Tag: Massa Atom

  • Massa Atom Relatif dan Jarak Antar Atom berdasarkan Teori Fisika Materi

    Massa Atom Relatif dan Jarak Antar Atom berdasarkan Teori Fisika Materi

    AhmadDahlan.NET – Semua zat ada di alam semesta ini merupakan kumpulan-kumpulan dari atom-atom yang menyusunnya. Misalnya saja mobil merupakan kumpulan dari banyak zat penyusun yang berada di Bodi, ban, suspensi, bahan bakar bahkan debu yang melekat di permukaan kacanya.

    Besi yang ada bodi mobil sendiri adalah unsur yang jika dipotong menjadi dua kita akan mendapatkan dua bagian bodi mobil. Satu bagian ini bisa dibagi lagi hingga akhirnya kita mendapatkan bagian terkecil yang tidak dapat dibagi lagi. Meskipun tidak terjadi demikian, karena mustahil manusia memiliki pisau yang bisa membelah unsur sampai pada tingkat terkecil. Bagian yang tidak dapat dibagi lagi ini disebut sebagai atom (a : tidak dan thomos : terbagi).

    Makna dari kata tidak dapat dibagi lagi ini lebih merujuk dimana atom dari besi masih mewakili karakteristik dari unsur besi, namun sebuah atom terdiri dari Proton, Neutron dan elektron. Semua zat akan memiliki karakteristik yang khas pada saat membentuk unsur sedangkan pada tingkat proton, neutron, dan elektron, ketiganya memiliki karakteristik yang sama meskipun sudha membentuk unsur lain.

    Sebagai contoh Atom oksigen yang memiliki 16 Proton, 16 Neutron dan 16 elektron akan memiliki sifat-sifat fisis yang berbeda dengan Carbon yang memiliki 12 Proton, 12 Neutron, dan 12 Elektron namun jika kita bisa mengambil satu proton dari okseigen dan satu proton dari carbon, maka proton tersebut akan memiliki karakteristik yang sama. Jika proton ini mampu kita berikan 1 buah elektron dan mengitari proton dengan stabil maka kita baru saja membuat unsur hidrogen dari proton dan elektron. Hanya saja prosesnya tidak sesederhana itu.

    Karakateristik proton, neutron dan elektron ketika berdiri sendiri kemudian dijadikan acuan untuk membuat suatu indikator yang bisa digunakan untuk seluruh unsur. Indikator tersebut disebut sebagai massa atom relatif. Agar menunjukkan hasil yang konsisten, 12C yang merupakan unsur yang paling stabil kemudian dijadikan standar untuk massa atom relatif.

    1 u = 1,6605 x 10-27 kg

    Massa relatif atom Hidrogen yang memiliki stau potron adalah 1,0079 u. Untuk mengetahui masing-masing massa dari sebuah atom, dapat dilihat di tabel periodik.

    Keterangan pada unsur table Periodik

    Unsur adalah suatu subtansi tunggal sepetri besi (Fe), emas (Au), Tembaga (Cu) dan sejenisnya. Unsur yang membentuk ikatan dengan unsir lain ataupun dirinya sendiri disebut sebagai senyawa Ozon (O3), Air (H2O), Besi Trioksida (Fe2O3) dan sejeninya. Oksigen yang banyak ditemukan di udara merupakan senyawa O2 yang ikatan lebiih stabil dibandingkan dengan unsur oksigen O. Namun untuk penamaannya kebetulan saja sama untuk oksigen O2 (tidak perlu disebut dioksida) dan oksigen O.

    Gerak Brown

    Serbuk sari berwarna putih dan halus yang masuk ke dalam air yang tenang tidak akan bergerak lurus tapi bergerak secara acak. Gerak ini dinamakan gerak Brown yang diambil dari nama Robert Brown. Gerak serbuk sari di dalam air ini disebabkan oleh massanya yang sangat kecil sehingga gerakan macroscopik dari air mempengaruhi lintasan dari serbuk sari.

    Gerak Brown ini membuat serbuk terus menerus bergerak sehingga cukup untuk mengimbangi gaya gravitasi. Hasilnya serbuk sari tidak akan pernah mengendap di dasar cairan.

    Tahun 1905, Albert Einsten kemudian mempelajari gerak Brown dari sudut padangan fisika teoretis lalu menghitung perkiraan dari massa dan ukuran atom dan molekul di percobaannya. Hasil perhitungan menunjukkan perkiraan diameter dari atom secara umum sekitar 10-10m.

    Contoh Kasus

    Rapat jenis dari tembaga adalah 8,9 x 103 kg/m3. Jika massa atom relatif dari Atom Tembaga adalah 63 u berapakah perkiaraan jarak antar atom tembaga yang berdekatan?

    Solusi :

    Misalkan ada 1 m3 tembaga berbentuk kubus dimana sisi-sisinya adalah 1 m x 1 m x 1 m. Massa total dari kubus tersebut adalah :

    m = ρ V = 8,9 x 103 kg/m3 x 1 m3 = 8,9 x 103 kg.

    di dalam kubus tersebut tersebut tersebaar sebanyak N atom dimana mssa relatif 1 atom tembaga adalah 63 u

    mr = 63 x 1,66 x 10-27 kg = 1,05 x 10-25 kg/atom

    Hal ini berarti dalam 1 m3 terdapat

    n = \frac{8,9.10^3 kg}{1,05 x 10^{-25} kg/atom} = 8,5 x 10^{28} atom/m^3

    Jika atom tersebut terdistribusi rata (Tidak ada tendensi tertentu) maka jarak antar atom

    1 m / ∛ 8,5 x 1028 = 2,3 x 10-10 m

    Jadi kira-kira jarak antara satu atom tembaga dan tembaga lain terpisah sejauh 2,3 x 10-10 m.

  • Pengertian Massa Jenis dan Massa Relatif Atom

    Pengertian Massa Jenis dan Massa Relatif Atom

    Ahmad Dahlan – Massa jenis (disimbiolkan dengan ρ – huruf yunani yang dibaca rho) adalah perbandingan antara massa yang terjadi suatu zat terhadap volume zat itu sendiri.

    A. Massa Jenis

    Sebuah benda memiliki karakteris unik dari sisi fisis dari benda itu sendiri, salah satu dari sisi ukuran benda itu sendiri. Dalam fisika ukuran suatu benda dapat dinyatakan dalam 4 hal yakni massa, volume, dan jumlah mol.

    Mari kita tinjau massa dan volumenya terlebih dahulu. Misalkan saja kita mengambil 1 kg air di sebuah sumur maka kita membutuhkan sebesar 1 liter, begitu pula kelipatannya ketika kita mengambil 2 kg air saya membutuhkan wadah berukuran 2 liter. Dengan demikian kita bisa menyimpulkan bahwa massa suatu benda berbanding lurus dengan volume benda itu sendiri. 

    m ∼ V
    Massa Jenis Air dalam gelas 50 gram sama dengan 50 mL

    Setiap kenaikan 1 kg air akan menyebabkan kenaikan volume air sebesar 1 liter. Perbandingannya akan selalu sama sehingga nilai massa dan volume dari suatu benda dihubungan dengan sebuah nilai yang konstan yang disebut sebagai massa jenis (ρ). Maka persamaan ini dapat ditulis sebagai berikut L

    m = ρV

    Dimana ρ adalah perbandingan antara massa benda dan volume benda itu sendiri.

    \rho = \frac{m}{V}

    Kerapatan dan Massa Jenis

    Massa jenis ini adalah simbil dari kerapatan suatu benda (density). Misalkan saja kita mengambil 1 kg besi, tentu saja kita hanya memiliki sedikit besi jika dibandingkan dengan air jika ditinjau dari Volumenya. Hal ini disebabkan densitas besi lebih tinggi dari air. Hal ini pula yang membuat kita butuh karung yang besar untuk menampung kapas sebanyak 1 kg.

    Setiap zat memiliki densitas yang berbeda meskipun ada kemungkin beberapa jenis zat memiliki massa jenis yang sama.

    Tabel Massa Jenis Beberapa zat

    Jenis ZatDensiti ρ (103  kg/m3)
    Platinum21,45
    Emas19,30
    Uranium18,70
    Timbal11,30
    Tembaga8,92
    Air1,00
    Udara (1 atm)0,0012

    B. Massa Atom Relatif

    Sebagaimana yang kita ketahui mengenai struktur partikel yang menyusun suatu zat terdiri atom-atom tertentu yang dikenal dengan jenis unsur unsur dan berdasarkan teori atom Rutherford dan Atom Bhor, setiap atom terdiri dari proton dan neutron yang terletak di Inti atom sedangkan pada kulit ditempati elektron.

    Jumlah proton dan Neutron dalam inti sebuah atom akan berpengaruh pada massa atom relatif yang diukur dalam satuan massa atom (u), dalam beberapa buku terjemahan juga disingkat dengan sma, dimana satu u = 1,6660 538 7 x 10-27 kg. Dikatakan sebagai massa atom relatif, karena jenis atom yang digunakan untuk mengukur adalah atom dari carbon-12, atom ini digunakan sebagai satuan pembanding karena memiliki karakteristik paling stabil dari seluruh atom yang ada di alam.

    Sebagai contoh, timbal dengan massa 207 u dan aluminium adalah 27 u, rasio antara massa timbal dan massa aluminium adalah 10 : 1 namun hal ini berbeda jika rasio berdasarkan massa jenis, iman rasio-nya menjadi 4,19 : 1.  Hal ini disebabkan oleh jarak antar atom yang penyusun struktur kristal dari penyusun kedua atom tersebut.

    Referensi:
    Jewet & Serway. 2007. Physics for Scientist and Enggineer.