LARUTAN ELEKTROLIT

 

Larutan adalah campuran yang bersifat homogen atau serba sama. Jika 2 sendok makan gula putih (pasir) dilarutkan ke dalam segelas air, maka akan didapatkan larutan gula. Larutan dapat dikelompokkan atas larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit. Sedangkan elektrolit dapat dikelompokkan menjadi larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah.

Larutan Elektrolit

Larutan elektrolit merupakan larutan yang dibentuk dari zat elektrolit. Sedangkan zat elektrolit itu sendiri merupakan zat-zat yang di dalam air terurai membentuk ion-ionnya. Zat elektrolit yang terurai sempurna di dalam air disebut elektrolit kuat dan larutan yang dibentuknya disebut larutan elektrolit kuat. Zat elektrolit yang hanya terurai sebagian membentuk ion-ionnya di dalam air disebut elektrolit lemah dan larutan yang dibentuknya disebut larutan elektrolit lemah.

Larutan Non-Elektrolit

Larutan non elektrolit merupakan larutan yang dibentuk dari zat non elektrolit. Sedangkan zat non elektrolit itu sendiri merupakan zat-zat yang di dalam air tidak terurai dalam bentuk ion-ionnya, tetapi terurai dalam bentuk molekuler.

 Membedakan Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit

Larutan elektrolit dan non elektrolit dapat dibedakan dengan jelas dari sifatnya yaitu kemampuan menghantarkan listrik.

 a) Larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik.

Hal ini untuk pertama kalinya diterangkan oleh Svante August Arrhenius (1859-1927), seorang ilmuwan dari Swedia. Arrhenius menemukan bahwa zat elektrolit dalam air akan terurai menjadi partikel-partikel berupa atom atau gugus atom yang bermuatan listrik. Karena secara total larutan tidak bermuatan, maka jumlah muatan positif dalam larutan harus sama dengan muatan negatif.

Atom atau gugus atom yang bermuatan listrik itu dinamai ion. Ion yang bemuatan positif disebut kation, sedangkan ion yang bermuatan negatif disebut anion. Pembuktian sifat larutan elektrolit yang dapat menghantarkan listrik ini dapat diperlihatkan melalui eksperimen. Zat-zat yang tergolong elektrolit yaitu asam, basa, dan garam. Contoh larutan elektrolit kuat : HCl, HBr, HI, HNO3, dan lain-lain. Contoh larutan elektrolit lemah : CH3COOH, Al(OH)3 dan Na2CO3.

b)  Larutan non elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.

     Adapun larutan non elektrolit terdiri atas zat-zat non elektrolit yang tidak dilarutkan ke dalam air tidak terurai menjadi ion (tidak terionisasi). Dalam larutan, mereka tetap berupa molekul yang tidak bermuatan listrik. Itulah sebabnya larutan non elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik. Pembuktian sifat larutan non elektrolit yang tidak dapat menghantarkan listrik ini dapat diperlihatkan melalui eksperimen. Contoh larutan non elektrolit: Larutan Gula (C12H22O11), Etanol (C2H5OH), Urea (CO(NH2)2), Glukosa (C6H12O6), dan lain-lain.

 1.4       Kekuatan Elektrolit
Kekuatan suatu elektrolit ditandai dengan suatu besaran yang disebut derajat ionisasi (α)

 Keterangan :

Elektrolit kuat memiliki harga α = 1, sebab semua zat yang dilarutkan terurai menjadi ion

Elektrolit lemah memiliki harga α<1, sebab hanya sebagian yang terurai menjadi ion.

Adapun non elektrolit memiliki harga α = 0, sebab tidak ada yang terurai menjadi ion.

  • Elektrolit kuat : α = 1(terionisasi sempurna)
  • Elektrolit lemah : 0 < α < 1 (terionisasi sebagian)
  • Non Elektrolit : α = 0 (tidak terionisasi)

Reaksi Ionisasi Elektrolit Kuat

Larutan yang dapat memberikan lampu terang, gelembung gasnya banyak, maka laurtan ini merupakan elektrolit kuat. Umumnya elektrolit kuat adalah larutan garam. Dalam proses ionisasinya, elektrolit kuat menghasilkan banyak ion maka α = 1 (terurai seluruhnya), pada persamaan reaksi ionisasi elektrolit kuat ditandai dengan anak panah satu arah ke kanan. Perlu diketahui pula elektrolit kuat ada beberapa dari asam dan basa.

Contoh :

  • NaCl (aq) à Na+(aq) + Cl-(aq)
  • KI (aq) à K+ (aq) + I - (aq)
  • Ca(NO3)2 (g) à Ca 2+ (aq) + 2NO3 - (aq)

Di bawah ini diberikan kation dan anion yang dapat membentuk elektrolit kuat.

Kation : Na+, L+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, NH4+
Anion   : Cl, Br-, I-, SO42-, NO3-, ClO4 -, HSO4 -, CO3 2-, HCO3 -

Cobalah kamu buatkan 5 macam garam lengkap dengan reaksi ionisasinya sesuai dengan kation dan anion pembentuknya seperti di bawah ini.

No

Kation

Anion

Reaksi Ionisasi

Garam

1 Mg2+ Br -    
2 Ca2+ ClO4 -    
3 NH4+ Cl -    
4 Mg2+ Br -    
5 Ca2+ ClO4 -    
6 Ba2+ NO3 -    
7 Na+ SO42-    

Reaksi Ionisasi Elektrolit Lemah

Larutan yang dapat memberikan nyala redup ataupun tidak menyala, tetapi masih terdapat gelembung gas pada elektrodanya maka larutan ini merupakan elekrtolit lemah. Daya hantarnya buruk dan memiliki α (derajat ionisasi) kecil, karena sedikit larutan yang terurai (terionisasi). Makin sedikit yang terionisasi, makin lemah elektrolit tersebut. Dalam persamaan reaksi ionisasi elektrolit lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik) artinya tidak semua molekul terurai (ionisasi tidak sempurna)

 Contoh:

  • CH3COOH (aq) » CH3COO - (aq) + H+(aq)
  • NH4OH(g) » NH4+(aq) + OH - (aq)

 

Di bawah ini diberikan beberapa larutan elektrolit lemah, tuliskanlah reaksi ionisasinya.

No

Larutan Elektrolit Lemah

Reaksi Ionisasi

1. H2S (aq)  
2. H3PO4 (aq)  
3. HF(g)  
4. HCOOH(aq)  
5. HCN(aq)  

Jenis-jenis larutan berserta sifatnya sebagai kesimpulan dari penjelasan di atas diperlihatkan pada Tabel 1.1

 Tabel 1.1: Perbedaan sifat larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah dan non elektrolit

Jenis Larutan

Sifat dan Pengamatan Lain

Contoh Senyawa

Reaksi Ionisasi

Elektrolit Kuat - terionisasi sempurna
– menghantarkan arus listrik
– lampu menyala terang
– terdapat gelembung gas
NaCl, HCl,
NaOH,
H2SO4,KCl
NaCl  Na+ + Cl-
NaOH  Na+ + OH-
H2SO4  2 H+ + SO42-
KCl  K+ + Cl-
Elektrolit Lemah - terionisasi sebagian
– menghantarkan arus listrik
– lampu menyala redup
– terdapat gelembung gas
NH4OH,
HCN, Al(OH)3
NH4OH  NH4+ + OH-
HCN  H+ + CN-
Al(OH)3  Al3+ + 3OH-
Non Elektrolit - tidak terionisasi
– tidak menghantarkan listrik
– lampu tidak menyala
– tidak terdapat gelembung gas
C6H12O6, C12H22O11,
CO(NH2)2 C2H5OH
C6H12O6,C12H22O11,
CO(NH2)2

 C2H5OH

 CARA LARUTAN ELEKTROLIT MENGHANTARKAN ARUS LISTRIK

Pada tahun 1884, Svante Arrhenius, ahli kimia terkenal dari Swedia mengemukakan teori elektrolit yang sampai saat ini teori tersebut tetap bertahan padahal ia hampir saja tidak diberikan gelar doktornya di Universitas Upsala, Swedia, karena mengungkapkan teori ini. Menurut Arrhenius, larutan elektrolit dalam air terdisosiasi ke dalam partikel-partikel bermuatan listrik positif dan negatif yang disebut ion (ion positif dan ion negatif). Jumlah muatan ion positif akan sama dengan jumlah muatan ion negatif, sehingga muatan ion-ion dalam larutan netral. Ion-ion inilah yang bertugas menghantarkan arus listrik, seperti diperlihatkan pada Gambar 1.3.

Larutan yang dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan elektrolit. Larutan ini memberikan gejala berupa menyalanya lampu atau timbulnya gelembung gas dalam larutan. Larutan elektrolit mengandung partikel-partikel yang bermuatan (kation dan anion).

   Gambar 1.3 Cara larutan elektrolit menghantarkan arus listrik

 

Larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik karena mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas. Ion-ion itulah yang menghantarkan arus listrik melalui larutan

Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday, diketahui bahwa jika arus listrik dialirkan ke dalam larutan elektrolit akan terjadi proses elektrolisis yang menghasilkan gas. Gelembung gas ini terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami oksidasi. Contoh, pada larutan HCl terjadi reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen sebagai berikut.

 HCl(aq)          →        H+(aq) + Cl - (aq)
Reaksi reduksi : 2H+(aq) + 2e- → H2 (g)
Reaksi oksidasi : 2Cl - (aq) → Cl2(g) + 2e-

Larutan elektrolit terdiri dari larutan elektrolit kuat contohnya HCl, H2SO4, dan larutan elektrolit lemah contohnya CH3COOH, NH3, H2S. Larutan elektrolit dapat bersumber dari senyawa ion (senyawa yang mempunyai ikatan ion) atau senyawa kovalen polar (senyawa yang mempunyai ikatan kovalen polar). Zat elektrolit yang terurai dalam air menjadi ion-ion . Beberapa contoh zat elektrolit tersebut adalah sebagai berikut:

            NaCl (aq)                     →        Na+ (aq) + Cl- (aq)
            HCl (aq)                       →        H+ (aq) + Cl- (aq)
            H2SO4 (aq)                   →        2 H+ (aq) + SO4 2- (aq)
            NaOH (aq)                   →        Na+ (aq) + OH- (aq)
            CH3COOH (aq )           →        CH3COO - (aq) + H+ (aq)

Zat non elektrolit yang tidak terurai menjadi ion-ion, tapi tetap berupa molekul. Contohnya:
            C2H5OH (l)                   →        C2H5OH (aq)
            CO(NH2)2 (s)               →        CO(NH2)2 (aq)

HUBUNGAN KEELEKTROLITAN DENGAN IKATAN KIMIA

 Senyawa Ion

Sebagai contoh dari kegiatan percobaan yang tergolong larutan elektrolit yang berikatan ion adalah garam dapur. Dapatkah Anda membedakan daya hantar listrik untuk garam pada saat kristal, lelehan dan larutan? Cobalah perhatikan uraian berikut. NaCl adalah senyawa ion, jika dalam keadaan kristal sudah sebagai ion-ion, tetapi ion-ion itu terikat satu sama lain dengan rapat dan kuat, sehingga tidak bebas bergerak. Jadi dalam keadaan kristal (padatan) senyawa ion tidak dapat menghantarkan listrik, tetapi jika garam yang berikatan ion tersebut dalam keadaan lelehan atau larutan, maka ion-ionnya akan bergerak bebas, sehingga dapat menghantarkan listrik. Pada saat senyawa NaCl dilarutkan dalam air, ion-ion yang tersusun rapat dan terikat akan tertarik oleh molekul-molekul air dan air akan menyusup di sela-sela butir-butir ion tersebut (proses hidrasi) yang akhirnya akan terlepas satu sama lain dan bergerak bebas dalam larutan seperti diperlihatkan pada Gambar 1.4.

Reaksi pelarutan NaCl padat di dalam air meghasilkan ion-ion Na+ dan ion-ion Cl - yang masing-masing berikatan dengan molekul-molekul air.

                                    NaCl (s) + air à           Na+ (aq) + Cl-(aq)

 

Gambar 1.4       Proses pelarutan NaCl padat di dalam air

 

3.2       Senyawa Kovalen

Senyawa kovalen terbagi atas:

    1.  senyawa kovalen non polar, contoh : F2, Cl2, Br2, I2, CH4
    2.  senyawa kovalen polar, contoh: HCl, HBr, HI, NH3.

Dari hasil percobaan diketahui bahwa hanya senyawa yang berikatan kovalen polar yang dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimanakah hal ini dapat dijelaskan?

Kalau kita perhatikan, bahwa HCl merupakan senyawa kovalen diatomik yang bersifat polar, pasangan elektron ikatan tertarik ke atom Cl yang lebih elektronegatif dibanding dengan atom H. Akibatnya pada HCl, atom H lebih positif dan atom Cl lebih negatif.

 Reaksi ionisasinya adalah sebagai berikut :

HCL(aq)           –>      H+(aq) +  Cl-(aq)

Jadi walaupun molekul HCl bukan senyawa ion, jika dilarutkan ke dalam air maka larutannya dapat menghantarkan arus listrik karena menghasilkan ion-ion yang bergerak bebas.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s