Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit

By Annisa Chiyarotul Wardah –  14303241025

International Chemistry Education 2014 – Yogyakarta State University

 

Pernahkah terbersit dalam pikiran Kalian mengapa PLN segera mengambil tindakan cepat dengan memutuskan aliran listrik yang menuju ke arah transformeter (trafo) yang terendam air banjir? Apakah air dapat menghantarkan arus listrik sehingga dapat membahayakan penduduk? Menurut pemikiran Kalian, kira-kira kriteria air  yang bagaimana yang dapat menghantarkan arus listrik? Apakah semua larutan dapat menghantarkan arus listrik? Lalu larutan yang bagaimana yang dapat menghantarkan arus listrik ?

​

Nah, hal tersebut erat kaitannya dengan materi yang akan kita pelajari sehingga untuk memahaminya Kalian harus menyimak dengan baik.

​

Larutan merupakan campuran homogen antara dua zat atau lebih, yang satu menjadi zat terlarut dan yang satunya menjadi zat pelarut. Zat terlarut adalah zat yang terdispersi (tersebar secara merata) dalam zat pelarut. Zat terlarut mempunyai jumlah yang lebih sedikit dalam campuran. Zat terlarut biasa disebut dengan solute. Sedangkan zat pelarut adalah zat yang mendispersi atau (fase pendispersi) komponen-komponen zat terlarut. Zat pelarut mempunyai jumlah yang lebih banyak dalam campuran. Zat pelarut disebut solvent. Larutan dapat digolongkan berdasarkan:

​

1. Wujud pelarutnya: yaitu terdiri atas larutan cair (contoh: larutan gula, larutan garam);  larutan padat (contoh: emas 22 karat merupakan campuran homogen antara emas dan perak atau logam lain); dan larutan gas (contoh: udara).

2. Daya hantar listriknya: yaitu larutan elektrolit (dapat menghantarkan arus listrik) dan larutan nonelektrolit (tidak dapat menghantarkan arus listrik).

​

Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan memberikan  gejala berupa menyalanya lampu pada alat uji atau timbulnya gelembung gas dalam larutan. Mengapa bisa demikian? Larutan dapat menghantarkan arus listrik karena senyawa dari zat terlarut dapat terurai menjadi ion-ion yang bergerak bebas. Penguraian zat elektrolit dalam larutan menjadi ion-ion yang bergerak bebas tersebut dinamakan ionisasi. Larutan yang menunjukan gejala-gejala tersebut pada pengujian tergolong ke dalam larutan elektrolit.

​

Larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dengan memberikan gejala berupa tidak ada gelembung dalam larutan atau lampu tidak menyala pada alat uji. Larutan tidak dapat menghantarkan arus listrik karena senyawa dari zat terlarut tidak dapat terurai menjadi ion-ion yang bergerak bebas. Larutan yang menunjukan gejala-gejala tersebut pada pengujian tergolong ke dalam larutan nonelektrolit. Yang tergolong jenis larutan ini adalah larutan urea (CO(NH2)2), larutan sukrosa, larutan gula (C12H22O11), larutan glukosa (C6H12O6), amilum/karbohidrat, air suling, dan alkohol (C2H5OH).

 

Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang banyak menghasilkan ion-ion karena terurai sempurna, maka harga derajat ionisasi (ά) = 1. Banyak sedikitnya elektrolit yang terurai menjadi ion dinyatakan dengan derajat ionisasi (ά) yaitu perbandingan jumlah zat yang menjadi ion dengan jumlah zat yang di hantarkan. Semakin banyak zat yang terurai, maka semakin besar derajat ionisasi, artinya sifat elektron semakin kuat. Yang tergolong elektrolit kuat adal Asam – asam kuat, Basa – basa kuat, Garam – garam yang mudah larut.

​

Ciri-ciri daya hantar listrik larutan elektrolit kuat yaitu lampu pijar akan menyala terang dan  timbul gelembung-gelembung di sekitar elektrode. Larutan elektrolit kuat terbentuk dari terlarutnya senyawa elektrolit kuat dalam pelarut air. Senyawa elektrolit kuat dalam air dapat terurai sempurna membentuk ion positif (kation) dan ion negatif (anion). Karena muatan ion-ion tersebut berlawanan, maka antar ion tersebut akan terjadi gaya tarik menarik sehingga terjadi reaksi balik dari arah kanan ke kiri. Oleh karena itu, reaksi ionisasi merupakan reaksi bolak-balik atau reaksi kesetimbangan. Reaksi ionisasi elektrolit kuat mempunyai harga (ά) = 1, artinya reaksi dari arah kanan sangat kecil sehingga dapat diabaikan. Arus listrik merupakan arus elektron. Pada saat dilewatkan ke dalam larutan elektrolit kuat, elektron tersebut dapat dihantarkan melalui ion-ion dalam larutan, seperti dihantarkan oleh kabel. Akibatnya lampu pada alat uji elektrolit akan menyala. Elektrolit kuat terurai sempurna dalam larutan. Contoh: HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, NaOH, KOH, dan NaCl.

​

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar 0 < ά > 1. Larutan elektrolit lemah mengandung zat yang hanya sebagian kecil menjadi ion-ion ketika larut dalam air. Yang tergolong elektrolit lemah adalah: Asam – asam lemah, Garam – garam yang sukar larut dan Basa – basa lemah. Adapun larutan elektrolit yang tidak memberikan gejala lampu menyala, tetapi menimbulkan gas termasuk ke dalam larutan elektrolit lemah. Contohnya adalah larutan ammonia (NH3), larutan cuka (CH3COOH), larutan asam formiat (HCOOH), dan larutan H2S.

 

Sifat Elektrolit pada Senyawa Ion

Senyawa yang ion-ionnya mengalami tarik-menarik disebut senyawa ion. Pada senyawa ion terdapat partikel-partikel yang bermuatan positif atau ion yang bermuatan positif yang disebut kation, dan partikel-partikel yang bermuatan listrik negatif atau ion negatif yang disebut anion. Jika senyawa ion tersebut dilarutkan ke dalam air maka ion-ion tersebut akan bergerak bebas. Ion-ion yang bergerak bebas itulah yang dapat menghantarkan arus listrik. Oleh karena itu, senyawa elektrolit yang berwujud padat tidak dapat menghantarkan arus listrik. Larutan elektrolit dapat bersumber dari senyawa ion (senyawa yang mempunyai ikatan ion) atau senyawa kovalen polar (senyawa yang mempunyai ikatan kovalen polar).

 

Daya hantar listrik larutan disebabkan karena adanya ion-ion dalam larutan. Senyawa ion dalam air akan mengalami ionisasi (pembentukan ion). Sehingga larutan dari senyawa ion selalu bersifat elektrolit (menghantarkan listrik). Senyawa ion terbentuk dari unsur yang elektropositif (mudah membentuk ion positif) yang berikatan dengan unsur yang elektronegatif (mudah membentuk ion negatif). Pada umumnya unsur logam bersifat elektropositif sedangkan unsur non logam bersifat elektronegatif. Sehingga jika unsur logam berikatan dengan unsur non logam akan terjadi ikatan ion dan terbentuk senyawa ion.

Beberapa contoh reaksi ionisasi senyawa ion sebagai berikut:

1. KBr(aq) terionisasi menjadi K+(aq) + Br-(aq)

2. BaI2(aq) terionisasi menjadi Ba2+(aq) + 2I-(aq)

3. CaCl2(aq) terionisasi menjadi Ca2+(aq) + 2Cl-(aq)

4. FeCl3(aq) terionisasi menjadi Fe3+(aq)  + 3Cl-(aq)

​

Sifat Elektrolit pada Senyawa Kovalen

Senyawa yang atom-atomnya digabungkan oleh ikatan kovalen disebut senyawa kovalen. Senyawa kovalen bersifat polar, hal ini disebabkan adanya perbedaan keelektronegatifan yang cukup besar antara dua atom yang membentuk molekul dwi kutub yang terpolarisasi sehingga menimbulkan molekul polar. Molekul dwi kutub adalah molekul yang mempunyai kutub positif dan kutub negatif. Senyawa kovalen yang bersifat polar disebut senyawa kovalen polar. Contohnya adalah HCl, HBr, dan NH3. Senyawa kovalen polar secara keseluruhan merupakan partikel yang netral. Senyawa itu dalam bentuk murni merupakan penghantar listrik yang buruk, tetapi jika senyawa tersebut dilarutkan dalam air maka akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal itu disebabkan pelarut air merupakan molekul dwi kutub yang juga merupakan senyawa kovalen polar yang membantu menguraikan senyawa kovalen polar menjadi ion positif dan ion negatif.

Beberapa contoh reaksi ionisasi senyawa kovalen sebagai berikut:

1. HCl(l) + H2O(l) terionisasi menjadi H3O+(aq) + Cl-(aq)

2. HBr(g) + H2O(l) terionisasi menjadi H3O+(aq) + Br-(aq)

3. NH3(g) + H2O(l) terionisasi menjadi NH4+(aq)  + OH-(aq) 

Rumus H3O+ hanyalah suatu cara untuk menunjukkan ion H+ yang terikat oleh molekul air. Untu menyederhanakan, ion H3O+ sering ditulis sebagai ion H+. Oleh karena itu, reaksi ionisasi HCl dan HBr biasanya dituliskan sebagai berikut:

1. HCl(aq)  ® H+(aq) + Cl-(aq)

2. HBr(aq)  ® H+(aq) + Br-(aq)

Senyawa kovalen yang daya hantar listriknya buruk, misalnya larutan amoniak dan larutan asam cuka merupakan elektrolit lemah. Zat itu dapat bereaksi dengan air membentuk ion. Akan tetapi, hanya sebagian yang terurai menjadi ion, sehingga jumlah ion di dalam larutannya juga sedikit. Setelah memahami materi di atas, apakah sudah jelas?