Otak manusia memiliki waktu yang sulit untuk memikirkan angka yang sangat besar dan angka yang sangat kecil. Di lab kimia, Anda akan sering dihadapkan pada keduanya.
Katakanlah Anda memiliki larutan garam sederhana yang akan Anda gunakan di lab. Cukup mudah bagi Anda untuk melihat solusinya. Ini jelas dan berair. Tapi, bagaimana Anda tahu berapa banyak molekul garam individu yang ada dalam larutan ini?
Anda tidak bisa hanya melihat solusi dan mencari tahu. Menghitung molekul dalam larutan tidak sesederhana menghitung kacang jelly dalam toples. Anda bahkan tidak dapat mengambil sampel larutan di bawah mikroskop cahaya untuk mencoba dan melihat molekulnya. Mereka terlalu kecil!
Lalu bagaimana Anda bisa menjelaskan berapa banyak molekul garam yang ada? Kuncinya adalah Bilangan Avogadro.
Apa Itu Bilangan Avogadro?
Di dalam larutan garam Anda tidak hanya Anda tidak dapat melihat molekul, tetapi ada banyak sekali molekul. Faktanya, ada begitu banyak sehingga sangat sulit untuk benar-benar memahami jumlahnya. Anda berurusan dengan sejumlah besar partikel yang sangat kecil. Tapi, kimia membutuhkan pengetahuan tentang berapa banyak partikel karena berbagai alasan, di antaranya termasuk memprediksi reaksi dan membuat solusi.
Anda perlu mengetahui jumlah molekul dan bagaimana hubungannya dengan massa karena, lebih sering daripada tidak, ketika Anda membuat larutan, Anda menimbang komponen yang dimaksud. Misalnya, Anda tidak menghitung jumlah individu molekul yang Anda butuhkan dalam larutan garam. Sebaliknya Anda menimbang jumlah zat terlarut yang sesuai dengan jumlah molekul yang Anda inginkan.
Itu tahi lalat memungkinkan jembatan antara dunia tak terduga dari sejumlah besar molekul kecil dan mampu untuk benar-benar menimbang zat dan bekerja dengan mereka. Satu mol suatu zat mengandung 6,022 x 1023 partikel zat itu. Ini adalah nomor Avogadro.
Dengan demikian, satu mol adalah bilangan kolektif. Ini mirip dengan nomor kolektif lain yang mungkin Anda kenal: selusin. Selusin dapat merujuk pada apa saja: selusin donat selalu dua belas donat, dan selusin flamingo selalu dua belas flamingo.
Dengan cara yang sama, satu mol donat akan menjadi 6,022 x 1023 donat, dan satu mol flamingo akan menjadi 6,022 x 1023 flamingo. Satu mol NaCl juga akan menjadi 6,022 x 1023 molekul NaCl.
Hubungan antara mol dan massa dikenal sebagai massa molar atau jumlah gram dalam satu mol zat. Massa molar untuk setiap elemen dapat ditemukan di bawah simbol pada tabel periodik.
Misalnya, massa molar karbon adalah 12,01 g/mol. Artinya dalam satu mol karbon terdapat 12,01 gram karbon.
Menggunakan Bilangan Avogadro untuk Menghitung Jumlah Molekul
Katakanlah Anda memiliki 2 mol NaCl. Berapa banyak molekul NaCl itu? Di sinilah Anda dapat menggunakan nomor Avogadro:
Jadi, 2 mol NaCl mengandung 1,2 x 1024 molekul NaCl.
Bagaimana jika alih-alih 2 mol, Anda diberi 2 gram dari NaCl. Berapa banyak molekul NaCl yang dikandungnya?
Untuk mengetahuinya, Anda membutuhkan massa molar NaCl yaitu 58,44 g/mol. Pertama, ubah gram menjadi mol menggunakan massa molar dan kemudian gunakan bilangan Avogadro untuk menemukan jumlah molekul:
Perhitungan ini memberi tahu Anda bahwa ada 2,1 x 1022 molekul NaCl dalam 2 gram NaCl.