LARUTAN
1.
Larutan.
a. Pengertian Larutan
Larutan didefinisikan sebagai
campuran homogen antara dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan
masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik.
b. Komponen-Komponen Larutan
Larutan terdiri atas dua
komponen, yaitu komponen zat pelarut dan komponen zat terlarut.
Komponen
Zat Pelarut ( solvent )
Zat pelarut adalah zat yang
mendespresikan. Umumnya zat jumlah zat pelarut lebih banyak dibandingkan dengan
zat terlarut, tetapi ada pada beberapa larutan komponen zat terlarutnya lebih
banyak daripada komponen zat terlarutnya, larutan ini disebut larutan pekat.
Pada bentuk larutan, struktur komponen zat pelarut ( solvent ) tidak berubah.
Komponen
Zat Terlarut ( solute )
Zat terlarut adalah zat yang
terdispresi dalam zat pelarut. Umumnya jumlah zat terlarut lebih sedikit dalam
campuran tersebut, atau struktur zat terlarut berubah.
Ø
Contoh
:
Ø 25 gram dapur dalam 100 gram air.
Dalam hal ini air ( H2O ) disebut
pelarut, sedangkan garam dapur ( NaCl ) sebagai zat terlarut.
Ø Sirup ( kadar gula 80 % )
Pada sistem ini gula pasir merupakan komponen yang
lebih banyak daripada air, akan tetapi gula dinyatakan zat terlarut dan air
sebagai zat pelarut, sebab struktur air tidak berubah ( wujud : cair ),
sedangkan gula berubah dari padat menjadi cairan.
2.
Macam-macam
( Penggolongan ) Larutan.
a. Peta Konsep.
b. Penggolongan larutan.
Larutan dapat digolongkan berdasarkan :
a.
Wujud
pelarutnya, yaitu terdiri atas :
larutan
cair, yaitu larutan yang berwujud cair. ( contoh : larutan gula, larutan garam,
larutan cuka, sirup ),
larutan
padat, yaitu larutan yang berwujud padat. ( contoh : emas 22 karat yang
merupakan campuran homogen antara emas dan perak atau logam lain ),
larutan
gas, yaitu larutan yang berwujud gas. ( contoh : udara ).
b.
Daya
hantar listriknya, yaitu larutan elektrolit ( dapat menghantarkan arus listrik
) dan larutan nonelektrolit ( tidak dapat menghantarkan arus listrik ).
Ø Larutan elektrolit dapat
dibedakan berdasarkan :
Ø Daya hantar listrik.
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan
elektrolit dibedakan menjadi :
Ø Larutan elektrolit lemah
Yaitu larutan yang berdaya hantar listrik lemah.
Pada uji elektrolit ditunjukkan dengan lampu menyala redup atau tidak menyala
tetapi ada gelembung gas disekitar elektroda. Yang tergolong larutan elektrolit
lemah yaitu NH3, CH3COOH, H3PO4, H2S,
dan lain-lain. Dalam larutan senyawa elektrolit ini hanya terionisasi sebagian
sehingga derajat ionisasi kecil ( α<1 )
Ø Larutan elektrolit kuat
Yaitu larutan elektrolit yang berdaya hantar listrik
kuat. Pada uji elektrolit ditunjukkan oleh nyala lampu terang dan disekitar
elektroda timbul banyak gelembung-gelembung gas. Yang tergolong larutan
elektrolit kuat meliputi senyawa ion ( larutan MgCl2, NaCl, dan NaOH
) dan beberapa senyawa kovalen polar ( HCl, HBr, HNO3, HI, dan H2SO4
). Larutan elektrolit kuat memiliki derajat ionisasi sama dengan satu atau
mendekati satu ( α = 1 ).
Ø Ikatan Kimianya.
Berdasarkan ikatan kimianya, larutan elektrolit
dibedakan menjadi :
Ø Senyawa Ion ( Elektrovalen )
Senyawa ion adalah senyawa yang atom-atomnya
berikatan secara ionik. Ikatan ion adalah ikatan yang dihasilkan dari
perpindahan electron terluarnya. Atom yang kehilangan electron menjadi ion
positif ( kation ) dan atom yang menerima electron menjadi ion negative ( anion
). Dalam larutan senyawa ionic pada umumnya membentuk larutan elektrolit kuat.
Dalam lelehannya, senyawa ion dapat menghantarkan listrik karena ion-ion dalam
lelehan dapat bergerak relatif lebih bebas dibandingkan ion-ion dalam padatan.
Dalam padatannya senyawa ion tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Ø Senyawa Kovalen Polar
Senyawa kovalen polar dalam bentuk murni ( HCl cair
murni, H2O murni, NH3 cair murni, dan lain-lain ) tidak
dapat menghantarkan arus listrik walaupun dalam bentuk cairan. Begitu pula
lelehan senyawa kovalen polar tidak dapat menghantarkan arus listrik. Ini
karena molekul kovalen polar merupakan partikel netral. Namun, apabila
dilarutkan dalam air, maka dapat menghantarkan arus listrik. Hal ini terjadi
karena antara molekul air dan molekul kovalen polar terjadi gaya tarik-menarik
yang cukup kuat untuk memutuskan ikatan membentuk ion-ion yang dapat bergerak
bebas.
Contoh:
Nama
|
Rumus
Molekul
|
Hasil
Ionisasi
|
Asam
Fluorida
|
HF
|
H+
+ F-
|
Asam
Asetat
|
CH3COOH
|
CH3COO-
+ H+
|
Asam
Sulfit
|
H2SO3
|
2H+
+ SO32-
|
Asam
Fosfat
|
H3PO4
|
3H+
+ PO43-
|
Asam
Sulfat
|
H2SO4
|
H+
+ SO42-
|
Asam
Klorida
|
HCl
|
H+
+ Cl-
|
Asam
Nitrat
|
HNO3
|
H+
+ NO3-
|
Meskipun demikian, tidak semua molekul polar dapat
mengalami ionisasi dalam air. Sedangkan molekul nonpolar, tidak ada yang
bersifat elektrolit. Perbedaan antara senyawa ion dengan senyawa kovalen polar
disimpulkan sebagai berikut :
Wujud
|
Jenis Elektrolit
|
|
Senyawa Ion
|
Senyawa KovalenPolar
|
|
Padatan
|
Nonkonduktor
|
Nonkonduktor
|
Lelehan
|
Konduktor
|
Nonkonduktor
|
Larutan
|
Konduktor
|
Konduktor
|
3.
Larutan
Elektrolit dan Non elektrolit
a. Larutan Elektrolit
Dikatakan larutan elektrolit
karena larutan ini dapat menghantarkan arus listrik. Kuat lemahnya daya hantar
larutan elektrolit sangat dipengaruhi oleh banyak sedikitnya ion yang
dihasilkan dari proses ionisasi. Semakin banyak molekul zat yang terurai
menjadi ion, semakin kuat daya hantar listriknya, dan sebaliknya.
Larutan elektrolit dapat
digolongkan berdasarkan :
A. Daya Hantar Listrik, dibedakan
menjadi :
Ø Larutan Elektrolit Kuat,
Contohnya : MgCl2, NaCl, NaOH, HCl, HBr, HNO3, HI, dan H2SO4
Ø Larutan Elektrolit Lemah,
contohnya : NH3, CH3COOH, H3PO4, H2S,
dan lain-lain.
B. Ikatan Kimia, dibedakan menjadi :
Ø Senyawa Ion, yaitu senyawa yang
terbentuk dari ikatan ion positif ( kation ) dan ion negative ( anion )
contohnya : NaCl, MgCl2, Na2O, Al2S3,
dll.
Ø Senyawa Kovalen Polar, yaitu
senyawa yang terbentuk karena pemakaian bersama satu atau lebih pasang atom,
dimana diantara unsur-unsur yang berikatan mempunyai perbedaan
elektronegatifitas. contohnya : HCl, HNO3,
H2SO4, CH3COOH, NH4OH, dll.
v Larutan elektrolit dapat
menghantarkan arus listrik karena ketika dilarutkan dalam air, senyawa larutan elektrolit,
misalnya garam dapur ( NaCl ) terurai menjadi ion-ion yang bergerak bebas,
ion-ion inilah yang akan menghantarkan arus listrik.
gambar : garam dapur (NaCl)
b. Larutan Nonelektrolit
Dikatakan larutan nonelektrolit,
karena larutan jenis ini tidak dapat menghantarkan arus listrik. Pada larutan
ini tidak dihasilkan ion-ion, melainkan senyawa ini larut dalam air sebagai
molekulnya. Pada uji elektrolit ditunjukkan dengan lampu yang tidak menyala dan
tidak ada gelembung. Larutan nonelektrolit mempunyai derajat ionisasi sama dengan
nol (α=0 ). Contoh larutan nonelektrolit adalah : Larutan gula C12H22O11,
urea, alcohol, minyak, glukosa, dll.
gambar : alkohol contoh larutan nonelektrolit
4.
Derajat
ionisasi ( α )
Derajat
ionisasi adalah banyaknya mol zat yang terurai dibagi dengan mol zat mula-mula,
atau dirumuskan dengan persamaan matematis :
Derajat
ionisasi menentukan kuat lemahnya daya hantar listrik pada larutan. Besarnya
derajat ionisasi berkisar antara 0 dan 1 ( 0 < α < 1 ).
a. Derajat ionisasi ( α ) = 0
berarti tidak ada molekul zat yang terurai menjadi ion, sehingga tidak dapat
menghantarkan arus listrik. Larutan yang mempunyai α=0 termasuk larutan
nonelektrolit.
b. Derajat ionisasi ( α ), 0 < α
< 1, berarti hanya beberapa molekul zat saja yang terurai menjadi ion,
sehingga hanya dapat menghantarkan sedikit arus listrik. Larutan yang mempunyai
derajat ionisasi 0<α<1 termasuk larutan elektrolit lemah.
c. Derajat ionisasi ( α ) = 1
berarti semua molekul zat terurai menjadi ion, sehingga dapat menghantarkan
banyak arus listrik. Larutan yang mempunyai α=1 termasuk larutan elektrolit
kuat.
5.
Percobaan
( uji elektrolit )
Alat
dan bahan :
-
Lampu
pijar
-
Kabel
-
Sumber
tegangan listrik ( baterai )
-
Elektroda
-
Gelas
-
Larutan
garam ( NaCl )
-
Larutan
cuka ( CH3COOH )
-
Larutan
gula (C12H22O11 )
Langkah
Kerja.
-
Susunlah
alat penguji elektrolit sesuai dengan skema rangkaian alat penguji elektrolit
di bawah.
-
Masukkan
kedua electrode ke dalam larutan yang akan diuji, misalnya larutan garam dapur
( NaCl ).
-
Amati
apa yang terjadi pada lampu dan sekitar electrode.
-
Ulangi
ketiga langkah di atas untuk larutan yang lain, ( larutan cuka ( CH3COOH
) dan larutan gula ( C12H22O11 )
-
Lengkapi
hasil kegiatan tersebut dalam tabel pengamatan.
Skema
rangkaian sederhana alat penguji elektrolit.
Tabel
hasil pengamatan :
Larutan
|
Rumus
Senyawa
|
Nyala
Lampu
|
Gelembung
Gas
|
Larutan
garam dapur
|
NaCl
|
Terang
|
Ada
( banyak )
|
Larutan
cuka
|
CH3COOH
|
Redup
|
Ada
( sedikit )
|
Larutan
gula
|
C12H22O11
|
Tidak
menyala
|
Tidak
ada
|
Kesimpulan:
Dari percobaan di atas dapat
disimpulkan bahwa larutan garam dapur ( NaCl ) dan larutan cuka ( CH3COOH
) termasuk larutan elektrolit karena dapat menghantarkan arus listrik yang
ditunjukkan dengan lampu yang menyala dan terdapat gelembung-gelembung gas di
sekitar electrode. Sedangkan, larutan gula ( C12H22O11
) termasuk larutan nonelektrolit, karena tidak dapat menghantarkan arus listrik
yang ditunjukkan dengan lampu yang tidak menyala dan tidak terdapat
gelembung-gelembung gas disekitar electrode.
6.
Dari
percobaan pada soal no 5, didapatkan bahwa :
v Larutan garam ( NaCl ) termasuk
larutan elektrolit kuat.
v Larutan cuka ( CH3COOH
) termasuk larutan elektrolit lemah.
v Larutan gula ( C12H22O11
) termasuk larutan nonelektrolit.
7.
Berdasarkan
berbagai sumber, diketahui bahwa :
v Larutan garam ( NaCl ) termasuk
larutan elektrolit kuat, karena semua molekul zat garam dapur ( NaCl ) berubah
menjadi ion-ion ( mempunyai derajat ionisasi/α=1 ). Di dalam larutan, senyawa
NaCl terionisasi menjadi ion Na+ dan ion Cl-. Ion-ion
inilah yang menghantarkan arus listrik. Larutan NaCl dapat menghantarkan banyak
arus listrik. Hal ini ditunjukkan dengan lampu yang menyala terang dan terdapat
banyak gelembung-gelembung gas pada electrode.
v Larutan cuka ( CH3COOH
) termasuk larutan elektrolit lemah, karena hanya sebagian molekul zat CH3COOH
saja yang terionisasi menbentuk ion-ion ( derajat ionisasinya kecil diantara 0
dan 1 ( 0<α<1 )). Sehingga arus listrik yang dihantarkan tidak semuanya
atau hanya sebagian arus listrik yang dihantarkan. Hal ini ditunjukkan dengan
lampu yang menyala redup atau tidak menyala tetapi terdapat gelembung-gelembung
gas pada electrode.
v Larutan gula ( C12H22O11
) termasuk larutan nonelektrolit, karena jika dilarutkan dalam air atau pelarut
lainnya tidak membentuk ion-ion, melainkan terlarut sebagai molekul gula.
Sehingga larutan gula tidak dapat menghantarkan arus listrik yang ditunjukkan
dengan lampu yang tidak menyala dan tidak terdapat gelembung-gelembung gas pada
electrode.
8.
Contoh
larutan elektrolit dan non elektrolit.
¯ Larutan Elektrolit :
Ø Larutan Elektrolit Kuat
gambar : HCl dan NaOH
v Asam
·
Asam
Klorida ( HCl )
·
Asam
Sulfat ( H2SO4 )
·
Asam
Bromida ( HBr )
·
Asam
Nitrat ( HNO3 )
·
Asam
Perklorat ( HClO4 )
v Basa
·
Natrium
Hidroksida ( NaOH )
·
Kalium
Hidroksida ( KOH )
·
Kalsium
Hidroksida ( Ca(OH)2 )
·
Barium
Hidroksida ( Ba(OH)2 )
v Garam
·
Natrium
Klorida / garam dapur ( NaCl )
·
Natrium
Sulfat ( Na2SO4)
·
Magnesium
Sulfat ( MgSO4 )
·
Kalsium
Klorida ( CaCl2 )
·
Aluminium
Sulfat ( Al2(SO4)3 )
Ø Larutan Elektrolit Lemah
v Asam
·
Asam
Asetat ( CH3COOH )
·
Asam
Fluorida ( HF )
·
Asam
fosfat ( H3PO4 )
·
Asam
Sulfit ( H2SO3 )
v Basa
·
Amonium
Hidroksida (NH4OH )
·
Aluminium
Hidroksida ( Al(OH)3 )
·
Besi
(II) Hidroksida ( Fe(OH)2 )
·
Magnesium
Hidroksida ( Mg(OH)2 )
¯ Larutan Nonelektrolit :
·
Larutan
gula ( C12H22O11 )
·
Alkohol
( C2H5OH )
·
Urea
( CO(NH2)2 )
·
Glukosa
( C6H12O6 )
9.
Teori
Ionisasi.
Teori
Ionisasi dikemukakan oleh Svante August Arrhenius ( 1859-1927 ). Berdasarkan
percobaannya, diketahui bahwa jika arus listrik dialirkan pada suatu larutan
akan terjadi proses ionisasi ( penguraian ) yang menghasilkan ion-ion. Ion yang
bermuatan positif disebut kation, sedangkan yang bermuatan negative disebut
anion. Penguraian ini bisa juga terjadi pada zat padat ionic yang
dilelehkan. Ikatan ion terputus pada
saat pelelehan dan terurai menjadi ion-ion yang bergerak bebas. Kehadiran
ion-ion yang bergerak bebas inilah yang memungkinkan suatu larutan dapat
menghantarkan listrik. Misalnya senyawa NaCl(l), KCl(l), dan
CaO(l) dapat menghantarkan arus listrik, tetapi NaCl(s),
KCl(s), CaO(s) tidak dapat menghantarkan arus listrik.
gambar : proses ionisasi pada larutan NaCl
Contoh
beberapa reaksi ionisasi dari larutan-larutan elektrolit adalah sebagai
berikut.
Reaksi
ionisasi pada larutan elektrolit kuat.
Ø 
Asam : HxZ(aq) xH+(aq) +
Zx-(aq)
Asam : HxZ(aq) xH+(aq) +
Zx-(aq)
Contoh :
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
H2SO4(aq) 2H+(aq) + SO42-(aq)
HBr(aq) H+(aq) + Br-(aq)HNO3(aq) H+(aq) + NO3-(aq)
HClO4(aq) H+(aq)
+ ClO4-(aq)
Ø 
Basa
: M(OH)x(aq) Mx+(aq) + xOH-(aq)
Basa
: M(OH)x(aq) Mx+(aq) + xOH-(aq)
Contoh :
NaOH(aq) Na+(aq)
+ OH-(aq)KOH(aq) K+(aq)
+ OH-(aq)Ca(OH)2(aq) Ca2+(aq) +
2 OH-(aq)Ba(OH)2(aq) Ba2+(aq)
+ 2 OH-(aq)
Ø Garam
: MxZy(aq) xMy+(aq) + yZx-(aq)
Garam
: MxZy(aq) xMy+(aq) + yZx-(aq)
Contoh :
NaCl(aq) Na+(aq) + Cl-(aq)Na2SO4(aq) 2Na+(aq) + SO42-(aq)MgSO4(aq)
Mg2+(aq)
+ SO42-(aq)CaCl2(aq) Ca2+(aq)
+ 2Cl-(aq)
Al2(SO4)3(aq) 2Al3+(aq)
+ 3SO42-(aq)
Reaksi
ionisasi pada larutan elektrolit lemah.
Ø 
Asam
: HxZ(aq)
xH+(aq) + Zx-(aq)
Asam
: HxZ(aq)
xH+(aq) + Zx-(aq)
Contoh :
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
HF(aq) H+(aq) + F-(aq) H3PO4(aq) 3H+(aq) + PO43-(aq)
H2SO3(aq) 2H+(aq) + SO32-(aq)
Ø Basa
: M(OH)x(aq) Mx+(aq)
+ xOH-(aq)
Basa
: M(OH)x(aq) Mx+(aq)
+ xOH-(aq)
Contoh :
NH4OH(aq) NH4+(aq)
+ OH-(aq)Al(OH)3(aq)
Al3+(aq) +
3OH-(aq) Fe(OH)2(aq) Fe2+(aq)
+ 2OH-(aq)Mg(OH)2(aq) Mg2+(aq)
+ 2OH-(aq)
10. Manfaat Larutan Elektrolit Dalam
Kehidupan Sehari-Hari.
Larutan
elektrolit banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari, diantaranya sebagai
berikut
Untuk
mencari ikan dengan cara mengalirkan listrik pada air sungai dan kolam sehingga
ikan-ikan yang hidup di sungai atau kolam tersebut mati karena tersengat
listrik. Sebagai elektrolitnya adalah air sungai.
Untuk
membuat batu baterai. Pada sel kering ( batu baterai ) menggunakan NH4Cl
dan MnO2 sebagai elektrolitnya.
Pada
sel aki menggunakan H2SO4 sebagai elektrolitnya.
gambar : pemanfaatan larutan asam sulfat pada aki.
Pada
baterai alkalin menggunakan KOH sebagai elektrolitnya.
Untuk
memurnikan logam, seperti memurnikan tembaga kotor menggunakan larutan CuSO4
sebagai elektrolitnya.
Untuk
penyepuhan ( electroplating ) logam, seperti penyepuhan sendok dengan perak
menggunakan larutan perak nitrat sebagai larutan elektrolitnya.
No comments:
Post a Comment