Larutan Elektrolit dan Ikatan Kimia

A. Reaksi Ionisasi Elektrolit Kuat dan Elektrolit Lemah

Jenis dan konsentrasi (kepekatan) suatu larutan dapat berpengaruh terhadap daya hantar listriknya. Untuk menunjukkan kekuatan elektrolit digunakan derajat ionisasi yaitu jumlah ion bebas yang dihasilkan oleh suatu larutan. Makin besar harga , makin kuat elektrolit tersebut.

Bagaimanakah Anda dapat membedakan reaksi ionisasi elektrolit kuat dengan elektrolit lemah? Untuk dapat menjawabnya, pelajarilah uraian materi berikut.

1. Reaksi Ionisasi Elektrolit Kuat Larutan yang dapat memberikan lampu terang, gelembung gasnya banyak, maka laurtan ini merupakan elektrolit kuat. Umumnya elektrolit kuat adalah larutan garam. Dalam proses ionisasinya, elektrolit kuat menghasilkan banyak ion maka a = 1 (terurai senyawa), pada persamaan reaksi ionisasi elektrolit kuat ditandai dengan anak panah satu arah ke kanan. Perlu diketahui pula elektrolit kuat ada beberapa dari asam dan basa. Contoh : NaCl (aq) KI (aq) Ca(NO3)2(g) Na+(aq) + Cl-(aq) K+(aq) + I-(aq) Ca2+(aq) + NO3-(aq) Di bawah ini diberikan kation dan anion yang dapat membentuk elektrolit kuat. Kation : Na+, L+, K+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, NH4+ Anion : Cl-, Br-, I-, SO42-, NO3-, ClO4-, HSO4-, CO32-, HCO32- Cobalah Anda buatkan 5 macam garam lengkap dengan reaksi ionisasinya sesuai dengan kation dan anion pembentuknya seperti di bawah ini. No. Kation dan Anion Rumus Senyawa Reaksi Kimia 1. 2. 3. 4. 5. Mg2+Br- Na+SO42- Ca2+ClO4- Ba2+NO32- NH4+Cl- Jawaban Anda sudah benar bukan? Untuk meyakinkan jawaban Anda, cocokkan dengan jawaban di bawah ini. Mg2+ Br- MgBr2 Mg2+ + 2Br- Na+ SO42- Na2SO4 2Na+ + SO42- Ca2+ ClO4- Ca(ClO4)4 Ca2+ + 2ClO4- Ba2+ NO32- Ba(NO3)2 Ba2+ + 2NO3- NH4+ Cl- NH4Cl NH4+ + Cl- Gambar 4. Perbandingan daya hantar larutan 2. Reaksi Ionisasi Elektrolit Lemah Larutan yang dapat memberikan nyala redup ataupun tidak menyala, tetapi masih terdapat gelembung gas pada elektrodanya maka larutan ini merupakan elekrtolit lemah. Daya hantarnya buruh dan memiliki á (derajat ionisasi) kecil, karena sedikit larutan yang terurai (terionisasi). Makin sedikit yang terionisasi, makin lemah elektrolit tersebut. Dalam persamaan reaksi ionisasi elektrolit lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik) artinya tidak semua molekul terurai (ionisasi tidak sempurna) Contoh: CH3COOH(aq) NH4OH(g) CH3COO-(aq) + H+(aq) NH4+(aq) + OH-(aq) Di bawah ini diberikan beberapa lartuan elektrolit lemah, tuliskanlah reaksi ionisasinya. a. H2S(aq) b. H3PO4 (aq) c. HF(g) d. HCOOH(aq) e. HCN(aq) Cocokkan dengan jawaban berikut. a. H2S(aq) b. H3PO4 (aq) c. HF(g) d. HCOOH(aq) e. HCN(aq) . Hubungan Elektrolit dengan Jenis Ikatan Kimia Pada percobaan daya hantar listrik yang telah Anda kerjakan, didapat zat elektrolit seperti NaCl, HCl, NaOH, NH3 dan CH3COOH. Ion–ion apakah yang ada dalam larutan elektrolit di atas? Cobalah Anda isi pada tabel 5 berikut. Tabel 5. Perbandingan sifat-sifat larutan elektrolit dan larutan non elektrolit No. Larutan Elektrolit Rumus Kimia Kation Anion 1. 2. 3. 4. 5. Larutan garam dapur Larutan asam klorida Larutan cuka Larutan natrium hidroksida Larutan amoniak atau amonia hidroksida NaCl HCl CH3COOH NaOH NH3 / NH4OH Tentu Anda masih ingat bukan? Untuk NaCl berasal dari Na+ dan Cl-, HCl berasal dari H+ dan Cl-, CH3COOH berasal dari H+ dan CH3COO-, NaOH berasal dari Na+ dan OH- serta NH4OH berasal dari NH4+ dan OH- Marilah kita bedakan dari berbagai larutan elektrolit berdasarkan jenis ikatannya. Jika diperhatikan lebih teliti : dari jenis ikatannya, larutan NaCl berasal dari senyawa ion, sedangkan HCl, CH3COOH, NH4Cl berasal dari senyawa kovalen dan NaOH berasal dari senyawa yang berikatan ion dan kation. C. Daya Hantar Listrik Senyawa Ion Sebagai contoh dari kegiatan percobaan yang tergolong larutan elektrolit yang berikatan ion adalah garam dapur. Dapatkah Anda membedakan daya hantar listrik untuk garam pada saat kristal, lelehan dan larutan? Cobalah perhatikan uraian berikut. 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) Gambar 5. Proses pelarutan padatan kristal D. 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. HCl(g) + H2O(l) HCl(g) HCl(g) H3O+(aq) + Cl-(aq) H3O+ + Cl-(g) H+(aq) + Cl-(aq) 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. Sudah pahamkah Anda dengan uraian di atas? Cobalah jawab pertanyaan-pertanyaan berikut. Kelompokkan senyawa-senyawa berikut menjadi senyawa ion dan senyawa kovalen, buatlah reaksi ionisasinya di dalam kotak jawaban. KCl, CaCl2, NaBr, HI, HBr, H2SO4, HClO4, Na2SO4, MgCl2, NH4Cl, NH4OH, HNO3, Fe2(SO4)3, Ba(NO3)2, H2CO3 No. Senyawa Jenis Ikatan Reaksi Ionisasi 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. KCl CaCl2 NaBr HI HBr H2SO4 HClO4 Na2SO4 MgCl2 NH4Cl NH4OH HNO3 Fe2(SO4)3 Ba(NO3)2 H2CO3 Jawaban Anda sudah benar, selamat untuk Anda! Tetapi untuk lebih meyakinkan, cocokkan dengan jawaban berikut : A. Kelompok ikatan ion KCl K+ + Cl- CaCl2 Ca2+ + 2Cl- NaOH Na+ + OH- NaSO4 2Na+ + SO42- MgCl2 Mg2+ + 2Cl- Fe2(SO4)3 2Fe3+ + 3SO42- Ca(OH)2 Ca2+ + 2OH- B. Kelompok ikatan kovalen HI H+ + I- HBr H+ + Br- H2SO4 2H+ + SO42- HClO4 H+ + ClO4- NH4OH NH4+ + OH- NH4Cl NH4+ + Cl- HNO3 H+ + NO3- H2CO3 2H+ + CO32- 2H+(aq) + S2-(aq) 3H+(aq) + PO43-(aq) H+(aq) + F-(aq) H+(aq) + HCOO+(aq) H+(aq) + CN-(aq)