Peta Konsep
PENGANTAR
Jika Anda berangkat ke sekolah, Anda biasanya menggunakan ala transportasi, seperti mobil, bus, atau sepeda motor. Mobil, bus, dan sepeda motor merupakan alat transportasi yang banyak digunakan. Apakah Anda tahu kendaraan yang Anda gunakan memakai larutan kimia untuk menghasilkan tenaga listrik? Suatu kendaraan bermotor biasanya menggunakan aki untuk menghidupkan mesin. Alat yang berfungsi untuk menghidupkan mesin ini mengandung larutan asam sulfat yang merupakan suatu larutan elektrolit . Aki ini dapat menghantarkan listrik sehingga pada malam hari Anda juga dapat menggunakan kendaraan karena penerangan lampu yang dihasilkan aki. Larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik. Sifat inilah yang menyebabkan larutan asam sulfat dapat menghidupkan mesin kendaraan. Selain asam sulfat, larutan larutan apa sajakah yang dapat menghantarkan arus listrik? Mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik? Adakah hubungan antara ikatan kimia dan larutan elektrolit? Untuk mengungkap rahasia tersebut, lakukanlah penyelidikan berikut.
Pernahkah kalian melihat orang menangkap ikan dengan menggunak aruS?
Apakah orang tersebut akan mendapatkan ikan dengan cara menggunakan arus listrik. Pada kasus lain, pernahkah kalian mendengar atau melihat kejadian adanya orang yang tersengat arus listrik pada waktu rumahnya terkena banjir.
Mengapa orang tersebut dapat terkena aliran listrik?
Dengan mempelajari modul ini, kalian akan mendapatkan jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tadi dan juga akan memperoleh pengetahuan tentang larutan elektrolit yang mana pengetahuan ini dapat kalian terapkan dalam kehidupan sehari-hari.
1. Larutan
Sebelum kalian mempelajari lebih lanjut tentang konsep-konsep larutan elektrolit dan nonelektrolit, alangkah baiknya kalian memahami terlebih dahulu mengenai komponen larutan. Semua air di alam berupa larutan, air laut, air sungai, air sumur dan lain-lain. Larutan memegang peranan penting baik dalam kehidupan maupun dalam industri
Larutan adalah campuran yang bersifat homogen atau serbasama. Larutan didifinisikan sebagai campuran dua zat atau lebih yang membentuk satu fasa homogen yang artinya setiap bagian dari larutan memiliki komposisi yang sama atau menyebar secara merata. Jika Anda melarutkan 2 sendok makan gula putih (pasir) ke dalam segelas air, maka Anda telah mendapatkan larutan gula.
Larutan terdiri atas dua komponen, yaitu komponen zat terlarut dan pelarut.
• Komponen dengan jumlah yang sedikit biasanya dinamakan zat terlarut.
• Pelarut adalah komponen yang jumlahnya lebih banyak atau yang strukturnya tidak berubah.
• Larutan dapat berwujud cair, contohnya larutan garam, berwujud gas, contohnya udara, dan berwujud padat, contohnya kuningan (paduan logam tembaga dan seng) Zat-zat yang digunakan dalam kehidupan sehari-hari baik untuk keperluan industri maupun untuk keperluan laboratorium umumnya dibuat dalam bentuk larutan.
• Komponen larutan terdiri dari zat terlarut dan pelarut. Zat terlarut dapat berupa senyawa ion maupun senyawa kovalen, sedangkan pelarut yang digunakan biasanya air. Senyawa ion contohnya, NaCl, NH4Cl, KOH, CaCl2, dan senyawa kovalen contohnya HCl, H2SO4, NH3, C6H12O6
Salah satu sifat larutan yang penting ialah daya hantar listrik. Oleh karena itu kita akan membahas larutan elektrolit dan non elektrolit.
Apakah semua larutan dapat menghantarkan arus listrik? Bagaimana caranya untuk mengetahui suatu larutan dapat menghantarkan arus listrik?
Untuk mengetahuinya, kalian akan melakukan praktikum berikut:
Menguji daya Hantar listrik berbagai larutan dalam Air
Indikator:
Siswa dapat merancang percobaan penelitian daya hantar listrik berbagai larutan
1. Tujuan percobaan:
Menguji daya hantar listrik berbagai larutan dalam air
2. Alat dan bahan:
a. alat uji elektrolit
b. gelas kimia 100 mL
c. batu baterai
d. bola lampu
e. botol semprot
f. kertas tisu
g. air sumur
h. alcohol
i. larutan NaCl
j. larutan cuka makan
k. larutan gula
l. larutan urea
m. NaCl padat
n. air suling
3. Cara kerja
1. Rangkaikan alat uji elektrolit seperti gambar di atas
2. Masukkan larutan yang akan diselidiki ke dalam gelas beker dan uji dengan alat uji elektrolit.
3. Amati perubahan pada elektrode dan lampu. Catat hasil pengamatannya
4. Keluarkan kedua elektrode, cuci menggunakan air dan dilap dengan kertas tisu. Ulangi langkah 2–4 untuk larutan-larutan yang lain
4. Hasil Pengamatan
Latihan 1
1. Larutan apa saja yang menunjukkan gejala timbulnya nyala pada bola lampu?
2. Larutan apa saja yang menunjukkan gejala timbulnya gelembung pada batang karbon?
3. Larutan apa saja yang tidak menunjukkan kedua gejala diatas?
4. Dari hasil eksperimen ,sebutkan larutan yang bersifat Elektrolit dan non Elektrolit
5. Kelompokan larutan yang tergolong Elektrolit kuat,Lemah dan non elektrolit
a. Larutan Elektrolit
Elektrolit adalah zat yang dapat menghantarkan arus listrik. Larutannya disebut larutan elektrolit. Larutan elektrolit dapat dikelompokkan menjadi larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Perbedaanya dapat dirangkum
1. Elektrolit Kuat
- terionisasi sempurna
- menghantarkan arus listrik
- lampu menyala terang
- terdapat gelembung gas
Larutan elektrolit kuat dapat berupa :
Asam Kuat : HCl, H2SO4, HNO3, HClO4
Basa Kuat : NaOH, KOH, Ca(OH)2
Garam : NaCl, K2SO4, CaCl2
Kation : Na+, L+, K+, Ca 2+, Sr 2+, Ba 2+, NH4+
Anion : Cl-, Br-, I-, SO4 2- , NO3-, ClO4-, HSO-, CO32-, HCO32-
2. Elektrolit Lemah
- terionisasi sebagian
- menghantarkan arus listrik
- lampu menyala redup
- terdapat gelembung gas
Contoh larutan elektrolit lemah adalah semua asam lemah dan basa lemah
Apakah yang menyebabkan perbedaan kekuatan daya hantar listrik larutan elektrolit?
Larutan-larutan ini terionisasi sempurna dalam air (α=1), sehingga semua molekul terdisosiasi dan tidak ada molekul tersisa dalam larutan. Berbeda dengan larutan elektrolit lemah yang terionisasi sebagian (0<α<1), dalam larutan sebagian berbentuk ion-ion sebagian lagi masih dalam bentuk molekul.
Gambar 3. Senyawa HCl terionisasi sempurna dalam air.
Jika larutan HCl dilarutkan dalam air hampir seluruh molekul HCl akan terurai menghasilkan ion H+ dan ion Cl-, HCl terionisasi sempurna dan tidak ada molekul tersisa dalam larutan.
HCl (aq) → H+ (aq) + Cl- (aq)
Gambar 4. Senyawa CH3COOH terionisasi sebagian dalam air.
Larutan CH3COOH tidak terionisasi sempurna tetapi hanya sebagian artinya jika CH3COOH dilarutkan dalam air, jumlah ion H+ dan ion CH3COO- hanya sedikit dan dari hasil penelitian laruran CH3COOH yang terionisasi sekitar 0,4%.
CH3COOH(aq) ⇆ H+(aq) + CH3COO-(aq)
Berdasarkan uraian ini maka kekuatan daya hantar listrik larutan elektrolit bergantung pada jumlah ion yang ada dalam larutan.
b. Larutan Nonelektrolit
Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik karena tidak terionisasi sehingga lampu tidak menyala. Larutan nonelektrolit tidak dapat terionisasi (α=0), sehingga tidak ada ion dalam larutan tetapi semua dalam bentuk molekul.
- Tidak terionisasi sempurna
- Tidak menghantarkan arus listrik
- lampu tidak menyala
- tidak terdapat gelembung gas
Contoh : Gula (C6H12O6/ glukosa, C12H22O11/sukrosa
CO(NH2)2 (Urea)
C2H5OH (Alkohol/etanol), dll
2. Larutan Elektrolit Berdasarkan Ikatannya
Larutan elektrolit berdasarkan ikatan senyawa pembentuknya, dimana senyawa-senyawa pembentuknya dapat berupa senyawa ion dan senyawa kovalen.
a. Senyawa Ion
Senyawa ion, senyawa yang memiliki ikatan ion dalam pembentukannya yaitu antara atom yang memberikan elektron dengan atom yang menerima elektron. Atom yang memberikan elektron akan membentuk ion positif (kation) dan atom yang menerima elektron akan membentuk ion negatif (anion).
Dalam larutan, senyawa ion akan terurai (terionisasi) menjadi ion-ion yang bergerak bebas. NaCl merupakan senyawa ion, karena atom-atomnya bergabung melalui ikatan ion. Jika kristal NaCl dilarutkan dalam air, maka ikatan antara ion positif (ion Na+) dan ion negative (ion Cl-) terputus dan ion-ion itu berinteraksi dengan molekul air, dan ion-ion bebas bergerak diseluruh bagian larutan.
b. Senyawa Kovalen
Senyawa kovalen, senyawa yang atom-atomnya bergabung melalui ikatan kovalen yaitu penggunaan bersama pasangan elektron. Senyawa kovalen terdiri dari kovalen polar dan kovalen non polar. Senyawa kovalen polar terbentuk karena dua atom yang bergabung memiliki perbedaan keelektronegatifan yang cukup besar. Hal tersebut menyebabkan salah satu atom lebih positif dan atom yang satunya lebih negatif. Senyawa kovalen non polar terbentuk karena dua atom yang bergabung memiliki keelektronegatifan yang sama atau memiliki perbedaan yang sangat kecil.
Contoh senyawa kovalen polar, diantaranya larutan asam klorida, larutan amonia, dan asam cuka murni.
- Senyawa kovalen polar dalam bentuk murni (lelehan) bukan penghantar listrik yang baik, tetapi bila senyawa-senyawa tersebut dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan listrik.
- Senyawa kovalen nonpolar tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Dalam kehidupan kita sehari-hari sering menggunakan larutan elektrolit dan nonelektrolit. Contoh:
1. Baterai untuk jam, kalkulator, handphone, remote control, mainan, dan lain sebagainya. Baterai menggunakan larutan amonium klorida (NH4Cl), KOH, atau LiOH agar dapat menghasilkan arus listrik.
2. Aki dipakai untuk menstarter kendaraan, menggunakan larutan asam sulfat (H2SO4).
3. Oralit diminum penderita diare supaya tidak mengalami dehidrasi atau kekurangan cairan tubuh. Cairan tubuh mengandung komponen larutan elektrolit untuk memungkinkan terjadinya daya hantar listrik yang diperlukan impuls saraf bekerja.
4. Air sungai dan air tanah mengandung ion-ion. Sifat ini digunakan untuk menangkap ikan dengan menggunakan setrum listrik.
5. Air suling digunakan untuk membuat larutan dalam percobaan kimia adalah nonelektrolit sehingga hanya mengandung sedikit ion-ion.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar