Rumus Massa Atom Relatif (Ar) dan Cara Menghitungnya | Kimia Kelas 10

Pernah dengar tentang Massa Atom Relatif atau yang biasa dilambangkan dengan Ar? Yuk, ketahui rumus massa atom relatif dan cara menghitungnya dengan membaca artikel berikut!

—

Apa yang ada di pikiran kamu saat mendengar kata ‘atom’? Mungkin kamu mikirin bom atom? Atau kamu malah mikirin kacang atom? Duh, iyaya, sore-sore gini enaknya nyemilin kacang atom, nih!

Sayangnya, yang hari ini mau aku bahas bukan kacang atom ya, tapi atom yang biasa kita temuin dalam ilmu kimia. Eh, tapi kalau kamu mau baca artikel ini sambil ngemilin kacang atom juga nggak papa yak, bebas hihiw.

Kita mulai dari dasarnya dulu, deh. Sebenarnya, atom itu apa sih?

Atom dan Partikel Penyusun Atom

Atom adalah unsur kimia terkecil setelah nuklir, yang dapat berdiri sendiri dan dapat bersenyawa dengan atom yang lain. Partikel atom terdiri atas proton dan neutron, serta dikelilingi oleh elektron.

Hayoo, udah pada tahu belum apa itu proton, neutron, dan elektron? Apa sih perbedaannya? Biar paham coba simak list di bawah ini:

• Proton adalah partikel bermuatan listrik positif yang terdapat di dalam inti atom.
• Neutron adalah partikel inti atom yang tidak bermuatan listrik dan massanya sedikit lebih besar daripada massa proton.
• Elektron adalah satuan muatan listrik negatif yang mengelilingi proton dan neutron.

Duh, bingung ya, namanya mirip-mirip gitu? Nah, biar makin paham, kamu bisa membaca sambil melihat gambar atom di bawah ini, ya!

Gambar atom (Sumber: radiologycafe.com)

Kalau diilustrasikan, bentuk atom itu kira-kira seperti gambar di atas, guys. Jadi, atom itu terdiri atas inti atom (nukleus) yang tersusun dari proton yang bermuatan listrik positif dan neutron yang tidak bermuatan listrik. Kemudian, di sekeliling nukleus ada elektron yang bermuatan listrik negatif. Sudah paham ya, sampai sini?

Baca juga: Apa Itu Rumus Empiris? Yuk, Kita Bedah Sampai Tuntas!

Nah, seperti yang tadi udah dibilang di atas, atom itu kan unsur kimia terkecil, terus gimana ya, cara kita menghitung massa atom? Kalau benda-benda biasa kan bisa kita hitung massanya pakai timbangan, terus kalau atom kita ngitungnya pakai apa? Apakah pakai timbangan juga?

Perbedaan Massa Atom dan Massa Atom Relatif (Ar)

Jadi, ternyata massa atom itu nggak bisa diukur dengan cara ditimbang guys, karena atom kan keciiiilll banget, jadi massanya pun juga terlalu keciiiiiil untuk dihitung dengan cara ditimbang. Tapi, massa atom bisa ditentukan dengan alat spektrometer massa. Alat ini bukan berupa neraca/timbangan, tapi berupa alat rekayasa teknologi yang mampu menentukan massa partikel-partikel yang sangat kecil seperti atom.

Hasil pembacaan dari spektrometer massa atau disebut juga sebagai spektrograf yakni berupa kurva yang menunjukkan massa atom dan persentase kelimpahan dari isotop-isotop suatu unsur yang terdapat di alam. Gambar spektrometer sendiri bisa kamu cek di infografik berikut. Check it out!

Berarti kalau mau tahu massa atom, kita harus pakai spektrometer massa, ya?

Jawabannya: nggak juga, lho!

Kita tetap bisa menghitung massa atom tanpa menggunakan spektrometer massa, tapi yang kita hitung itu adalah massa atom relatifnya. Massa atom relatif adalah massa suatu atom yang ditentukan dengan cara membandingkan massa atom standar. Massa atom relatif ini disimbolkan dengan Ar dan tidak memiliki satuan.

Dalam teori atom Bohr, disebutkan bahwa atom-atom dari unsur tertentu di alam dapat memiliki massa yang berbeda-beda. Oleh karena itu, massa atom relatif dari suatu unsur dihitung berdasarkan massa atom rata-rata dari keseluruhan isotop stabil yang terdapat di alam dibandingkan dengan massa atom standar.

Jadi, massa atom relatif ini bisa kita hitung tanpa spektrometer massa dengan cara membandingkan dengan massa atom standar. Kenapa dibandingkan? Analoginya gini. Sama halnya saat kita membeli buah jeruk di pasar, penjual akan menggunakan neraca duduk untuk menghitung massa jeruk yang kita beli. Penjual akan membandingkan massa jeruk dengan massa anak beban yang ada. Misalnya, kita mau beli 1 kg jeruk, maka penjual akan menggunakan anak beban yang massanya juga 1 kg. Nah, anak beban inilah yang digunakan sebagai standar ketika menghitung massa suatu benda (dalam hal ini yaitu buah jeruk).

Baca juga: Mempelajari Konsep Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Rumus dan Cara Menghitung Massa Atom Relatif (Ar)

Lalu, kalau menghitung massa atom relatif (Ar), standarnya apa nih?

Berdasarkan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), atom yang digunakan sebagai standar penentuan massa atom relatif adalah atom karbon (C-12).

Kamu bisa melihat rumus massa atom relatif alias rumus Ar pada gambar berikut.

Kenapa atom C-12 yang dijadikan standar? Atom C-12 digunakan sebagai standar atau pembanding untuk menentukan suatu unsur, karena atom C-12 memiliki isotop yang paling banyak terdapat di alam dan paling stabil. Isotop adalah atom yang memiliki nomor atom sama, tetapi nomor massanya berbeda. Contohnya yaitu isotop C-12 dan C-13.

Atom karbon C-12 memiliki massa sebesar 12 satuan massa atom bisa ditulis 12 sma atau 12 amu (atomic mass unit). Dalam satuan kg, massa atom karbon C-12 adalah sebesar 20,04 x 10^-27 kg. Karena atom C-12 ini digunakan sebagai standar, maka satu satuan massa atom didefinisikan sebagai suatu massa yang besarnya tepat sama dengan seperdua belas massa satu atom C-12.

Nah, seperti sudah dibahas di infografik tadi, massa 1 atom hidrogen adalah 1,67 x 10^-27 kg, alias 1/12 dari massa atom C-12. Maka dalam satuan sma, massa 1 atom hidrogen dapat dianggap sama dengan 1 sma.

—

Gimana? Pusing, ya? Kalau kamu bingung dan ada pertanyaan, langsung aja tanyain ke RoboguruPlus! Pertanyaan kamu akan dijawab oleh Tutor yang ahli pada bidangnya masing-masing, lho. Yuk, tanya sekarang!

Sekarang, kita lanjut lagi, ya!

Kalau kamu perhatikan rumus Ar tadi, untuk menghitung Ar atau massa atom relatif, kita harus menghitung massa rata-rata dari 1 atom unsur yang mau kita hitung. Kenapa kita harus menentukan massa atom rata-rata dari setiap unsur?

Jadi, atom-atom unsur yang sama, tidak selalu mempunyai massa yang sama. Kita bisa menganalogikannya dengan massa butiran beras. Meskipun dari jenis beras yang sama, tapi antara satu butir beras dengan butiran beras lainnya, massanya tidak persis sama. Ada yang lebih berat sedikit, ada yang lebih ringan sedikit. Nggak akan sama persis massanya. Nah, sama halnya dengan atom–atom unsur. Meskipun berasal dari unsur yang sama, tapi massanya berbeda-beda. Inilah yang kita kenal sebagai isotop.

Misalnya, atom karbon ada yang mempunyai massa 12 sma dan 13 sma. Dengan adanya isotop tersebut, maka massa atom rata-rata dari atom karbon adalah rata-rata massa atom dari keseluruhan isotop stabil atom yang ada di alam.

Sedangkan, isotop yang tidak stabil atau radioisotop yaitu isotop yang bersifat radioaktif. Radioisotop tidak dipertimbangkan dalam penentuan massa atom rata-rata, karena dapat dengan cepat meluruh menjadi unsur lain.

Baca juga: Bentuk Molekul berdasarkan Teori Domain Elektron dan Teori Hibridisasi

Untuk menghitung massa atom rata-rata dari suatu unsur X, dapat dirumuskan dengan:

Keterangan:

% isotop 1 = kelimpahan isotop pertama

% isotop 2 = kelimpahan isotop kedua

massa isotop 1 = massa atom isotop pertama

massa isotop 2 = massa atom isotop kedua

dan seterusnya (jika ada lebih dari 2 isotop, maka bisa menggunakan perkalian yang sama dengan isotop pertama dan kedua).

Oke, biar pemahaman kamu jadi lebih mantap, kita langsung aplikasikan aja ke latihan soal, ya!

Contoh Soal

Atom klorin (Cl) di alam tersedia dalam dua macam isotop, yaitu 75% sebagai Cl-35 yang bermassa 35 sma dan 25% sebagai Cl-37 yang bermassa 37 sma. Hitunglah massa atom relatifnya!

Penyelesaian:

Pertama-tama, kita hitung massa rata-rata 1 atom unsur klorin terlebih dahulu menggunakan rumus seperti berikut.

Lalu, setelah mengetahui massa atom rata-rata dari unsur klorin, selanjutnya kita hitung massa atom relatifnya menggunakan rumus Ar seperti berikut.

Jadi, massa atom relatif atau Ar dari klorin tersebut adalah sebesar 0,355. Eits ingat, menulisnya tanpa satuan ya, karena seperti tadi sudah kita bahas, massa atom relatif tidak mempunyai satuan.

Gimana, guys? Sudah paham kan tentang massa atom relatif? Biar makin mahir dalam menghitung massa atom relatif, kamu harus memperbanyak latihan soal, ya. Kalau kamu mau belajar materi Kimia kelas 10 lainnya, kamu bisa lho membaca artikel-artikel lain di ruangbaca dan menonton video belajar beranimasi di ruangbelajar! Yuk, tingkatkan terus kemampuan belajarmu bersama Ruangguru!

Sumber Gambar:

Gambar ‘Atom’ [Daring]. Tautan: https://www.radiologycafe.com/wp-content/uploads/2021/04/science-atom.png (Diakses: 9 Juni 2022)

Artikel ini pertama kali ditulis oleh Fahri Abdillah dan telah diperbarui oleh Kenya Swawikanti pada 14 Juni 2022.