BAB II LANDASAN TEORI
A. Tinjauan Pustaka
7. Pokok Bahasan Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit
Pokok bahasan larutan elektrolit dan non elektrolit mulai diajarkan di Sekolah Menengah Atas (SMA) kelas X semester II. Berdasarkan pada Kurikulum Tingkat Satuan Pelajaran (KTSP) disebutkan bahwa kompetensi dasar pada pokok bahasan larutan elektrolit dan non elektrolit adalah “mengidentifikasi sifat larutan elektrolit dan non elektrolit berdasarkan data hasil percobaan”.
a. Larutan Elektrolit dan Larutan Non Elektrolit
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dibedakan menjadi dua macam, yaitu: Larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.
commit to user
28
Membedakan larutan elektrolit dan non elektrolit dapat dilakukan dengan pengujian menggunakan rangakaian listrik sederhana seperti gambar di bawah ini.
Gambar 2. Menguji konduktivitas larutan elektrolit dan non elektrolit Berdasarkan pengujian, jika elektroda dicelupkan ke dalam larutan elektrolit maka lampu akan menyala. Ini menandakan bahwa larutan tersebut menghantarkan arus listrik. Tetapi jika elektroda dicelupkan ke dalam larutan non elektrolit, maka lampu tidak menyala. Ketidakmampuan larutan tersebut untuk menyalakan lampu menandakan bahwa larutan tersebut tidak dapat menghantarkan arus listrik. Hal lain yang dapat diamati untuk membedakan larutan elektrolit dan non elektrolit adalah ada tidaknya gelembung gas pada saat pengujian menggunakan rangkaian listrik sederhana. Larutan elektrolit bergelembung sedangkan larutan non elektrolit tidak menghasilkan gelembung.(Muchtaridi dan Sandri justiana, 2006:216).
b. Perbedaan Larutan Berdasarkan Daya Hantar Listrik
Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan terbagi menjadi 2 golongan yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.
Tabel 1. Perbandingan sifat-sifat larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit Larutan Elektrolit Larutan Non Elektrolit 1. Dapat menghantarkan listrik.
2. Terjadi proses ionisasi (terurai
1. Tidak dapat menghantarkan listrik 2. Tidak terjadi proses ionisasi
commit to user
29
menjadi ion-ion)
3. Lampu dapat menyala terang atau redup dan ada gelembung gas Contoh :
Garam dapur (NaCl), Cuka dapur (CH3COOH), Air accu (H2SO4) Garam magnesium (MgCl2)
3. Lampu tidak menyala dan tidak ada gelembung gas
Contoh :
Larutan gula (C12H22O11) Larutan urea (CO(NH2)2) Alkohol /etanol (C2H5OH)
Pada saat elektroda yang terhubung dengan rangkaian listrik dicelupkan ke dalam larutan elektrolit, ion- ion yang bergerak bebas akan menuju ke elektroda bermuatan. Ion- ion positif akan menuju elektroda negatif (katoda) dan ion- ion negatif akan menuju elektroda positif (anoda). Proses daya hantar listrik suatu larutan elektrolit dapat dilihat pada gambar di bawah.
Gambar 3. Proses daya hantar listrik larutan elektrolit
Sebagai contoh, jika larutan dalam bejana di atas adalah larutan HCl, maka dalam larutan akan terjadi reaksi sebagai berikut :
Reaksi di katoda : 2H+(aq) + 2e → H2(g) Reaksi di anoda : 2Cl-(aq)→Cl2(g) + 2e
commit to user
30
Larutan HCl di dalam air terurai menjadi kation (H+) dan anion (Cl-). Terjadinya hantaran listrik pada larutan HCl disebabkan ion H+ menangkap elektron pada katoda dengan membebaskan gas Hidrogen. Sedangkan ion-ion Cl -melepaskan elektron pada anoda dengan menghasilkan gas klorin.
Proses di atas akan terus berjalan sehingga terbentuk aliran elektron (arus listrik) dari anoda ke katoda. Aliran listrik ini akan terhenti jika semua ion dalam larutan telah berubah menjadi partikel netral. Artinya, tidak ada lagi ion negatif yang dapat memberikan elektron dan ion positif yang dapat menerima elektron.
c. Pengelompokkan Larutan Berdasarkan Jenisnya
Tabel 2. Pengelompokan Larutan Berdasarkan Jenisnya
Jenis Larutan
Sifat dan Pengamatan
Lain Contoh Senyawa Reaksi Ionisasi Elektrolit
kuat
-terionisasi sempurna -menghantarkan arus listrik listrik
-lampu menyala terang -terdapat gelembung gas
NaCl, HCl, NaOH dan H2SO4 KCl NaCl → Na+ + Cl -NaOH → Na+ + OH- H2SO4→ 2H+ + SO4 2-KCl → K+ + Cl -Elektrolit lemah -terionisasi sebagian -menghantarkan arus listrik
-lampu menyala redup -terdapat gelembung gas CH3COOH, HCN dan Al(OH)3 CH3COOH → H++ CH3COO- HCN→ H+ + CN -Al(OH)3 → Al3+ + 3OH -Non elektrolit -tidak terionisasi -tidak menghantarkan arus listrik
-lampu tidak menyala -tidak terdapat gelembung gas C6H12O6, C12H22O11, CO(NH2)2 dan C2H5OH C6H12O6, C12H22O11 CO(NH2)2,,C2H5OH
Membedakan larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah juga dapat dilakukan dengan pengujian menggunakan rangkaian listrik sederhana seperti gambar di berikut:
commit to user
31
Gambar 4. Menguji konduktivitas larutan elektolit kuat ,elektrolit lemah dan non elektrolit
d. Elektrolit Kuat dan Elektrolit Lemah
Jenis dan konsentrasi (kepekatan) suatu larutan dapat berpengaruh terhadap daya hantar listriknya. Untuk menunjukkan kekuatan elektrolit digunakan derajat ionisasi yaitu jumlah ion bebas yang dihasilkan oleh suatu larutan. Makin besar harga α, makin kuat elektrolit tersebut.
1) Reaksi Ionisasi Elektrolit Kuat
Larutan yang dapat memberikan lampu terang, gelembung gasnya banyak, maka larutan ini merupakan elektrolit kuat. Umumnya elektrolit kuat adalah larutan garam. Dalam proses ionisasinya, elektrolit kuat menghasilkan banyak ion. Elektrolit kuat ada beberapa dari asam dan basa.
Contoh :
NaCl (aq) → Na+(aq) + Cl-(aq) KI (aq) → K+(aq) + I- (aq)
Ca(NO3)2(aq) → Ca2+(aq) + NO3-(aq)
Kation : Na+, Li+, K+, Mg2+ , Ca2+ , Sr2+ , Ba2+ , NH4+
Anion : Cl-, Br-, I-, SO42- , NO3-, ClO4-, HSO4-, CO32- , HCO3-
2) Reaksi Ionisasi Elektrolit Lemah
Larutan yang dapat memberikan nyala redup ataupun tidak menyala, tetapi masih terdapat gelembung gas pada elektrodanya maka larutan ini
commit to user
32
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.
Contoh :
CH3COOH(aq) CH3COO-(aq) + H+ (aq) NH4OH(aq) NH4+ (aq) + OH- (aq)
e. Senyawa Ion
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-akan menyusup di sela-sela butir-butir ion tersebut (proses hidrasi) yang akhirnya akan terlepas satu sama lain dan bergerak bebas dalam larutan.
Reaksi: NaCl (s) + air → Na+ (aq) + Cl- (aq)
Proses ionisasi padatan natrium klorida (garam dapur) dapat dilihat pada gambar di bawah.
commit to user
33
f. 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. HCl merupakan senyawa kovalen diatom 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 HCl.
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, reaksinya sebagai berikut:
HCl (aq) + H2O (l) → H3O+ (aq) + Cl- (aq) atau HCl (aq)→ H+ (aq) + Cl- (aq)
Dalam keadaan murni HCl tidak 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.
(Unggul Sudarmo,2007:119)