AKTIVITAS & KOEFISIEN AKTIVITAS
Oleh : Agus Styawan NIM. 18728251006 Pendidikan Kimia Kelas A
Dosen Pengampu : Dr. Dra. Isana Supiah YL., M. Si
Aktivitas Aktivitas suatu spesies adalah ukuran konsentrasi efektif suatu larutan yang ditentukan oleh sifat koligatif seperti peningkatan titik didih atau penurunan titik beku, konduktivitas listrik, dan oleh efek aksi massa. Para ahli kimia menggunakan istilah aktivitas (a) untuk menjelaskan efek elektrolit pada kesetimbangan kimia. Aktivitas d apat didefinisikan menggunakan persamaan :
(persamaan 1) Dimana, aX [X]
Aktivitas Aktivitas dapat juga dihitung berdasarkan berdasarkan
= aktivitas spesies X = konsentrasi X = koefisien aktivitas
molalitas, molalitas, fraksi mol atau yang lain, tidak harus molaritas. Namun tentu saja koefisien aktivitasnya juga akan mengikuti, sesuai skala a a an di unakan.
Koefisien aktivitas dan aktivitas X bervariasi sesuai dengan kekuatan ion. Jika kita mensubstitusikan aX untuk [X] dalam setiap ungkapan konstanta kesetimbangan, maka akan didapatkan konstanta kesetimbangan yang bergantung pada kekuatan ion. Untuk menggambarkan hal ini, jika X m Yn adalah endapan, ungkapan K sp sp termodinamika ditentukan oleh persamaan : (persamaan 2) Jika persamaan 1 disubstitusikan ke dalam persamaan 2, akan didapatkan :
(persamaan 3) Pada persamaan di atas, istilah K’ sp sp adalah konstanta hasil kali kelarutan dan K sp sp adalah konstanta kesetimbangan termodinamika. Koefisien aktivitas dan bervariasi sesuai kekuatan ion sedemikian rupa agar Ksp tetap konstan secara numerik dan tidak bergantung pada kekuatan ionik (berbeda dengan konstanta hasilkali kelarutan, K’ sp sp). Beberapa Hal Terkait Koefisen Aktivitas 1)
2) 3) 4)
Koefisien aktivitas suatu spesies adalah ukuran keefektifan spesies yang memengaruhi keseimbangan di mana ia menjadi partisipan. Dalam larutan yang sangat encer di mana kekuatan ion minimal, efektivitas ini menjadi konstan, dan koefisien aktivitasnya adalah satu. Dalam keadaan ini, aktivitas dan konsentrasi molar identik (seperti konstanta kesetimbangan termodinamika dan konsentrasi). Namun, ketika kekuatan ion meningkat, sebuah ion kehilangan beberapa keefektifannya, dan koefisien aktivitasnya menurun. Dalam larutan yang tidak terlalu terkonsentrasi, koefisien aktivitas untuk spesies tertentu tidak tergantung pada sifat elektrolit dan hanya bergantung pada kekuatan ion. Untuk kekuatan ion tertentu, koefisien aktivitas ion berkurang secara dramatis dari satu ketika muatan pada spesies meningkat. Koefisien aktivitas molekul yang tidak bermuatan kira-kira satu, tidak peduli berapapun tingkat kekuatan ioniknya.
Gambar 1. Efek kekuatan ion terhadap koefisien aktivitas 5)
6)
Pada setiap kekuatan ion yang diberikan, koefisien aktivitas ion dengan muatan yang sama kira-kira sama. Variasi kecil di antara io n-ion dengan muatan yang sama dapat dikorelasikan dengan diameter efektif ion terhidrasi. Koefisien aktivitas ion yang diberikan menggambarkan perilaku efektifnya dalam semua kesetimbangan di mana ion itu berpartisipasi. Sebagai contoh, pada kekuatan ionik tertentu, koefisien aktivitas tunggal untuk ion sianida menggambarkan pengaruh spesies tersebut terhadap salah satu dari kesetimbangan berikut:
Persamaan Debye-Hückel Adalah persamaan yang dikembangkan oleh P. Debye and E. Hückel untuk menghitung nilai dari koefisien aktivitas berdasarkan muatan dan ukuran rata-rata ion. Berikut notasi persamaannya: persamaannya:
(persamaan 4) Dimana,
Z x µ α x
= koefisien aktivitas dari spesies X = muatan dari spesies X = kekuatan ion larutan = diameter efektif ion terhidrat X dalam nanometer (10-9 m)
Konstanta 0,51 dan 3,3 berlaku untuk larutan air pada 25°C. Nilai lain harus digunakan pada suhu lain. Sayangnya, ada ketidakpastian yang cukup besar dalam besarnya α x pada persamaan diatas. Nilainya tampaknya sekitar 0,3 nm untuk sebagian besar ion yang bermuatan tunggal. Untuk spesies ini, penyebut persamaan Debye-Hückel diperkirakan 1+ √ . Untuk ion dengan muatan lebih tinggi, α x mungkin sebesar 1.0 nm. Semakin besar muatan pada ion, semakin besar jumlah molekul air polar yang akan ditahan di kulit solvasi di sekitar ion. Pada kekuatan ionik ini, ketidakpastian dalam α x memiliki sedikit efek pada penghitungan koefisien aktivitas.
Kielland telah memperkirakan nilai α x untuk banyak ion dari berbagai data eksperimen. Nilai terbaik untuk diameter efektif diberikan di berikan pada Tabel di bawah ini. Tabel juga menyajikan koefisien aktivitas yang dihitung dari Persamaan 4 menggunakan nilai-nilai ini untuk parameter ukuran. Sayangnya tidak mungkin untuk menentukan koefisien aktivitas ion tunggal eksperimental seperti yang ditunjukkan pada Tabel di bawah karena metode eksperimen hanya memberikan koefisien aktivitas rata-rata untuk ion bermuatan positif dan negatif dalam suatu larutan. Dengan kata lain, tidak mungkin untuk mengukur sifat-sifat masing-masing ion dengan adanya ion-ion berlawanan muatan dan molekul pelarut. Namun, harus ditunjukkan bahwa koefisien aktivitas rata-rata yang dihitung dari data pada Tabel di bawah sesuai dengan nilai eksperimen.
========================================================================== Referensi : Skoog, A Douglas, et al. 2014. Fundamental of Analytical Chemistry, Ninth Edition. Edition. Belmont : Mary Finch
