Berat molekul adalah ukuran yang mewakili massa molekul tunggal dari beberapa zat. Ini membantu para ilmuwan dan analis memahami kepadatan, volume, dan perpindahan cairan, antara lain. Mengetahui berat molekul yang tepat dalam bahan kimia atau senyawa tertentu juga dapat membantu orang mengukur bagaimana senyawa tersebut akan bereaksi dalam kondisi yang berbeda. Ada beberapa cara yang berbeda untuk menghitung berat, tetapi tes yang melibatkan spektrometri massa, perpindahan cairan, dan pembiasan cahaya cenderung menjadi yang paling umum.
Mendapatkan Rata-Rata Umum
Cara termudah untuk menghitung berat molekul, juga kadang-kadang disebut “massa molekul”, adalah dengan menjumlahkan berat total setiap komponen. Ini biasanya membutuhkan pengetahuan sebelumnya tentang massa dasar setiap atom serta komposisi molekul zat. Air adalah contoh yang baik. Itu terbuat dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen, dan secara kimia dikenal sebagai H2O. Seorang peneliti akan mengambil berat hidrogen dan mengalikannya dengan dua, karena ada dua atom hidrogen dalam air, dan kemudian menambahkan berat oksigen. Hidrogen memiliki berat sekitar 1 satuan massa atom (u) dan oksigen memiliki berat sekitar 16 u. Oleh karena itu, perhitungannya adalah 1 × 2 + 16 = 18 u, jadi berat satu molekul air kira-kira 18 u.
Akuntansi untuk Isotop
Dalam kebanyakan kasus massa molekul adalah rata-rata dasar; berat salah satu molekul mungkin sedikit berbeda dari yang lain karena isotop. Isotop adalah variasi unsur dan memiliki inti dengan jumlah proton yang sama tetapi jumlah neutron yang berbeda, memberikan mereka berat atom yang berbeda yang kadang-kadang diperhitungkan dalam perhitungan. Memperhitungkan isotop akan memberikan pengukuran yang lebih akurat, tetapi biasanya membutuhkan alat khusus dan proses yang lebih tepat.
Metode Perhitungan yang Tepat
Salah satu cara terbaik untuk mendapatkan pengukuran yang tepat adalah dengan menggunakan spektrometer massa, mesin khusus yang dirancang untuk mengisolasi dan mengidentifikasi molekul. Mesin menghasilkan angka dan representasi yang harus digunakan analis untuk mengumpulkan pembacaan massal yang lebih tepat. Mesin-mesin ini biasanya ditempatkan di laboratorium dan institusi akademik.
Ilmuwan kadang-kadang juga menghitung berat menggunakan apa yang dikenal sebagai metode “hidrodinamik”, yang pada dasarnya melibatkan merendam zat dalam air dan mempelajari jumlah dan tingkat perpindahan. Ini membutuhkan kalibrasi khusus dan sejumlah alat untuk menangkap dan mengamati molekul yang tersebar. Dalam beberapa kasus, peneliti juga bisa mendapatkan gambaran massa yang baik dengan melakukan analisis cahaya yang tersebar, di mana berkas cahaya dilewatkan melalui zat. Laju pembiasan, yang pada dasarnya adalah laju dan kecepatan cahaya berpindah dari satu sisi zat ke sisi lain — atau laju penyerapannya, dalam kasus zat yang sangat padat — dapat memberikan dasar untuk menentukan molekul- berat tingkat.
Hubungan dengan Massa Molar
Beberapa ahli kimia mengacu pada pengukuran ini secara bergantian dengan massa molar. Massa molar mengacu pada berat satu mol zat, yang mirip dengan massa atom tetapi sering dianggap lebih tepat secara universal. Satu mol adalah jumlah zat yang mengandung jumlah yang sama dari entitas unsur, seperti elektron, ion, dan atom, seperti yang ada dalam 12 gram karbon-12. Karbon-12 adalah isotop karbon yang paling stabil dan digunakan sebagai standar yang digunakan untuk mengukur semua massa atom.
Mengapa Penting
Mengetahui berapa banyak molekul yang berbeda beratnya penting dalam sejumlah pengaturan yang berbeda, tetapi biasanya paling penting di laboratorium dan lingkungan manufaktur. Para ilmuwan biasanya membutuhkan informasi ini untuk mengantisipasi bagaimana zat yang berbeda akan berhubungan satu sama lain, dan juga untuk memastikan bahwa konsentrasi dan suspensinya stabil. Produsen makanan menggunakan perhitungan semacam ini untuk memastikan bahwa bahan yang berbeda akan tercampur, misalnya, dan untuk mendapatkan profil rasa yang tepat saat menggunakan pemanis atau pengemulsi dengan bobot berbeda.
Berat molekul juga sangat penting saat membuat dan memberi dosis obat. Pabrik farmasi serta dokter dan perawat sering kali perlu mengetahui berapa berat molekul obat yang diberikan untuk mengetahui seberapa kuat kemungkinan kapsul, injeksi, atau dosis lainnya. Berat badan juga sangat penting dalam hal mengganti obat atau mengubah resep untuk memastikan bahwa pasien mendapatkan konsentrasi yang tepat.