Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit

Pengertian Larutan

Banyak sekali reaksi kimia dalam lingkungan berair yang berlangsung dalam kehidupan manusia, hewan, dan tumbuhan. Oleh karena itu butuh pemahaman yang lebih tenteng sifat – sifat larutan ini. Larutan adalah campuran homogen dari dua zat atau lebih. Dalam larutan dikenal dua jenis zat, yaitu zat terlarut (solute) dan zat pelarut (solven). Zat terlarut merupakan zat yang terlarut dalam suatu larutan, biasanya jumlah zat terlarut lebih sedikit daripada jumlah zat pelarut. Sedangkan zat pelarut merupakan zat yang melarutkan zat lain dalam suatu larutan, jumlah zat pelarut biasanya lebih banyak daripada zat terlarut. Jika jumlah zat terlarut sangat banyak dan tidak bisa dilarutkan lagi oleh zat pelarut, maka larutan tersebut disebut larutan jenuh. Contoh dari larutan ini adalah larutan air gula (campuran homogen antara air dan gula).

 

Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan terbagi menjadi 2 golongan yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Sedangkan elektrolit dapat dikelompokkan menjadi larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah sesuai skema penggolongan berikut.

Bagaimanakah Anda dapat dengan mudah mengelompokkan larutan ke dalam elektrolit kuat, elektrolit lemah ataupun non elektrolit?

Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Sedangkan larutan non elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.

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

Garam adalah senyawa yang terbentuk dari sisa asam dan basa dengan reaksi sebagai berikut :

Asam + Basa ---> Garam + H2O misal,

2HCl + Ca(OH)2 ---> CaCl2 + 2H2O

dari reaksi di atas terlihat garam tersusun dari gabungan Cl^- sebagai ion negatif (anion) dan Ca²⁺ sebagai ion positif (kation), contoh ion2 lain yang dapat membentuk garam yakni :

Kation : Na⁺, L⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Sr²⁺, Ba²⁺, NH4⁺
Anion : Cl^-, Br^-, I^-, SO4^2-, NO3^-, ClO4^-, HSO^-, CO3^2-, HCO3^2-

sebagai contoh garam yang dapat terbentuk dari gabungan kation dan anion di atas antaralain :

Penggabungan ion2 di atas berdarkan prinsip KPK yang kita pelajari sewaktu di SD....sebagai contoh muatan Mg adalah +2 sedangkan Br adalah -1 agar seimbang Mg cukup sebuah sedangkan Br nya dua buah sehingga menjadi MgBr2. Saat terurai Br tidak menjadi Br2 namun kembali ke bentuk semula Br sebanyak dua buah.

Elektrolit Lemah

- terionisasi sebagian

- menghantarkan arus listrik

- lampu menyala redup

- terdapat gelembung gas

Daya hantarnya buruk dan memiliki derajat ionisasi (kemampuan mengurai menjadi ion2nya) kecil. Makin sedikit yang terionisasi, makin lemah elektrolit tersebut. Dalam persamaan reaksi ionisasi elektrolit lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik) artinya reaksi berjadal dua arah...di satu sisi terjadi peruraian dan di sisi lain terbentuk kembali ke bentuk senyawa mula2.

Contoh larutan elektrolit lemah adalah semua asam lemah dan basa lemah.....asam adalah yang menghasilkan/melepas H⁺ dan basa yang menghasilkan OH^- atau menangkap H⁺

misalnya :

 

kekuatan elektrolit lemah ditentukan oleh derajad dissosiasinya.....yang dirumuskan :

maka berdasarkan rumus di atas untuk mendapatkan jumlah zat mengion dilakukan dengan cara mengalikan jumlah sat mula2 dengan derajat dissosiasinya....semakin besar harga derajat dissosiasinya maka semakin banyak konsentrasi larutan yang terurai menjadi ion2ya (mengion)

Non Elektrolit

- tidak terionisasi

- tidak menghantarkan arus listrik

- lampu tidak menyala

Contoh :

C6H12O6 (amilum/karbohidrat), C12H22O11, CO(NH2)2 (Urea) dan C2H5OH (Alkohol/etanol), dll

Penyebab Larutan Elektrolit dapat Menghantarkan Listrik

Sebagai contoh larutan elektrolit adalah HCl....Larutan HCl di dalam air mengurai menjadi kation (H+) dan anion (Cl-). Terjadinya hantaran listrik pada larutan HCl disebabkan ion H⁺ menangkap elektron pada katoda dengan membebaskan gas Hidrogen (H2). Sedangkan ion-ion Cl^- melepaskan elektron pada anoda dengan menghasilkan gas klorin (Cl2).

Perhatikan gambar berikut.

Hubungan Elektrolit dengan Jenis Ikatan Kimia

Jika diperhatikan lebih teliti dari jenis ikatannya, larutan elektrolit ada yang berasal dari ikatan ionik dan ada juga yang berasal dari ikatan kovalen polar....Sebagai contoh larutan NaCl dan NaOH berasal dari senyawa ion, sedangkan HCl, CH3COOH, NH4Cl berasal dari senyawa kovalen (tentang jenis2 akan saya bahas dalam artikel tersendiri)

Daya Hantar Listrik Senyawa Ion :

Dapatkah Anda membedakan daya hantar listrik untuk garam pada saat kristal, lelehan dan larutan?

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-ion yang tersusun rapat dan terikat akan tertarik oleh molekul-molekul air dan air akan menyusup di sela-sela butir-butir ion tersebut (proses hidasi) yang akhirnya akan terlepas satu sama lain dan bergerak bebas dalam larutan.

NaCl (s) + air  ---> Na⁺(aq) + Cl^-(aq)

Daya Hantar Listrik 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. 

Bagaimanakah hal ini dapat dijelaskan?

Kalau kita perhatikan, bahwa HCl merupakan senyawa kovalen di atom 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:

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. Jadi ikatan kovalen polar di dalam air mampu terurai menjadi ion2 penyusunnya.

Apakah HCl dalam keadaan murni 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. namun dalam kenyataannya karena HCl berbentuk cair tidak ada HCl yang benar2 murni 100% sehingga HCl dan ikatan kovalen lainnya yang berbentuk cair bukannya tidak dapat menghantarkan listrik namun sukar dalam menghantarkan listrik.

Untuk dapat membedakan larutan elektrolit ionik dan kovalen perhatikanlah contoh2 di bawah ini :

 

Cara Menentukan Kekuatan Larutan Elektrolit

kekuatan larutan elektroit ditentukan oleh beberapa faktor :

• Jenis larutan elektrolit, tentu saja elektrolit kuat dalam konsentrasi yang sama atau hampir sama mempunyai kekuatan jauh lebih besar jika dibanding larutan nonelektrolit. Sebab dalam larutan non elektrolit lemah hanya sebagian kecil larutan yang terurai menjadi ion2nya (misal dengan derajat dissosiasi = 0,00001 berarti yang terurai hanya  0,001% dari total konsentrasinya) sedangkan larutan elektrolit kuat hampir semuanya terurai (100% dari konsentrasi terurai)
•  Kadar/Konsentrasinya, bila sama jenisnya (sama2 elektrolit lemah atau sama2 elektrolit kuat) kekuatan larutan elektrolit ditentukan oleh konsentrasinya...semakin besar konsentrasi maka semakin besar kekuatannya. karena semakin banyak yang mengion.
• Jumlah ion yang terbentuk per molekul, konsentrasi larutan bukan satu2nya faktor yang mempengaruhi kekuatan larutan elektrolit....jumlah ion yang terbentuk per molekul pun juga punya pengaruh. sebagai contoh coba kalian perhatikan reaksi penguraian KCl dan CaCl2 pada contoh penguraian sebelumnya....dalam reaksi tersebut tiap satu molekul KCl menghasilkan 2 ion yaitu  satu ion K⁺ dan satu ion Cl^- sedangkan dalam reaksi penguraian CaCl2 menghasilkan satu ion Ca⁺ dan dua ion Cl^-....sehingga total Kcl menghasilkan 2 ion dan CaCl menghasilkan 3 ion.