Daya Hantar Listrik Larutan Kimia

Daya Hantar Listrik Larutan Kimia

        i.            Tujuan : untuk mengetahui sifat elektrolit larutan kimia.

      ii.            Pengantar Teori

o  PENGERTIAN LARUTAN

Suatu campuran terdiri dari dua komponen utama, yaitu zat terlarut dan zat pelarut. Jika dari contoh di atas zat terlarutnya adalah, gula, garam, teh, dan kopi; sedangkan zat pelarutnya adalah air.

Suatu zat dikatakan larutan jika campuran antara zat terlarut dan pelarutnya bersifat homogen. Artinya tidak terdapat batas antar komponennya, sehingga tidak dapat dibedakan lagi antara zat pelarut (air) dan terlarutnya. Beda halnya dengan air kopi, masih terdapat perbedaan antara keduanya, walaupun secara kasat mata, airnya sudah berubah warna menjadi hitam. Hal ini juga berlaku untuk campuran antara pasir dan air. Anda bisa menambahkan sendiri contoh-contonya. Untuk air kopi kita menyebutnya sebagai larutan heterogen/campuran .

o   PENGERTIAN LARUTAN ELEKTROLIT

Suatu larutan dapat dikatakan sebagai larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik. Mengapa zat elektrolit dapat menghantarkan listrik? Ini erat kaitannya dengan ion-ion yang dihasilkan oleh larutan elektrolit (baik positif maupun negative). Suatu zat dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik.

Sumber gambar: kimia.upi.edu

o   BERBAGAI JENIS LARUTAN ELEKTROLIT

1.   Berdasarkan jenis larutan

A.    Larutan asam (zat yang melepas ion H⁺ jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:

-          Asam klorida/asam lambung : HCl

-          Asam florida : HF

-          Asam sulfat/air aki : H₂SO₄

-          Asam asetat/cuka : CH₃COOH

-          Asam sianida : HCN

-          Asam nitrat : HNO₃

-          Asam posfat : H₃PO₄

-          Asam askorbat/Vit C

B.     Larutan basa (zat yang melepas ion OH^- jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:

-          Natrium hidroksida/soda kaustik : NaOH

-          Calcium hidroksida : Ca(OH)₂

-          Litium hidroksida : LiOH

-          Kalium hidroksida : KOH

-          Barium hidroksida : Ba(OH)₂

-          Magnesium hidroksida : Mg(OH)₂

-          Aluminium hidroksida : Al(OH)₃

-          Besi (II) hidroksida : Fe(OH)₂

-          Besi (III) hidroksida : Fe(OH)₃

-          Amonium hirdoksida : NH₄OH

C.     Larutan garam (zat yang terbentuk dari reaksi antara asam dan basa), contohnya adalah:

-          Natrium klorida/garam dapur : NaCl

-          Ammonium clorida : NH₄Cl

-          Ammonium sulfat : (NH4)₂SO₄

-          Calcium diklorida : CaCl₂

2.   Berdasarkan jenis ikatan:

-       Senyawa ion (senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion), contohnya adalah: NaCl, CaCl₂, AlCl₃, MgF₂, LiF (sebagian besar berasal dari garam)

-       Senyawa kovalen polar (senyawa melalui ikatan kovalen yang bersifat polar/memiliki perbedaan keelektronegatifan yang besar antar atom), contohnya adalah: HCl, NaOH, H₂SO₄, H₃PO₄, HNO₃, Ba(OH)₂ (berasal dari asam dan basa)

o    KEKUATAN LARUTAN ELEKTROLIT

Kekauatan larutan elektrolit erat kaitannya dengan derajat ionisasi/disosiasi . Derajat ionisasi/disosiasi adalah perbandingan antara jumlah ion yang dihasilkan dengan jumlah zat mula-mula. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

Derajat ionisasi memiliki rentang antara 0 sampai 1. Jika derajat ionsisasi suatu larutan mendekati 1 atau sama dengan 1, ini mengindikasikan bahwa zat tersebut tergolong larutan elektrolit kuat. Artinya adalah sebagian besar/semua zat tersebut terionisasi membentuk ion positif dan ion negative. Hanya sebagian kecil/tidak ada zat tersebut dalam bentuk molekul netral.

Jika derajat ionsisasi suatu larutan mendekati 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan elektrolit lemah. Artinya adalah hanya sebagian kecil zat tersebut yang terionsisasi menghasilkan ion positif dan ion negative. Sisanya masih berupa molekul netral.

Jika derajat ionisasi suatu larutan sama dengan 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan non elektrolit. Artinya adalah zat tersebut tidak mengalami ionisasi/tidak menghasilkan ion positif dan ion negative, semuanya dalam bentuk molekul netral. Perhatikan gambar di bawah ini.

Gambar A : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 1; artinya semua larutan membentuk ion-ion (positif dan negative), tidak ada dalam bentuk molekul netralnya. Gelembung yang dihasilkan banyak dan dapat menyalakan nyala lampu.

Gambar B : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati 1; artinya sebagian besar larutan terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, hanya sebagian kecil dalam bentuk molekul netralnya. Walaupun masih terdapat molekul netral, gas yang terbentuk banyak (tapi tidak sebanyak gambar A) dan dapat menyalakan lampu.

Gambar C : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati 0; artinya hanya sebagian kecil yang terionsisasi membentuk ion positif dan ion negative. Sebagian besar terdapat dalam bentuk molekul netral. Gelembung yang dihasilkan sedikit, dan lampu tidak menyala.

Gambar D : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 0; artinya tidak ada zat yang terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, semua zat masih dalam bentuk molekul netralnya. Tidak menghasilkan gelembung dan lampu tidak menyala.

o   PEMBAGIAN LARUTAN ELEKTROLIT

1.      Elektrolit kuat, karakteristiknya adalah sebagai berikut:

ü Menghasilkan banyak ion

ü Molekul netral dalam larutan hanya sedikit/tidak ada sama sekali

ü Terionisasi sempurna, atau sebagian besar terionisasi sempurna

ü Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan banyak, lampu menyala

ü Penghantar listrik yang baik

ü Derajat ionisasi = 1, atau mendekati 1

ü Contohnya adalah: asam kuat (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄, HNO₃, HClO₄); basa kuat (NaOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂, LiOH), garam NaCl

2.    Elektrolit lemah, karakteristiknya adalah sebagai berikut:

ü Menghasilkan sedikit ion

ü Molekul netral dalam larutan banyak

ü Terionisasi hanya sebagian kecil

ü Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan sedikit, lampu tidak menyala

ü Penghantar listrik yang buruk

ü Derajat ionisasi mendekati 0

ü Contohnya adalah: asam lemah (cuka, asam askorbat, asam semut), basa lemah [Al(OH)₃, NH₄OH, Mg(OH)₂, Be(OH)₂]; garam NH₄CN

3.      Larutan non elektrolit memiliki karakteristik sebagai berikut:

ü  Tidak menghasilkan ion

ü  Semua dalam bentuk molekul netral dalam larutannya

ü  Tidak terionisasi

ü  Jika dilakukan uji daya hantar listrik: tidak menghasilkan gelembung, dan lampu tidak menyala

ü  Derajat ionisasi = 0

ü  Contohnya adalah larutan gula, larutan alcohol, bensin, larutan urea. disebut penggilingan koloid, yang biasa digunakan dalam:- industri makanan untuk membuat jus buah, selai, krim, es krim,dsb.- Industri kimia rumah tangga untuk membuat pasta gigi, semir sepatu,deterjen, dsb.- Industri kimia untuk membuat pelumas padat, cat dan zat pewarna.- Industri-industri lainnya seperti industri plastik, farmasi, tekstil, dankertas.Sistem kerja alat penggilingan koloid:Alat ini memiliki 2 pelat baja dengan arah rotasi yang berlawanan.Partikel-partikel yang kasar akan digiling melalui ruang antara kedua pelatbaja tersebut. Kemudian, terbentuklah partikel-partikel berukuran koloidyang kemudian didispersikan dalam medium pendispersinya untukmembentuk sistem koloid. Contoh koloid yang dibuat adalah; pelumas,tinta cetak, dsb.

* Cara peptisasi

Cara peptisasi adalah pembuatan koloid / sistem koloid dari butir-butirkasar atau dari suatuendapan / proses pendispersi endapan dengan bantuan suatu zatpemeptisasi (pemecah). Zatpemecah tersebut dapat berupa elektrolit khususnya yang mengandungion sejenis ataupun pelaruttertentu.Contoh:- Agar-agar dipeptisasi oleh air ; karet oleh bensin.- Endapan NiS dipeptisasi oleh H2S ; endapan Al(OH) 3 oleh AlCl3.

 

- Sol Fe(OH) 3 diperoleh dengan mengaduk endapan Fe(OH) 33 yang baruterbentuk dengan sedikit FeCl3. Sol Fe(OH) 3 kemudian dikelilingi Fe+3sehingga bermuatan positif - Beberapa zat mudah terdispersi dalam pelarut tertentu dan membnetuksistem kolid. Contohnya; gelatin dalam air.

* Cara Busur Bredig

Cara busur Bredig ini biasanya digunakan untuk membuat sol-sol logam,sperti Ag, Au, dan Pt. Dalam cara ini, logam yang akan diubah menjadipartikel-partikel kolid akan digunakan sebagai elektrode. Kemudian kedualogam dicelupkan ke dalam medium pendispersinya (air suling dingin)sampai kedua ujungnya saling berdekatan. Kemudian, kedua elektrodeakan diberi loncatan listrik. Panas yang timbul akan menyebabkan logammenguap, uapnya kemudian akan terkondensasi dalam mediumpendispersi dingin, sehingga hasil kondensasi tersebut berupa pertikel-pertikel kolid. Karena logam diubah jadi partikel kolid dengan proses uaplogam, maka metode ini dikategorikan sebagai metode dispersi.

    iii.            Alat dan Bahan

-          Alat

1.      Lampu kecil     watt

2.      2 buah Kabel berukuran 30 cm

3.      Kertas karton dan perekat

4.      3 buah Batu batre      volt

5.      2 buah Kertas saringan

6.      2 buah batang carbon sepanjang 5 cm

7.      4 buah gelas kimia

-          Bahan

1.      Larutan NaCl

2.      Larutan NaOH

3.      Larutan CH3COOH

4.      Larutan C2H5OH

    iv.            Langkah Kerja

1.      Tuangkan 30 ml larutan NaCl kedalam gelas kimia 1

2.      Tuangkan 30 ml larutan NaOH kedalam gelas kimia 2

3.      Tuangkan 30 ml larutan CH3COOH kedalam gelas kimia 3

4.      Tuangkan 30 ml larutan C2H5OH kedalam gelas kimia 4

5.      Lilitkan ujung kabel pertama ke bagian bawah lampu, biarkan ujung yang satunya lagi terurai, lakukan juga hal ini kepada kabel kedua

6.      Satukan ketiga buah batre secara paralel dan bungkus dengan kertas karton, rekatkan secara kuat

7.      Tempelkan lampu ke ujung batre bermuatan negatif dan ujung kabel lainnya ke ujung batre positif. Apabila lampu menyala itu artinya peralatan dapat berfungsi dengan baik dan percobaan dapat dilakukan

8.      Ikatkan ujung kabel 1 yang terurai kepada batang carbon 1, begitu juga ujung kabel 2 terhadap batang carbon 2

9.      Masukan kedua batang carbon kedalam larutan NaCl dalam gelas kimia 1 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan , namun jangan sampai batang carbon 1 berkenaan dengan batang carbon 2 di dalam larutan tersebut (pisahkan antara batang carbon 1 dan 2)

10.  Amati gelembung udara dan lampu

11.  Setelah didapat hasil pengamatan, angkat kedua batang carbon, tiriskan dan lap dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan NaCl yang tersisa di batang carbon

12.  Masukan kedua batang carbon kedalam larutan NaOH didalam gelas kimia 2 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan , namun jangan sampai batang carbon 1 berkenaan dengan batang carbon 2 di dalam larutan tersebut (pisahkan antara batang carbon 1 dan 2)

13.  Amati gelembung udara dan lampu

14.  Setelah didapat hasil pengamatan, angkat kedua batang carbon tiriskan dan lap dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan NaOH yang tersisa di batang carbon

15.  Masukan kedua batang carbon kedalam larutan CH3COOH didalam gelas kimia 3 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan , namun jangan sampai batang carbon 1 berkenaan dengan batang carbon 2 di dalam larutan tersebut (pisahkan antara batang carbon 1 dan 2)

16.  Amati gelembung udara dan lampu

17.  Setelah didapat hasil pengamatan, angkat kedua batang carbon, tiriskan juga lap dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan CH3COOH yang tersisa di batang carbon

18.  Masukan kedua batang carbon kedalam larutan C2H5OH didalam gelas kimia 4 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan , namun jangan sampai batang carbon 1 berkenaan dengan batang carbon 2 di dalam larutan tersebut (pisahkan antara batang carbon 1 dan 2)

19.  Amati gelembung udara dan lampu

20.  Setelah didapat hasil pengamatan, angkat kedua batang carbon, tiriskan dan lap dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan C2H5OH yang tersisa di batang carbon.

      v.            Hasil Pengamatan

1.      Penuangan 30 ml larutan NaCl kedalam gelas kimia 1, larutan terlihat berwarna bening namun sedikit keruh

2.      Penuangan 30 ml larutan NaOH kedalam gelas kimia 2, larutan terlihat berwarna bening namun sedikit keruh.

3.      Penuangan 30 ml larutan CH3COOH kedalam gelas kimia 3, larutan terlihat berwarna bening dan berbau khas cuka yang menyengat.

4.      Penuangan 30 ml larutan C2H5OH kedalam gelas kimia 4, larutan terlihat berwarna bening, seperti air namun memiliki bau khas alkohol itu sendiri.

5.      Pelilitan salah satu ujung kabel terhadap lampu dilakukan dengan cara membuka kulit kabel dan hanya melilitkan bagian dalam dari kabel itu sendiri dan di ujung kabel yang lain dibiarkan terurai begitu saja

6.      Penyatuan ketiga buah batre secara paralel dan pembukusan ketiga batre tersebut hingga batre berbentuk batang silinder dilakukan untuk memudahkan kita dalam melakukan percobaan nanti, sehingga kita tidak perlu repot repot memegangi satu persatu batre yang digunakan

7.      penempelan lampu ke ujung batre bermuatan negatif dan ujung kabel lainnya ke ujung batre positif dilakukan untuk mengetahui apakah peralatan dapat berfungsi dengan baik atau tidak sehingga percobaan dan langkah selanjutnya dapat dilakukan.

8.      pengikatkan ujung kabel 1 yang terurai kepada batang carbon 1, begitu juga ujung kabel 2 terhadap batang carbon 2 dilakukan dengan cara melilitkan bagian dalam kabel tersebut ke dalam batang karbon yang digunakan.

9.      Pemasukan kedua batang carbon kedalam larutan NaCl dalam gelas kimia 1 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan bertujuan untuk mengetahui apakah larutan tersebut dapat menghantarkan listrik atau tidak.

10.  Langkah 9 menyebabkan lampu menyala dan juga terdapat gelembung – gelembung kecil di sekitar batang carbon yang tercelup didalam larutan.

11.  Setelah didapat hasil pengamatan, pengangkatan kedua batang carbon, penirisan dan pengelapan batang karbon dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan NaCl yang tersisa di batang carbon bertujuan untuk menetralkan carbon dari larutan karena akan digunakan lagi untuk percobaan di larutan selanjutnya.

12.  Pemasukan kedua batang carbon kedalam larutan NaOH dalam gelas kimia 2 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan bertujuan untuk mengetahui apakah larutan tersebut dapat menghantarkan listrik atau tidak.

13.  Langkah 12 menyebabkan lampu menyala dan juga terdapat gelembung – gelembung di sekitar batang carbon yang tercelup didalam larutan.

14.  Setelah didapat hasil pengamatan, pengangkatan kedua batang carbon, penirisan dan pengelapan batang karbon dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan NaOH yang tersisa di batang carbon bertujuan untuk menetralkan carbon dari larutan karena akan digunakan lagi untuk percobaan di larutan selanjutnya.

15.  Pemasukan kedua batang carbon kedalam larutan CH3COOH dalam gelas kimia 3 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan bertujuan untuk mengetahui apakah larutan tersebut dapat menghantarkan listrik atau tidak.

16.  Langkah 15 menyebabkan adanya gelembung – gelembung kecil di sekitar batang carbon yang tercelup didalam larutan namun lampu tidak menyala.

17.  Setelah didapat hasil pengamatan, pengangkatan kedua batang carbon, penirisan dan pengelapan batang karbon dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan CH3COOH yang tersisa di batang carbon bertujuan untuk menetralkan carbon dari larutan karena akan digunakan lagi untuk percobaan di larutan selanjutnya.

18.  Pemasukan kedua batang carbon kedalam larutan C2H5OH dalam gelas kimia 4 hingga setengah batang carbon tercelup kedalam larutan bertujuan untuk mengetahui apakah larutan tersebut dapat menghantarkan listrik atau tidak.

19.  Langkah 18 menyebabkan lampu tidak menyala dan juga tidak terdapat gelembung – gelembung kecil di sekitar batang carbon yang tercelup didalam larutan.

20.  Setelah didapat hasil pengamatan, pengangkatan kedua batang carbon, penirisan dan pengelapan batang karbon dengan kertas saringan hingga tidak ada larutan C2H5OH yang tersisa di batang carbon bertujuan untuk menetralkan carbon dari larutan karena akan digunakan lagi untuk percobaan di larutan selanjutnya.

    vi.            Diskusi

Pada awal percobaan, kelompok kami terhambat melakukan percobaan karena pada saat membuktikan lampu menyala atau tidak apabila dihantarkan arus listrik seperti langkah ke-7, lam[u tidak menyala. Hal ini membuat kami berfikiir atas beberapa kemungkinan kerusakan. Yang pertama adalah kerusakan lampu, yang kedua di kabel atau yang ketiga bisa saja batu batre nya yang sudah tidak berfungsi dengan baik. Kami tidak bisa melanjutkan percobaan karena apabila lampu tetap mati, kami tidak bisa membuktikan bahwa larutan tersebut merupakan elektrolit dan dapat menghantarkan arus listrik. Akhirnya kami meminjam kabel dan lampu dari kelompok lain dan saat pengecekan dapat berjalan dengan baik (lampu menyala).

Langkah langkah percobaan dilanjutkan dengan lancar, hingga kami dapat menyimpulkan bahwa ada beberapa larutan yang merupakan elektrolit lemah dan kuat, bahkan ada juga elektrolit yang tidak dapat menghantarkan arus  listrik karena pada saat percobaan larutan tidak dapat membuat lampu menyala dan tidak terdapat gelembung – gelembung di dekat carbon (meskipun hanya gelembung-gelembung kecil)

Tabel Pengamatan

Larutan	Lampu	Gas		Kesimpulan
		Ada	Tidak ada
NaCl	ü	ü		Elekrolit Kuat
NaOH	ü	ü		Elekrolit Kuat
CH3COOH		ü		Elekrolit Lemah
C2H5OH			ü	Bukan Elekrolit

  vii.            Kesimpulan

Suatu larutan dapat dikatakan sebagai larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik. Suatu zat dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik. Kekauatan larutan elektrolit erat kaitannya dengan derajat ionisasi/disosiasi . Derajat ionisasi/disosiasi adalah perbandingan antara jumlah ion yang dihasilkan dengan jumlah zat mula-mula.

Dapat disimpulkan bahwa derajat ionsisasi larutan NaOH dan NaCl mendekati 1 atau sama dengan 1, ini mengindikasikan bahwa zat tersebut tergolong larutan elektrolit kuat. Artinya adalah sebagian besar/semua zat tersebut terionisasi membentuk ion positif dan ion negative. Hanya sebagian kecil/tidak ada zat tersebut dalam bentuk molekul netral. Karena pada saat percobaan Gelembung yang dihasilkan banyak dan dapat menyalakan nyala lampu.

 Dapat disimpulkan bahwa derajat ionsisasi larutan CH3COOH mendekati 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan elektrolit lemah. Artinya adalah hanya sebagian kecil zat tersebut yang terionsisasi menghasilkan ion positif dan ion negative. Sisanya masih berupa molekul netral. Karena pada saat percobaan Gelembung yang dihasilkan sedikit, dan lampu tidak menyala.

Sedangkan derajat ionisasi larutan C2H5OH sama dengan 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan non elektrolit. Artinya adalah zat tersebut tidak mengalami ionisasi/tidak menghasilkan ion positif dan ion negative, semuanya dalam bentuk molekul netral. Karena pada saat percobaan Tidak menghasilkan gelembung dan lampu tidak menyala.

viii.            Pertanyaan dan Jawaban

-          Pertanyaan

1.      Di antara larutan yang diajukan mana yang tergolong elektrolit kuat dan elektrolit lemah ?

2.      Mengapa larutan elektrolit bisa menghantarkan arus listrik ?

-          Jawaban

1.      Elektrolit kuat adalah NaCl dan NaOH sedangkan elektrolit lemah adalah CH3COOH, adapun C2H5OH bukan merupakan elektrolit.

2.      karena larutan elektrolit memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik.

    ix.            Daftar Pustaka

http://jejaringkimia.blogspot.com/2011/01/larutan-elektrolit-dan-non-elektrolit.html