DAYA HANTAR LISTRIK LARUTAN ELEKTROLIT
I.
TUJUAN
1) Mengukur daya hantar listrik berbagai jenis senyawa dan larutan pada berbagai konsentrasi. 2) Memplajari pengaruh jenis senyawa dan konsentrasi suatu larutan terhadap daya hantar listrik. II.
TEORI
2.1 Teori Dasar Larutan Elektrolit dan Non Non Elektrolit Larutan adalah campuran homogen dua zat atau lebih yang saling melarutkan dan masing-masing zat penyusunnya tidak dapat dibedakan lagi secara fisik. Zat yang jumlahnya lebih sedikit di dalam larutan disebut (zat) terlarut atau solut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak daripada zat-zat lain dalam larutan disebut pelarut atau solven. Komposisi zat terlarut dan pelarut dalam larutan ini dinyatakan dalam konsentrasi larutan, sedangkan proses pencampuran zat terlarut dan pelarut membentuk larutan disebut pelarutan atau solvasi. Larutan
Elektrolit
Kuat
adalah
larutan
yang
dapat
menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sempurna (derajat ionisasi = 1) menjadi ion-ion sehingga
dalam
larutan
tersebut
banyak
mengandung
ion-ion.
Karena banyak ion yang dapat menghantarkan arus listrik, maka daya hantarnya kuat. pada persamaan reaksi, ionisasi elektrolit kuat ditandai dengan anak panah satu arah ke kanan. Menurut pandangan modern, arus listrik dapat ditafsirkan sebagai arus elektron yang membawa muatan negatif melewati suatu penghantar. Perpindahan ini dapat terjadi bila terdapat beda potensial antara satu tempat terhadap tempat lain, dan arus listrik akan mengalir dari tempat yang memiliki potensial tinggi ketempat potensial rendah (Petunjuk praktikum, 17 : 2009) Arus listrik ialah arus muatan listrik, yaitu banyaknya muatan listrik yang melintas penampang per satuan waktu, dan rapat arus listrik
bagi arus listrik yang terdistribusi secara kontinyu seperti misalnya oleh gerakan ion-ion yang berserakan di udara didefinisikan sebagai banyaknya muatan listrik yang melintas penampang seluas s eluas satu satuan luas per satuan waktu.Sedangkan arus listrik di dalam cairan, khususnya larutan elektrolit, adalah oleh ion-ion yang bergerak dari elektrode satu ke elektrode lainnya, dan di dalam larutan tidak terdapat elektron bebas. Sudah tentu daya hantar yang memberikan ukuran mudah-sukarnya arus listrik mengalir, ditentukan sepenuhnya oleh mudah-sukarnya pembawa-pembawa muatan listrik, yakni elekkronelektron ataupun ion-ion yang bergerak didalam medium (Soedojo,1999 : 263) Jika kita memakaikan perbedaan potensial yang sama diantara ujungujung tongkat tembaga dan tonkat kayu yang mempunyai geometri yang serupa, maka dihasilkan arua-arus yang sangat berbeda. Karasteristik (sifat) penghantar yang menyebabkan hal ini adalah hambatan (resistance). (resistance). Kita mendefinisikan hambatan dari sebuah penghantar (yang sering danamakan tahanan = resistor) diantara dua titik dengan memakaikan sebuah perbedaan potensial (V) diantara titik tersebut, dan dengan mengukur arus (I) (Halliday, 1984:183-187) Untuk beda potensial yang sama tidak selalu menghasilkan kuat arus lirtrik yang sama, melainkan tergantung pada dasarnya tahanan penghantar yang dipakai. ” makin besar tahanan pengantar, makin kecil yang mengalir mengalir melalui penghantar penghantar tersebut, atau dengan perkataan lain makin besar tahanan (R) makin sedikit muatan listrik yang dihantarkan. ” Kamam puan suatu penghantar untuk memindahkan muatan liatrik dikenal sebagai ” daya hantar listrik ” yang besarnya berbanding terbalik dengan tahanan R. L = 1/R L = daya hanyar ( Ohm ) R = tahanan ( Ohm )
Hasil penelitian pada abad kesembilan belas menunjukkan bahwa larutan dalam air dari beberapa zat padat menghantarkan arus listrik. Zat-zat dalam larutan atau leburannya dapat menghantarkan listrik disebut elektrolit. Tidak semua zat dalam larutan dapat menghantarkan listrik. Zat-zat semacam ini disebut non elektrolit. Partikel-partikel dalam larutan yang menghantarkan listrik disebut ion. Ion-ion inilah yang menentukan sifat hantaran listrik serta sifat kimia dan fisika suatu elektrolit. Ada dua macam elektrolit yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Elektrolit kuat terurai sempurna menjadi ion dalam larutan air atau dalam keadaan lebur. Senyawa yang termasuk elektrolit kuat yaitu: 1.Senyawa ion, yang dalam keadaan padat berupa ion 2.Senyawa kovalen yang bereaksi sempurna dengan air membentuk ion, misalnya HCl. Zat yang termasuk elektrolit kuat adalah, asam mineral (asam klorida, asam sulfat, asam nitrat), basa dan leburan atau larutan dalam air. Sedangkan elektrolit, lemah hanya sedikit sekali terurai menjadi ion dalam larutan dalam air. Elektrolit ini terutama senyawa kovalen yang sedikit sekali bereaksi dengan air membentuk ion. Oleh karena itu elektrolit lemah merupakan penghantar listrik yang buruk dan mempunyai derajat disosiasi kecil (Achmad, 1996 : 72) Suatu pertemuan antara dua larutan elektrolit memberikan suatu potensial
terhadap
sel.
Misalnya,
larutan
pekat
asam
klorida
membentuk pertemuan dengan larutan encer. Kedua ion hydrogen dan ion klorida berdifusi dari larutan yang pekat ke dalam larutan yang encer. Ion hydrogen bergerak lebih cepat, maka larutan encernya menjadi bermuatan positif karena adanya ion hydrogen berlebih. Larutan yang lebih pekat ditinggalkan dengan kelebihan ion klorida dan dengan demikian mendapatkan muatan negatif. Pemisahan muatan yang nyata adalah sangat kecil, tetapi beda potensial yang dihasilkan cukup berarti (Alberty, 1992 : 188)
Daya hantar suatu larutan berubah jika konsentrasinya berubah. Oleh sebab itu dalam membandingkan daya hantar digunakan pengertian daya hantar molar yang didefinisikan dengan persamaan : Λ = k/C Pada elektrolit kuat kebergantungan Λ pada konsentrasi t idak terlampau besar dan terjadi penyimpangan yang disebabkan oleh antar aksi antar ion (Achmad, 1996 : 75-76)
III.
PROSEDUR KERJA
3.1 Alat dan Bahan Alat 1. Beker Gelas 100 mL
: 8 buah
2. Batang Pengaduk
: 1 buah
3. Rangkaian alat multimeter 4. Gelas ukur 100 mL
: 1 buah
5. Gelas ukur 50 mL
: 1 buah
6. Kaca arloji
: 1 buah
7. Pipet tetes
: 5 buah
8. Spatula
: 1 buah
Bahan 7. Akuades
1. HCl
8. NaCl
2. NaOH
9. Air jeruk nipis
3. NaBr
10. NH4OH
4. NaI
11. NaOH
5. NH4Cl 6. Minyak Tanah
1.1 Skema Kerja
a.Menentukan daya hantar listrik berbagai senyawa Minyak tanah, H 2O, Larutan NaCl, Kristal NaCl
Isikan masing masing senyawa kdalam gelas beker pada 100ml, sebanyak 25ml Ukur daya hantar listrik dengan alat multimeter Hasil
b. Mempelajari pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik larutan elektrolit Air jeruk nipis, NH 4OH, HCl,NaOH Senyawa-senyawa dengan 25ml degan konsentrasi 0,05 : 0,1 : 0,5 dan 1,0 M Diukur daya hantar listrik dengan pngukuran dari larutan terencer Hasil
II.
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Data dan Perhitungan
A. Hasil Kelompok I 1. Menentukan Daya Hantar Berbagai Senyawa L=I/R Senyawa
I (mA)
V (volt)
(ohm-1) 0
Miyak Tanah
0
3
H2O
0
3
0
Larutan NaCl
10
3
3,33
Kristal NaCl
0
3
0
Jeruk Nipis
0
3
0
R=V/I
R minyak
3/0
0
R H2o
3/0
0
R larutan NaCl
3/10
0.3
L=I/R
L minyak
0/0
0
L H2O
0/0
0
L larutan NaCl
10/0.3
33.3
L kristal NaC
l00/0
0
2. Mempelajari Pengaruh Konsentrasi Terhadap Daya Hantar Listrik Larutan Elektrolit Kelompok II Air Jeruk Nipis
NH4OH
M I
V
L
I
V
L
30
3
10
1
3
1/3
0,1
2
3
2/3
0,5
18
3
6
1,0
2
3
2/3
0,05
HCl
NaOH
I
V
L
I
V
L
20
3
20/3
8
3
8/3
20
3
20/3
10
3
10/3
100
3
100/3
40
3
40/3
100
3
100/3
20
3
20/3
R = V/I M
R Air Jeruk Nipis
R NH4OH
R HCl
R NaOH
0,05
3/30 = 0,1
3/1 = 3
3/20 = 0,15
3/8 = 0,37
0,1
3/30 = 0,1
3/2 = 1,5
3/20 = 0,15
3/10 = 0,3
0,5
3/30 =0,1
3/18 = 0,16
3/100 = 0,03
3/40 = 0,07
1,0
3/30 = 0,1
3/2 = 1,5
3/100 = 0,03
20/3 = 6,6
L = I/R L Air Jeruk Nipis
M
L NH4OH
L HCl
L NaOH
0,05
30/0,1 = 300
1/3 = 0,33
20/0,15 = 133,3
8/0,37 = 21,62
0,1
30/0,1 = 300
2/1,5 = 1,3
20/0,15 = 133,3
10/0,3 = 33,3
0,5
30/0,1 = 300
18/0,16 = 112,5
100/0,03 = 3333,3
40/0,07 = 571,4
1,0
30/0,1 = 300
2/1,5 = 1,3
100/0,03 = 3333,3
3/6,6 = 0,45
Perhitungan Air Jeruk Nipis Dik :I=30 V=3 Jawab: L=I/R R=V/I =3/30=0,1 L=30/0,1 L=300 Dik :
V/I
NH4OH M I
V
0,05
1
3
0,1
2
3
0,5
18
3
1,0
2
3
I/R
=1/3=0,33
I/R
=2/1,5=1,33
I/R
=2/1,5=1,33 I/R
=18/0,167=107,78
=3/1=3 V/I
=3/2=1,5 V/I
=3/18=0,167
V/I
=3/2=1,5
Dik :
V/I
HCl I
V
20
3
20
3
100
3
100
3
V/I
=3/20=0,15
=3/100=0,03
V/I
=3/20=0,15 V/I
=3/100=0,03
I/R
I/R
=20/0,15=133,33 I/R
=100/0,03=3333,33
=20/0,15=133,33 I/R
=100/0,03=3333,33 Dik :
NaOH I
V
8
3
10
3
40
3
20
3
V/I
V/I
=3/8=0,375 V/I
=3/10=0,3 V/I
=3/40=0,075
I/R
=8/0,375=21,3 I/R
=10/0,3=33,33 I/R
=40/0,075=533,33
I/R
=20/0,15=133,33
=3/20=0,15
Minyak tanah Dik: I = 0 V= 3 Dit: R=....? L=....? Jawab: R = V/I = 3/0 = 0 L = I/R = 0/0 = 0 H2O Dik: I = 0 V= 3 Dit: R=....? L=....? Jawab: R = V/I
= 10/0.3 = 33 Kristal NaCl Dik: I = 0 V= 3 Dit: R=....? L=....? Jawab: R = V/I = 3/0 = 0 L = I/R = 0/0 = 0 Jeruk Nipis Dik: I = 0 V= 3 Dit: R=....? L=....? Jawab:
= 3/0 = 0 L = I/R = 0/0 = 0 Larutan NaCl Dik: I = 10 V= 3 Dit: R=....? L=....? Jawab: R = V/I = 3/10 = 0,3 L = I/R
R = V/I = 3/0 = 0 L = I/R = 0/0 = 0
4.2
Pembahasan
Pada percobaan mempelajari pengaruh jenis senyawa dan konsentrasi suatu larutan terhadap daya hantar listrik pada berbagai konsentrasi. Tegangan listrik yang digunakan adalah 4,5 volt. Dalam percobaan ini Larutan yang telah ditentukan menjadi 2 kelompok . kelompok 1 yaitu air jeruk nipis, NH4OH, HCl, dan NaOH. Sedangkan kelompok 2 yaitu NaCl, NaBr, NaI, NH4Cl. Dengan konsentrasi yang berbeda – beda pada masing – masing kelompok larutan yaitu 0,05 M, 0,1 M, 0,5 M, dan 1,0 M. Meskipun larutan kelompok 1 dan larutan kelompok 2 memiliki konsentrasi yang sama tetapi kemampuan menghasilkan daya hantar listriknya berbeda itu dikarenakan larutan elektrolit memiliki ionisasi yang berbeda antara zat satu dengan zat yang lain dikarenakan sifat dari larutan yang berbeda serta cara ionisasinya yang berbeda menghasilkan larutan dengan ionisasi yang berbeda atau derajat ionisasi yang berbeda yaitu ionisasi sempurna (derajat ionisasi =1) dan ionisasi sebagian (derajat ionisasi < 1). Percobaan ini dilakukan menggunakan alat multimeter dengan tegangan listrik sebesar 3 volt. Larutan (minyak tanah, H2O, larutan NaCl) 25 mL dan 1 gram kristal NaCl. Masing – masing dimasukan kedalam gelas beker untuk diukur daya hantar listriknya dan ditentukan sifat zat terhadap arus listrik didapatkan hasil sebagai berikut larutan NaCl memiliki daya hantar listrik sebesar dibandingkan senyawa kristal NaCl, H2O, dan Minyak tanah. Jadi dapat disimpulkan larutan NaCl adalah konduktor kuat sedangkan 3 senyawa lainnya adalah isolator karna memiliki daya hantar 0 kemudian pada pratikum kali ini kristal NaCl yang dihitung daya hantar listriknya berbeda dengan larukan NaCl dikarenakan kristal NaCl tidak terionisasi dikarenakan tidak memiliki ikatan ion dikarenakan tidak diencerkan atau diberi
yang
menyebabkan
zat
tersebut
tidak
memiliki
ikatan
ion
yang
menjadikannya larutan elektrolit seperti larutan NaCl.
Grafik kelompok I perbandigan terhadap L
NH4OH
Air jeruk 7
35
6
30
5
25
4
20
3
15
2
10
1
5
0
0 0.05
0.5
0.1
0.05
1
0.5
NaOH
HCL 35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0 0.5
1
NH4OH
air jeruk
0.05
0.1
0.1 HCL
1
0.05
0.5
0.1 NaOH
1
Pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar listrik masing-masing larutan tersebut adalah semakin tinggikonsentrasi maka semakin tinggi pula daya hantar listriknya, demikian juga jika semakin kecil konsentrasi suatu larutan maka daya hantar listriknya semakin kecil. Untuk air jeruk nipis diperoleh hubungan antara daya hantar listrik terhadap konsentrasi tidak sesuai dengan teori. Dimana apabila konsentrasi suatu larutan bertambah besar maka daya hantar hantar listrik larutan tersebut bertambah besar. Ini disebabkan karena kurangya konsentrasi praktikan dalam melakukan percobaan. Grafik kelompok II terhadap L
NaCl
NaBr
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0 0.05
0.5
0.1 NaCl
1
0 0.05
0.5
0.1 NaBr
1
NH4Cl
NaI
35
35
30
30
25
25
20
20
15
15
10
10
5
5
0
0 0.05
0.5
1
0.05
1
0.5
0.1
1
NaI
NH4Cl
Dalam sel, reaksi oksidasi reduksi berlangsung dengan spontan, dan energi kimia yang menyertai reaksi kimia diubah menjadi energi listrik. Bila potensial diberikan pada sel dalam arah kebalikan dengan arah potensial sel, reaksi sel yang berkaitan dengan negatif potensial sel akan diinduksi. Dengan kata lain, reaksi yang tidak berlangsung spontan kini diinduksi dengan energi listrik. Proses ini disebut elektrolisis. Elektrolisis adalah peristiwa penguraian elektrolit dalam sel elektrolisis oleh arus listrik. Dalam pelaksanaannya, larutan atau lelehan yang ingin dielektrolisis, ditempatkan dalam suatu wadah. Selanjutnya, elektroda dicelupkan ke dalam larutan maupun lelehan elektrolit yang ingin dielektrolisis. Elektroda
berperan
sebagai
tempat
berlangsungnya
reaksi.
Reaksi reduksi berlangsungdi katoda, sedangkan reaksi oksidasi berlangsung
di anoda. Kutub
negatif
sumber
arus
mengarah pada katoda (sebab memerlukan elektron) dan kutub positifsumberarustentunyamengarahpada anoda. Akibatnya, katoda bermuatan kation yang
negatif
akan tereduksi menjadi
dan
menarik kation-
endapan
logam.
Sebaliknya, anoda bermuatan positif dan menarik anion-anion yang akan teroksidasi menjadi
gas.
Reaksi
elektrolisis
dalam
larutan
elektrolit berlangsung lebih kompleks, spesi yang bereaksi belum tentu kation atau anionnya. Tetapi mungkin bisa air atau elektrodanya. Reaksi di katoda bergantung pada jenis kation.
Pengamatan Virtual :
No. Larutan 1.
NaCl
Jenis Elektrolit Elektrolit Kuat
Penjelasan Salah
satu
faktor
penyebab
NaCl
memiliki
kemampuan mengalirkan elektron adalah karena dapatnya
terionisasi
di
dalam
air.
Tapi yang perlu diingat adalah NaCl tidak bersifat elektrolit kuat didalam semua pelarut. NaCl hanya dapat menjadi elektrolit jika dilarutkan ke dalam senyawa
polar,
seperti
air.
Jika NaCl dimasukkan ke dalam senyawa nonpolar seperti bensin, maka NaCl tidak akan dapat larut sehingga tidak dapat mengalirkan elektron lagi (bukan elektrolit). 2.
HF
Elektrolit Lemah HF merupakan asam
lemah sehingga derajat
ionisasinya dibawah satu yang menandakan bahwa HF hanya terionisasi sebagian dalam air. Sehingga daya hantaran listriknya lemah 3.
CH3OH
Non-elektrolit
Metana merupakan senyawa hidrokarbon organic. Metana tidak mengion dalam air. Sehingga tidak mampu mengalirkan listrik (derajat ionisasinya 0)
V. KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 1.
Daya hantar listrik dapat di ukur dengan menggunakan alat pengukur daya hantar yang nantinya akan didapat besar arus listrik dan beda potensialnya. Kemudian dicari tahanannya Setelah didapat nilai tahanannya kemudian dicari daya hantarnya
2.
Pengaruh konsentrasi terhadap daya hantar yakni semakin besar konsentrasi larutan, maka daya hantarnya juga semakin besar, begitu pula sebaliknya.
5.2 Saran
Semoga pada pratikum berikutnya alat-alat yang di gunakan tidak kekurangan seperti pada pratikum sebelumnya yang harus bergantian atau meminjam alat dari kelompok pratikan lain yang akan menyita waktu yang lumayan
lama
sehingga
waktu
pratikum
yang
seharusnya
berjalan
sebagaimana mestinya tidak berlangsung dengan baik dan tepat waktu .
VI. DAFTAR PUSTAKA
Ahmad, Hiskia. 1996. Kimia Larutan. Bandung : PT Citra Aditya Bakti. Alberty, Robert. 1992. Kimia Fisika Edisi 5 jilid I. Jakarta Erlangga. Soedojo, Peter. 1999. Kimia Dasar. Yogyakarta : Penerbit Andi. Sutresna, Nana. 2007. Cerdas Belajar Kimia. Bandung: Grafindo. Tim penyusun, 2011. Buku Petunjuk Praktikum. Jember : Lab.Kimia Fisik.
Lampiran Pertanyaan Praparaktikum
1.Apa yang dimaksud dengan daya hantar listrik? Jawaban : Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik merupakan kebalikan dari hambatan listrik. 2.Bagaimana suatu larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik? Jawaban : Daya hantar listrik berhubungan dengan ion-ion dalam larutan. Aliran arus listrik berbentuk pergerakan partikel berupa partikel elektron maupun ion. Ketika dilewatkan ke dalam larutan elektrolit, arus listrik akan dihantarkan oleh ion-ion dalam larutan sehingga listrik dapat dihantarkan. Semakin banyak ion-ion dalam larutan, daya hantar listrik dalam larutan semakin kuat. 3.Jelaskan
cara
kerja
pengukuran
daya
hantar
listrik
dengan
menggunakan alat multimeter ! Jawaban : Perpindahan muatan dapat terjadi bila terdapat beda potensial antara satu tempat dengan tempat yang lain dan arus listrik akan mengalir dari potensial tinggi ke potensial yang lebih rendah, dalam sebuah larutan perpindahan muatan dari tinggi kerendah lah yang diukur menggunakan alat multimeter
Pertanyaan Pasca Praktikum
1. Apa yang dimaksud dengan larutan elektrolit? Jawaban : Definisi larutan elektrolit adalah larutan yang molekul-molekulnya dapat terurai menjadi ion-ion sehingga dapat menghantarkan listrik. Laurtan ini dapat berupa asam, basa dan garam. 2. Bagaimana sifat dari larutan yang besifat elektrolit kuat, elektrolit lemah, dan non-elektrolit? Jawaban : Larutan
yang
bersifat
elektrolit
kuat
memiliki
sifat
dapat
menghantarkan arus listrik, hal ini dikarnakan larutan tersebut terionisasi sempurna. Larutan
yang
bersifat
elektrolit
lemah
memiliki
sifat
dapat
menghantarkan arus listrik sebagian, hal ini dikarnakan larutan tersebut terionisasi sebagian. Larutan yang bersifat nonelektrolit memiliki sifat tidak dapat menghantarkan arus listrik, hal ini dikarnakan larutan tersebut tidak terionisasi . 3. Berikan masing-masing 3 buah contoh senyawa yang bersifat elektrolit kuat, elektrolit lemah, dan non-elektrolit. Jawaban : Elektrolit kuat
: NaCl, NaBr, Hcl
Elektrolit lemah
: NH4OH, Air Jeruk Nipis, CH 3COOH
Nonelektrolit 4.
: Minyak tanah, Kristal NaCl, H2O
Jelaskan pengaruh
jenis
senyawa
dan
konsentrasi
suatu
larutan terhadap daya hantar listrik. Jawaban : Daya hantar listrik akan semakin tinggi jika suatu senyawa mudah untuk terisolasi(terpisahkan), berbanding lurus dengan konsentrasi suatu larutan.
Foto Percobaan
