DAYA HANTAR LISTRIK I. TUJUAN TUJUAN PERCOBAAN PERCOBAAN •
Menentukan daya hantar listrik berbagai larutan
•
Menentukan pengaruh konsentrasi larutan terhadap daya hantar listriknya
I. DASAR DASAR TEO TEORI RI
Dalam kehidupan sehari-hari dikenal beberapa zat yang seolah-olah lenyap menyatu dalam air apabila dicampurkan. Campuran tersebut disebut dengan larutan. Larutan merupakan campuran homogen dari dua zat atau lebih. 1 Larutan terdiri atas berbagai zat, dengan jumlah zat yang paling banyak dalam suatu larutan disebut pelarut (solvent), sedangkan zat yang lainnya dengan jumlah yang lebih sedikit dinamakan zat terlarut (solut). 2 Zat-zat terlarut yang larut dalam larutan terdiri dari dua jenis yaitu larutan elektrolit dan nonelektrolit. Seorang ilmuwan Swedia yang bernama Svante August Arrhenius (1859-1927) pada tahun 1887 mengemukakan bahwa larutan elektrolit mengandung ion yang dapat bergerak bebas. Karena bermuatan listrik, ion mampu menghantarkan listrik. 3 Larutan elektrolit mampu menghantarkan arus listrik sedangkan larutan nonelektro nonelektrolit lit tidak. Larutan elektrolit elektrolit diklasifika diklasifikasikan sikan kembali menjadi menjadi 2 jenis yaitu larutan elektrolit elektrolit kuat adalah suatu zat yang apabila dilarutkan dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan sangat baik. Salah satu penyebab larutan ektrolit kuat mempunyai daya hantar listrik yang baik karena zat terlarut akan terurai sempurna (derajat ionisasi = 1) menjadi ion-ion., ion-ion., sedangkan sedangkan larutan larutan elektrolit elektrolit lemah adalah suatu zat yang apabila dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik listrik namun namun dengan dengan jumlah jumlah yang yang relati relatiff sediki sedikitt mendek mendekati ati minus. minus. Laruta Larutan n elektrolit lemah tidak dapat menghantarkan arus listrik dengan baik disebabkan karena zat terlarut akan terurai sebagian (derajat ionisasi <1) menjadi ion-ion.
1 Jaka Wismono, Kimia dan Kecakapan Hidup (Jakarta: Ganeca Exact, 2004), hlm 63. 2 James E. Brady, Kimia Universitas Asas dan Struktur Edisi Kelima (Jakarta: Binarupa Aksara, 1999), hlm 178. 3 Nana, Sutersna, Kimia SMA kelas X (Bandung: Grafindo Media Utama, 2003), hlm 12.
Adanya arus listrik yang dihantarkan dalam larutan tentu tidak lepas dengan adanya ciri-ciri yang dapat dipergunakan untuk identifikasi, contohnya suatu larutan elektrolit kuat akan menghasilkan banyak gelembung jika ada aliran arus listrik dalam larutannya. Semakin berkurang jumlah gelembung yang dihasilkan berarti aliran arus listrik yang terdapat dalam larutan tersebut jumlahnya sedikit. Pada pengujian daya hantar, sumber arus memberikan muatan yang berbeda kedua elektroda yang dicelupkan ke dalam larutan. Kedua ele ktrode ini dihubungkan dengan kutub positif (anode) dan kutub negatif (katode). Ion positif akan bergerak kearah katode dan ion negatif akan bergerak kearah anode. Selanjutnya, ion negatif yang bergerak ke arah anode akan melepaskan elektron. Elektron akan dialirkan melalui baterai menuju katode, di katode elektron ditangkap oleh ion positif. Larutan elektrolit berupa senyawa ion dan kovalen polar. 4 Dimana senyawa ion yang terdiri atas ion-ion jika dilarutkan dalam air akan bergerak bebas dan menghantarkan arus listrik serta pada umumnya larut dalam air. Sedangkan senyawa kovalen polar yang dapat menghantarkan arus listrik adalah yang berupa larutan karena antara molekul pelarut (umumnya air) dan zat terlarut yang bersifat polar terdapat gaya tarik-menarik sehingga menyebabkan ikatan pada senyawa kovalen putus dan membentuk ion yang dinamakan reaksi hidrolisis sehingga mampu menghantarkan arus listrik. Arus listrik mengalir dari beda potensial tinngi ke beda potensial rendah. Besarnya arus listrik yang terjadi bergantung pada besarnya hambatan penghantar yang digunakan. Makin besar hambatan (R) makin kecil pula arus listrik yang mengalir melalui penghantar tersebut dan sebaliknya. Kemampuan suatu penghantar untuk mengahantarkan arus listrik dinamakan daya hantar listrik (L) yang berbanding terbalik dengan hambatan R. L = 1R Dengan : L = Daya hantar listrik (ohm -1) R = Hambatan (ohm)
II. ALAT DAN BAHAN 4 Endang Susilowati, Sains Kimia Prinsip dan Terapannya 1B (Solo: Tiga Serangkai Pustaka Mandiri, 2004), hlm 5.
A. Alat-alat : •
Timbangan
•
Gelas beaker
•
Amperemeter
•
Elektroda karbon
•
Power supply
•
Labu takar
B. Bahan-bahan : •Aquades •Larutan
NaCl
•Larutan
gula •Larutan
BaCl2
•Larutan
CH3COOH
•Larutan
CuSO4
I. SKEMA KERJA A. Percobaan 1 (Menentukan Daya Hantar Listrik Berbagai
Larutan) 1) Larutan BaCl2, NaCl, CH3COOH, dan gula dibuat dengan masing-
masing konsentrasi 1 M (Molar).
Daya hantar listrik semua larutan di atas di ukur.
A. Percobaan 2 (Pengaruh Konsentrasi Larutan Terhadap Daya
Hantar Listrik) 1) Larutan NaCl, BaCl2, dan CH3COOH,
masing-masing dibuat 4
buah dengan konsentrasi 0,1 M, 0,25 M, 0,50 M, dan 1,00 M.
2) Daya hantar listrik masing-masing larutan diatas diukur.
I. PEMBAHASAN 1. Data Pengamatan Percobaan Daya Hantar Listrik
Waktu
: 24 Maret 2011
Tempat
: Laboratorium Kimia Dasar Universitas Udayana
Daya hantar listrik pada percobaan praktikum kali ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan suatu penghantar untuk memindahkan muatan listrik. Percobaan pertama pada praktikum daya hantar listrik bertujuan untuk menentukan daya hantar listrik berbagai larutan. Larutan yang diuji cobakan untuk diketahui daya hantar listrik adalah larutan NaCl, BaCl2, CH3COOH, dan gula dengan konsentrasi 1 M. Daya hantar listrik pada percobaan diatas dapat diperoleh dengan persamaan berikut : 1) Diket : Larutan NaCl 1 M V1 = 2 V V2 = 4 V V3 = 6 V i1 = 0,080 A i2 = 0,145 A i3 = 0,215 A Dit : Daya hantar Listrik (L) Jawaban : V = IR menjadi R = VI •
R 1 = V1I1 20,080 = 25 Ω
L1 = 1/R 1 = 1/25 = 4x10-2
Dengan cara yang sama diperoleh L2 = 3,6x10-2 dan L3 = 35,7. Percobaan 1 pada larutan NaCl juga berlaku sama pada larutan BaCl2, CH3COOH, dan gula. Sehingga akan didapat daya hantar listrik pada masing-masing larutan seperti hasil di bawah ini : A. Percobaan 1 (Menentukan Daya Hantar Listrik berbagai Larutan)
Larutan
V (volt)
L (ohm -1)
I (ampere)
I
II
III
I
II
III
I
II
III
NaCl
2
4
6
0,080
0,145
0,215
4x10 -2
3,6x10-2
35,7
BaCl2
2
4
6
0,005
0,027
0,025
2,5x10 -3
6,75
4,2x10 -3
CH3COOH
2
4
6
0,003
0,009
0,010
1,5x10 -3
2,25x10-3
1,67x10-3
Gula
2
4
6
0,080
0,14
0,215
4x10 -2
3,5x10-3
3,6x10-2
Kemampuam masing-masing larutan dalam menghantarkan arus listrik dapat diklasifikasikan sebagai berikut : 1. Larutan NaCl : menghasilkan banyak gelembung dengan daya
hantar listrik yang kuat karena merupakan larutan elektrolit kuat. 2. Larutan BaCl2 : menghasilkan banyak gelembung dengan daya
hantar listrik yang kuat karena merupakan larutan elektrolit kuat. 3. Larutan CH3COOH : menghasilkan gelembung dengan jumlah
yang lebih sedikit daripada larutan NaCl dan BaCl2. Daya hantar listrik tidak terlalu kuat karena merupakan larutan elektrolit lemah. 4. Larutan Gula : Tidak menghasilkan gelembung dan daya hantar
listrik yang sangat minim. Masing-masing larutan pada percobaan 2 bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi larutan terhadap daya hantar listriknya. Untuk memulai percobaan di atas diawali terlebih dahulu dengan pengenceran masing-masing larutan NaCl, BaCl2, dan CH 3COOH dengan konsentrasi yaitu 0,1, 0,25, 0,50, dan 1,00 M. Tahap perhitungan pengenceran pada larutan NaCl adalah sebagai berikut : 1) Diket : Pembuatan Larutan NaCl 0,1 M
V2 = 50 ml M2 = 0,1 M
M1 = 1 M Dit :
V1 = ....?
Jawaban : V1.M1 = V2.M2 V1.1 = 50. 0,1 V1 = 5 ml NaCl + 45 ml aquades (pengenceran) 2) Diket : Pembuatan Larutan NaCl 0,25 M V2 = 50 ml M2 = 0,25 M M1 = 1 M Dit :
V1 = ....?
Jawaban : V1.M1 = V2.M2 V1.1 = 50. 0,25 V1 = 12,5 ml NaCl + 37,5 ml aquades (pengenceran) 3) Diket : Pembuatan Larutan NaCl 0,50 M V2 = 50 ml M2 = 0,50 M M1 = 1 M Dit :
V1 = ....?
Jawaban : V1.M1 = V2.M2 V1.1 = 50. 0,50 V1 = 25 ml NaCl + 25 ml aquades (pengenceran) 4) Diket : Pembuatan Larutan NaCl 1,00 M V2 = 50 ml M2 = 1,00 M M1 = 1 M Dit :
V1 = ....?
Jawaban : V1.M1 = V2.M2 V1.1 = 50. 1,00 V1 = 25 ml NaCl (pengenceran)
Dengan cara rumus pengenceran seperti diatas, akan diperoleh variasi konsentrasi larutan pada BaCl2 dan CH3COOH.
A.
Percobaan 2 (Menentukan Pengaruh Konsentrasi terhadap Daya Hantar Listrik)
Daya hantar listrik pada percobaan 2 adalah : 1) Diket : Larutan NaCl 0,10 M V1 = 2 V V2 = 4 V V3 = 6 V i1 = 0,008 A i2 = 0,031 A i3 = 0,07 A Dit : Daya hantar Listrik (L) Jawaban : V = IR menjadi R = VI •
R 1 = V1I1
20,008 = 250 Ω
L1 = 1/R 1 = 1/250 = 4x10 -3 Ω Dengan cara yang sama diperoleh daya hantar listrik larutan NaCl baik dengan kosentrasi 0,25 M, 0,50 M, dan 1,00 M. Begitu pula dengan larutan BaCl2 dan CH3COOH diperoleh daya hantar listrik pada tabel hasil percobaan di bawah ini : •
Larutan NaCl :
Larutan
V (volt)
L (ohm-1)
I (ampere)
NaCl I
II
III
I
II
III
I
II
III
0,10M
2
4
6
0,008
0,031
0,07
4x10 -3
7,75x10-3
1,2x10-2
0,25M
2
4
6
0,075
0,14
0,2
3,75x10 -2
3,5x10-2
3,3x10-2
0,50M
2
4
6
0,065
0,125
0,2
3,25x10 -2
3,125x10-2
3,3x10-2
1,00M
2
4
6
0,080
0,145
0,215
4x10 -2
3,6x10-2
0,357x10 -2
•
Larutan BaCl2 :
Larutan
V (volt)
L (ohm-1)
I (ampere)
BaCl2 I
II
III
I
II
III
I
II
III
0,10M
2
4
6
0,005
0,010
0,012
2,5x10 -3
2,5x10-3
2x10-3
0,25M
2
4
6
0,009
0,020
0,022
4,5x10 -3
5x10 -3
3,67x10-3
0,50M
2
4
6
0,006
0,025
0,027
3,0x10 -3
6,25x10-3
4,5x10-3
1,00M
2
4
6
0,005
0,027
0,025
2,5x10 -3
6,75
4,2x10 -3
•
Larutan CH3COOH :
Larutan
V (volt)
L (ohm-1)
I (ampere)
CH3COOH I
II
III
I
II
III
I
II
III
0,10M
2
4
6
0,005
0,009
0,014
2,5x10 -3
2,25x10-3
2,3x10-3
0,25M
2
4
6
0,005
0,009
0,015
2,5x10 -3
2,25x10-3
2,5x10-3
0,50M
2
4
6
0,005
0,011
0,020
2,5x10 -3
2,75x10-3
3,3x10-3
1,00M
2
4
6
0,003
0,009
0,010
1,5x10 -3
2,25x10-3
1,67x10-3
Hasil pengamatan praktikum pada tabel yang menghubungkan daya hantar listrik terhadap konsentrasi dari masing-masing larutan di atas dapat digambarkan dalam grafik berikut : 1)
2)
3)
Percobaan 1 dilakukan sebanyak tiga kali untuk masing-masing larutan dengan mengganti tegangannya. Meskipun larutan NaCl, BaCl 2, CH3COOH, dan larutan gula mempunyai konsentrasi yang sama tetapi kemampuan menghasilkan daya hantar listrik yang berbeda-beda. Diantara ketiga larutan tersebut, larutan NaCl dan BaCl2 memiliki daya hantar listrik yang besar dibandingkan larutan CH3COOH dan larutan gula. Kemampuan daya hantar listrik CH 3COOH lebih kecil dibandingkan NaCl dan BaCl 2. Sedangkan nilai dari larutan gula yaitu nol, karena larutan gula merupakan non elektrolit sehingga tidak bisa menghantarkan listrik. Adapun urutan larutan dari yang memiliki daya hantar listrik paling kecil hingga paling besar adalah Gula < CH3COOH < NaCl = BaCl2. Apabila sebuah larutan memiliki daya hantar yang besar seperti BaCl 2, dan NaCl dapat digolongkan sebagai larutan elektrolit kuat. Sedangkan larutan yang memiliki daya hantar listrik lemah seperti CH 3COOH digolongkan sebagai larutan elektrolit lemah, dimana kemampuan menghantarkan arus listriknya lemah. Larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik seperti larutan gula digolongkan kedalam larutan nonelektrolit. Pada Percobaan 2 yaitu menentukan pengaruh konsentrasi larutan terhadap daya hantar listriknya. Dalam percobaan ini larutan yang digunakan adalah NaCl, BaCl2, serta CH3COOH dengan konsentrasi yang berbeda-beda pada masingmasing larutan yaitu 0,1 M, 0,25 M, 0,50 M, dan 1,00 M. Untuk setiap larutan pada kosentrasi tertentu disertai dengan tegangan yang berbeda-beda. Pada percobaan 2 pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik masing-masing larutan di atas adalah semakin tinggi konsentrasi maka semakin tinggi pula daya hantar listriknya dan sebaliknya. Untuk larutan NaCl, BaCl 2, serta CH3COOH pada percobaan 2, berdasarkan hasil yang diperoleh hubungan antara daya hantar listrik terhadap konsentrasi tidak sesuai dengan teori yang ada. Dimana apabila konsentrasi suatu larutan bertambah besar maka daya hantar hantar listrik larutan tersebut bertambah besar pula. Hal ini disebabkan karena kurangnya ketelitian praktikan pada saat melakukan praktikum, seperti dalam pengukuran dan
pengamatan data. Pada grafik baik larutan NaCl, BaCl2, dan CH 3COOH banyak yang menunjukkan hasil yang tidak sesuai dengan teori.
I. KESIMPULAN 1. Larutan merupakan campuran homogen dari dua zat atau lebih. 2. Larutan terdiri atas berbagai zat, dengan jumlah zat yang paling banyak
dalam suatu larutan disebut pelarut (solvent), sedangkan zat yang lainnya dengan jumlah yang lebih sedikit dinamakan zat terlarut (solut). 3. Berdasarkan kemampuan daya hantar listriknya larutan dibagi menjadi 2 yaitu larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit. Larutan elektrolit merupakan larutan yang dapat menghantarkan arus listrik karena zat terlarutnya
terurai
sempurna
menjadi
ion-ion.
Sedangkan
larutan
nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. 4. Daya hantar listrik suatu larutan dipengaruhi oleh konsentrasi, volume, dan
jenis larutan. Semakin tinggi konsentrasi dari suatu larutan maka semakin besar pula daya hantar listrik larutan tersebut. 5. Daya hantar listrik dipengaruhi oleh besar arus listrik dan tegangan listrik. Dimana daya hantar listrik berbanding lurus dengan arus listrik dan berbanding terbalik dengan tegangan listrik. 6. Larutan NaCl dan BaCl2 adalah laruatn elektrolit kuat. 7. Larutan CH3COOH adalah larutan elektrolit lemah. 8. Larutan gula adalah larutan nonelektrolit.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur Edisi Kelima. Jakarta: Binarupa Aksara. Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Petrucci, Ralph.H. 1999, Kimia Dasar-Prinsip dan Terapan Modern , Edisi Keempat-Jilid 2, Erlangga: Jakarta. Purba, Michael. 2002. Kimia SMA Kelas XI . Jakarta: Erlangga. Purba, Michael. 2002. Kimia SMA Kelas XII . Jakarta: Erlangga. Sutresna, Nana. 2005. Kimia SMA Kelas XI . Bandung: Grafindo Media Utama. Wismono, Jaka. 2004. Kimia dan Kecakapan Hidup . Jakarta: Ganeca Exact.
