DAYA HANTAR LISTRIK LARUTAN
SENYAWA ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT
A. Tujuan Percobaan:
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah:
1. Mempelajari daya hantar listrik beberapa larutan elektrolit dan non elektrolit.
2. Mendalami sifat fisik kimia beberapa larutan elektrolit dan non elektrolit tentang daya hantar listrik, perbedaan voltase dan arus listrik yang ditimbulkan.
B. Landasan Teori
Larutan adalah campuran homogen yang komponennya terdiri atas pelarut dan zat terlarut. Berdasarkan daya hantarnya,terdapat larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dan ada yang tidak dapat menghantarkan arus listrik (Anonim, 2003).
Berdasarkan sifat daya hantar listriknya, larutan dibagi menjadi dua yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Sifat elektrolit dan non elektrolit didasarkan pada keberadaan ion dalam larutan yang akan mengalirkan arus listrik. Jika dalam larutan terdapat ion, larutan tersebut bersifat elektrolit. Jika dalam larutan tersebut tidak terdapat ion larutan tersebut bersifat non elektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik (Azizah, 2010).
Gambar 1 Klasifikasi larutan berdasarkan sifat daya hantar listrik dan konsentrasinya.
Svante Arrhenius, ahli kimia terkenal dari Swedia mengemukakan teori elektrolit pada tahun 1884 yang sampai saat ini teori tersebut tetap bertahan padahal ia hampir saja tidak diberikan gelar doktornya di Universitas Upsala, Swedia, karena mengungkapkan teori ini. Menurut Arrhenius, larutan elektrolit dalam air terdisosiasi ke dalam partikel-partikel bermuatan listrik positif dan negatif yang disebut ion (ion positif dan ion negatif). Jumlah muatan ion positif akan sama dengan jumlah muatan ion negatif, sehingga muatan ion-ion dalam larutan netral. Ion-ion inilah yang bertugas mengahantarkan arus listrik. Larutan ini memberikan gejala berupa menyalanya lampu atau timbulnya gelembung gas dalam larutan. Larutan elektrolit mengandung partikel-partikel yang bermuatan (kation dan anion). Larutan ini dapat bersumber dari senyawa ion yaitu senyawa yang mempunyai ikatan ion atau senyawa kovalen polar yaitu senyawa yang mempunyai ikatan kovalen polar (Ghinina, 2011).
Pada konsentrasi sama, elektrolit kuat mempunyai daya hantar lebih baik daripada elektrolit lemah. Banyak sedikitnya elektrolit yang mengion dinyatakan dengan derajat ionisasi (a), yaitu perbandingan antara jumlah zat yang mengion dengan jumlah zata yang dilarutkan.
a = jumlah zat yang mengion / jumlah zat mula-mula ; 0 < a < 1
Maka berdasarkan rumus di atas untuk mendapatkan jumlah zat mengion dilakukan dengan cara mengalikan jumlah zat mula-mula dengan derajat dissosiasinya. Semakin besar harga derajat disosiasinya maka semakin banyak konsentrasi larutan yang terurai menjadi ion-ionnya (Anonim, 2011).
Daya hantar listrik larutan elektrolit bergantung pada jenis dan konsentrasinya. Beberapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dengan baik meskipun konsentrasinya kecil, larutan ini dinamakan elektrolit kuat. Sedangkan larutan elektrolit yang mempunyai daya hantar lemah meskipun konsentrasinya tinggi dinamakan elektrolit lemah. Larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan non-elektrolit. Pada larutan non-elektrolit molekulnya tidak mengalami ionisasi sehingga tidak dapat menghantarkan arus listrik. Dalam larutannya, zat non-elektrolit tetap dalam bentuk molekul yang tidak bermuatan listrik. Jadi partikelnya masih berupa molekul (Aprilyani, 2011).
Contoh larutan yang umum dijumpai adalah padatan yang dilarutkan dalam cairan, seperti garam atau gula dilarutkan dalam air. Tidak hanya padatan, gas juga dapat pula dilarutkan dalam cairan, contohnya saja karbon dioksida atau oksigen dalam air. Selain itu, cairan dapat pula larut dalam cairan lain, sementara gas larut dalam gas lain. Terdapat pula larutan padat, misalnya aloi (campuran logam) dan mineral tertentu.Zat elektrolit dalam air akan terurai menjadi ion-ion dan mereka akan bergerak ke arah elektroda yang muatannya berlawanan (ion negative akan bergerak ke elektroda positif (anoda) dan ion positif akan bergerak ke elektroda negativ (katoda). Pergerakan ion-ion ini ekivalen dengan aliran electron sepanjang kawat logam. Dengan cara seperti ini ,maka larutan yang mengandung suatu elektrolit mampu menghantarkan arus listrik (Ghinina, 2011).
Arus listrik dapat dianggap sebagai aliran elaktron yang membawa aliran negative melalui suatu pengantar. Perpindahan muatan ini terjadi karena adanya perbedaan potensial antara dua tempat tersebut. Arus listrik akan mengalir dari tempat yang potensialnya tinggi ke tempat potensialnya rendah .
A = Va
B = Vb
Bila tempat A yang memiliki potensial yang lebih tinggi dari B ( Va > Vb ), di hubungkan dengan suatu pengantar yang mempunyai hambatan sebesar R, maka akan mengalir arus sebesar I. Besarnya arus listrik yang mempunyai yang terjadi tergantung pada besarnya hambatan pengantar yang digunakan. Makin besar hambatan, makin kecil kuat arus (i) yang mengalir melalui pengantar tersebut. Kemampuan suatu pengantar untuk memindahkan muatan arus listrik disebut ’’daya hantar listrik L”. Besarnya daya hantar listrik berbanding terbalik dengan hambatan R.
L = 1/R dan V x I = R
Keterangan :
L = daya hantar listrik ( Ω -1 )
R = hambatan (Ω) (Wibowo, 2010)
C. Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah :§ Multimeter
§ Baterai 1,5 V (Sumber tegangan)
§ Buret 50,0 ml
§ Statif dan Klem
§ Filler
§ Gelas kimia 100ml
§ Pipet ukur
§ Kabel
§ Elektroda
§ Penjepit buaya
§ Botol semprot
§ Selotip
§ Gunting
§ Tissue/Kain lap
§ Stopwacth
Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:§ Larutan NaCl 0,1 M
§ Larutan CuSO4
§ Larutan Asam Asetat (CH3COOH) 1%
§ Larutan Glukosa (C6H12O6 ) 1%
§ Larutan Etanol (C2H5OH)
D. Prosedur Kerja
1. Rangkaian Alat
2. Pengujian daya hantar listrik larutan elektrolit dan larutan non elektrolit
a. Larutan NaCl
Larutan NaCl 0,1 M: |
§ diambil sebanyak 25 mL § dipindahkan ke dalam gelas kimia § dimasukkan dua elektroda Cu ke dalam gelas §dihubungkan elektroda positif dengan sumber tegangan dan elektroda negatif dengan multimeter § perhatikan jarum multimeter dan catat tegangan dan arus pada tiap larutan. |
b. Larutan CuSO4
Larutan CuSO4 0,1 M : |
§ diambil sebanyak 25 mL § dipindahkan ke dalam gelas kimia § dimasukkan dua elektroda Cu ke dalam gelas §dihubungkan elektroda positif dengan sumber tegangan dan elektroda negatif dengan multimeter § perhatikan jarum multimeter dan catat tegangan dan arus pada tiap larutan. |
c. Larutan C6H12O6
Larutan C6H12O6 1% |
§ diambil sebanyak 25 mL § dipindahkan ke dalam gelas kimia § dimasukkan dua elektroda Cu ke dalam gelas §dihubungkan elektroda positif dengan sumber tegangan dan elektroda negatif dengan multimeter § perhatikan jarum multimeter dan catat tegangan dan arus pada tiap larutan. |
d. Larutan CH3COOH
Larutan CH3COOH 1%: |
§ diambil sebanyak 25 mL § dipindahkan ke dalam gelas kimia § dimasukkan dua elektroda Cu ke dalam gelas §dihubungkan elektroda positif dengan sumber tegangan dan elektroda negatif dengan multimeter § perhatikan jarum multimeter dan catat tegangan dan arus pada tiap larutan. |
e. Larutan C2H5OH
Larutan C2H5OH : |
§ dipindahkan ke dalam gelas kimia § dimasukkan dua elektroda Cu ke dalam gelas §dihubungkan elektroda positif dengan sumber tegangan dan elektroda negatif dengan multimeter § perhatikan jarum multimeter dan catat tegangan dan arus pada tiap larutan. |
E. Hasil Pengamatan
a. Data hasil pengamatan
No. | Jenis Larutan | Menit | Suhu (ͦ c) | Tegangan (V) | Arus (I) | Hambatan ( ) | Daya Hantar (L) |
1. | NaCl | 1 2 3 | 29 29 29 | 4,5 4,5 4,5 | 7 A 6,5 A 6 A | 0,693 Ω | 1,44 Ω-1 |
2. | CuSO4 | 1 2 3 | 29 29 29 | 4,5 4,5 4,5 | 20 A 16 A 16,5 A | 0,256 Ω | 3,9 Ω-1 |
3. | C6H12O6 | 1 2 3 | 29 29 29 | 4,5 4,5 4,5 | - - - | - | - |
4. | CH3COOH | 1 2 3 | 29 29 29 | 4,5 4,5 4,5 | 15 A 14 A 15 A | 0,306 Ω | 3,26 Ω-1 |
5. | C2H5OH | 1 2 3 | 29 29 29 | 4,5 4,5 4,5 | - - - | - | - |
b. Perhitungan
1. Hambatan (R' )
R = V/I dan R'= R1+R2+R3/ER
NaCl § R1 NaCl = 4,5V/7A = 0,64 Ω
§ R2 NaCl = 4,5V/6,5A = 0,69 Ω
§ R3 NaCl = 4,5V/6A = 0,75 Ω
R' NaCl =0,64+0,69+0,75/3 =2,08/3 = 0,693 Ω
CuSO4§ R1 CuSO4 = 4,5V/20A= 0,22 Ω
§ R2 CuSO4 = 4,5V/16A= 0,28 Ω
§ R3 CuSO4 = 4,5V/16,5A = 0,27 Ω
R' CuSO4 =0,22+0,28+0,27/3 =0,778/3 = 0,256 Ω
CH3COOH§ R1 CH3COOH = 4,5V/15A = 0,3 Ω
§ R2 CH3COOH = 4,5V/14A = 0,32 Ω
§ R3 CH3COOH = 4,5V/16,5A = 0,3 Ω
R' CH3COOH = 0,3+0,32+0,3/3 = 0,92/3 = 0,306 Ω
2. Daya Hantar Listrik (L)
L = 1/R
a. NaCl
L = 1/0,693 = 1,44 Ω-1
b. CuSO4
L = 1/0,256 = 3,9 Ω-1
c. CH3COOH
L = 1/0,306 = 3,26 Ω-1
F. PEMBAHASAN
Berdasarkan sifat daya hantar listriknya, larutan dibagi menjadi dua yaitu larutan elektrolit dan larutan non elektrolit. Sifat elektrolit dan non elektrolit didasarkan pada keberadaan ion dalam larutan yang akan mengalirkan arus listrik. Jika dalam larutan terdapat ion, larutan tersebut bersifat elektrolit. Jika dalam larutan tersebut tidak terdapat ion larutan tersebut bersifat non elektrolit.
Percobaan ini dilakukan dengan beberapa larutan dan yang uji menggunakan multimeter dan kabel elektroda yang disambungkan dengan sumber tegangan berupa baterai dengan tegangan sebesar 4,5 V. Larutan yang digunakan adalah NaCl, CuSO4 ,C6H12O6 , CH3COOH dan C2H5OH.
Pada percobaan tersebut suhu yang digunakan adalah 29 ̊C dan diperoleh data arus listrik (I) : Larutan NaCl pada menit pertama sebesar 7 A, NaCl pada menit kedua sebesar 6,5 A, NaCl pada menit ketiga sebesar 6 A. Larutan CuSO4 pada menit pertama sebesar 20 A, CuSO4 pada menit kedua sebesar 16, dan CuSO4 pada menit ketiga sebesar 16,5 A. Sedangkan larutan CH3COOH pada menit pertama sebesar 15 A, CH3COOH pada menit kedua sebesar 14 A, dan CH3COOH pada menit ketiga sebesar 15 A.
Dengan menggunakan rumus R= , diperoleh masing-masing hambatan (R) pada larutan yaitu : Larutan NaCl pada menit pertama sebesar 0,64 Ω , NaCl pada menit kedua sebesar 0,69 Ω, dan NaCl pada menit ketiga sebesar 0,75 Ω . Larutan CuSO4 pada menit pertama sebesar 0,22 Ω, CuSO4 pada menit kedua sebesar 0,28 Ω, dan CuSO4 pada menit ketiga sebesar 0,27 Ω. Sedangkan larutan CH3COOH pada menit pertama sebesar 0,3 Ω, CH3COOH pada menit kedua sebesar 0,32 Ω, dan CH3COOH pada menit ketiga sebesar 0,3Ω.
Daya hantar listrik merupakan kemampuan suatu pengantar untuk memindahkan muatan arus listrik dari ujung substan sampai ujung yang lain. Dengan menggunakan persamaan L = , dimana adalah resisten dari rata-rata R yang digunakan dalam tiap volume larutan diperoleh data daya hantar listrik( ) yang bekerja pada masing-masing larutan yaitu: larutan NaCl sebesar 1,44 Ω-1 , Larutan CuSO4 sebesar 3,9 Ω-1 , Larutan CH3COOH sebesar 3,26 Ω-1.
Berdasarkan data pengamatan tersebut diperoleh perbandingan arus (I) pada masing-masing larutan yaitu I CuSO4 > I CH3COOH > I NaCl. Dan perbandingan hambatan(R) adalah R NaCl > R CH3COOH > R CuSO4. Dimana larutan yang arusnya besar memiliki hambatan yang lebih kecil dari larutan lain.Dan perbandingan daya hantar larutan tersebut yaitu : CuSO4 > CH3COOH>NaCl. semakin tinggi daya hantar listrik suatu larutan dari derajat ionisasi α = 1 maka semakin bersifat elektrolit suatu larutan.Berdasarkan daya hantarnya disimpulkan bahwa CuSO4 merupakan elektrolit kuat karena CuSO4 memiliki daya hantar yang lebih tinggi dan semua zat yang dilarutkan terurai menjadi ion(α = 1) yaitu Cu2+ dan SO42-. Dan CH3COOH merupakan elektrolit lemah karena selain menjadi H+ dan CH3COO- hanya sebagian yang terurai menjadi ion(α <1) ada spesi lain yaitu CH3COOH yang tidak terionisasi.Sedangkan C6H12O6 dan C2H5OH merupakan larutan non elektrolit karena kedua larutan tersebut tidak tidak menimbulkan gelembung gas dan molekul-molekulnya tidak terionisasi dalam larutan, sehingga tidak ada ion yang bermuatan yang dapat menghantarkan arus listrik.
G. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan percobaan ini adalah :
1. Larutan adalah campuran yang bersifat homogen atau sama. Berdasarkan sifat daya hantar listriknya larutan terbagi menjadi dua jenis yaitu Larutan Elektrolit yaitu larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dan Larutan Non-Elektrolit yaitu larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Zat elektrolit yang terurai sempurna di dalam air disebut Elektrolit Kuat dan larutan yang dibentuknya disebut Larutan Elektrolit Kuat. Zat elektrolit yang hanya terurai sebagian membentuk ion-ionnya di dalam air disebut Elektrolit Lemah.
2. Berdasarkan percobaan tersebut diketahui bahwa daya hantar listrik dipengaruhi oleh besar arus listrik dan tegangannya.Dimana larutan CuSO4, NaCl dan CH3COOH adalah larutan elektrolit dan larutan C6H12O6 dan C2H5OH adalah larutan non elektrolit.
DAFTAR PUSTAKA
Purba, Michael.2007.KIMIA untuk SMA kelas X. Jakarta : Erlangga.
Anonim. Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit. 20 Juli 2011 http://mediabelajaronline.blogspot.com/2010/03/larutan-elektrolit-dan-non-elektrolit.html. Diakses pada : 15 Oktober 2011
http://fredi-36-a1.blogspot.com/2010/04/daya-hantar-listrik.html. Diakses pada: 15 Oktober 2011.
Ghinina. Teori Dasar Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit. 11 Februari 2011 http://ghinina.wordpress.com/2011/02/11/larutan-elektrolit-dan-non-elektrolit/. Diakses pada: 15 Oktober 2011.
Chemistry, in KiddinG. Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit.17 Februari 2009
Azizah, Utiya. Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit.24 Februari 2010) http://www.chem-is-try .org/kategori/materi_kimia/kimia-sma-ma/larutan-elektrolit-dan-nonelektrolit/ . Diakses pada : 16 Oktober 2011.
Postingan
