Rumus fraksi mol, lengkap dengan pengertian, contoh soal, dan pembahasannya

Brilio.net - Pernah dengar istilah fraksi mol? Nggak asing lagi bukan? Rumus fraksi mol memang telah diajarkan sejak di bangku SMP. Tahu nggak sih fraksi mol ternyata fenomena kimia yang sering banget disaksikan sehari-hari. Nggak percaya? Coba deh amati minuman americano atau teh yang kamu konsumsi setiap hari.

Sadar nggak sih jika minuman americano yang diminum itu ada kaitannya dengan fraksi mol lho? Setiap nongkrong bareng teman dan pesan kopi, kamu mungkin akan melihat saat barista meracik kopi. Nah pada proses meracik kopi, ada tahapan ketika sari kopi atau espreso terlarut dalam air kemudian berubah menjadi larutan americano.

Dalam fenomena kimia, espreso tersebut dikenal sebagai zat terlarut sementara air merupakan zat pelarut. Penyatuan kedua zat ini disebut sebagai larutan americano.

Selain melihat reaksi percampuran larutan tersebut, ada hal lain yang perlu dipahami, yaitu seberapa banyak zat terlarut yang terkandung di dalam zat pelarut itu. Nah, cara untuk mengetahui jumlah campuran larutan itu dikenal sebagai konsentrasi larutan. Salah satu konsentrasi yang penting dipahami adalah fraksi mol. Lantas apa itu fraksi mol?

Untuk memahami apa itu fraksi mol, yuk simak artikel ini yang akan mengupas tuntas tentang rumus fraksi mol, lengkap dengan pengertian, contoh soal dan pembahasannya. Dirangkum brilio.net dari berbagai sumber, Rabu (29/11).

Definisi rumus fraksi mol.

foto: freepik.com

Fraksi mol atau disebut juga fraksi molar, adalah ukuran yang menyatakan seberapa besar suatu komponen menyumbang terhadap jumlah total mol dalam suatu campuran. Fraksi mol dinyatakan sebagai rasio antara jumlah mol suatu komponen dengan jumlah total mol dalam campuran tersebut.

Dengan kata lain, rumus fraksi mol adalah salah satu cara untuk menyatakan konsentrasi larutan dengan membandingkan jumlah mol sebagian zat, baik itu zat terlarut atau zat pelarut, terhadap jumlah mol total komponen larutan.

Dalam perhitungan kimia, rumus fraksi mol dilambangkan dengan x dan terbagi menjadi dua, yaitu fraksi mol zat terlarut (Xt) dan fraksi mol zat pelarut (Xp). Berikut adalah rumus fraksi mol untuk masing-masing zat:

1. Fraksi mol zat terlarut (Xt) = Jumlah mol zat terlarut (nt) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

2. Fraksi mol zat pelarut (Xp) = Jumlah mol zat pelarut (np) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

Keterangan:

nt = Jumlah mol zat terlarut
np = Jumlah mol zat pelarut
Xt = Fraksi mol zat terlarut
Xp = Fraksi mol zat pelarut

Selanjutnya, salah satu kegunaan fraksi mol adalah untuk menyatakan konsentrasi larutan yang tidak dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Tak hanya itu, rumus fraksi mol juga berfungsi untuk menghitung sifat koligatif larutan, yaitu sifat larutan yang bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, seperti penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmosis.

Contoh soal rumus fraksi mol dan pembahasan.

foto: freepik.com

Soal 1

Sebanyak 18 gram glukosa (C6H12O6) dilarutkan dalam 200 gram air. Hitunglah fraksi mol zat terlarut dan zat pelarut dari larutan tersebut! (Ar C = 12, H = 1, O = 16)

Pembahasan:

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menghitung jumlah mol zat terlarut dan zat pelarut terlebih dahulu, kemudian menggunakan rumus fraksi mol sebagai berikut:

- Fraksi mol zat terlarut (Xt) = Jumlah mol zat terlarut (nt) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)
- Fraksi mol zat pelarut (Xp) = Jumlah mol zat pelarut (np) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)
- Jumlah mol zat terlarut (nt) = massa zat terlarut / massa molekul zat terlarut
- Jumlah mol zat pelarut (np) = massa zat pelarut / massa molekul zat pelarut

- Massa molekul glukosa (C6H12O6) = 6 x 12 + 12 x 1 + 6 x 16 = 180 g/mol

- Massa molekul air (H2O) = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol

- Jumlah mol glukosa (nt) = 18 g / 180 g/mol = 0,1 mol

- Jumlah mol air (np) = 200 g / 18 g/mol = 11,11 mol

- Fraksi mol glukosa (Xt) = 0,1 mol / (0,1 mol + 11,11 mol) = 0,0089

- Fraksi mol air (Xp) = 11,11 mol / (0,1 mol + 11,11 mol) = 0,9911

Jadi, fraksi mol zat terlarut (glukosa) adalah 0,0089 dan fraksi mol zat pelarut (air) adalah 0,9911.

Soal 2

Sebanyak 0,5 mol etanol (C2H5OH) dicampur dengan 1 mol air. Hitunglah fraksi mol zat terlarut dan zat pelarut dari campuran tersebut! (Ar C = 12, H = 1, O = 16)

Pembahasan:

Rumus fraksi mol:

- Fraksi mol zat terlarut (Xt) = Jumlah mol zat terlarut (nt) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

- Fraksi mol zat pelarut (Xp) = Jumlah mol zat pelarut (np) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

- Jumlah mol etanol (nt) = 0,5 mol

- Jumlah mol air (np) = 1 mol

- Fraksi mol etanol (Xt) = 0,5 mol / (0,5 mol + 1 mol) = 0,3333

- Fraksi mol air (Xp) = 1 mol / (0,5 mol + 1 mol) = 0,6667

Jadi, fraksi mol zat terlarut (etanol) adalah 0,3333 dan fraksi mol zat pelarut (air) adalah 0,6667.

Soal 3

Sebanyak 40 gram natrium klorida (NaCl) dilarutkan dalam 360 gram air. Hitunglah fraksi mol zat terlarut dan zat pelarut dari larutan tersebut! (Ar Na = 23, Cl = 35,5, H = 1, O = 16)

Pembahasan:

Rumus fraksi mol:

- Fraksi mol zat terlarut (Xt) = Jumlah mol zat terlarut (nt) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

- Fraksi mol zat pelarut (Xp) = Jumlah mol zat pelarut (np) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

- Jumlah mol zat terlarut (nt) = massa zat terlarut / massa molekul zat terlarut

- Jumlah mol zat pelarut (np) = massa zat pelarut / massa molekul zat pelarut

- Massa molekul natrium klorida (NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol

- Massa molekul air (H2O) = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol

- Jumlah mol natrium klorida (nt) = 40 g / 58,5 g/mol = 0,68 mol

- Jumlah mol air (np) = 360 g / 18 g/mol = 20 mol

- Fraksi mol natrium klorida (Xt) = 0,68 mol / (0,68 mol + 20 mol) = 0,0329

- Fraksi mol air (Xp) = 20 mol / (0,68 mol + 20 mol) = 0,9671

Jadi, fraksi mol zat terlarut (natrium klorida) adalah 0,0329 dan fraksi mol zat pelarut (air) adalah 0,9671.

Soal 4

Sebanyak 0,2 mol asam asetat (CH3COOH) dicampur dengan 0,8 mol air. Hitunglah fraksi mol zat terlarut dan zat pelarut dari campuran tersebut! (Ar C = 12, H = 1, O = 16)

Pembahasan:

Rumus fraksi mol:

- Fraksi mol zat terlarut (Xt) = Jumlah mol zat terlarut (nt) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

- Fraksi mol zat pelarut (Xp) = Jumlah mol zat pelarut (np) / Jumlah mol total komponen larutan (nt + np)

- Jumlah mol asam asetat (nt) = 0,2 mol

- Jumlah mol air (np) = 0,8 mol

- Fraksi mol asam asetat (Xt) = 0,2 mol / (0,2 mol + 0,8 mol) = 0,2

- Fraksi mol air (Xp) = 0,8 mol / (0,2 mol + 0,8 mol) = 0,8

Jadi, fraksi mol zat terlarut (asam asetat) adalah 0,2 dan fraksi mol zat pelarut (air) adalah 0,8.