Mol

Definisi dan konsep terkait

Hingga  2011, mol didefinisikan oleh International Bureau of Weights and Measures sebagai jumlah zat suatu sistem yang mengandung jumlah partikel dasar (misalnya atom, molekul, ion, elektron, foton) yang sama seperti jumlah atom dalam 0,012 kilogram karbon-12 (¹²C), isotop karbon dengan berat atom standar 12. Jadi, menurut definisi ini, satu mol ¹²C murni memiliki massa tepat 12 g. Dari definisi ini juga, X mol zat sembarang akan mengandung jumlah molekul yang sama seperti X mol zat lainnya (meskipun massanya mungkin berbeda).
Massa per mol zat disebut massa molar. Oleh karena satuan massa atom (atomic mass unit, amu) didefinisikan sebagai 1/12 dari massa atom ¹²C, maka massa molar suatu zat, diukur dalam gram per mol, secara numerik sama dengan massa atom atau molekul rata-ratanya yang diukur dalam amu.
Jumlah partikel dasar dalam sampel suatu zat secara teknis disebut jumlah (kimia). Oleh karena itu, mol adalah satuan yang mudah digunakan untuk kuantitas fisik tersebut. Seseorang dapat menentukan jumlah kimia dari zat yang diketahui, dalam mol, dengan membagi massa sampel dengan massa molar zat. Metode lainnya termasuk penggunaan volume molar atau pengukuran muatan listrik.
Massa satu mol zat tidak hanya bergantung pada rumus molekulnya, tetapi juga pada proporsi isotop masing-masing unsur yang ada di dalamnya. Misalnya, massa satu mol kalsium-40 adalah 39.96259098 ± 0.00000022 gram, sementara satu mol kalsium-42 adalah 41.95861801 ± 0.00000027 gram, dan satu mol kalsium dengan campuran isotop normal adalah 40.078 ± 0.004 gram.
Oleh karena definisi gram tidak (hingga  2011) secara matematis terikat dengan satuan massa atom, jumlah NA molekul dalam satu mol (bilangan Avogadro) harus ditentukan melalui eksperimen. Nilai yang diadopsi oleh Committee on Data for Science and Technology (CODATA) pada tahun 2010 adalah NA = 6.02214129×10²³ ± 0.00000027×10²³. Pada tahun 2011 pengukuran dilakukan ulang menjadi 6.02214078×10²³ ± 0.00000018×10²³. Jumlah mol suatu sampel adalah massa sampel dibagi dengan massa molar bahan.

Satuan "mol" lainnya

Insinyur kimia menggunakan konsep ini secara ekstensif, tetapi satuan ini agak kecil untuk keperluan industri. Demi kenyamanan dalam menghindari konversi dalam satuan imperial (maupun Amerika), beberapa insinyur mengadopsi pon-mol (notasi lb-mol atau lbmol), yang didefinisikan sebagai jumlah entitas dalam 12 lb ¹²C. Satu lb-mol sama dengan 453.59237 mol.
Dalam sistem metrik, insinyur kimia pernah menggunakan kilogram-mol (notasi kg-mol), yang didefinisikan sebagai jumlah entitas dalam 12 kg ¹²C, dan sering disebut mol sebagai gram-mol (notasi g-mol), saat berhadapan dengan data laboratorium.
Praktik teknik kimia abad ke 20 mulai menggunakan kilomol (kmol), yang secara numerik identik dengan kilogram-mol, tetapi nama dan simbolnya mengadopsi konvensi SI untuk kelipatan standar satuan metrik – dengan demikian, kmol berarti 1000 mol. Ini analog dengan penggunaan kg dan bukan g. Penggunaan kmol tidak hanya untuk "kenyamanan besaran" tapi juga membuat persamaan yang digunakan untuk memodelkan sistem teknik kimia menjadi koheren. Misalnya, konversi laju aliran dari kg/s menjadi kmol/s hanya membutuhkan massa molekul bukan faktor 1000 kecuali akan digunakan satuan SI dasar mol/s. Memang, munculnya faktor konversi dalam suatu model dapat menyebabkan kebingungan dan harus dihindari; mungkin definisi koherensi adalah tidak adanya faktor konversi dalam rangkaian persamaan yang dikembangkan untuk pemodelan.
Konsentrasi yang dinyatakan sebagai kmol/m³ secara numerik sama dengan yang ada dalam mol/dm³ yaitu molaritas yang biasa digunakan oleh kimiawan untuk pengukuran standar; kesetaraan ini bisa lebih mudah ditingkatkan.
Pencahayaan rumah kaca dan ruang pertumbuhan untuk tanaman kadang-kadang dinyatakan dalam mikromol per meter persegi per detik, di mana 1 mol foton = 6,02×10²³ foton.

Usulan definisi masa depan

Pada tahun 2011, pertemuan Konferensi Umum mengenai Berat dan Ukuran (General Conference on Weights and Measures, CGPM) ke-24 menyetujui sebuah rencana kemungkinan revisi definisi satuan dasar SI pada tanggal yang belum ditentukan. Rencana ini, yang ditetapkan dalam resolusi pertama pertemuan tersebut, memasukkan sebuah proposal untuk mendefinisikan ulang mol dengan cara yang akan memperbaiki "konstanta Avogadro menjadi sama dengan tepat 6.022 14X × 10²³ saat diekspresikan dalam unit SI mol⁻¹... .... simbol X dalam Rancangan Resolusi ini mewakili satu atau beberapa digit tambahan untuk ditambahkan ke nilai numerik .... menggunakan nilai berdasarkan penyesuaian CODATA terbaru ".

Satuan terkait

Satuan SI untuk konsentrasi molar adalah mol/m³. Namun, kebanyakan literatur kimia tradisional menggunakan mol/dm³, atau mol dm⁻³, yang sama dengan mol/L. Satuan tradisional ini sering dilambangkan dengan huruf kapital M (diucapkan "molar"), kadang-kadang didahului oleh awalan SI, misalnya, milimol per liter (mmol/L) atau milimolar (mM), mikromol/liter (µmol/L) atau mikromolar (µM), atau nanomol/L (nmol/L) atau nanomolar (nM).
Demal (D) adalah satuan usang untuk menyatakan konsentrasi larutan. Ini sama dengan konsentrasi molar pada 0 °C, yaitu 1 D mewakili satu mol zat terlarut yang ada dalam satu desimeter kubik larutan pada suhu 0 °C. Demal pertama kali diusulkan pada tahun 1924 sebagai satuan konsentrasi berdasarkan desimeter, bukan liter; pada saat itu ada faktor perbedaan 1,000028 antara liter dan desimeter kubik. Demal digunakan sebagai satuan konsentrasi dalam konduktivitas elektrolit standar primer. Standar ini kemudian didefinisikan ulang dalam hal konsentrasi molar.

Hari libur satuan

23 Oktober, dilambangkan sebagai 10/23 di AS, dikenal oleh beberapa orang sebagai Hari Mol. Ini adalah liburan informal untuk menghormati satuan di antara kimiawan. Tanggalnya berasal dari konstanta Avogadro, yang kira-kira 6,022×10²³. Dimulai pukul 6:02 a.m. dan berakhir pada 6:02 p.m. Alternatifnya, beberapa kimiawan merayakannya pada 2 Juni atau 6 Februari, mengacu pada bagian dari konstanta yaitu 6,02.