Molaritas

Artikel ini bukan mengenai Molalitas atau Moralitas.

Molaritas
Simbol umum	c
Satuan SI	mol/m^3
Satuan lainnya	mol/L
Dimensi SI	${\displaystyle {\mathsf {L}}^{-3}{\mathsf {N}}}$
Turunan dari besaran lainnya	c = n/V

Molaritas (juga disebut konsentrasi molar, konsentrasi jumlah, atau konsentrasi zat) adalah ukuran konsentrasi dari spesies kimia, khususnya zat terlarut dalam larutan, dalam hal jumlah zat per satuan volume larutan. Dalam kimia, satuan molaritas yang paling umum digunakan adalah jumlah mol per liter, yang memiliki lambang satuan mol/L atau mol/dm³ dalam satuan SI. Larutan dengan konsentrasi 1 mol/L is said dikatakan sebagai 1 molar, biasanya ditulis sebagai 1 M.

Definisi

Molaritas atau konsentrasi molar paling sering dinyatakan dalam satuan mol zat terlarut per liter larutan.^[1] Untuk penggunaan dalam aplikasi yang lebih luas, ia didefinisikan sebagai jumlah zat terlarut per satuan volume larutan, atau per satuan volume yang tersedia untuk spesies itu, diwakili oleh huruf kecil ${\displaystyle c}$:^[2]

${\displaystyle c={\frac {n}{V}}={\frac {N}{N_{\text{A}}\,V}}={\frac {C}{N_{\text{A}}}}.}$

Di sini, ${\displaystyle n}$ adalah jumlah zat terlarut dalam mol,^[3] ${\displaystyle N}$ adalah jumlah partikel penyusun yang ada dalam volume ${\displaystyle V}$ (dalam liter) larutannya, dan ${\displaystyle N_{\text{A}}}$ adalah konstanta Avogadro, sejak 2019 didefinisikan sebagai tepat 6,02214076×10²³ mol⁻¹. Rasio ${\displaystyle {\frac {N}{V}}}$ adalah kerapatan bilangan ${\displaystyle C}$.

Dalam termodinamika, penggunaan molaritas seringkali tidak sesuai karena volume sebagian besar larutan sedikit bergantung pada suhu akibat ekspansi termal. Masalah ini biasanya diselesaikan dengan memasukkan faktor koreksi suhu, atau dengan menggunakan ukuran konsentrasi yang tidak tergantung suhu seperti molalitas.^[3]

Kuantitas resiprokal mewakili pengenceran (volume) yang dapat muncul dalam hukum pengenceran Ostwald.

Konsentrasi formalitas atau analitis

Jika sebuah entitas molekul terdisosiasi dalam larutan, maka konsentrasinya mengacu pada rumus kimia asli dalam larutan, dan molaritasnya kadang-kadang disebut konsentrasi formal atau formalitas (F_A) atau konsentrasi analitis (c_A). Misalnya, jika larutan natrium karbonat (Na
2CO
3) memiliki konsentrasi formal c(Na
2CO
3) = 1 mol/L, molaritasnya adalah c(Na+
) = 2 mol/L dan c(CO2−
3) = 1 mol/L karena garam tersebut berdisosiasi menjadi ion-ion ini.^[4]

Satuan

Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), satuan koheren untuk molaritas adalah mol/m³. Namun, satuan ini tidak sesuai untuk sebagian besar keperluan laboratorium dan sebagian besar literatur kimia secara tradisional menggunakan mol/dm³, yang sama dengan mol/L. Satuan tradisional ini sering disebut molar dan dilambangkan dengan huruf M, misalnya:

mol/m³ = 10⁻³ mol/dm³ = 10⁻³ mol/L = 10⁻³ M = 1 mM = 1 mmol/L.

Untuk menghindari kebingungan dengan awalan SI mega, yang memiliki singkatan yang sama, huruf kecil ᴍ atau huruf miring M juga digunakan dalam beberapa jurnal dan buku teks.^[5]

Sub-kelipatan seperti milimolar terdiri dari satuan yang didahului oleh awalan SI:

Nama	Singkatan	Konsentrasi
		(mol/L)	(mol/m^3)
milimolar	mM	10^−3	10^0=1
mikromolar	μM	10^−6	10^−3
nanomolar	nM	10^−9	10^−6
pikomolar	pM	10^−12	10^−9
femtomolar	fM	10^−15	10^−12
attomolar	aM	10^−18	10^−15
zeptomolar	zM	10^−21	10^−18
yoktomolar	yM	10^−24 (6 partikel per 10 L)	10^−21
rontomolar	rM	10^−27	10^−24
quektomolar	qM	10^−30	10^−27

Besaran terkait

Konsentrasi bilangan

Mengubah ke konsentrasi bilangan ${\displaystyle C_{i}}$ dengan

${\displaystyle C_{i}=c_{i}N_{\text{A}},}$

dengan ${\displaystyle N_{\text{A}}}$ adalah konstanta Avogadro.

Konsentrasi massa

Mengubah ke konsentrasi massa ${\displaystyle \rho _{i}}$ dengan

${\displaystyle \rho _{i}=c_{i}M_{i},}$

dengan ${\displaystyle M_{i}}$ adalah massa molar konstituen ${\displaystyle i}$.

Fraksi mol

Mengubah ke fraksi mol ${\displaystyle x_{i}}$ dengan

${\displaystyle x_{i}=c_{i}{\frac {\overline {M}}{\rho }},}$

dengan ${\displaystyle {\overline {M}}}$ adalah massa molar rata-rata larutan, ${\displaystyle \rho }$ adalah kepadatan larutan.

Hubungan yang lebih sederhana dapat diperoleh dengan mempertimbangkan molaritas total, yaitu jumlah konsentrasi molar dari semua komponen campuran:

${\displaystyle x_{i}={\frac {c_{i}}{c}}={\frac {c_{i}}{\sum _{j}c_{j}}}.}$

Fraksi massa

Mengubah ke fraksi massa ${\displaystyle w_{i}}$ dengan

${\displaystyle w_{i}=c_{i}{\frac {M_{i}}{\rho }}.}$

Molalitas

Untuk campuran biner, mengubah ke molalitas ${\displaystyle b_{2}}$ dengan

${\displaystyle b_{2}={\frac {c_{2}}{\rho -c_{1}M_{1}}},}$

dengan pelarut adalah zat 1, dan zat terlarut adalah zat 2.

Untuk larutan dengan lebih dari satu zat terlarut, konversinya adalah

${\displaystyle b_{i}={\frac {c_{i}}{\rho -\sum _{j\neq i}c_{j}M_{j}}}.}$

Properti

Jumlah molaritas – normalisasi hubungan

Jumlah molaritas memberikan molaritas total, yaitu kepadatan campuran dibagi dengan massa molar campuran atau dengan nama lain kebalikan dari volume molar campuran. Dalam sebuah larutan ionik, kekuatan ionik sebanding dengan jumlah konsentrasi molar garam.

Jumlah produk konsentrasi molar dan volume molar parsial

Jumlah produk antara jumlah ini sama dengan satu:

${\displaystyle \sum _{i}c_{i}{\overline {V_{i}}}=1.}$

Ketergantungan pada volume

Konsentrasi molar tergantung pada variasi volume larutan terutama karena ekspansi termal. Pada interval suhu yang kecil, ketergantungannya adalah

${\displaystyle c_{i}={\frac {c_{i,T_{0}}}{1+\alpha \Delta T}},}$

dengan ${\displaystyle c_{i,T_{0}}}$ adalah konsentrasi molar pada suhu referensi, ${\displaystyle \alpha }$ adalah koefisien ekspansi termal dari campuran.

Contoh

• 11,6 g NaCl dilarutkan dalam 100 g air. Konsentrasi massa akhir ρ(NaCl) adalah

  ρ(NaCl) = 11,6 g11,6 g + 100 g = 0,104 g/g = 10,4 %.

  Volume larutan tersebut adalah 104,3mL (volumenya dapat diamati secara langsung); kepadatannya diukur menjadi 1,07 (111,6g/104,3mL)

  Oleh karena itu, molaritas NaCl dalam larutan tersebut adalah

  c(NaCl) = 11,6 g58 g/mol / 104,3 mL = 0,00192 mol/mL = 1,92 mol/L.

  Di sini, 58 g/mol adalah massa molar NaCl.
• Tugas tipikal dalam kimia adalah pembuatan 100 mL (= 0,1 L) larutan NaCl 2 mol/L dalam air. Massa garam yang dibutuhkan adalah

  m(NaCl) = 2 mol/L × 0,1 L × 58 g/mol = 11,6 g.

  Untuk membuat larutan tersebut, 11,6 g NaCl ditempatkan dalam labu takar, dilarutkan dalam air, kemudian diikuti dengan penambahan air lagi hingga volume total mencapai 100 mL.
• Kepadatan air kira-kira 1000 g/L dan massa molarnya 18,02 g/mol (atau 1/18,02 = 0,055 mol/g). Oleh karena itu, molaritas air adalah

  c(H₂O) = 1000 g/L18,02 g/mol ≈ 55,5 mol/L.

  Demikian pula, konsentrasi hidrogen padat (massa molar = 2,02 g/mol) adalah

  c(H₂) = 88 g/L2,02 g/mol = 43,7 mol/L.

  Konsentrasi osmium tetroksida murni (massa molar = 254,23 g/mol) adalah

  c(OsO₄) = 5,1 kg/L254,23 g/mol = 20,1 mol/L.

• Protein khas pada bakteri, seperti E. coli, mungkin memiliki sekitar 60 eksemplar, dan volume bakteri tersebut sekitar 10⁻¹⁵ L. Jadi, jumlah konsentrasi C adalah
  C = 60 / (10⁻¹⁵ L) = 6×10¹⁶ L⁻¹.
  Konsentrasi molarnya adalah

  c = CN_A = 6×10¹⁶ L⁻¹6×10²³ mol⁻¹ = 10⁻⁷ mol/L = 100 nmol/L.

• Rentang referensi untuk uji darah, diurutkan berdasarkan molaritas:
  

Lihat pula

• Molalitas
• Tingkatan besaran (molaritas)

Referensi

1. Tro, Nivaldo J. (6 Januari 2014). Introductory chemistry essentials (edisi ke-Fifth). Boston. hlm. 457. ISBN 9780321919052. OCLC 857356651. 
2. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, edisi ke-2 ("Buku Emas") (1997). Versi koreksi daring:  (2006–) "amount concentration, c".
3. Kaufman, Myron (2002). Principles of thermodynamics. CRC Press. hlm. 213. ISBN 0-8247-0692-7. 
4. Harvey, David (15 Juni 2020). "2.2: Concentration". Chemistry LibreTexts. Diakses tanggal 7 Juli 2023. 
5. "Typography of unit symbols for Molar and Liter in siunitx". TeX - LaTeX Stack Exchange. 

Pranala luar

• (Inggris) Kalkulator Konsentrasi Larutan Molar
• (Inggris) Percobaan untuk menentukan molaritas cuka dengan titrasi