Parameter Kuantitatif

Parameter Kuantitatif

Topic Progress:

Kimia adalah sains yang penuh dengan perhitungan. Oleh sebab itu, sebelum melanjutkan lebih jauh, ada baiknya kalau kita memahami terlebih dahulu satuan dan metode pengukuran yang digunakan dalam ilmu kimia.

Besaran

Ada 7 besaran pokok yang diakui oleh Système Internationale d’Unités (SI): panjang (m), massa (kg), waktu (s), temperatur (K), jumlah zat (mol), arus listrik (A), dan intensitas cahaya (cd).

Massa menggambarkan kuantitas zat dalam suatu benda. Karena ilmu kimia biasanya mempelajari zat dalam skala kecil, kita akan lebih sering menggunakan satuan gram untuk massa. Dalam perhitungan stoikiometri, massa seringkali dikonversi ke jumlah zat (mol).

Suhu atau temperatur yang kita gunakan bergantung pada lokasi kita berada, misalnya kita biasa menggunakan Celsius karena di Indonesia paling lazim digunakan. Namun, dalam melakukan perhitungan terutama yang berkaitan dengan termodinamika, kita harus selalu menggunakan skala Kelvin.

Dalam melakukan pengukuran, sesuatu yang kita ukur juga bisa merupakan kombinasi dari besaran-besaran pokok, yang kita sebut besaran turunan. Misalnya, volume suatu cairan dapat kita nyatakan dalam m3. Karena biasanya dalam ilmu kimia kita menggunakan zat dalam jumlah kecil, kita lebih sering menggunakan satuan L (dm3) atau mL (cm3) untuk pengukuran volume. Contoh besaran turunan lain adalah densitas (massa tiap volume atau massa jenis) yang sering kita nyatakan dalam kg/L atau g/mL.

Persen Komposisi Sebagai Faktor Konversi

Kadang, kita diminta untuk menentukan persen komposisi suatu zat dalam suatu campuran. Misalnya, apabila dalam 100 gram air laut terdapat 3.5 gram garam NaCl (natrium klorida/sodium chloride), maka kita katakan bahwa persen massa garam dalam air laut adalah 3.5%. Kita juga dapat menggunakan istilah salinitas, yaitu massa garam dalam gram dalam 1 kilogram air laut. Pada kasus ini, sailinitas garam di air laut adalah 35 g/kg.

Kita juga akan sering mendengar istilah bagian per juta (bpj atau ppm, part per million, mg/kg) atau bagian per miliar (bpm atau ppb, part per billion, µg/kg). Misalnya, apabila dalam 1 kg air terdapat logam berat sebanyak 2 mg, maka konsentrasi logam berat tersebut adalah 2 ppm.

Pengukuran dan Angka Penting (Significant Figures)

Terdapat simpangan (error) dalam semua pengukuran. Dua jenis simpangan yang paling sering terjadi dalam pengukuran adalah systematic error dan random error. Systematic error mempengaruhi akurasi dari pengukuran, sedangkan random error mempengaruhi kepresisian dari pengukuran. Apa itu akurasi (accuracy) dan kepresisian (precision)? Akurasi adalah tepat tidaknya hasil pengukuran tersebut dengan kuantitas yang sesungguhnya, sedangkan kepresisian adalah seberapa dekat berbagai pengukuran dengan hasil pengukuran rata-rata. Agar lebih jelas, mari kita simak melalui ilustrasi berikut.

Di laboratorium, ada timbangan yang hanya dapat mengukur massa dalam gram dengan 4 angka di belakang koma (timbangan analitik), ada juga yang hanya dapat mengukur dengan 1 angka di belakang koma. Diketahui ternyata hasil pengukuran timbangan pertama selalu kurang dari hasil pengukuran sesungguhnya. Kedua timbangan sama-sama menimbang sebuah zat dengan massa 10.7496 gram. Dari tiga kali pengukuran, timbangan pertama memperoleh massa sebesar 10.7433 gram, 10.7435 gram, dan 10.7434 gram, sedangkan timbangan kedua memperoleh massa 10.8 gram, 10.7 gram, dan 10.9 gram.

Dari kedua timbangan di atas, timbangan pertama adalah timbangan yang presisi karena rentang pengukurannya kecil, namun tidak akurat karena nilai sesungguhnya tidak terdapat dalam hasil pengukuran (10.7434 ± 0.0001 gram). Timbangan kedua adalah timbangan yang akurat, karena massa sesungguhnya ada dalam rentang hasil pengukuran (10.8 ± 0.1 gram), namun bukanlah timbangan yang presisi karena memiliki rentang pengukuran yang besar.