Gambar Sampul Kimia · Sifat Listrik Larutan
Kimia · Sifat Listrik Larutan
Yayan Sunarya, Agus Setiabudi

29/08/2021 16:10:35

SMA 10 KTSP

Lihat Katalog Lainnya
Halaman
114Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XKerjakanlah di dalam buku latihan.1.Apakah air minum instan (dalam botol plastik)tergolong larutan?2.Alkohol sebanyak 750 mL dicampurkan dengan 250mL air. Tentukan pelarut dan zat terlarutnya.3.Stainless steel adalah paduan logam yang homogen,merupakan campuran besi, karbon, dan krom.Tentukan pelarut dan zat terlarutnya.4.Berapa persen berat garam dapur dalam larutan yang dibuatdengan mencampurkan 10 g NaCl dalam 150 g air?5.Pada label botol cuka tertulis kadar asam asetat 25%.Berapa volume asam asetat dalam 200 mL cuka?6.Berapa berat kaporit yang terdapat di dalam 9.000 m3air kolam renang jika diketahui kadar kaporit dalamair kolam itu 2,5 ppm?Tes Kompetensi SubbabAB.Sifat Listrik LarutanPada bab sebelumnya, Anda sudah belajar tentang sifat-sifat logam.Salah satunya, logam merupakan konduktor listrik yang baik (ingat teorilautan elektron pada logam). Apakah larutan dapat menghantarkanlistrik? Jika ya, bagaimana prosesnya? Apakah sama dengan teori lautanelektron?1.Larutan Elektrolit dan NonelektrolitLogam dapat menghantarkan listrik sebab adanya elektron yang dapatbergerak bebas. Aliran listrik sendiri adalah aliran elektron yang bergerakdari potensial tinggi ke potensial rendah.Air murni tersusun atas molekul-molekul H2O. Adakah elektron bebasdalam molekul H2O? Molekul H2O bersifat netral, tidak memiliki elektronbebas. Akibatnya, Anda dapat menduga bahwa air murni tidak memilikipotensi untuk menghantarkan listrik.6kadar zat AKadar zat A =10 bpjkadar pelarut×Satuan pelarut dan terlarut dapat merupakan satuan berat atau satuanvolume, dengan syarat kedua satuan sama atau disamakan terlebih dulu.Menghitung Bpj Suatu ZatAir dari PDAM mengandung kaporit dengan kadar sangat sedikit, berfungsi sebagaidesinfektan. Jika dalam 10 liter air PDAM ditemukan kaporit sebanyak 30 mg, berapakadar kaporit dalam air itu?JawabOleh karena kedua komponen larutan berbeda satuan (air dalam liter, kaporit dalamgram) maka perlu dilakukan penyamaan satuan lebih dulu.Besaran yang menghubungkan massa dan volume adalah berat jenis.Massa jenis air adalah 1 g/mL.Berat air = berat jenis air × volume air= 1 g/mL ×10.000 mL = 10.000 gBerat kaporit = 30 mg atau 0,03 gKadar kaporit = 60, 03 g10 bpj 3 bpj10.000 gx=Jadi, kadar kaporit dalam air PDAM adalah 3 bpj.Contoh 6.3
115Larutan Elektrolit dan NonelektrolitBagaimana jika dalam air terdapat zat terlarut? Bergantung pada sifatzat terlarut, ada larutan yang dapat menghantarkan listrik ada juga yangtidak dapat menghantarkan listrik. Larutan yang dapat menghantarkanarus listrik disebut larutan elektrolit, sedangkan larutan yang tidak dapatmenghantarkan arus listrik disebut larutannonelektrolit.Untuk mengetahui daya hantar listrik dari larutan, Anda dapatmempelajari hasil percobaan berikut. Terdapat beberapa macam larutandengan kadar tertentu, yang dilewatkan aliran listrik ke dalamnya.Indikator yang digunakan adalah lampu listrik kecil seperti padaGambar 6.3.Gambar 6.3Pengujian daya hantar listrik padalarutanSkema/desain percobaan (Gambar 6.4)Keterangan gambar disain:1.Larutan uji2.Elektrode3.Lampu baterai4.Sumber arus (AC/DC)Gambar 6.4Desain pengujian daya hantar listriklarutanBerdasarkan data hasil pengamatan, diketahui bahwa garam dapur(NaCl) dan asam klorida (HCl) dapat menyala dengan terang. Asamasetat atau cuka (CH3COOH) menyala, tetapi redup. Adapun alkohol(C2H5OH) dan gula pasir (C12H22O11) tidak menyala, mengapa?Pada Bab Ikatan Kimia, Anda sudah belajar tentang senyawa iondan senyawa kovalen. Bagaimana sifat listrik dari kedua senyawa itu?Senyawa ion terbentuk melalui transfer elektron menghasilkan kationdan anion. Kedua spesi kimia ini memiliki muatan listrik positif dan negatif.Contohnya adalah garam dapur atau NaCl.Jika garam dapur dilarutkan ke dalam air, akan terurai membentukion-ionnya sehingga dalam larutan NaCl terdapat spesi yang bermuatanlistrik, yakni Na+ dan Cl(perhatikan Gambar 6.5).NaCl(aq)⎯⎯Na+(aq) + Cl(aq)Sumber:Sougou KagashiGambar 6.5Model pelarutan NaClSumber:Sougou Kagashi4213Garam dapur 5% beratAlkohol 10% volumeGula pasir 5% beratCuka 10% volumeAsam Klorida 10% volumeLarutan1.2.3.4.5.No.
116Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XPada saat elektrode dihubungkan dengan sumber arus, ion-ion Na+dan Cl akan bergerak menuju elektrode-elektrode yang berlawananmuatan dengan membawa muatan listrik. Jadi, listrik dapat mengalir darisatu elektrode ke elektrode lain melalui ion-ion dalam larutan.Alkohol dan gula pasir tergolong senyawa kovalen. Apa yang terjadijika kedua senyawa ini dilarutkan dalam air?Oleh karena pembentukan ikatan kovalen tidak melalui transferelektron maka senyawa kovalen tidak terionisasi (dengan beberapapengecualian), melainkan terurai secara molekuler (perhatikan Gambar6.6). Akibatnya, di dalam larutan tidak ada spesi yang dapatmenghantarkan arus litrik.C2H5OH(A) ⎯⎯C2H5OH(aq)C12H22O11(s)⎯⎯C12H22O11(aq)Gambar 6.6Model pelarutan gula pasir2.Elektrolit Kuat dan Elektrolit LemahPada percobaan yang lain, HCl dan CH3COOH terbentuk melaluiikatan kovalen, tetapi dapat menghantarkan arus listrik, mengapa?Harus diingat bahwa semua asam terbentuk melalui ikatan kovalen,tetapi di dalam pelarut air, asam-asam akan terurai menjadi ion H+ danion negatif sisa asam, dalam kasus ini adalah ion Cl dan ion CH3COO.Oleh karena semua asam terionisasi di dalam pelarut air maka dapatdiduga bahwa larutan asam dapat menghantarkan arus listrik melaluiproses yang serupa dengan senyawa-senyawa ion.Mengapa asam-asam yang berikatan kovalen dapat terionisasi dalampelarut air? Mengapa HCl dapat menyalakan lampu dengan terang(perhatikan Gambar 6.7), sedangkan CH3COOH kurang terang?Atom hidrogen hanya memiliki satu elektron dan berperan sebagaielektron valensi. Jika elektron valensi lepas maka yang tersisa hanya intiatom hidrogen yang bermuatan positif. Gugus sisa asam memiliki kekuatanGambar 6.7Larutan elektrolit kuat (sepertiHCl) dapat menghantarkan aruslistrik ditunjukkan oleh nyalalampu yang terang.Sumber:Sougou KagashiSumber:Sougou KagashiSetelah menyimak uraian tentang larutan elektrolit dan nonelektrolit, simpulkandengan kalimat Anda sendiri, apa yang dimaksud dengan larutan elektrolit danlarutan nonelektrolit.Kegiatan InkuiriKata KunciElektrolisisMuatan listrikLarutan Elektrolit dan NonelektrolitPerhatikan data hasil percobaan yang ditabulasikan ke dalam tabel berikut.Manakah yang tergolong larutan elektrolit?JawabLarutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik yang ditandai dengan lampuyang menyala dan di elektrode terbentuk gelembung gas akibat peristiwaelektrolisis. Jadi, larutan A, B, dan C, tergolong larutan elektrolit.ABCDLarutanNyala LampuTerangTerangRedupTidak Terjadi gelembung Terjadi gelembungsedikit gelembungGejala Di ElektrodaContoh 6.4
117Larutan Elektrolit dan Nonelektrolituntuk menarik pasangan elektron pada ikatan yang digunakan bersamadengan atom hidrogen. Kekuatan tarikan bergantung pada sifat danstruktur gugus sisa asam.Jika asam dilarutkan dalam air, gugus sisa asam akan menarikpasangan elektron ikatan sehingga terurai membentuk ion sisa asam yangbermuatan negatif (kelebihan elektron) dan atom hidrogen yang sudahkehilangan elektron valensinya (membentuk ion H+). Oleh karena dayatarik gugus sisa asam terhadap pasangan elektron ikatan beragam makapembentukan ion H+ dan ion sisa asam dalam pelarut air tidak sama.Asam-asam kuat seperti HCl, HNO3, dan H2SO4, gugus sisa asamnyamemiliki daya tarik relatif kuat terhadap pasangan elektron ikatansehingga hampir semua molekul asam dalam air terionisasi. Dapatdikatakan bahwa asam-asam tersebut terionisasi sempurna.HCl(aq) ⎯⎯ H+(aq) + Cl(aq)Asam-asam lemah seperti CH3COOH, H2S, HCN, dan H2SO3, gugussisa asamnya memiliki daya tarik kurang kuat sehingga tidak semuamolekul-molekul asam ini dalam air terionisasi, tetapi hanya sebagiankecil. Sisanya tetap dalam bentuk molekulnya.CH3COOH(aq) ⎯⎯←⎯ H+(aq)+CH3COO(aq)Tanda panah dua arah menunjukkan hanya sebagian kecil dari asamasetat terurai menjadi ion-ionnya. Umumnya tetap sebagai molekul(perhatikan Gambar 6.8).Gambar 6.8Model pelarutan asam asetatSumber:Sougou KagashiSetelah menyimak uraian tentang elektrolit kuat dan elektrolit lemah, simpulkandengan kalimat Anda sendiri, apa yang dimaksud dengan larutan elektrolit kuatdan larutan elektrolit lemah.Kegiatan InkuiriLarutan Elektrolit Kuat dan Elektrolit LemahMengapa larutan NH4Cl 5% di dalam air dapat menghantarkan arus listrik denganbaik (lampu menyala terang), sedangkan larutan NH3 10% menyala redup? Jelaskan.JawabNH4Cl tergolong senyawa ion. Jika dilarutkan dalam air akan terionisasi membentukion NH4+ dan ion Cl.Persamaan ionisasinya:NH4Cl(aq)⎯⎯NH4+(aq) + Cl (aq)Oleh karena daya hantar listrik NH4Cl baik, berarti ionisasinya sempurna.NH3 tergolong senyawa kovalen. Jika dilarutkan dalam air, sebagian kecil NH3dapat bereaksi dengan molekul-molekul air membentuk spesi bermuatan listrik.Persamaan reaksinya:NH3(aq) + H2O(A) ⎯⎯←⎯NH4+(aq) + OH(aq)Oleh karena hanya sebagian kecil dari molekul NH3 yang bereaksi dengan air makahanya ada sedikit ion-ion NH4+ dan OH dalam larutan NH3 yang dapatmenghantarkan arus listrik.Dengan demikian, larutan NH3 tergolong larutan elektrolit lemah.Contoh 6.5SekilasKimiaArhenius adalah ilmuwanSwedia yang memenangkan hadiahNobel atas karya di bidang ionisasi.Dia memperkenalkan pemikirantentang senyawa yang teruraimenjadi ion-ion dalam larutan.Dia menjelaskan bahwa suatusenyawa kovalen asam bersifatelektrolit jika suatu atom cukupkuat menarik elektron ikatan. Atomitu kemudian menjadi gugus sisaasam.Sumber:Jendela Iptek: Kimia, 1997Svante Arrhenius(1859–1927)
118Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XAktivitas Kimia 6.1Daya Hantar Listrik dalam LarutanTujuanMenyimpulkan daya hantar listrik dalam larutanAlat1.Gelas kimia2.Lampu listrik kecil3.Elektrode4.Sumber listrik5.KabelBahan1.Kalium klorida (KCl)2.Sukrosa (C12H22O11)3.Etanol (C2H5OH)4.Natrium iodida (NaI)5.Seng bromida (ZnBr2)6.Asam klorida (HCl)7.Glukosa (C6H12O6)8.Tembaga sulfat (CuSO4)9.AirLangkah Kerja1.Buatlah kelompok untuk melakukan percobaan yang terdiri atas 5 orang.2.Buatlah rangkaian alat percobaan seperti skema/disain gambar berikut ini denganmenggunakan gelas kimia.3.Buat larutan berikut dengan kadar tertentu.a.Kalium klorida 5% beratb.Sukrosa 5% beratc.Etanol 10% volumed.Natrium iodida 10% berate.Seng bromida 5% beratf.Asam klorida 5% volumeg.Glukosa 5% berath.Tembaga sulfat 5% berat4.Setiap larutan dilewatkan aliran listrik.5.Amati pengaruhnya terhadap lampu listrik.6.Buatlah data pengamatan seperti berikut ini.Pertanyaan1.Berdasarkan percobaan tersebut, larutan manakah yang dapat menghantarkan listrikdengan nyala terang? Kemukakan alasan Anda. Gejala apa yang terjadi pada elektrode?2.Larutan manakah yang menghantarkan listrik dengan nyala lampu redup? Kemukakanalasan Anda. Gejala apa yang terjadi pada elektrode?3.Larutan manakah yang tidak dapat menghantarkan listrik sama sekali? Kemukakan alasanAnda.Kalium klorida 5% beratSukrosa 5% beratEtanol 10% volumeNatrium iodida 10% beratSeng bromida 5% beratAsam klorida 5% volumeGlukosa 5% beratTembaga sulfat 5% beratLampuGejala di ElektrodeLarutanNo1.2.3.4.5.6.7.8.Anode (+)Katode (–)SekilasKimiaBatuan Pembentuk GuaCaCO3 (batu kapur) adalahsenyawa yang tidak larut dalam air,tetapi dapat larut jika direaksikandengan air asam ( H2CO3).Karbondioksida (CO2) dalam udaradan tanah bereaksi dalam airmembentuk asam karbonat (H2CO3).Asam karbonat bereaksi dengan batukapur menurut persamaan reaksi:H2CO3(aq) + CaCO3(s) ⎯⎯←⎯Ca2+(aq) +2HCO3(aq)Proses ini membentuk seluruhgua-gua di dunia, selain zat-zatlainnya yang dinamakan stalaktit danstalagnit. Keduanya mendekorasibentuk gua saat karbondioksidamenguap dan CaCO3 terbentuk ulang.Sumber:Introductory Chemistry, 1997KatodaLarutan ujiAnodaLampu bateraiSumber arus (AC/DC)................................................................................................................................................
119Larutan Elektrolit dan NonelektrolitKerjakanlah di dalam buku latihan.1.Pilih oleh Anda di antara zat-zat berikut. Manakahyang berpotensi membentuk larutan elektrolit jikadilarutkan ke dalam air?a.MgCl2b.H2SO4c.H2CO (formalin)d.H2O2e.KNO3f.NaOH2.Data apa yang dapat menunjukkan perbedaan antaraelektrolit kuat dan elektrolit lemah?3.Mengapa HCl murni (HCl dalam bentuk gas) tidakdapat menghantarkan arus listrik, sedangkan dalamlarutan air, HCl dapat menghantarkan arus listrik?4.Berdasarkan pengukuran, apakah air hujan tergolonglarutan elektrolit lemah? Jelaskan.5.Apakah air laut tergolong elektrolit kuat, lemah, ataunonelektrolit?Tes Kompetensi SubbabBRangkuman1. Larutan adalah campuran homogen antara zat terlarutdan pelarut. Pelarut yang banyak digunakan adalahair karena kemampuannya melarutkan banyak zat.2. Komposisi larutan dapat dinyatakan dengan kadaratau konsentrasi. Satuan yang dipakai untukmenyatakan kadar larutan adalah persen berat, persenvolume, dan bpj (ppm).3. Berdasarkan daya hantar listriknya, larutandigolongkan menjadi larutan elektrolit dannonelektrolit.4. Larutan elektrolit bersifat menghantarkan arus listrikyang disebabkan oleh adanya ion positif dan negatifdalam larutan. Larutan elektrolit dapat dibuat darisenyawa ion dan kovalen.5. Zat terlarut pada larutan elektrolit dapat terionisasisempurna dan menghasilkan ion dalam jumlahmaksimum, zat terlarut ini dinamakan elektrolitkuat. Jika zat terlarut hanya terionisasi sebagian makahanya dihasilkan sedikit ion-ion dalam larutan zatterlarut dan dinamakan elektrolit lemah.6. Larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidakdapat menghantarkan arus listrik karena me-ngandung zat terlarut yang tidak dapat terionisasi.
120Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XPeta KonsepBagian manakah dari materi Bab 6 ini yang tidakAnda kuasai? Jika Anda merasa kesulitan, diskusikandengan teman atau guru kimia Anda.Pada bab ini, Anda telah memahami definisi larutandan pembagiannya berdasarkan sifat kelistrikannya.Dengan mengetahui sifat kelistrikan dan larutanRefleksitersebut, Anda dapat mendeskripsikan jenis larutan yangdapat menghantarkan arus listrik, dan yang tidak dapatmenghantarkan arus listrik, dan bagaimana menghitungkomposisinya. Tuliskanlah oleh Anda manfaat lainnya darimempelajari sifat kelistrikan larutan.LarutanElektrolit kuatElektrolit lemahSenyawa ionSenyawa kovalenterionisasi sempurnaElektrolitNonelektrolitterdiri atasSenyawa kovalenyang terionisasi tidaksempurnaSenyawa kovalenyang tidak terionisasiterdiri atasberdasarkan sifat kelistrikanyaituyaitu