1. LARUTAN
Larutan adalah campuran yang bersifat homogen atau
sama. Jika anda melarutkan 2 sendok makan gula putih (pasir) ke dalam segelas
air, maka Anda telah mendapatkan larutan gula. Terdapat 2 larutan yaitu;
larutan Elektrolit dan Larutan Non-Elektrolit.
1.1 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.
1.2 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.
1.3 Membedakan Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit
Larutan elektolit dan non elektrolit dapat dibedakan dengan jelas dari sifatnya
yaitu penghantaran 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(NH)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)
1.5 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 a = 1 (terurai senyawa), 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)
KI (aq)
Ca(NO3)2(g) Na+(aq) + Cl-(aq)
K+(aq) + I-(aq)
Ca2+(aq) + NO3-(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-, CO32-, HCO32-
Cobalah Anda buatkan 5 macam garam lengkap dengan
reaksi ionisasinya sesuai dengan kation dan anion pembentuknya seperti di bawah
ini.
No. Kation dan Anion Rumus Senyawa Reaksi Kimia
1.
2.
3.
4.
5.
Mg2+Br-
Na+SO42-
Ca2+ClO4-
Ba2+NO32-
NH4+Cl-
Jawaban :
Mg2+
Br-
MgBr2
Mg2+ + 2Br-
Na+
SO42-
Na2SO4
2Na+ + SO42-
Ca2+
ClO4-
Ca(ClO4)4
Ca2+ + 2ClO4-
Ba2+
NO32-
Ba(NO3)2
Ba2+ + 2NO3-
NH4+
Cl-
NH4Cl
NH4+ + Cl-
1.6 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 buruh dan memiliki á
(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)
NH4OH(g) CH3COO-(aq) + H+(aq)
NH4+(aq) + OH-(aq)
Di bawah ini diberikan beberapa larutaan elektrolit
lemah, tuliskanlah reaksi ionisasinya.
a. H2S(aq)
b. H3PO4 (aq)
c. HF(g) d. HCOOH(aq)
e. HCN(aq)
Jawaban :
a. H2S(aq)
b. H3PO4 (aq)
c. HF(g)
d. HCOOH(aq)
e. HCN(aq) 2H+(aq) + S2-(aq)
3H+(aq) + PO43-(aq)
H+(aq) + F-(aq)
H+(aq) + HCOO+(aq)
H+(aq) + CN-(aq)
2. 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
mengahantarkan arus listrik.
” Larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik
karena mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas. Ion-ion itulah yang
menghantarkan arus listrik melalui larutan”.
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). 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 laruutan 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 :
HaCl (s) Na+ (aq) + Cl- (aq)
HCl (g) H+ (aq) + Cl- (aq)
H2SO4 (aq) 2H+ (aq) + SO4 2- (aq)
HaOH (s) Na+ (aq) + OH- (aq)
CH3COOH (l) CH3COO- (aq) + H+ (aq)
Zat non elektrolit yang tidak terurai menjadi ion-ion, tapi tetap berupa
molekul
C2H5OH (l) C2H5OH (aq)
CO(NH2)2 (s) CO(NH2)2 (aq)
Reaksi peruraian disebut elektrolisis
Reaksi reduksi : pada katode, electron ditangkap oleh ion
Reaksi oksidasi : pada anode, ion akan melepaskan electron
Berdasarkan pelepasan dan pengikatan oksigen
Reaksi oksidasi : reaksi pengikatan oksigen
Contoh : C6H1206 CO2 + 6H2O
3S + 2KClO3 2KCl + 3SO2
Reaksi Reduksi :Reaksi pelepasan oksigen
Contoh : Fe2O3 + 3CO 2Fe2 + 3CO2
CuO + H2 Cu + H2O
3. Hubungan Keelektrolitan dengan ikatan kimia
3.1 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 hidasi) yang
akhirnya akan terlepas satu sama lain dan bergerak bebas dalam larutan.
Yang termasuk ke dalam senyawa ion adalah senyawa basa dan garam.
NaCl (s) + air Na+ (aq) + Cl-(aq)
Gambar 5. Proses pelarutan padatan kristal
3.2 Senyawa Kovalen
Senyawa kovalen terbagi menjadi senyawa kovalen non
polar misalnya : F2, Cl2, Br2, I2, CH4 dan kovalen polar misalnya : HCl, HBr,
HI, NH3.
Dari hasil percobaan, hanya senyawa yang berikatan kovalen polarlah yang dapat
menghantarkan arus listrik. Bagaimanakah hal ini dapat dijelaskan?
Kalau kita perhatikan, bahwa HCl merupakan senyawa
kovalen di atom bersifat polar, pasangan elektron ikatan tertarik ke atom Cl
yang lebih elektro negatif dibanding dengan atom H. Sehingga pada HCl, atom H
lebih positif dan atom Cl lebih negatif.
Struktur lewis:
Reaksi ionisasi nya 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.
HCl(g) + H2O(l)
HCl(g)
HCl(g) H3O+(aq) + Cl-(aq)
H3O+ + Cl-(g)
H+(aq) + Cl-(aq)
Apakah HCl dalam keadaan murni dapat menghantarkan
arus listrik? Karena HCl dalam keadaan murni berupa molekul-molekul tidak
mengandung ion-ion, maka cairan HCl murni tidak dapat menghantarkan arus
listrik.
4. Kesimpulan
Dari penjelasan di atas maka dapat disimpulkan bahwa suatu larutan akan dapat
menghantarkan listrik apabila lrutan tersebut memiliki ion-ion yang bergerak
bebas, tapi apabila ion-ion berbentuk rapat dan kuat, sehingga tidak dapat
bergerak bebas maka larutan tersebut tidak dapat menghantarkan listrik.
