UJI HANTAR LISTRIK

PENDAHULUAN

A.    DASAR TEORI

1.      Ikatan

Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam prakteknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat.

Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan "lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan "kuat" yang paling lemah.

            Ikatan ion

Ikatan ion atau ikatan elektrokovalen adalah jenis ikatan kimia yang dapat terbentuk antara ion-ion logam dengan non-logam (atau ion poliatomik seperti amonium) melalui gaya tarik-menarik elektrostatik. Dengan kata lain, ikatan ion terbentuk dari gaya tarik-menarik antara dua ion yang berbeda muatan.

Misalnya pada garam meja (natrium klorida). Ketika natrium (Na) dan klor (Cl) bergabung, atom-atom natrium kehilangan elektron, membentuk kation (Na⁺), sedangkan atom-atom klor menerima elektron untuk membentuk anion (Cl^-). Ion-ion ini kemudian saling tarik-menarik untuk membentuk natrium klorida.

            Pembentukan Ikatan Ion

Telah diketahui sebelumnya bahwa ikatan antara natrium dan klorin dalam narium klorida terjadi karena adanya serah terima elektron. Natrium merupakan logam dengan reaktivitas tinggi karena mudah melepas elektron dengan energi ionisasi rendah sedangkan klorin merupakan nonlogam dengan afinitas atau daya penagkapan elektron yang tinggi. Apabila terjadi reaksi antara natrium dan klorin maka atom klorin akan menarik satu elektron natrium. Akibatnya natrium menjadi ion positif dan klorin menjadi ion negatif. Adanya ion positif dan negatif memungkinkan terjadinya gaya tarik antara atom sehingga terbentuk natrium klorida.

Ikatan  ion  hanya  dapat  tebentuk  apabila  unsur-unsur  yang  bereaksi mempunyai perbedaan daya tarik electron (keeelektronegatifan)  cukup  besar.  Perbedaan  keelektronegati-fan yang  besar  ini  memungkinkan  terjadinya  serah-terima  elektron. Senyawa  biner  logam  alkali  dengan  golongan  halogen  semuanya bersifat ionik. Senyawa logam alkali tanah juga bersifat ionik, kecuali untuk beberapa senyawa yang terbentuk dari berilium.

            Susunan Senyawa Ion

Aturan oktet menjelaskan bahwa dalam pembentukan natrium  klorida,  natrium  akan  melepas satu  elektron  sedangkan  klorin akan menangkap satu elektron. Sehingga terlihat bahwa satu atom klorin membutuhkan  satu  atom  natrium.  Dalam  struktur  senyawa  ion natrium  klorida,  ion  positif  natrium (Na⁺)  tidak  hanya  berikatan dengan satu ion negatif klorin (Cl^-) tetapi satu ion Na⁺ dikelilingi oleh 6  ion  Cl^- demikian  juga  sebaliknya.  Struktur  tiga  dimensi  natrium klorida dapat digunakan untuk menjelaskan susunan senyawa ion.

            Ikatan Kovalen

Ikatan kovalen adalah sejenis ikatan kimia yang dikarakterisasikan oleh pasangan elektron yang saling terbagi (kongsi elektron) di antara atom-atom yang berikatan. Singkatnya, stabilitas tarikan dan tolakan yang terbentuk di antara atom-atom ketika mereka berbagi elektron dikenal sebagai ikatan kovalen.

Ikatan kovalen terjadi karena adanya pemakaian bersama elektron dari atom-atom yang membentuk ikatan kimia. Atom yang memiliki nilai elektronegativitasnya sama atau mirip, jika berinteraksi akan terjadi pemakaian electron secara bersama-sama oleh atom-atom yang berikatan. Pada umumnya ikatan kovalen terjadi antara atom-atom bukan logam.

Hampir semua senyawa kovalen terbentuk dari atom-atom non-logam. Dua atom nonlogam saling menyumbangkan elektron sehingga tersedia satu atau lebih pasangan elektron yang dijadikan milik bersama. Senyawa yang berikatan kovalen juga disebut senyawa kovalen.

Pengukuran dilaboratorium menunjukkan bahwa pada umumnya ikatan yang nyata tidak sepenuhnya kovalen tetapi memiliki campuran sifat ionic dan kovalen. Ikatan yang dicirikan oleh perpindahan muatan secara parsial disebut kovalen polar. Pada umumnya semakin besar perbedaan kelektronegarifan maka semakin polar senyawanya.

Ikatan Kovalen Polar

Jika dua atom non logam berbeda kelektronegatifannya berikatan, maka pasangan electron ikatan akan lebih tertarik ke atom yang lebih elektronegatif. Hal ini terjadi karena beda keelektronegatifan kedua atomnya. Elektron persekutuan akan bergeser ke arah atom yang lebih elektronegatif akibatnya terjadi pemisahan kutub positif dan negatif.

Dalam senyawa HCl ini, Cl mempunyai keelektronegatifan yang lebih besar dari H. sehingga pasangan elektron lebih tertarik ke arah Cl, akibatnya H relatif lebih elektropositif sedangkan Cl relatif menjadi elektronegatif.

Pada umumnya jika ikatan kovalennya polar dan bentuk molekul asimetris maka senyawanya polar. Contoh: HCl. HBr, NH₃, H₂O, PCl₃, CH₃COOH, C₂H₅OH

Ikatan Kovalen Non Polar

Ikatan kovalen non polar memiliki ciri-ciri sebagai berikut :

1. bentuk molekul yang terjadi simetris
2. beda keelektronegatifan antaratom yang berikatan sangat kecil dan mendekati nol
3. tidak terdapat pasangan elektron bebas di sekitar atom pusat\

contoh molekul yang berikatan kovalen murni dan bersifat nonpolar adalah CH₄. CO₂, BeCl₃, BeCl₄, C₂H₆

Pada umumnya bila suatu unsure non logam bersenyawa dengan unsure logam lain, masing-masing atom akan menyumbangkan electron untuk digunakan bersama membentuk ikatan kovalen. Pada dasarnya untuk menggambarkan ikatan kovalen polar maupun non polar yaitu dengan menggunakan struktur lewis. Struktur lewis adalah lambing atom yang dikelilingi sejumlah electron valensi yang akan disumbangkan dari setiap atom yang akan berikatan, electron yang akan disumbangkan adalah electron yang belum berpasangan.

2. Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit

Larutan Elektrolit

Elektrolit adalah suatu zat yang larut atau terurai ke dalam bentuk ion-ion dan selanjutnya larutan menjadi konduktor elektrik, ion-ion merupakan atom-atom bermuatan elektrik. Elektrolit bisa berupa air, asam, basa atau berupa senyawa kimia lainnya. Elektrolit umumnya berbentuk asam, basa atau garam. Beberapa gas tertentu dapat berfungsi sebagai elektrolit pada kondisi tertentu misalnya pada suhu tinggi atau tekanan rendah. Elektrolit kuat identik dengan asam, basa, dan garam kuat. Elektrolit merupakan senyawa yang berikatan ion dan kovalen polar. Sebagian besar senyawa yang berikatan ion merupakan elektrolit sebagai contoh ikatan ion NaCl yang merupakan salah satu jenis garam yakni garam dapur. NaCl dapat menjadi elektrolit dalm bentuk larutan dan lelehan. atau bentuk liquid dan aqueous. sedangkan dalam bentuk solid atau padatan senyawa ion tidak dapat berfungsi sebagai elektrolit.

Larutan Elektrolit Kuat

Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik dengan baik. Hal ini disebabkan karena zat terlarut akan terurai sempurna menjadi ion-ion ehingga dalam larutan tersebut banyak mengandung ion-ion. Sebagai contoh larutan NaCl. Jika padatan NaCl dilarutkan dalam air maka NaCl akan terurai sempurna menjadi ion Na⁺ dan Cl^-.

Larutan Elektrolit Lemah

Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang dapat memberikan nyala redup ataupun tidak menyala, tetapi masih terdapat gelembung gas pada elektrodanya. Hal ini disebabkan tidak semua terurai menjadi ion-ion (ionisasi tidak sempurna) sehingga dalam larutan hanya ada sedikit ion-ion yang dapat menghantarkan arus listrik. Dalam persamaan reaksi, ionisasi elektrolit lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik).

Larutan Non Elektrolit

larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dan tidak menimbulkan gelembung gas. Pada larutan non elektrolit, molekul-molekulnya tidak terionisasi dalam larutan, sehingga tidak ada ion yang bermuatanyang dapat menghantarkan arus listrik.

No	Persamaan dan Perbedaan
	Elektrolit Kuat	Elektrolit Lemah
1 2 3 4	Terionisasi sempurna Menghantarkan arus listrik Lampu menyala terang Terdapat gelembung gas	Terionisasi sebagian Menghantarkan arus listrik Lampu menyala redup Terdapat gelembung gas

3. Ionisasi

Ionisasi adalah proses fisika dari pengubahan atom atau molekul menjadi sebuah ion dengan menambahkan atau menyingkirkan partikel bermuatan seperti elektron. Proses ionisasi berlangsung secara berbeda bergantung pada produk yang akan dihasilkannya, ion yang bermuatan positif atau ion yang bermuatan negatif.

Ion yang bermuatan positif dihasilkan ketika sebuah elektron yang terikat pada atom (atau molekul) menyerap cukup energi untuk lepas dari potensi listrik yang mengikatnya. Energi ini menyebabkan elektron terlepas dari ikatan atom dan menjadi elektron bebas. Energi yang dibutuhkan untuk proses ini disebut energi ionisasi atau potensial ionisasi.

Ion bermuatan negatif dihasilkan ketika elektron bebas bertumbukan dengan atom. Kemudian, elektron ini terperangkap dalam lapisan potensial listrik atom tertentu dan melepas kelebihan energi akibat proses tumbukan.

Secara umum, ionisasi dapat dibagi menjadi dua tipe: ionisasi sekuensial dan ionisasi non-sekuensial. Ionisasi sekuensial pada dasarnya mendeskripsikan bahwa bilangan muatan ion hanya didapatkan dari bilangan muatan terdekatnya saja sebanyak satu bilangan. Seperti contoh, ion bermuatan +2 hanya bisa didapatkan dari ion bermuatan +1 atau +3 saja.

Energi Ionisasi

Seperti telah dibahas, energi ionisasi adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari kulit paling luar suatu atom. Kemudian, ternyata ada tingkatan-tingkatan dalam energi ionisasi.

Energi ionisasi pertama adalah energi yang diperlukan untuk melepaskan elektron terluar (elektron yang paling mudah dilepaskan) dari atom dalam wujud gas untuk menghasilkan ion gas yang bermuatan 1+. 

Energi ionisasi dinyatakan dalam kJ/mol (kilojoule per mol). Nilainya bervariasi dari 381 kJ/mol (yang sangat rendah) hingga 2370 kJ/mol (yang sangat tinggi). Semua unsur mempunyai energi ionisasi pertama. Helium (E.I pertama = 2370 kJ/mol) secara alami tidak dapat membentuk ion positif karena energi ionisasinya sangat besar.

Energi ionisasi kedua adalah energi yang dibutuhkan untuk melepas satu lagi elektron terluar dari atom dalam wujud gas setelah elektron pertama berhasil dilepaskan untuk membentuk ion gas yang bermuatan 2+. Energi ionisasi kedua suatu unsur biasanya selalu lebih besar daripada ionisasi pertamanya.

Faktor yang Mempengaruhi Energi Ionisasi

Energi ionisasi menunjukkan seberapa besar energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari tarikan inti. Energi ionisasi yang tinggi menunjukkan tarikan inti terhadap elektron sangat kuat. Sehingga semakin kuat tarikan inti, energi ionisasinya akan semakin tinggi. Besarnya tarikan inti dipengaruhi oleh:

1. Muatan inti, semakin banyak proton dalam inti maka muatan intinya akan semakin positif sehingga tarikan inti terhadap elektron semakin kuat.
2. Jarak elektron dari inti. Tarikan inti terhadap elektron berbanding terbalik dengan jaraknya. Elektron yang lebih dekat dengan inti akan ditarik lebih kuat dibandingkan dengan elektron yang berada pada lapisan terluar atom.

B.     TUJUAN

Tujuan dilakukannya uji hantar listrik larutan ini adalah :

1.      Terampil merangkai alat uji daya hantar listrik larutan.

2.      Dapat melakukan pengamatan gejala hantaran arus listrik pada beberapa larutan.

3.      Dapat membedakan antara larutan elekrolit dengan larutan non elektrolit.

4.      Dapat menjelaskan pengertian larutan elektrolit dan non elektrolit.

5.      Mempelajari daya hantar listrik beberapa larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.  

ISI

A.    ALAT PRAKTEK UJI HANTAR LISTRIK LARUTAN

1.      Gelas kimia

2.      Batu baterai

3.      Penghuji hantar arus listrik, terdiri dari :

·  Elektroda

·  Anoda

·  Katoda

4.      Lampu serta vitting lampu

5.      Sendok garam

6.      Kabel

B.     BAHAN PRAKTEK UJI HANTAR LISTRIK LARUTAN

1.      Air

2.      Garam

C.    LANGKAH KERJA

1. Sediakan alat dan bahan.
2. Rangkai lampu, vitting lampu, dan batu baterai dan elektroda.
3. Kemudian isi gelas kimia dengan air secukupnya.
4. Setelah itu, masukkan elektroda ke dalam gelas kimia yang berisi air tersebut.
5. Amati apa yang terjadi, amati apakah ada gelembung pada anoda dan katoda elektroda, kemudian amati lampu menyala atau tidak.
6. Kemudian, angkat elektroda dari gelas kimia lalu larutkan garam 1 sendok pada gelas kimia tersebut lalu aduk perlahan-lahan.
7. Setelah itu, masukkan elektroda ke gelas kimia yang berisi larutan garam 1 sendok tersebut.
8. Kemudian amati apa yang terjadi, amati apakah ada gelembung pada anoda dan katoda elektroda, kemudian amati nyala lampu.
9. Lakukan kegiatan seperti cara diatas sampai larutan garam 4 sendok lalu amati apa yang terjadi.
10. Apabila sudah selesai, catatlah kesimpulan kemudian bersihkan alat dan bahan lalu kembalikan alat dan bahan pada tempat semula lalu bersihkan tempat praktek.

4. HASIL PENGAMATAN

NO	PERCOBAAN	HASIL PENGAMATAN			KESIMPULAN
		Anoda	Katoda	Nyala lampu
1	Air	Tidak ada	Tidak ada	Tidak nyala	Non elektrolit
2	Larutan garam(1 sendok)	Tidak ada	Ada, Banyak, Cepat	Nyala redup	Elektrolit
3	Larutan garam(2 sendok)	Tidak ada	Ada, Rata, Banyak, Cepat	Nyala agak terang	Elektrolit
4	Larutan garam (3 sendok)	Tidak ada	Ada, Rata, Banyak, Cepat	Nyala terang	Elektrolit
5	Larutan garam(4 sendok)	Tidak ada	Ada, Rata, Banyak, Cepat	Nyala lebih terang	Elektrolit

4. PEMBAHASAN

Berikut ini adalah pembahasan reaksi pada larutan garam :

Pada larutan 2 NaCl + 2 H₂O               2 Na⁺ + 2 Cl^- + 2 H₂O

Katoda : 2 Na⁺ + 2 H₂O + 2e               2 NaOH + H₂

Anoda  : 2 Cl^-                    Cl₂ + 2e^-

     2 NaCl + 2 H₂O              2 NaOH + H₂ + Cl₂

5. KESIMPULAN

Setelah melakukan praktek, dapat disimpulkan bahwa :

·  Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.

·  Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik.

·  Konsentrasi suatu benda pada larutan sangat memengaruhi daya hantar pada larutan tersebut.