Daya Hantar Larutan Elektrolit

Transkripsi

1 Daya Hantar Larutan Elektrolit Vera Nurchabibah*, Pretty Septiana, Nadhira Izzatur Silmi, Yuliatin, Ilham Al Bustomi, Teguh Andi A.M, Kiftiyah Yuni F. Kelompok 5, Kelas AB, Jurusan Kimia, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya, Jl. Veteran 65145, Indonesia ABSTRAK Daya hantar atau konduktansi merupakan kebailkan dari tahanan, sehingga berhubungan dengan kemampuan listrik untuk mengalir melalui suatu penghantar. Untuk larutan elektrolit istilah konduktansi dikenal sebagai daya hantar yaitu kebalikan dari tahanan. Daya hantar larutan dipengaruhi oleh kekuatan elektrolit, konsentrasi, suhu juga tetapan dielektrik. Pola kenaikan daya hantar akan sedikit berbeda bila elektrolit merupakan surfaktan.selain itu karena muata listrik diangkut oleh ion yang berada dalam larutan maka daya hantar juga dapat dipengaruhi oleh jenis ion. Untuk menentukan Konsentrasi Kritis Misel (KKM) surfaktan dan untuk mengetahui faktor yang mempengaruhi nilai KKM, dilakukan pengukuran daya hantar larutan sukrosa, NaCl dan etanol setiap penambahan surfaktan 2 ml sampai volume surfaktan yang ditambahkan 40 ml. Penambahan surfaktan kedalam larutan akan menyebabakan peningkatan jumlah pembawa muatan dan sebagai akibatnya maka terjadi peningkatan konduktivitas. Dengan membuat grafik hubungan antara konsentrasi (x) dan konduktivitas akan diperoleh persamaan garis yang kemudian didapat nilai KKM. Berdasarkan percobaan, didapatkan besar konsentrasi kritis misel dari larutan sukrosa sebesar 667 ppm, etanol 3300 ppm, dan NaCl 95 ppm Conductivity or conductance is the inverse of prisoners, and it relates to the ability of electricity to flow through a conductor. For the term conductance of the electrolyte solution known as conductivity that is the inverse of prisoners. Conductivity of the electrolyte solution is affected by the strength, concentration, temperature dielectric constant as well. The pattern of increase in conductivity will be slightly different when the electrolyte is surfaktan.selain it because muata electricity carried by ions in solution, the conductivity can also be influenced by the type of ion.to determine the Critical Micelle Concentration (KKM) surfactant and to determine the factors that affect the KKM, measurement of conductivity solution of sucrose, NaCl and ethanol each additional surfactant volume 2 ml to 40 ml of surfactant added. The addition of the surfactant in the solution to be causing an increase in the number of charge carriers and as a result, the increased conductivity. By making a graph of the concentration (x) and the conductivity will be obtained equation of the line which then acquired the KKM. From the Exsperiment we get CMC of Sucrose is 667 ppm, ethanol is 3300 ppm and NaCl 95 ppm. I.PENDAHULUAN Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dapat bersifat elektrolit atau nonelektrolit. Larutan yang dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan yang bersifat elektrolit. Larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan yang bersifat nonelektrolit. Pada larutan elektrolit, yang menghantarkan arus listrik adalah ion-ion yang terdapat di dalam larutan tersebut. Pada elektroda negatif (katoda) ion positip menangkap elektron (terjadi reaksi reduksi), sedangkan pada elektroda positip (anoda) ion negatif melepaskan elektron

2 (terjadi reaksi oksidasi). Jika di dalam larutan tidak terdapat ion, maka larutan tersebut tidak dapat menghantarkan arus listrik.[1] Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik merupakan kebalikan dari hambatan listrik (R), dimana: R = ρ L/A Suatu hambatan dinyatakan dalam ohm disingkat Ω, oleh karena itu daya hantar listrik dinyatakan: DHL = 1/R = k A/L Dimana, k = 1/R x L/A Daya hantar listrik disebut konduktivitas. Satuannya ohm -1 disingkat Ω -1, tetapi secara resmi satuan yang digunakan adalah siemen, disingkat S, dimana S = Ω -1 maka satuan k adalah Sm - 1 atau SCm -1.[2] Konduktivitas digunakan untuk ukuran larutan / cairan elektrolit. Konsentrasi elektrolit sangat menentukan besarnya konduktivitas, sedang konduktivitas sendiri tidak dapat dapat digunakan untuk ukuran suatu larutan. Ukuran yang lebih spesifik yaitu konduktivitas molar ( m). Konduktivitas molar adalah konduktivitas suatu larutan apabila konsentrasi larutan sebesar satu molar, yang dirumuskan sebagai berikut: m = k/c Dimana: k : Konduktivitas spesifik (SCm -1 ) C : Konsentrasi larutan (mol/l) m: Hantaran molar (SCm 2 mol -1 ) Jika satuan volume yang digunakan adalah cm 3 maka persamaan yang digunakan :[2] m = 1000k C

3 Daya hantar sangat tergantung pada keberadaan sejumlah kecil kotoran untuk kunci membuat aliran terpadu. Semikonduktor dengan celah pita lebar seperti silicon karbida dan boron nitride menjadi penting untuk meningkatkan elektronik suhu tinggi, misalnya. Diode SiC yang menarik untuk sensor dalam sel bahan bakar. pada hari-hari awal teknologi semikonduktor materi tersebut akan dianggap sebagai isolator. Galium nitride (GaN), laser birubahan diode hijau, adalah keramik lain yang memiliki celah pita lebar.[3] Surfaktan merupakan sebuah kelas penting dari bahan kimia industri yang banyak digunakan di hampir setiap sektor industri modern. molekul surfaktan menyesuaikan diri sesuai dengan struktur molekul skizofrenia dan karenanya mereka menyerap pada antarmuka dengan kelompok polar terhadap air dan kelompok nonpolar menuju fase non berair. Salah satu sifat mendasar dari surfaktan adalah mereka berasosiasi ke dalam struktur molekul yang terorganisir seperti misel, vesikel, mikroemulsi, membran bilayers dan kristal cair. Misel adalah struktur agregat paling lazim dalam solusi surfaktan dan membentuk lebih dari kisaran konsentrasi surfaktan yang sempit disebut konsentrasi misel kritis, Cmc. Cmc adalah rentang konsentrasi sempit di mana solusi amphiphilic atau surfaktan menunjukkan perubahan mendadak dalam properti fisik seperti konduktivitas listrik, tegangan permukaan, tekanan osmotik, kepadatan, hamburan cahaya, dan indeks bias. pembentukan misel biasanya dijelaskan oleh dua model. Salah satu model aksi massa yang semacam keseimbangan dianggap antara spesies monomer dan misel. Yang lainnya adalah Model pemisahan fase di mana misel diperkirakan terbentuk fase baru dalam sistem di atas Cinc. Model aksi massa ini penting karena monomer kesetimbangan misel mengarah ke perhitungan banyak parameter termodinamika yang penting. Kesetimbangan monomer misel dapat ditulis sebagai berikut:[4] penentuan nilai KKM dari larutan dengan berbagai variasi konsentrasi didasarkan pada konduktivitas larutan surfaktan menggunakan metode konduktometri. Konduktivitas yang terukur dibuat grafik hubungan antara konsentrasi larutan surfaktan terhadap konduktivitas larutan. Titik belok grafik merupakan nilai KKM seperti gambar 1. [5]

4 Gambar 1. Grafik penentuan nilai KKM Tujuan dari percobaan daya hantar larutan elektrolit adalah menentukan konsentrasi kritis misel (KKM) surfaktan dan mempelajari faktor yang berpengaruh terhadap nilai KKM. II.METODOLOGI II.1. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan pada percobaan ini adalah satu set konduktometer lengkap, 2 buah gelas kimia 250 ml, 1 buah termometer 100 O C, 1 buah gelas ukur 100 ml, 1 buah pipet ukur 10 ml, 1 buah buret 50 ml, dan 1 set pengaduk magnet. Bahan-bahan yang di gunakan antara lain larutan surfaktan, larutan sukrosa, larutan NaCL 0.5 M, dan etanol 95%. II.2. Prosedur kerja Buret diisi dengan surfaktan. Gelas kimia diisi dengan 100 ml sukrosa dan diberi stirer. Kemudian buret dipasang pada statif yang dibawahnya sudah berada gelas kimia yang berisi sukrosa. Konduktivitimeter di siapkan. Elektroda dibilas dengan aquades dan di masukkan dalam gelas kimia yang berisi sukrosa. Ditambah 2 ml surfaktan sambil diaduk dengan stirer dan dicatat daya hantar larutannya, pengukuran dilakukan setiap penambahan 2 ml sampai surfaktan mencapai 40 ml. Untuk menghitung daya hantar NaCl dan Etanol dilakukan prosedur yang sama. Kemudian di cari Konsentrasi Kritis Misel

5 Konduktivitas Laporan Praktikum Kimia Fisik III. HASIL DAN PEMBAHASAN Konsentrasi akhir (ppm) Konduktivitas (ms) 0 42,5 196, ,7 384, , ,3 740, ,7 909, , ,4 1228, ,8 1379, ,2 1525, ,7 1666, ,1 1803, ,6 1935, ,1 2063, ,6 2187, ,1 2307, ,6 2424, ,2 2537, ,7 2647, ,3 2753, ,9 2857, ,5 Tabel 1. Data daya hantar larutan NaCl dengan penambahan Surfaktan Grafik Daya Hantar NaCl y = -7E-12x 3 + 2E-09x 2-0,0038x + 42,472 R² = Konsentrasi Grafik 1. Data daya hantar larutan NaCl dengan penambahan Surfaktan

6 Berdasarkan grafik hubungan antara konsentrasi dengan konduktivitas, didapatkan persamaan y = x x x + 42,472 dengan R 2 =1. Berdasarkan data yang diperoleh seiring bertambahnya konsentrasi surfaktan maka daya hantar NaCl semakin menurun. Penambahan surfaktan pada larutan NaCl membentuk misel diatas konsentrasi kritis misel. Hal ini menyebabkan penurunan pembawa muatan sehingga terjadi penurunan konduktivitas. Konsentrasi akhir (ppm) Konduktivitas (ms) 0 7,4 196, ,9 384, ,9 566, ,1 740, ,3 909, , , , , , , , , , , , , , , , Tabel 2. Data daya hantar larutan Sukrosa dengan penambahan Surfaktan

7 Konduktivitas Laporan Praktikum Kimia Fisik Grafik Daya Hantar Sukrosa y = -2E-08x 3 + 4E-05x x R² = Konsentrasi Grafik 2. Data daya hantar larutan Sukrosa dengan penambahan Surfaktan Berdasarkan grafik hubungan antara konsentrasi dengan konduktivitas, didapatkan persamaan y = x x x dengan nilai R 2 sebesar Penambahan surfaktan menyebabkan daya hantar sukrosa meningkat.. Penambahan surfaktan pada larutan sukrosa membentuk misel dibawah konsentrasi kritis misel. Hal ini menyebabkan kenaikan pembawa muatan sehingga terjadi kenaikan konduktivitas. Konsentrasi akhir (ppm) Konduktivitas (ms) 0 12,45 196, ,2 384, ,5 566, ,7 740, ,6 909, ,6 1071, ,4 1228, , , , , , , , , , , , ,

8 Konduktivitas Laporan Praktikum Kimia Fisik 2857, Tabel 3. Data daya hantar larutan Etanol dengan penambahan Surfaktan Grafik Daya Hantar Etanol y = 2E-09x 3-2E-05x x R² = Konsentrasi Grafik 3. Data daya hantar larutan Etanol dengan penambahan Surfaktan Berdasarkan gradik hubungan konsentrasi dengan konduktivitas, didapatkan persamaan y = x x x dengan R 2 = Penambahan surfaktan menyebab daya hantar larutan etanol meningkat.. Penambahan surfaktan pada larutan etanol membentuk misel dibawah konsentrasi kritis misel. Hal ini menyebabkan peningkatan pembawa muatan sehingga terjadi penurunan konduktivitas. Penurunan rumus Sukrosa = x x 2 + 0,2004 x + 2,9488 = x x + 0, = x X = = 6, Jadi, KKM Sukrosa 6,

9 Etanol = x x 2 + 0,1849 x + 13,414 = x x + 0, = x x = = 3, Jadi, KKM Etanol 3, NaCl = x x 2-0,0038 x + 42,472 = x x - 0, = x x = = 95 Jadi, KKM NaCl 95 Berdasarkan percobaan, didapatkan besar konsentrasi kritis misel dari larutan sukrosa sebesar 667, etanol sebesar 3300, dan NaCl sebesar 95. Dari grafik yang didapat pada larutan NaCl dengan penambahan surfaktan pembentukan misel terjadi diatas KKM sedangkan pada larutan etanol dan sukrosa pembentukan misel terjadi dibawah KKM. Sehingga nilai KKM etanol>sukrosa>nacl VI. KESIMPULAN Dari percobaan yang telah di lakukan didapatkan nilai KKM dari NaCl sebesar 95, Etanol sebesar 3300 dan Sukrosa sebesar 667. Faktor yang mempengaruhi nilai KKM yaitu adanya garam menyebabkan nilai KKM surfaktan ion menurun, dan adanya gugus aromatic dalam rantai hidrokarbon akan memperbesar nilai KKM. Nilai pembentukan misel dibawah KKM larutannya akan bersifat ideal sedangkan diatas KKM menjadi kurang ideal.

10 V.DAFTAR PUSTAKA [1] Justiana,Sandri.,Muchtaridi.2006.Kimia 1. Jakarta : Yudistira [2] Ahmad, Hiskia, 2007.Pengaruh Konsentrasi Terhadap Daya Hantar Listrik. Bandung : PT Citra Aditya Bakti [3] Khan,A.Sad,M.,Syed,Sakhawat,S.,2008,Determination of Critical Micelle Concentration (Cziir) of Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) and the Effect of Low Concentration of Pyrene on its Cmc Using Origin Software,30(2). Department of Chemistry Quaid-i- Azam University Islamabad.Pakistan [4] Carter,C.Barry.,M.,Grant,Norton.2007.Ceramic Materials: Science and Engineering. Newyork: Springer [5] Farida, Elis Nur., Dwi Indarti., Ika Oktavianawati, 2014, Pengaruh Variasi konsentrasi dan ph Asam Larutan Sodium Dodesil Sulfat Terhadap Proses Pemisahannya Pada Membran Selulosa Asetat, Berkala Sainstek, 2(1), Universitas Jember