Ukuran Molekul dengan Model Gas Ideal

Apa itu molekul?

Jawaban singkatnya adalah partikel yang dibentuk dari kombinasi dua buah atau lebih atom. Dalam kimia, molekul adalah unit terkecil dari sebuah senyawa yang masih mewarisi sifat-sifat kimia senyawa tersebut. Karena dibentuk oleh kombinasi atom-atom, molekul dapat dipecah kembali menjadi atom-atom pembentuknya. Tentu saja, setelah menjadi atom, sifat kimia dari molekul itu hilang. Misalnya saja molekul garam NaCl yang rasanya asin, namun atom-atom pembentuknya, Na dan Cl, tidak memiliki rasa asin.

Berapa ukuran molekul?

Memang banyak jenis molekul, pertanyaan ini umum untuk rata-rata ukuran semua molekul. Seperti halnya kita bertanya, berapa tinggi orang Indonesia? Tentu maksud kita adalah tinggi rerata orang-orang Indonesia. Nah, Ukuran molekul sudah tentu lebih besar daripada sebuah atom, tapi mungkin masih di orde yang sama yaitu armstrong (10-10 meter).

Dari mana kita tahu ukuran atom?

Banyak cara, pengukuran langsung (eksperimen) adalah cara terbaik. Namun kita juga dapat menaksir ukuran atom tanpa eksperimen, yaitu perhitungan dengan model atom. Kita dapat menggunakan model atom Bohr atau model atom mekanika kuantum, keduanya memberikan orde yang sama, yaitu armstrong.

Bagaimana mengetahui ukuran molekul?

Sama halnya dengan atom, pengukuran terbaik adalah lewat eksperimen. Namun, kita juga dapat menaksir ukuran molekul lewat model molekul. Salah satu caranya begini. Kita ambil, misalnya, 1 mol gas ideal pada keadaan STP. Satu mol gas dalam keadaan STP berarti mengandung molekul (penyusun gas tersebut) sebanyak bilangan Avogadro, 6.02205 x 1023 partikel. Volume satu mol gas dalam keadaan STP adalah 22.4 L, atau 22.4 x 10-3 m3. Sekarang, 1 mol gas tersebut didinginkan (lewat proses kondensasi) sampai volumenya turun sebanyak 1000 kali. Pada keadaan ini gas berubah fase menjadi padat. Jadi, volume satu mol gas ideal berwujud panas adalah 22.4 x 10-6 m3. Artinya, volume satu molekul gas adalah 22.4 x 10-6 m3 dibagi jumlah partikel dalam 1 mol gas tersebut:

V_\text{1 molekul} = \frac{22.4 \times 10^{-6}}{6.0225 \times 10^{23}}.

Hasilnya adalah 3.7 x 10-29 m3. Dalam fase padat, molekul-molekul pembentuk zat padat tersebut tersusun beraturan dan berdekatan. Kita boleh membuat asumsi bahwa molekul tersebut berbentuk sferis (bola), sehingga

3.7 \times 10^{29} = \frac{4}{3}\: \pi\: R^3

dengan R adalah jari-jari molekul. Segera kita dapatkan bahwa R = 2.07 x 10-10 m – atau dalam orde armstrong. Begitulah cara sederhana menghitung ukuran molekul dengan sebuah model (dalam artikel ini dengan model gas ideal).

Author: febdian RUSYDI

a physicists, a faculty, a blogger.

Leave a Reply