Berikut ini alat bantu hitung sebagai teman belajar tentang konversi satuan molalitas larutan dan fraksi mol. Dasar perhitungan dan contoh perhitungan secara manual ditampilkan pada bagian bawah kalkulator ini.
Molalitas dapat dinyatakan dengan persamaan yang hanya menyajikan data fraksi mol zat terlarut (Xt) dalam pelarut, boleh air atau yang lain, sesuaikan dengan soal.
Xt = fraksi mol zat terlarut;
1 – Xt = fraksi mol zat pelarut)
$\mathsf{X_t = \dfrac{n_t}{n_t +n_p}}$
$\mathsf{X_t \cdot (n_t + n_p) = n_t}$
$\mathsf{X_t \cdot n_t + X_t \cdot n_p = n_t}$
$\mathsf{X_t \cdot n_p = n_t - X_t \cdot n_t}$
$\mathsf{n_t - X_t \cdot n_t = X_t \cdot n_p}$
$\mathsf{n_t (1 - X_t) = X_t \cdot n_p}$
$\mathsf{n_t = \dfrac{X_t \cdot n_p}{1 - X_t}}$ (persamaan-1)
Molalitas (b) adalah perbandingan jumlah mol zat terlarut dengan setiap kg massa pelarut. Dengan massa pelarut (mp) bersatuan g maka molalitas dapat ditulis
$\mathsf{b = \dfrac{n_t}{mp/1000}}$
$\mathsf{b = n_t \times \dfrac{1000}{mp}}$ (persamaan-2)
Hasil substitusi persamaan-1 ke dalam persamaan-2:
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot n_p}{1 - X_t} \times \dfrac{1000}{mp}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot n_p \cdot 1000}{(1 - X_t) m_p}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot \dfrac{\color {red}{\cancel{m_p}}}{mM_p} \cdot 1000}{(1 - X_t) \color {red}{\cancel{m_p}}}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot \dfrac{1}{mM_p} \cdot 1000}{(1 - X_t)}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot 1000}{(1 - X_t) \cdot mM_p}}$ (persamaan-3)
$\mathsf{mM_p = \dfrac{X_t \cdot 1000}{(1 - X_t) \cdot b}}$ (persamaan-4)
Keterangan variabel:
b = molalitas larutan (molal);
Xt = fraksi mol zat terlarut;
1 – Xt = fraksi mol pelarut;
mMp = massa molar pelarut (g/mol);
mp = massa pelarut (g);
np = jumlah zat pelarut (mol);
mMt = massa molar terlarut (g/mol);
mt = massa terlarut (g);
nt = jumlah zat terlarut (mol);
Untuk konversi fraksi mol ke molalitas hanya diperlukan variabel Xt atau Xp serta mMp.
Contoh soal-1:
Diketahui massa molar H2SO4 98 g/mol dengan fraksi mol sebesar 0,02. Hitunglah molalitas H2SO4 dalam larutan tersebut.
Penyelesaian Soal-1:
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot 1000}{(1 - X_t) \cdot mM_p}}$
$\mathsf{b = \dfrac{0{,}02 \cdot 1000}{(1 - 0{,}02) \cdot 18}}$
$\mathsf{b = \dfrac{0{,}02 \cdot 1000}{0{,}98 \cdot 18}}$
$\mathsf{b = \dfrac{20}{17{,}64}}$
$\mathsf{b = 1{,}134}$ (hasil pembulatan)
Jadi molalitas H2SO4 tersebut 1,134 molal.
Untuk konversi dari molalitas ke fraksi mol dapat diturunkan dari persamaan-3:
$\mathsf{X_t = \dfrac{b \cdot mM_p}{1000 + b \cdot mM_p}}$(persamaan-5)
Contoh soal-2:
Diketahui molalitas zat organik nonvolatil yang dilarutkan dalam benzena (massa molar C6H6 = 78 g/mol sebesar 5 molal. Berapakah fraksi mol zat organik dalam larutan tersebut?
Penyelesaian Soal-2:
$\mathsf{X_t = \dfrac{b \cdot mM_p}{1000 + b \cdot mM_p}}$
$\mathsf{X_t = \dfrac{5 \cdot 78}{1000 + 5 \cdot 78}}$
$\mathsf{X_t = \dfrac{390 }{1000 + 390}}$
$\mathsf{X_t = \dfrac{390}{1390}}$
$\mathsf{X_t = 0{,}28}$ (hasil pembulatan)
Jadi fraksi mol zat organik tersebut 0,28.
Molalitas dapat dinyatakan dengan persamaan yang hanya menyajikan data fraksi mol zat terlarut (Xt) dalam pelarut, boleh air atau yang lain, sesuaikan dengan soal.
Xt = fraksi mol zat terlarut;
1 – Xt = fraksi mol zat pelarut)
$\mathsf{X_t = \dfrac{n_t}{n_t +n_p}}$
$\mathsf{X_t \cdot (n_t + n_p) = n_t}$
$\mathsf{X_t \cdot n_t + X_t \cdot n_p = n_t}$
$\mathsf{X_t \cdot n_p = n_t - X_t \cdot n_t}$
$\mathsf{n_t - X_t \cdot n_t = X_t \cdot n_p}$
$\mathsf{n_t (1 - X_t) = X_t \cdot n_p}$
$\mathsf{n_t = \dfrac{X_t \cdot n_p}{1 - X_t}}$ (persamaan-1)
Molalitas (b) adalah perbandingan jumlah mol zat terlarut dengan setiap kg massa pelarut. Dengan massa pelarut (mp) bersatuan g maka molalitas dapat ditulis
$\mathsf{b = \dfrac{n_t}{mp/1000}}$
$\mathsf{b = n_t \times \dfrac{1000}{mp}}$ (persamaan-2)
Hasil substitusi persamaan-1 ke dalam persamaan-2:
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot n_p}{1 - X_t} \times \dfrac{1000}{mp}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot n_p \cdot 1000}{(1 - X_t) m_p}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot \dfrac{\color {red}{\cancel{m_p}}}{mM_p} \cdot 1000}{(1 - X_t) \color {red}{\cancel{m_p}}}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot \dfrac{1}{mM_p} \cdot 1000}{(1 - X_t)}}$
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot 1000}{(1 - X_t) \cdot mM_p}}$ (persamaan-3)
$\mathsf{mM_p = \dfrac{X_t \cdot 1000}{(1 - X_t) \cdot b}}$ (persamaan-4)
Keterangan variabel:
b = molalitas larutan (molal);
Xt = fraksi mol zat terlarut;
1 – Xt = fraksi mol pelarut;
mMp = massa molar pelarut (g/mol);
mp = massa pelarut (g);
np = jumlah zat pelarut (mol);
mMt = massa molar terlarut (g/mol);
mt = massa terlarut (g);
nt = jumlah zat terlarut (mol);
Untuk konversi fraksi mol ke molalitas hanya diperlukan variabel Xt atau Xp serta mMp.
Contoh soal-1:
Diketahui massa molar H2SO4 98 g/mol dengan fraksi mol sebesar 0,02. Hitunglah molalitas H2SO4 dalam larutan tersebut.
Penyelesaian Soal-1:
$\mathsf{b = \dfrac{X_t \cdot 1000}{(1 - X_t) \cdot mM_p}}$
$\mathsf{b = \dfrac{0{,}02 \cdot 1000}{(1 - 0{,}02) \cdot 18}}$
$\mathsf{b = \dfrac{0{,}02 \cdot 1000}{0{,}98 \cdot 18}}$
$\mathsf{b = \dfrac{20}{17{,}64}}$
$\mathsf{b = 1{,}134}$ (hasil pembulatan)
Jadi molalitas H2SO4 tersebut 1,134 molal.
Untuk konversi dari molalitas ke fraksi mol dapat diturunkan dari persamaan-3:
$\mathsf{X_t = \dfrac{b \cdot mM_p}{1000 + b \cdot mM_p}}$(persamaan-5)
Contoh soal-2:
Diketahui molalitas zat organik nonvolatil yang dilarutkan dalam benzena (massa molar C6H6 = 78 g/mol sebesar 5 molal. Berapakah fraksi mol zat organik dalam larutan tersebut?
Penyelesaian Soal-2:
$\mathsf{X_t = \dfrac{b \cdot mM_p}{1000 + b \cdot mM_p}}$
$\mathsf{X_t = \dfrac{5 \cdot 78}{1000 + 5 \cdot 78}}$
$\mathsf{X_t = \dfrac{390 }{1000 + 390}}$
$\mathsf{X_t = \dfrac{390}{1390}}$
$\mathsf{X_t = 0{,}28}$ (hasil pembulatan)
Jadi fraksi mol zat organik tersebut 0,28.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar