Fraksi Mol dalam Kimia

Fraksi mol adalah ukuran konsentrasi larutan yang menyatakan perbandingan jumlah mol sebagian zat terhadap jumlah mol total komponen larutan.

Dalam kimia, fraksi mol $x_{i}$ didefinisikan sebagai jumlah konstituen $n_{i}$ dibagi dengan jumlah total semua konstituen dalam suatu campuran $n_{total}$ :

x_{i}={\frac {n_{i}}{n_{total}}}

Jumlah semua fraksi mol sama dengan 1:

\sum _{i=1}^{N}n_{i}=n_{tot};\;\sum _{i=1}^{N}x_{i}=1

Fraksi mol juga disebut fraksi jumlah dan identik dengan fraksi angka, yang didefinisikan sebagai jumlah molekul suatu konstituen $N_{i}$ dibangi dengan jumlah total semua molekul $N_{tot}$ .

Konsep fraksi mol ini merupakan salah satu cara menunjukkan komposisi campuran dengan satuan tak berdimensi. Fraksi mol kadang-kadang dilambangkan dengan huruf Yunani $\chi$ (chi) daripada abjad Romawi $x$ . Untuk campuran gas, IUPAC {Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan (bahasa Inggris: International Union of Pure and Applied Chemistry; IUPAC)} menyarankan huruf $y$ .

Rumus Fraksi Mol

X_A = nA / (nA + nB) dan X_B = nB / (nA + nB)

Keterangan:

nA menyatakan mol zat pelarut
nB menyatakan mol zat terlarut
X_A menyatakan fraksi mol pelarut
X_B menyatakan fraksi mol terlarut

Jumlah fraksi mol zat terlarut dan pelarut adalah 1:
X_A + X_B = 1

atau secara umum fraksi mol dapat dapat dirumuskan sebagai berikut:
X = (mol zat pelarut / mol pelarut) = n_{1 / (}n₁ + n₂₎

Fraksi Mol Zat Terlarut (Xt)

Fraksi mol zat terlarut (Xt) yang dirumuskan dengan rumus seperti berikut ini:

Xt = (nt / nt + np)

Fraksi Mol Zat Pelarut (Xp)

Fraksi mol zat palarut (Xp) yang dirumuskan dengan rumus seperti berikut ini:

Xp = (np / nt+np)

Keterangan:
Xt = fraksi mol zat pelarut
Xp= fraksi mol zat terlarut
nt = jumlah mol zat terlarut
np = jumlah mol zat pelarut

Properti Fraksi Mol dalam Diagram Fasa

Dalam kimia fisik, mineralogi, dan teknik material, diagram fase adalah sejenis grafik yang digunakan untuk menunjukkan kondisi kesetimbangan antara fase-fase yang berbeda dari suatu zat yang sama. Dalam matematika dan fisika, diagram fase juga mempunyai arti sinonim dengan ruang fase.

Fraksi mol banyak digunakan dalam diagram fasa. Propertinya antara lain:

Tidak tergantung temperatur (berbeda dengan konsentrasi molar) dan tidak membutuhkan data densitas fasa.
Dapat diketahui dari menghitung massa konstituen masing-masing dibanding massa total.
Pada campuran gas ideal, fraksi mol dapat dinyatakan sebagai rasio tekanan parsial terhadap total tekanan pada campuran.
Dijumlahkan nilainya satu: jika x1=0.1 maka x2=0.9, salah satunya menjadi solvent dan yang lainnya solute.

Besaran yang berhubungan dengan Fraksi Mol

Berikut adalah besaran yang berhubungan dengan fraksi mol: fraksi massa, persen mol, konsentrasi massa, konsentrasi mollar, massa dan massa molar:

Fraksi massa

Fraksi massa $w_{i}$ dapat dihitung dengan

w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{M}}

dengan $M_{i}$ adalah massa molar komponen $i$ dan $M$ adalah massa molar rata-rata campuran.

Dapat juga digunakan:

w_{i}=x_{i}\cdot {\frac {M_{i}}{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}

Persen mol

Mengalikan fraksi mol dengan 100% (disingkat n/n%).

Konsentrasi massa

Mengubah dari konsentrasi massa $\rho _{i}$ dengan:

x_{i}={\frac {\rho _{i}}{\rho }}\cdot {\frac {M}{M_{i}}}

dengan $M$ adalah massa molar rata-rata campuran.

\rho _{i}=x_{i}\rho \cdot {\frac {M_{i}}{M}}

Konsentrasi molar

Mengubah ke konsentrasi molar $c_{i}$ dengan:

c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{M}}=x_{i}c

atau

c_{i}={\frac {x_{i}\cdot \rho }{\sum _{i}x_{i}M_{i}}}

dengan $M$ adalah massa molar rata-rata larutan, c konsentrasi molar total, dan $\rho$ adalah densitas larutan.

Massa dan massa molar

Fraksi mol dapat dihitung dari massa $m_{i}$ dan massa molar komponen $M_{i}$ :

x_{i}={\frac {\frac {m_{i}}{M_{i}}}{\sum _{i}{\frac {m_{i}}{M_{i}}}}}

Rumus fraksi mol — Rumus Fraksi Mol Kimia – Rumus, Penjelasan, Contoh Soal dan Jawaban

Contoh Soal Fraksi Mol dan Jawaban

1. Terdapat sebanyak 27,6 gram etanol C₂H₅OH dilarutkan dalam 54 gram air (Ar C = 12, H = 1, O = 16). Hitunglah fraksi mol etanol dan fraksi mol air!

Penyelesaian:

Diketahui:

massa C2H5OH = 27,6 gr

massa H2O = 54 gr

Ar C = 12
Ar H = 1
Ar O = 16

Ditanyakan: χ etanol dan χ Air = ?

Jawab:

Yang pertama menentukan Mr dari etanol dan Mr dari air, yakni

Mr.C2H5OH = 46 gr/mol
Mr.H2O = 18 gr/mol

Kemudian dapatkan jumlah mol dari etanol dan air tersebut:

n.C2H5OH = massa/Mr = 27,6 gr/(46 gr/mol) = 0,6 mol Iklan
n.H2O = massa/Mr = 54 gr/(18 gr/mol)
n.H2O = 3 mol

χ etanol = n.C2H5OH/(n.C2H5OH + n.H2O)

= 0,6 mol/(0,6 mol + 3 mol)

= 0,6 mol/3,6 mol

χ etanol = 0,167

χ Air = n.H2O/(n.C2H5OH + n.H2O)

χ Air =(0,6 mol + 3 mol)

= 3 mol/3,6 mol

χ Air = 0,833

Perhatikan bahwa jumlah fraksi mol = 1

χetanol+χAir=0,167+0,833=1

2. Soal: 1 mol besi (Fe) mengandung 6,02 x 10²³ atom. Berapakah jumlah atom besi yang terdapat dalam 2 mol besi?

Pembahasan:

Diketahui:
1 mol Fe = 6,02 x 10²³ atom

Ditanya:
Jumlah atom dalam 2 mol Fe ….?

Jawaban:
1 mol Fe = 6,02 x 10²³ atom
2 mol Fe = 2 x 6,02 x 10²³ atom = 12,04 x 10²³ atom

Jadi, 2 mol Fe mengandung 12,04 x 10²³ atom.

3. Sebuah larutan terdiri dari 3 mol zat A, 3 mol zat B, dan 4 mol zat C. Hitung fraksi mol dari masing – masing zat tersebut ?

Pembahasan :

Diketahui:

nA = 3
nB = 3
nC = 4

Penyelesaian:

XA = nA / (nA + nB +nC)
XA = 3 / (3 + 3 + 4)
XA = 0.3

XA = nA / (nA + nB +nC)
XA = 4 / (3 + 3 + 4)
XA = 0.4

Jadi total dari XA + XB + XC = 0.3 + 0.3 + 0.4 = 1

4. Hitunglah molalitas dan fraksi mol larutan NaOH dalam air yang berkadar 40% (Mr NaOH = 40)!

Pembahasan:

Diketahui:
Larutan air dengan kadar NaOH dengan kadar 40%.

Ditanya:
Fraksi mol larutan(Xt)

Jawaban:

Misalkan larutan NaOH dengan kadar 40% yang memiliki massa 100 gram, maka massa NaOH adalah 40% dari massa larutan yaitu 40 gram, atau 60 % lainnya adalah massa air / massa pelarut sebesar 60 gram, sehingga:

mol NaOH = G/Mr
= 40/40
= 1 mol

mol air = G/mr
= 60/18
= 3,33 mol

Xt = (nt / np + nt)>
= (1 / 3,33 + 1)
= 1/4,33
= 0,23

5. Fraksi mol urea (Mr=60) dalam larutan yang mengandung 15% urea adalah

Urea 15% = 15/100 × 100 = 15 gram
air = 100-15 = 85 gram
fraksi mol = nt / nt+np
nt= mol terlarut (urea)
np = mol pelarut (air)
nt = 15/60 = 0,25
np = 85 / 18 = 4,72
fraksi mol = 0,25 / 0,25+ 4,72 = 0,05

atau

Urea 15%
pelarut 85%
nt =15/60 = 0.25 mol
np = 85/18 = 4. 72
Xt = nt/ nt + np
= 0.25/ 0.25 + 4.72 = 0.05

6. Hitunglah massa dari 0,2 mol Al!

Pembahasan:

Diketahui:
n Al = 0,2 mol
Ar Al = 27

Ditanyakan: massa Al …?

Jawaban:

n = massa/Ar
massa = n x Ar
massa = 0,2 x 27 = 5,4 gram.

7. Berapa jumlah atom Na yang terdapat dalam 0,2 mol Na?

Pembahasan:

Diketahui:

n Na = 0,2 mol
L = 6,02 x 10²³

Ditanyakan: p ….?

Jawaban:

p = n x L
p = 0,2 x 6,02 x 10²³ = 12,04 x 10²³ atom.

8. Hitunglah massa dari 0,3 mol H₂SO₄! (Ar H = 1; S = 32; O = 16)

Pembahasan:

Diketahui:

n H₂SO₄= 0,3 mol

Mr H₂SO₄= Ar H + Ar S + Ar O = (2 x 1) + (1 x 32) + (4 x 16) = 98

Ditanyakan: massa H₂SO₄….?

Jawaban:

n = massa/Mr
massa = n x Mr
massa = 0,3 x 98 = 29,4 gram

9. Berapa volume dari 2 mol gas O₂dalam keadaan standar?

Pembahasan:

Diketahui:
n O₂= 2 mol

Ditanyakan: V O₂…?

Jawaban:
n = V/22,4
V = n x 22,4
V = 2 x 22,4 = 44,8 L

10. Tentukan fraksi mol larutan 36 gram glukosa (C6H12O6) dalam 90 gram H2O , jika Ar C = 12, Ar H =, 1 , dan Ar O = 16 !

Diketahui :
massa molar C6H12O6 : 180 gr/ mol
massa C6H12O6 : 36 gr massa molar H2O : 18 gr/mol
massa H2O : 90 gr
ditanya :
Xt?
jawab :
karna dari soal tidak diketahui Mr dari C6H12O6 maupun H2O , maka kali ini saya tuliskan bagaimana cara mencari Mr ( barang kali teman-teman ada yang lupa ) .

C6H12O6

C=6Ar C=612=72

H= 12*Ar H = 12 * 1 = 12

O = 6 * Ar O = 6 * 16 = 96

_________________________________+

Mr C6H12O6 = 180

begitupun dengan H2O , Mr H2O = 18

nt = gr C6H12O6 /Mr C6H12O6 =36 gram / 180 gram / mol = 0,2 mol np np = gr H2O / Mr H2O br = 90 gram / 18 gram / mol
= 5 mol
maka Xt = nt/nt+np
= 0,2 mol / 0,2 m0l + 5 mol
= 0,2 mol / 5,2 m0l
= 0,038

11. Sebanyak 46 gram gliserol (mr =92 ) dicampur dengan 27 gram air . tentukanlah:
a. fraksi mol terlarut
b. fraksi mol zat pelarut

Diketahui : gr C3H8O3( gliserol) = 46
Mr = 92
gr air = 27 gram
Mr = 18
Ditanya : Xt dan Xp ?
Jawaban :
nt = gr gliserol /Mr gliserol
=46 gram / 92 gram / mol
= 0,5 mol
np = gr H2O / Mr H2O
= 27 gram / 18 gram / mol
= 1,5 mol
maka Xt = nt/nt+np
= 0,5 mol / 0,5 m0l + 1,5 mol
= 0,5 mol / 2 mol
= 0,25
dan Xp =np/np+nt = 1,5 mol / 1,5 m0l + 0,5 mol
= 1,5 mol / 2 mol
= 0,75 mol .

Kita bisa cek apakah hasil perhitungan Xt dan Xp kita telah betu atau tidak melalui Xtotal = Xt + Xp = 1

0,25 + 0,75 = 1,00
Jadi dari sini sudah terbukti bahwa jawaban tersebut sudah benar.

Bacaan Lainnya

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jika Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pintar harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang membuat Anda menjadi lebih smart!

Sumber bacaan: Soft Schools, By Jus, Tutor Vista

Fraksi Mol Kimia – Xi – Rumus, Penjelasan, Contoh Soal dan Jawaban