gede.pradnyana's note: Larutan: Penggolongan dan Contohnya

gede.pradnyana's note: Larutan: Penggolongan dan Contohnya: LARUTAN 1.       Larutan. a.        Pengertian Larutan Larutan didefinisikan sebagai campuran homogen antara dua zat atau lebih ya...

Larutan: Penggolongan dan Contohnya

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  : H_xZ_(aq)                xH⁺_(aq) + Z^x-_(aq)

Contoh :

HCl_(aq)             H⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

H₂SO_4(aq)             2H⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

HBr_(aq)             H⁺_(aq) + Br^-_(aq)

HNO_3(aq)              H⁺_(aq) + NO₃^-_(aq)

HClO_4(aq)                    H⁺_(aq) + ClO₄^-_(aq)

Ø  Basa : M(OH)_x(aq)                M^x+_(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 : M_xZ_y(aq)              xM^y+_(aq) + yZ^x-_(aq)

Contoh :

NaCl_(aq)             Na⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

Na₂SO_4(aq)            2Na⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

MgSO_4(aq)            Mg²⁺_(aq) + SO₄^2-_(aq)

CaCl_2(aq)                    Ca²⁺_(aq) + 2Cl^-_(aq)

Al₂(SO₄)_3(aq)                  2Al³⁺_(aq) + 3SO₄^2-_(aq)

        Reaksi ionisasi pada larutan elektrolit lemah.

Ø  Asam : H_xZ_(aq)                xH⁺_(aq) + Z^x-_(aq)

Contoh :

CH₃COOH_(aq)            H⁺_(aq) + CH₃COO^-_(aq)

HF_(aq)              H⁺_(aq) + F^-_(aq)

 H₃PO_4(aq)                  3H⁺_(aq) + PO₄^3-_(aq)

H₂SO_3(aq)                  2H⁺_(aq) + SO₃^2-_(aq)

Ø  Basa : M(OH)_x(aq)                M^x+_(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.