A.
Larutan
Larutan
mempunyai peranan besar dalam kehidupan sehari-hari, tubuh kita menyerap mineral,
vitamin dan makanan dalam bentuk larutan. Demikian pula hewan dan tumbuhan
menyerap makanan dalam bentuk larutan.
Larutan tersusun dari pelarut dan zat
terlarut yang dimaksud dengan pelarut
adalah umumnya kompenen larutan yang jumlahnya lebih banyak dan zat terlarut
merupakan komponen larutan yang jumlahnya sedikit. Pada kebanyakan reaksi
kimia, baik di laboratorium maupun di bidang industri pelarut yang lebih banyak
digunakan adalah air. Banyaknya zat terlarut yang dibandingkan terhadap jumlah pelarut
disebut konsentrasi larutan.
Pada permulaan abad ke-19 pengetahuan tentang
larutan berkembang sangat pesat. Pada waktu itu para ilmuwan tertarik pada
dampak arus listrik yang dialirkan melalui berbagai larutan. Pada saat itu pula
telah diketahui ada larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dan ada
larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Michael Faraday adalah orang pertama yang menemukan bahwa
bila arus listrik dialirkan melalui larutan asam atau basa, zat-zat itu akan terurai
dan berkumpul pada elektroda-elektrodanya. Ia adalah orang pertama yang memberi
istilah elektroda dan elektrolit. Elektroda meruapakan unsur padat yang
dihubungkan langsung dengan sumber arus listrik, sedangkan elektrolit adalah
zat-zat yang dapat menghantarkan arus listrik. Zat-zat yang tidak dapat
menghantarkan arus listrik disebut dengan zat-zat non elektrolit. Larutan
zat-zat elektrolit dalam air akan menjadi larutan elektrolit sedangkan larutan zat-zat non elektrolit
dalam air akan menjadi larutan non elektrolit.
B. Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit
Pada tahun 1884, Svante
August Arrhenius mengajukan teorinya, bahwa larutan elektrolit dalam air
terionisasi ke dalam partikel-partikel yang bermuatan positif (kation) dan
negatif (anion) yang disebut ion. Jumlah muatan ion positif akan sama fdengan
jumlah muatan ion negatif, sehingga muatan ion-ion dalam larutan adalah netral.
Ion-ion inilah yang bertugas menghantarkan arus listrik dalam larutan elektrolit tersebut. Selanjutnya
Arrhenius mengemukakan bahwa larutan elektrolit tidak selalu terdisosiasi
secara sempurna dan terjadi untuk suatu elektrolit pada konsentrasi tertentu
hanya sebagian kecil saja terionisasi (terdisosiasi) menjadi ion. Besar
kecilnya ionisasi disebut derajat disosiasi yang bergantung pada harga
konsentrasi larutan elektrolit dan jenis elektrolit.
Misalnya apabila kristal NaCl
dilarutkan dalam air, maka oleh pengaruh air NaCl terurai (disosiasi) menjadi
ion positif Na+ (kation) dan ion negatif Cl- (anion) yang bebas bergerak. Ion-ion inilah
yang bergerak sambil membawa muatan listrik ke dua ujung kawat (kutub elektrode)
alat uji elektrolit.
Perubahan
suatu senyawa menjadi ion-ion dalam suatu larutan disebut proses ionisasi.
Proses ionisasi merupakan salah satu cara menunjukan pembentukan ion-ion,
umumnya ditulis tanpa melibatkan molekul air atau pelarut, namun terkadang
molekul air dituliskan juga. Misalnya HCl yang dilarutkan dalam air dapat
ditulis dalam dua persamaan:
HCl → H+ + Cl–
HCl + H2O → H3O+
+ Cl–
CH3COOH → H+ + CH3COO–
CH3COOH +
H2O ↔ H3O+ + CH3COO–
Ketika
diberi beda potensial, Ion yang bermuatan negatif bergerak menuju anoda (+)
sedangkan ion yang bermuatan positif bergerak menuju katoda (-) karena adanya
perbedaan muatan. Aliran ion inilah yang menyebabkan larutan elektrolit dapat
menghantarkan arus listrik. Senyawa
seperti glukosa, etanol, gula tebu dan larutan urea dalam bentuk padatan,
lelehan maupun larutan tidak dapat menghantarkan arus listrik karena tidak
mengalami ionisasi atau tetap dalam bentuk molekul.
Tabel Perbandingan sifat-sifat larutan elektrolit dan larutan non
elektrolit
Larutan Elektrolit
|
Larutan Non Elektrolit
|
1.
Dapat menghantarkan listrik
2.
Terjadi proses ionisasi
(terurai menjadi ion-ion)
3.
Lampu dapat menyala terang atau redup dan ada gelembung gas
Contoh: Garam dapur (NaCl)
Cuka dapur (CH3COOH)
Air accu (H2SO4)
Garam magnesium (MgCl2)
|
1. Tidak
dapat menghantarkan listrik
2. Tidak
terjadi proses ionisasi
3. Lampu
tidak menyala dan tidak ada gelembung gas
Contoh: Larutan gula (C12H22O11) Larutan urea (CO(NH2)2 Larutan alkohol C2H5OH (etanol) Larutan glukosa (C6H12O6) |
C.
Pembagian
Larutan
Daya hantar listrik larutan
elektrolit bergantung pada jenis dan konsentrasinya. Beberapa larutan
elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dengan baik meskipun konsentrasinya
kecil, larutan ini dinamakan elektrolit kuat. Sedangkan larutan elektrolit yang
mempunyai daya hantar lemah meskipun konsentrasinya tinggi dinamakan elektrolit
lemah.
 |
Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sempurna (derajat ionisasi (α) = 1) menjadi ion-ion sehingga dalam larutan tersebut banyak mengandung ion-ion. Karena banyak ion yang dapat menghantarkan arus listrik, maka daya hantarnya kuat. pada persamaan reaksi, ionisasi elektrolit kuat ditandai dengan anak panah satu arah ke kanan.
Contoh :
NaCl(s) → Na+
(aq) + Cl- (aq)
Yang
tergolong elektrolit kuat adalah:
- Asam-asam kuat, seperti : HCl, HCl03, H2SO4, HNO3 dan lain-lain.
- Basa-basa kuat, yaitu basa-basa golongan alkali dan alkali tanah, seperti: NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 dan lain-lain.
- Garam-garam yang mudah larut, seperti: NaCl, KI, Al2(SO4)3 dan lain-lain
Larutan elektrolit lemah adalah
larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan lemah. Hal ini disebabklan
karena zat terlarut akan terurai sebagian (derajat ionisasi (α) = 0
< α <1) menjadi ion-ion sehingga dalam larutan tersebut sedikit
mengandung ion. Hal ini disebabkan tidak semua terurai menjadi ion-ion
(ionisasi tidak sempurna) sehingga dalam larutan hanya ada sedikit ion-ion yang
dapat menghantarkan arus listrik. Dalam persamaan reaksi, ionisasi elektrolit
lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik).
Contoh :
CH3COOH(aq)
↔ CH3COO- (aq) + H+ (aq)
yang tergolong elektrolit lemah:
a)
Asam-asam lemah, seperti : CH3COOH, HCN, H2CO3,
H2S dan lain-lain
b)
Basa-basa lemah seperti : NH4OH, Ni(OH)2
dan lain-lain
c)
Garam-garam yang sukar larut, seperti : AgCl, CaCrO4,
PbI2 dan lain-lain
Berdasarkan
sifat daya hantar listriknya, larutan dibagi menjadi dua yaitu larutan
elektrolit dan larutan non elektrolit. Sifat elektrolit dan non elektrolit
didasarkan pada keberadaan ion dalam larutan yang akan mengalirkan arus
listrik. Jika dalam larutan terdapat ion, larutan tersebut bersifat elektrolit.
Jika dalam larutan tersebut tidak terdapat ion larutan tersebut bersifat non
elektrolit.
Pada larutan non elektrolit, molekul-molekulnya tidak terionisasi dalam
larutan, sehingga tidak ada ion yang bermuatanyang dapat menghantarkan arus
listrik. Tergolong ke dalam jenis ini misalnya:
-
Larutan urea
-
Larutan sukrosa
-
Larutan glukosa
-
Larutan alkohol dan lain-lain
Cara Menentukan Kekuatan Larutan Elektrolit
Kekuatan larutan elektrolit
ditentukan oleh beberapa faktor :
- Jenis larutan elektrolit, tentu saja elektrolit kuat dalam konsentrasi yang sama atau hampir sama mempunyai kekuatan jauh lebih besar jika dibanding larutan nonelektrolit. Sebab dalam larutan non elektrolit lemah hanya sebagian kecil larutan yang terurai menjadi ion2nya (misal dengan derajat dissosiasi = 0,00001 berarti yang terurai hanya 0,001% dari total konsentrasinya) sedangkan larutan elektrolit kuat hampir semuanya terurai (100% dari konsentrasi terurai)
- Kadar/Konsentrasinya, bila sama jenisnya (sama2 elektrolit lemah atau sama2 elektrolit kuat) kekuatan larutan elektrolit ditentukan oleh konsentrasinya...semakin besar konsentrasi maka semakin besar kekuatannya. karena semakin banyak yang mengion.
- Jumlah ion yang terbentuk per molekul, konsentrasi larutan bukan satu2nya faktor yang mempengaruhi kekuatan larutan elektrolit....jumlah ion yang terbentuk per molekul pun juga punya pengaruh. sebagai contoh coba kalian perhatikan reaksi penguraian KCl dan CaCl2 pada contoh penguraian sebelumnya....dalam reaksi tersebut tiap satu molekul KCl menghasilkan 2 ion yaitu satu ion K+ dan satu ion Cl- sedangkan dalam reaksi penguraian CaCl2 menghasilkan satu ion Ca+ dan dua ion Cl-....sehingga total Kcl menghasilkan 2 ion dan CaCl menghasilkan 3 ion.
Sumber Ion
Dalam Larutan Elektrolit
Ion-ion yang timbul
dalam larutan elektrolit terdiri dari dua sumber yaitu senyawa ionik dan
senyawa kovalen polar.
Senyawa
Ionik
Senyawa ionik tersusun atas ion-ion sekalipun dalam dalam bentuk padat
atau kering.
Misalnya NaCl dan NaOH. NaCl tersusun dari ion Na+ dan ion Cl¯
sedangkan NaOH tersusun dari ion Na + dan ion OH–. Senyawa-senyawa
ionik dalam keadaan padat tidak dapat menghantarkan arus listrik karena ion-ion
yang terikata dengan kuat, sehingga tidak ion-ion tersebut tidak mengalami
mobilisasi ketika diberi beda potensial. Namun apabila senyawa ionik dilarutkan
dalam pelarut polar misalnya air, maka senyawa ionik adalah suatu elektrolit.
Hal ini disebabkan ion-ion yang awalnya terikat kuat pada kisi terlepas
kemudian segera masuk dan menyebar dengan air sebagai medium untuk bergerak.
Perlu diketahui bahwa semua senyawa ionik yang yang dapat larut dalam pelarut
polar seperti air dan lelehan senyawa ionik merupakan suatu elektrolit. Tetapi
lelehan senyawa ionik memiliki daya hantar listrik yang lebih baik dibanding
larutannya. Hal ini disebabkan susunan ion-ion dalam lelehan senyawa ionik
lebih rapat dibanding dalam bentuk larutan, sehingga ion-ion yang ada lebih
mudah atau lebih cepat bergerak menuju anoda dan katoda ketika diberi beda
potensial.
Senyawa Kovalen Polar
Senyawa Kovalen Polar
Pada hakikatnya
polarisasi atau pengkutuban muatan listrik dari suatu senyawa terjadi karena
adanya perbedaan keelektronegatifan dari atom-atom yang bersenyawa. Semakin
besar perbedaan keelektronegatifan semakin sempurna terjadi polarisasi.
Perbedaan keelktronegatifan dua atom yang
membentuk molekul dwiatom menimbulkan molekul polar atau senyawa kovalen polar,
secara keseluruhan merupakan partikel yang netral. Misalnya: HCl, NH3,
CH3COOH. Senyawa tersebut dalam bentuk murninya merupakan penghantar
listrik yang tidak baik (isolator) tetapi bila senyawa tersebut dilarutkan
dalam air akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.
Senyawa-senyawa tersebut mempunyai kemampuan
untuk larut dalam air disebabkan air merupakan molekul dipole atau dua kutub
dan senyawa-senyawa tersebut bereaksi dengan air menjadi partikel bermuatan
listrik atau ion-ion. Ion-ion ini dapat bergerak bebas dalam larutan (zig-zag)
sehingga dapat menghantarkan arus listrik. oleh karena itu, larutan
senyawa-senyawa kovalen polar juga merupakan larutan elektrolit. Jika ditinjau
dari ikatannya larutan elektrolit dapat berupa senyawa ion atau senyawa kovalen
Perbedaan elektrolit senyawa ion dan senyawa kovalen
Senyawa
|
Padatan/murni
|
Lelehan
|
Larutan
|
Ion
|
Non
elektrolit
|
Elektrolit
|
Elektrolit
|
Kovalen
|
Non
elektrolit
|
Elektrolit
|
Elektrolit
|
Tabel Perbedaan dari elektrolit kuat
(a),elektrolit lemah (b) dan non elektrolit (c) non elektrolit
Jenis Larutan
|
Sifat dan Pengamatan Lain
|
Contoh Senyawa
|
Reaksi Ionisasi
|
Elektrolit Kuat
|
·
terionisasi sempurna
·
menghantarkan arus listrik dengan daya yang kuat
·
lampu menyala terang
·
terdapat gelembung gas banyak
·
tidak ada molekul dalam larutan
·
Derajat disosiasi (α) = 1
|
NaCl, HCl,
NaOH, H2SO4, dan KCl |
NaCl ↔ Na+ + Cl-
NaOH ↔ Na+ + OH-
H2SO4 ↔ 2H+ + SO42- KCl ↔ K+ + Cl- |
Elektrolit Lemah
|
·
terionisasi sebagian
·
menghantarkan arus listrik dengan daya lemah
·
lampu menyala
redup
·
Masih terdapat gelembung gas sedikit
·
ada molekul dalam larutan
·
Derajat disosiasi
(α)
= 0 < α <1
|
CH3COOH, NH4OH,
HCN, dan Al(OH)3 |
CH3COOH ↔ H+
+ CH3COO-
HCN ↔ H+ + CN- Al(OH 3 ↔ Al3+ + 3OH- |
Non Elektrolit
|
·
tidak terionisasi
·
tidak menghantarkan arus listrik
·
lampu tidak menyala
·
tidak terdapat gelembung gas
·
Molekul utuh dalam larutan
|
C6H12O6, C12H22O11,
CO(NH2)2, dan C2H5OH |
C6H12O6, C12H22O11,
CO(NH2)2, dan C2H5OH |
Reaksi
Ionisasi Larutan Elektrolit
Berdasarkan keterangan sebelumnya telah kita
ketahui bersama bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik
karena dapat mengalami reaksi ionisasi menjadi ion-ion bermuatan listrik,
sedangkan larutan nonelektrolit tidak mengalami reaksi ionisasi menjadi
ion-ion bermuatan listrik. Pertanyaan yang timbul sekarang adalah bagaimana
cara menuliskan reaksi ionisasi larutan elektrolit? Silakan mengikuti pedoman
penulisan reaksi ionisasi berikut ini.
Kita dapat dengan mudah menuliskan reaksi ionisasi
suatu larutan elektrolit hanya dengan mengikuti pedoman penulisan reaksi
ionisasi larutan elektrolit. Anda harus memahami pedoman tersebut jika ingin
bisa menuliskan reaksi ionisasinya.
Pedoman
penulisan reaksi ionisasi sebagai berikut.
1. Elektrolit Kuat
a.
Asam kuat
Hx
Z (aq) → x H+(aq) +
Zx–(aq)
Contoh:
·
HCl(aq) → H+(aq)
+ Cl–(aq)
·
H2SO4(aq) →
2 H+(aq) + SO42–(aq)
·
HNO3(aq) → H+(aq) + NO3–(aq)
b. Basa kuat
M(OH)x(aq)->
Mx+(aq) + x OH–(aq)
Contoh:
·
NaOH(aq)-> Na+(aq) +
OH–(aq)
·
Ba(OH)2(aq)-> Ba2+(aq)
+ 2 OH–(aq)
·
Ca(OH)2(aq)-> Ca2+(aq)
+ 2 OH–(aq)
c. Garam
MxZy(aq)->
x My+(aq) + y Zx–(aq)
Contoh:
·
NaCl(aq)-> Na+(aq) +
Cl–(aq)
·
Na2SO4(aq)->
2 Na+(aq) + SO42–(aq)
·
Al2(SO4)3(aq)->
2 Al3+(aq) + 3SO42–(aq)
2.
Elektrolit Lemah
a. Asam lemah
HxZ(aq) →x H+(aq)
+ Zx–(aq)
Contoh:
·
CH3COOH(aq) →H+(aq)
+ CH3COO–(aq)
·
H2SO3(aq) →2 H+(aq)
+ SO32–(aq)
·
H3PO4(aq) →3 H+(aq)
+ PO4–(aq)
b. Basa lemah
M(OH)x(aq) →Mx+(aq)
+ x OH–(aq)
Contoh:
·
NH4OH(aq) →NH4+(aq)
+ OH–(aq)
·
Al(OH)3(aq) →Al3+(aq)
+ 3 OH–(aq)
·
Fe(OH)2(aq) →Fe2+(aq)
+ 2 OH–(aq)
RANGKUMAN
·
Larutan elektrolit ialah larutan
yang dapat menghantarkan arus listrik.
·
Larutan non elektrolit ialah
larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.
·
Larutan elektrolit terbagi dua
yaitu: larutan elektrolit lemah dan elektrolit kuat.
·
Senyawa kovalen polar dalam
bentuk murninya merupakan penghantar listrik yang kurang baik tetapi dalam
larutannya merupakan penghantar listrik yang baik.
DAFTAR
PUSTAKA
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar