Menentukan Massa Atom Relatif (Ar)?

Coba perhatikan ujung dari pensil yang kalian miliki, apa materi penyusun ujung pensil tersebut? bisakah kalian melihat atom-atom pada ujung pensil tersebut ?. Atom sangat amat kecil, dan jumlahnya banyak, bahkan debu yang terlihat oleh mata terdiri dari 1017 atom. Dengan jumlah atom sangat yang besar, tentu sulit bagi kita untuk menimbang massa dari satu atom, selain itu sulit untuk menyatakan jumlahnya karena jumlah bilanganya yang terlalu besar. Apakah ada yang tahu, bagaimana cara menentukan massa dari satu atom? Untuk menjawab pertanyaan tersebut ikuti penjelasan berikut ini…

Setelah ditemukan peralatan yang sangat peka diawal abad ke-20, para ahli kimia melakukan percobaan mengukur massa suatu atom. Berdasarkan data yang diperoleh diketahui bahwa massa atom sangat kecil jika diukur dalam gram, untuk itulah para ahli sepakat menentukan massa atom dengan cara membandingkannya dengan suatu atom standar. Isotop C-12 dijadikan standar/pembanding, karena sifatnya yang stabil dengan massa atom 12 amu (atomic mass unit)/ satuan massa atom. Sejak saat itu untuk menentukan massa atom menggunakan istilah satuan massa atom (amu/sma).

Dengan adanya standar maka massa atom unsur lain dapat diketahui. Banyak metode yang akurat saat ini tersedia untuk membandingkan massa atom, salah satunya adalah spektroskopi massa. Adapun instrumennya dapat dilihat pada gambar dibawah ini

Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_spectrometry

Pada spektroskopi massa, atom dan molekul dibombardir oleh elektron-elektron dengan kecepatan tinggi, hingga membentuk ion-ion. Setelah diproses lebih lanjut, maka akan terbaca oleh detektor berupa puncak-puncak yang merupakan perbandingan posisi masing-masing atom berdasarkan massanya. Sebagai contoh, ketika atom C-12 dan C-13 dianalisis menggunakan spektroskopi massa, untuk mengetahui rasio massa masing-masing atom relatif terhadap massa atom C-12. Adapun data spektroskopi massa menunjukkan perbandingan massa masing-masing sebagai berikut:

Massa C-13/Massa C-12: 1,0836129

Berdasarkan penjelasan tersebut dapat disimpulkan mengapa massa atom yang kita ketahui disebut relatif, karena bukan massa sebenarnya melainkan merupakan perbandingan massa atom dengan atom standar yang stabil


Untuk lebih memahami tentang massa atom relatif mari kita diskusikan problem berikut ini:

Ujung pensil tersusun atas miliyaran atom karbon. Jika massa C-12 adalah 12 amu, sehingga 1 amu = 1/12 massa atom C-12 yaitu 1,66 053 x 10^-24 gram. Berapakah jumlah atom dari 15 mg ujung suatu pensil?

Tahap Analisis masalah

Diketahui :
Massa ujung pensil: 15 mg
Massa 1 atom C= 12 amu
1 amu = 1,66053 x 10-24 gram

Ditanya:

Jumlah atom 15 mg ujung pensil

Tahap Perencanaan Pemecahan masalah

Mengkonversi massa 1 atom C dalam satuan gram

Menentukan jumlah atom dari 15 gram atom C

Tahap Pemecahan masalah

1 atom C= 12 amu

1 amu = 1,66053x10^-24 gram

Maka 1 atom C = 12 x 1,66053x10^-24g = 19,92 x 10^-24 g

Massa 15 mg ujung pensil
= 0,015 x ( 1 atom C/19,92 x 10^-24 g
= 7,53 x 10²⁷ atom

Tahap Pengecekan

Jumlah atom C dalam 15 mg ujung tentu sangat besar karena 1 atom C massa sangat amat kecil (19,92 x 10^-24 g) sehingga jawaban diatas masuk akal.



Referensi

Chang, R. 2010. Chemistry, 10th edition. Mc. Graw Hill Higher Education. USA: New York

Effendy.2007. A-level Chemistry For Senior High School Vol 2A. Bayumedia: Malang

McMurry, D.D and Gammon. S.C. 2009. General Chemistry. USA: Houghton Miffin Company