molekul
Tetapan Avogadro Dan Mol
Satu mol zat menyatakan banyaknya zat yang mengandung jumlah partikel yang sama dengan jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12.
Jumlah partikel dalam 12,0 gram isotop C-12 adalah 6,02 x 1023 partikel. Dan nilai 6,02 x 1023 disebut sebagai Bilangan Avogadro (NA = Number Avogadro) atau dalam Bahasa Jerman Bilangan Loschmidt (L).
Jadi, dalam satu mol suatu zat terdapat 6,02 x 1023 partikel. Nilai 6,02 x 1023 partikel per mol disebut sebagai tetapan Avogadro, dengan lambang L atau NA atau N
5). Contoh Menghitung Mol Dengan Tetapan Avogadro
1 mol unsur Na mengandung 6,02 x 1023 atom Na.
1 mol senyawa air mengandung 6,02 x 1023 molekul air.
1 mol senyawa ion NaCl mengandung 6,02 x 1023 ion Na+ dan ion Cl–.
Rumus Menghitung Mol Dan Tetapan Avogadro
Hubungan mol dengan tetapan Avogadro dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut:
Jumlah partikel = mol (n) x 6,02 x 1023 atau
Jumlah partikel = n x Tetapan Avogadro
Jumah Partikel = n x NA
6). Contoh Soal Tetapan Avogadro Perhitungan Jumlah Partikel Molekuk Oksigen O2
Hitunglah jumlah partikel yang terdapat dalam 0,5 mol O2
Rumus Menghitung Jumlah Partikel Dalam O2
Jumlah partikel O2 adalah jumlah molekul O2 dan dapat dihitung dengan rumus berikut
Jumlah molekul O2 = n x NA
Jumlah molekul O2 = 0,5 x 6,02 x 1023
Jumlah molekul O2 = 3,01 1023 molekul O2.
7). Contoh Soal Tetapan Avogadro Perhitungan Jumlah Partikel Emas Au
Suatu sampel logam mengandung 2 mol emas murni (Au). Tentukan jumlah partikel dalam sampel tersebut
Diketahui
n Au = 2 mol
Rumus Menghitung Jumlah Partikel Dalam Emas Au
Jumlah partikel dalam emas Au adalah jumlah atom emas (Au) dan dihitung dengan menggunakan rumus berikut
Jumlah atom Au = n x NA
Jumlah atom Au = 0,5 x 6,02 x 1023
Jumlah Atom Au = 3,01x 1023 atom Au
Jadi, jumlah atom Au dalam 2 mol emas murni adalah 3,01x 1023 atom
8). Contoh Soal Menentukan Jumlah Atom Dalam Satu Molekul Gas Butana (C4H10)
Tentukan jumlah atom yang dimiliki oleh satu mol gas butana (C4H10)
Diketahui
n air = 1 mol
Rumus Menghitung Total Atom Dalam Rumus Molekul Gas Butana (C4H10)
Satu molekul butana (C4H10) terdiri dari
Total atom butana (C4H10) = 4 (C) + 10 (H)
Total atom butana (C4H10) = 14 atom
Jadi, total atom dalam rumus molekul air adalah 3 atom.
Menentukan Jumlah Atom Dalam Satu Mol Gas Butana (C4H10)
Satu mol butana (C4H10) mempunyai 6,022 x 1023 molekul butana (C4H10).
Jumlah Atom = 14 x 6,022 x 1023 atom
Jumlah Atom = 8,43 x 1024 atom
Jadi, Jumlah atom dalam 1 mol H2O adalah 8,43 x 1024 atom
Volume Molar
Hipotesis Avogadro menyatakan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama.
Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, maka pada temperatur dan tekanan yang sama pula, 1 mol setiap gas mempunyai volume yang sama. Volume per mol gas disebut volume molar
Volume molar adalah volume 1 mol gas yang diukur pada keadaan standar. Keadaan standar yaitu keadaan pada temperatur 0 °C (atau 273 K) dan tekanan 1 atmosfer (atau 76 cmHg atau 760 mmHg) atau disingkat STP (Standard Temperature and Pressure).
Volume Molar Keadaan Standar
Volume molar keadaan standar adalah besarnya volume pada temperatur 0 °C dan tekanan 1 atm yang dinyatakan dengan STP (Standard Temperature and Pressure).
Rumus Volume Molar Keadaan Standar
Besarnya volume molar gas keadaan standar dapat ditentukan dengan persamaan gas ideal sepertin berikut
PV = nRT
P = tekanan = 1 atm
n = mol = 1 mol gas
T = temperatur dalam Kelvin = 273 K
R = tetapan gas = 0,082 liter atm/mol K
Menghitung Volume Molar Keadaan Standar:
P V = nRT atau
V =(nRT)/P
V = (1 x 0,082 x 273)/1
V = 22,39
V = 22,4 liter
Jadi, volume standar = VSTP = 22,4 liter.
Rumus Volume Molar
Volume molar dapat dirumuskan dengan persamaan berikut
V = n x VSTP atau
V = n x 22,4 liter
n = jumlah mol
9). Contoh Soal Volume Molar Menghitung Volume Gas Karbon Dioksida CO2
Hitung berapa volume gas CO2 yang memiliki massa 22 g (Ar : C = 12, O = 16) jika diukur pada tekanan 1 atm
Diketahui
massa gas CO2 = m
m = 22 gram
Mr CO2 = Mr
Mr = 44
Menghitung Mol Gas CO2
n =m/Mr
n = 22/44
n = 0,5 mol
Menghitung Volume Gas CO2 Pada Tekanan 1 Atm
Volume gas karbon dioksida CO2 dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:
V = n x VSTP atau
V = n x 22,4
V = 0,5 x 22,4
V = 11,2 L
Jadi, volume CO2 adalah 11,2 L
10). Contoh Soal Volume Molar Menentukan Mol Gas Dalam Volume Gas Propana C3H8
Berapa mol yang terdapat dalam gas propna C3H8 yang memiliki volume 8,96 liter, jika diukur pada temperatur 0 °C dan tekanan 1 atm?
Diketahui
V = 8,96 liter
T = 0 + 273 K
P = 1
Rumus Menghitung Mol Gas Propana
Jumlah mol yang dimiliki 8,96 liter gas propane dapat dirumuskan dengan persamaan berikut
V = n VSTP atau
n = V/VSTP
n = 8,96/22,4
n = 0,4 mol
Jadi, jumlah mol gas propane adalah 0,4 mol.
11). Contoh Soal Volume Molar Menghitung Massa Dari Gas Asetilena C2H2
Hitungah massa dari 6,72 liter gas Asetilena C2H2 yang diukur pada keadaan standar
Diketahui
V = 6,72 liter
Kondisi Standar (STP)
Rumus Menentukan Massa Gas Asetilena C2H2 Keadaan Standar STP
Massa gas asetilena dapat ditentukan dengan menggunakan rumus berikut
V = n x VSTP atau
V = (m/MR) x VSTP atau
m = (V x Mr) / VSTP
Menentukan Massa Relatif Molekul Gara Asetilena C2H2
Mr = 2 (12) + 2(1)
Mr = 26
m = (6,72 x 26)/22,4
m = 7,8 gram
Jadi,, massa gas asetilena adalah 7,8 gram
Volume Molar Keadaan Kamar
Kondisi pengukuran gas pada temperatur 25 °C dan tekanan 1 atm disebut keadaan kamar dan dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure)
Rumus Volume Molar Keadaan Kamar RTP
Pada keadaan kamar RTP berarti temperatur 25 °C dan tekanan 1 atm, maka volume molarnya dapat dinyatakan dengan rumus berikut
PV = nRT
P = tekanan = 1 atm
n = mol = 1 mol gas
T = Temperatur dalam Kelvin = 25 + 273 K
T = 298 K
R = tetapan gas = 0,082 liter atm/mol K
Menghitung Volume Molar Keadaan Kamar RTP:
P V = nRT atau
V =(nRT)/P
V = (1 x 0,082 x 298)/1
V = 22,39
V = 24,4 liter
Jadi, pada keadaan kamar (RTP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 24,4 liter/mol.
Volume Molar Gas Keadaan Nonstandar
Jika volume gas diukur pada keadaan ATP (Ambient Temperature and Pressure) atau lebih dikenal keadaan Non–STP maka dapat digunakan persamaan dari rumus berikut
PV = nRT
P = tekanan, satuan P adalah atmosfer (atm)
V = volume, satuan V adalah liter
n = mol, satuan n adalah mol
R = tetapan gas = 0,082 liter atm mol–1 K–1
T = suhu, satuan T adalah Kelvin (K)
12). Contoh Soal Perhitungan Volume Gas Non Standar
Tentukan volume dari 22 g gas CO2 yang diukur pada tekanan 1,5 atm dan suhu 27° C! (Ar : C = 12, O = 16)
Diketahui
m = 22 gram
P = 2 atm
T = 27 + 273 = 300 L
R = 0,082 liter atm mol–1 K–1
Ar : C = 12,
O = 16
Mr = 12 + 2(16)
Mr = 44
Rumus Menentukan Volume Gas Karbon Dioksida
Volume gas karbon diaoksida dapat dinyatakan dengan rumus berikut
PV = nRT
V = (nRT)/P
V = (m RT)/(Mr.P)
V = (22 x 0,082 x 300)(44 x 1,5)
V = 8,2 liter
Jadi, volume gas karbon dioksida adalah 8,2 liter
13). Contoh Soal Perhitungan Volume Gas Nitrogen Non Standar
Tentukan volume dari 3 mol gas nitrogen jika diukur pada suhu 27 °C dan tekanan 2 atm
Diketahui:
n = 3 mol
T = 27 + 273 = 300 K
P = 2 atm
Rumus Menghitung Volume Gas Pada Keadaan Non Standar
Volume gas nitrogen pada keadaan tidak standar dapat dinyatakan dengan rumus berikut
PV = nRT atau
V = (n RT)/P
V = (2 x 0,082 x 300)/ 2
V = 24,6 liter
Jadi, volume gas nitrogen adalah 24,6 liter
14). Contoh Soal Perhitungan Massa Gas Propana C3H8 Dalam Keadaan Non Standar
Berapa massa yang terdapat dalam gas propna C3H8 yang memiliki volume 8,96 liter, jika diukur pada temperatur 27 °C dan tekanan 2 atm?
Diketahui
T = 27 + 273 = 300 K
P = 2 atm
V = 8,96
Ar C = 12
Ar H = 1
Mr = 3 (12) + 8 (1)
Mr = 44
Rumus Menghitung Volume Gas Propana Pada Keadaan Non Standar
Volume gas propane dalam keadaan tidak standar dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut
PV = n RT atau
P V = (m/Mr) x (RT) atau
m = (Mr x P xV)/(R x T)
m = (44 x 2 x 8,96)/(0,082 x 300)
m = 32,05 gram
Jadi, massa gas propane adalah 32,05 gram
Contoh Perhitungan Volume Gas Karbon Dioksida Dan Nitrogen
Jika pada temperatur dan tekanan tertentu, 14 gram nitrogen (N2) memiliki volume 8,5 liter,
- Hitung volume 11 gram gas Karbon Dioksida (CO2) pada temperatur dan tekanan tersebut
- Hitung volume gas nitrogen (N2) tersebut pada kondisi STP.
Jawab:
14 gram Nitrogen =14/28 mol = 0, 5 mol
11 gram karbon dioksida = 11/44 mol = 0,25 mol
Jadi Volume 0,25 mol karbon dioksida = (0,25/0,5) x 8,5 liter = 4,25 liter.
Volume 0, 5 mol nitrogen dalam kondisi STP = 0,5 x 22,4 liter = 11,2 liter
Alkohol: Pengertian Rumus Menentukan Tatanama IUPAC Struktur Jenis Sifat Isomer Posisi Gugus Fungsi Optik Karbon Asimetrik Kiral Contoh Soal 6
Cara Menghitung Energi Kalor Reaksi Bahan Bakar: LPG, Bensin, Metanol, Etanol, Metana, Arang Kayu, Contoh Soal.
Contoh Soal Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia.
Elektron - Proton - Neutron: Partikel Dasar Struktur Atom - Pengertian - Rumus Perhitungan Contoh Soal.
Daftar Pustaka:
- Sunarya, Yayan, 2014, “Kimia Dasar 1, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Ketiga, Yrama Widya, Bandung.
- Hiskia Achmad, 1996, “Kimia Larutan”, Citra Aditya Bakti,
- Sunarya, Yayan, 2013, “Kimia Dasar 2, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Kedua, Yrama Widya, Bandung.
- Syukri, S., 1999, “Kimia Dasar 2”, Jillid 2, Penerbit ITB, Bandung
- Chang, Raymond, 2004, “Kimia Dasar, Konsep -konsep Inti”, Edisi Ketiga, Jilid Satu, Penerbit, Erlangga, Jakarta.
- Brady, James, E,1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Satu, Binarupa Aksara, Jakarta,
- Brady, James, E., 1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Dua, Binarupa Aksara, Jakarta.
- Hipotesis Hukum Tetapan Avogadro: Pengertian Rumus Volume Molar Standar STP RTP Non Standar Contoh Soal Perhitungan 14, Contoh Soal Perhitungan Tetapan Avogadro Dan Mol, Rumus Perhitungan Volume Molar Keadaan Standar Standard Temperature and Pressure STP,
- Rumus Perhitungan Mencari Volume Molar Keadaan Room Temperature and Pressure RTP, Contoh Soal Rumus Perhitungan Volume Molar Gas Non Standar,