Massa Atom (A), Massa atom relatif (Ar) ,Nomor Atom (Z) dan Isotop
Spektrometer massa ditemukan oleh Aston 1919, alat ini digunakan untuk menentukan massa atom atau molekul. Prinsip kerja alat ini adalah pembelokan partikel bermuatan (ion) dalam medan magnet.
Cara kerja :
Sampel dalam bentuk gas mula-mula ditembaki dengan berkas elektronberenergi tinggi. Perlakuan ini menyebabkan atom atau molekul sampel mengalami ionisasi (melepas elektron sehingga menjadi ion positif). Ion-ion positif ini kemudian dipercepat oleh suatu beda potensial dan diarahkan ke dalam suatu medan magnet melalui celah sempit. Dalam medan magnet, ion-ion tersebut akan mengalami pembelokan yang bergantung pada:
1) Kuat medan listrik yang mempercepat aliran ion. Makin besar potensial listrik yang digunakan, makin besar kecepatan ion dan makin kecil pembelokan.
2) Kuat medan magnet, makin besarkuat medan magnet, makin besar pembelokan.
3) massa partikel (ion), makin besar massa partikel, makin kecil pembelokan.
4) Muatan partikel, makin besar muatan, makin besar pembelokan.
Jika partikel dianggap hanya bermuatan +1, sementara potenisal listrik dan kuat medan magnet dibuat sama, maka besarnya pembelokan hanya bergantung pada massa partikel. Keluaran spektrometer masa dinamakan spektogram yang berisi informasi tentang massa dan kelimpahan isotop.
Garis tegak lurus itu menunjukkan besarnya arus listrik yang diterima oleh alat pencatat arus yang berarti banyaknya ion datang ke detektor atau sebagai kelimpahan isotop.
Seperti yang anda bisa lihat dari diagram diatas, ion yang paling banyak adalah ion yang mempunyai perbandingan m/z = 98.
Ion-ion lainnya mempunyai perbandingan m/z = 92,94,95,96,97 dan 100.
Ini berarti molybdenum (Mo) mempunyai 7 macam isotop.
Dengan menganggap bahwa semua ion tersebut bermuatan +1 maka berarti massa dari ketujuh isotop tersebut adalah 92, 94, 95, 96, 97 , 98 dan 100.
Memahami Massa Atom Relatif
Massa atom relatif dari sebuah unsur memiliki simbol Ar dan memiliki definisi:
Massa atom relatif sebuah unsur merupakan perbandingan massa rata-rata satu atom suatu unsur terhadap 1/12 x massa 1 atom carbon 12C.
Ar unsur X = massa rata-rata 1 atom unsur X
1/12 x massa 1 atom C-12
Massa rata-rata satu atom suatu unsur merupakan rata-rata dari massa isotop-isotop unsur tersebut.
masa 1 atom isotop C-12 = 12 amu
Selanjutnya 1/12 x massa 1 atom C-12 ditetapkan sama dengan 1 sma ( 1 amu)
Ar unsur X = massa rata-rata 1 atom unsur X
1 amu
Massa atom relatif suatu unsur merupakan massa rata-rata dari 1 atom unsur tersebut.
Contoh :
Jika kita memiliki 123 atom Boron yang terdiri dari 23 adalah 10B dan 100 sisanya adalah 11B
Massa totalnya adalah (23 x 10) + (100 x 11) = 1330 amu
Massa rata-rata dari 123 atom-atom ini adalah 1330/123 = 10.8 amu
Jadi, 10.8 merupakan massa rata-rata dari unsur boron.
Penghitungan rata-rata secara sederhana dari 10 dan 11 tentunya akan menghasilkan 10.5.
Namun jawaban yang menunjukkan angka 10.8 mengindikasikan dominasi isotop unsur boron yang lebih berat (boron-11) yang menyebabkan berat rata- rata unsur boron mendekati massa isotop boron-11.
Contoh soal:
1. Hitung massa atom magnesium dengan menggunakan distribsui isotop berikut: 24Mg: 78,70%; 25Mg: 10,13%, 26Mg: 11,17%.
Jawab:
24 x 0,7870 + 25 x 0,1013 + 26 x 0,1117
= 18,89+2,533+2,904
= 24,327 (amu)
Massa atom Mg = 18,89 + 2,533 + 2,904 =24.327 (amu).
Perbedaan kecil dari massa atom yang ditemukan di tabel periodik (24.305) hasil dari perbedaan cara dalam membulatkan angkanya.
2. Atom H di alam dijumpai dalam 2 isotop yaitu isotop 1H1 dengan massa 1,0078 amu dan isotop 1H2 dengan massa 2,0141 amu serta kelimpahan masing-masing isotop 99,985% dan 0,015%
Sehingga
massa rata-rata 1 atom H = m1x%1 + m2x%2
Ar H = (m1 x %1 + m2 x %2) amu
1 amu
= (1,0078 amu. 99,985% )+ (2,0141 amu . 0,015%) amu
1 amu
= 1,0079
Soal latihan:
1. Karbon dialam dijumpai dalam dua isotop, 98,90% C12 dan 1,10% C13. Hitung massa rata-rata 1 atom karbon.
2. Diketahui unsur X memiliki isotop X-12 dan X-13. Jika massa atom relatif unsur X = 12,25. Berapakah persentase kelimpahan isotop X-12?
3. Jika Unsur M terdiri atas 3 isotop dengan kelimpahan masing-masing M-24 = 78,99%, M-25 = 10%
dan M-26 = 11,01%. Berapakah Ar unsur M tersebut!
4. Diketahui massa rata-rata 1 atom X adalah a gram dan massa 1 atomC-12 adalah p gram, maka massa atom relatif unsur X dinyatakan dalam hubungan p adalah ………
5. Diketahui massa rata-rata 1 atom oksigen = 2,657 x 10-23 gram dan massa satu atom C-12 = 1,99 x 10-23 gram. Berapakah massa atom relatif oksigen?
MASSA ATOM RELATIF (Ar)
Massa atom ditentukan dengan alat spektrometer massa, hasil pembacaannya dinamakan spektrograf yaitu berupa kurva yang menunjukkan massa dan persentase kelimpahan isotop dari atom-atom terserbut yang terdapat di alam.
Dengan menggunakan alat tersebut, atom H mempunyai massa yang paling ringan yaitu 1,67 x 10-27 Kg
Karena harga massa atom sangat kecil maka untuk memudahkan dalam perhitungan digunakan satuan massa atom (sma) atau atomic massa unit (amu).
1 sma = 1,67 x 10-27 Kg
Ar zat = massa rata-rata 1 atom
1/12 massa 1 atom C-12
satu atom C isotop 12 memiliki masa 12 amu
Mr = MASSA MOLEKUL RELATIF
Ar = massa atom relatif --> untuk atom
Mr = massa molekul relatif --> untuk molekul / senyawa
Mr zat = massa rata-rata 1 molekul zat
1/12 massa 1 atom C-12
Mr zat = massa rata-rata 1 molekul zat
1 sma
Secara ringkas Mr dirumuskan sebagai jumlah dari jumlah atom x Ar atom-atom dalam senyawa/molekul tersebut
Mr A2B3 = (2. Ar A) + (3. Ar B)
Diketahui : Ar H=1 C=12 N=14 O=16 Al= 27 S= 32
Tentukan Mr dari:
a. CO(NH2)2 e. (NH4)2SO4
b. C2H5OH f. Al2(SO4)3
c. NH4OH g. Al(CH3COO)3
d. CH3COOH h. Al(OH)3
Jawab:
a. Mr CO(NH2)2 = (1xArC) + (1xArO) + (2xArN) + (4xArH)
= (1x12) + (1x16) + (2x14) + (4x1)
= 12 + 16 + 28 + 4 = 60
b. Mr C2H5OH = (2xArC) + (6xArH) + (1xArO)
= (2x12) + (6x1) + (1x16)
= 24 + 6 + 16 = 46
Tidak ada komentar:
Posting Komentar