Menghitung Massa Atom Relatif Unsur

Menghitung Massa Atom Relatif Unsur – Di laboratorium, pengukuran massa suatu zat menggunakan satuan gram. Bagaimanakah mengukur massa atom? Penentuan massa atom dilakukan dengan cara membandingkan massa atom yang akan ditentukan terhadap massa atom suatu unsur yang massanya ditetapkan (massa atom standar).
1. Standar Massa Atom
Standar massa atom yang kali pertama diberlakukan adalah atom hidrogen, massanya ditetapkan sebesar 1,0 sma (satuan massa atom). Pada perkembangan selanjutnya, standar massa atom adalah atom oksigen, yang massanya ditetapkan sebesar 16,0 sma. Dengan berkembangnya teknologi dalam bidang instrumentasi, khususnya spektrometer massa, diketahui bahwa atom-atom suatu unsur dapat memiliki lebih dari satu macam isotop. Berdasarkan sifat-sifat isotop atom, ditetapkan bahwa standar massa atom adalah isotop karbon yang massanya 12 sma. Alasannya, isotop karbon-12 merupakan isotop paling stabil. Penetapan isotop karbon-12 sebagai standar massa atom dibakukan oleh IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) pada 1961 dan didefinisikan sebagai:

1/12 × massa atom isotop karbon-12

Penentuan massa isotop atom-atom lain didasarkan pada nilai perbandingan terhadap massa atom isotop karbon-12. Jadi, massa atom isotop suatu unsur, misalnya isotop atom X sama dengan:

2. Massa Atom Relatif
Dengan ditetapkannya massa isotop atom karbon-12 sebagai standar massa atom maka massa isotop atom unsur-unsur lain dapat ditentukan secara eksperimen menggunakan spektrometer massa. Spektrometer massa memberikan data akurat tentang jumlah isotop atom suatu unsur dan kelimpahannya di alam.
Contoh:
Pengukuran secara kimia terhadap massa atom karbon adalah 12,0 sma. Oleh karena itu, pengukuran dengan spektrometer massa diharapkan memberikan satu puncak spektrum di daerah 12,0 e/m.

Gambar 1.9 Tinggi puncak menunjukkan persen kelimpahan isotop di alam.

Fakta menunjukkan bahwa karbon memberikan tiga puncak pada data runutan spektrometer massa, yaitu pada daerah massa 12, 13, dan 14 sma dengan tinggi puncak menunjukkan kelimpahan relatif masing-masing, yaitu 98,90%, 1,009% dan 0,001% seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.9. Berdasarkan data runutan spektrometer massa, karbon merupakan campuran tiga macam isotop dengan sifat kimia yang sama, tetapi massa dan kelimpahannya di alam berbeda. Demikian pula unsur-unsur lain dapat memiliki isotop lebih dari satu dengan persen kelimpahan yang berbeda.
Permasalahan sekarang adalah isotop mana yang akan dijadikan rujukan untuk mengukur massa zat di laboratorium. Oleh karena isotop-isotop suatu unsur tidak dapat dipisahkan dalam suatu zat kimia juga kelimpahannya berbeda untuk setiap isotop maka perlu ditetapkan massa atom unsur untuk kepentingan pengukuran zat di laboratorium. Menurut IUPAC, massa atom unsur ditentukan berdasarkan massa setiap isotop dan kelimpahannya. Penentuan dengan cara ini dinamakan massa atom relatif, disingkat Ar. Massa atom relatif (Ar) suatu unsur didefinisikan sebagai jumlah dari massa isotop dikalikan dengan kelimpahannya di alam.
Contoh:
Jika suatu unsur memiliki n isotop: isotop-1, massanya m₁ dengan kelimpahan Z₁; isotop-2, massanya m₂ dengan kelimpahan Z₂; dan seterusnya maka massa atom relatif unsur tersebut ditentukan dengan persamaan berikut:
A_r = m₁Z₁ + m₂Z₂+ … +m_nZ_n
Oleh karena massa atom relatif sudah mempertimbangkan isotop dan kelimpahannya di alam maka untuk perhitungan dan pengukuran massa zat didasarkan pada massa atom relatifnya. Tabel berikut menunjukkan massa atom relatif unsur-unsur.
Tabel 1.2 Massa Atom Relatif Unsur-Unsur

Unsur	Massa Atom Relatif
H	1,008
Li	6,975
C	12,011
N	14,006
O	15,999
F	18,998
Na	22,989
Mg	24,305
Al	26,981
P	30,974
Si	28,080
Cl	35,453
K	39,091
Ca	40,080
Br	79,904

Contoh
Hasil analisis spektrometer terhadap unsur boron menunjukkan bahwa unsur boron terdiri atas dua isotop, yaitu isotop 10B massanya 10,013 dengan kelimpahan 19,10% dan isotop 11B massanya 11,01 sma dengan kelimpahan 80,90% sma. Berapakah massa atom relatif boron?
Jawab:
A_r atom = Σ(massa isotop x %kelimpahan)
A_r B         = [10,013x(19,10/100)+(11,01x(80,90/100)]
= 1,9125 + 8,9065 = 10,819
Jadi, massa atom relatif (Ar) unsur boron adalah 10,819.