K-13 Kelas X kimia LARUTAN ELEKTROLIT DAN NONELEKTROLIT Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, kamu diharapkan memiliki kemampuan berikut. 1. Memahami perbedaan antara larutan elektrolit dan nonelektrolit. 2. Memahami ciri-ciri larutan elektrolit dan nonelektrolit. 3. Memahami jenis-jenis larutan elektrolit. 4. Memahami senyawa pembentuk larutan elektrolit. 5. Memahami fungsi larutan elektrolit dan nonelektrolit dalam kehidupan sehari-hari. A. Pengertian Larutan dan Daya Hantar Listrik Larutan adalah campuran dua zat atau lebih yang bersifat homogen. Zat-zat penyusun suatu larutan membentuk suatu kesatuan sehingga tidak terbentuk lapisan dan tidak dapat disaring. Larutan terdiri atas dua komponen, yaitu zat terlarut dan zat pelarut. Zat terlarut adalah zat yang jumlahnya lebih sedikit, sedangkan zat pelarut adalah zat yang jumlahnya lebih banyak. Misalnya pada larutan gula, gula adalah zat terlarut dan air adalah pelarutnya. Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dibedakan menjadi dua, yaitu larutan elektrolit dan nonelektrolit. Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan listrik, sedangkan larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik. Larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik karena di dalamnya terdapat ionion yang bergerak bebas. Ion-ion inilah yang berfungsi sebagai media/ perantara untuk
menghantarkan arus listrik. Sementara itu, larutan nonelektrolit tidak mengandung ionion, sehingga tidak memiliki media/ perantara untuk menghantarkan arus listrik. Di dalam air, zat-zat yang tergolong larutan elektrolit akan terurai menjadi ion-ion, sedangkan zat-zat yang tergolong larutan nonelektrolit tetap dalam bentuk molekul. Perhatikan contoh berikut. Contoh: Elektrolit NaCl Na + + Cl KOH K + + OH CH 3 COOH CH 3 COO + H + Contoh: Nonelektrolit C 12 H 22 O 11 C 12 H 22 O 11 CO(NH 2 ) 2 CO(NH 2 ) 2 B. Ciri-Ciri Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit Untuk menguji apakah suatu larutan bersifat elektrolit atau nonelektrolit, dapat dilakukan percobaan dengan menggunakan electrolyte tester. Alat uji ini akan memberikan hasil sebagai berikut. 1. Ada larutan yang dapat menyalakan lampu pijar dan menghasilkan gelembung gas. 2. Ada larutan yang tidak dapat menyalakan lampu pijar, tetapi masih menghasilkan gelembung gas. 3. Ada larutan yang tidak dapat menyalakan lampu pijar dan juga tidak menghasilkan gelembung gas. Larutan yang menghasilkan gelembung gas merupakan larutan elektrolit, sedangkan larutan yang tidak menghasilkan gelembung gas merupakan larutan nonelektrolit. Hal ini terjadi karena adanya gelembung gas pada suatu larutan menunjukkan bahwa terdapat ion-ion yang bergerak dalam larutan tersebut. Contoh Soal 1 Tentukan apakah zat-zat berikut ini termasuk elektrolit atau nonelektrolit. 1. Larutan HCl 2. Larutan C 2 H 5 OH (etanol) 2
Pembahasan: 1. Larutan HCl dapat terurai (terionisasi) menjadi ion H + dan ion Cl. Larutan yang dapat terionisasi menunjukkan bahwa larutan tersebut bersifat elektrolit. Jadi, larutan HCl termasuk elektrolit. 2. Larutan C 2 H 5 OH (etanol) tidak terionisasi di dalam air atau tetap dalam bentuk molekul etanol. Larutan yang tidak dapat terionisasi menunjukkan bahwa larutan tersebut bersifat nonelektrolit. Jadi, larutan etanol termasuk nonelektrolit. C. Larutan Elektrolit Kuat dan Elektrolit Lemah Pada pengujian daya hantar listrik larutan, ternyata ditemukan dua jenis larutan yang dapat menghasilkan gelembung gas dengan nyala lampu berbeda. Selain menghasilkan gelembung gas, larutan pertama juga dapat menyalakan lampu pijar. Sementara itu, larutan kedua hanya dapat menghasilkan gelembung gas, tetapi tidak dapat menyalakan lampu pijar. Larutan yang menghasilkan gelembung gas dan dapat menyalakan lampu pijar merupakan larutan elektrolit kuat. Larutan elektrolit kuat akan terionisasi sempurna (derajat ionisasi = 1), sehingga larutannya mengandung ion-ion yang bergerak bebas dalam jumlah banyak. Ion-ion yang jumlahnya banyak tersebut mampu menghantarkan arus listrik dengan kuat dan mampu menyalakan lampu pijar. Larutan yang hanya dapat menghasilkan gelembung gas, tetapi tidak dapat menyalakan lampu pijar merupakan larutan elektrolit lemah. Larutan elektrolit lemah akan terionisasi sebagian (derajat ionisasi < 1), sehingga ion-ion yang bergerak bebas pada larutannya hanya sedikit. Ion-ion yang sedikit tersebut hanya mampu menghantarkan arus listrik dengan lemah dan tidak mampu menyalakan lampu pijar. Contoh Soal 2 Tentukan jenis larutan berdasarkan hasil percobaan berikut ini. Larutan Nyala lampu Gelembung gas A + + B C + 3
Pembahasan: Berdasarkan nyala lampu dan gelembung gas pada larutan tersebut, diperoleh hasil berikut. Larutan A bersifat elektrolit kuat karena selain menghasilkan gelembung gas, juga dapat menyalakan lampu pijar. Larutan B bersifat nonelektrolit karena tidak menghasilkan gelembung gas. Larutan C bersifat elektrolit lemah karena menghasilkan gelembung gas, tetapi tidak dapat menyalakan lampu pijar. Jadi, jenis larutan A, B, dan C berturut-turut adalah elektrolit kuat, nonelektrolit, dan elektrolit lemah. D. Senyawa Pembentuk Larutan Elektrolit Senyawa yang dapat membentuk larutan elektrolit adalah senyawa yang di dalam air dapat terionisasi. Senyawa tersebut terdiri atas senyawa ionik dan senyawa kovalen. 1. Senyawa Ionik Senyawa ionik adalah senyawa yang terdiri dari ion-ion. Senyawa ionik hanya dapat menghantarkan listrik dalam wujud lelehan (l) dan larutan (aq) karena pada kedua fase tersebut ion-ionnya masih dapat bergerak bebas. Sementara itu, senyawa ionik tidak dapat menghantarkan listrik dalam wujud padat (s) karena ion-ionnya tidak dapat bergerak bebas. 2. Senyawa Kovalen Seyawa kovalen adalah senyawa yang atom-atomnya berikatan kovalen. Senyawa kovalen terdiri atas kovalen polar dan nonpolar. a. Kovalen Polar Senyawa kovalen polar dapat terionisasi dan menghantarkan listrik hanya dalam wujud larutan (aq). Jika senyawa kovalen polar tersebut dalam wujud padat (s) dan lelehan (l), maka tidak dapat menghantarkan listrik. b. Kovalen Nonpolar Senyawa kovalen nonpolar tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak terionisasi. Senyawa kovalen nonpolar dalam wujud apapun tidak dapat menghantarkan listrik. 4
Contoh Soal 3 Tentukan jenis larutan berikut ini, apakah merupakan larutan elektrolit atau nonelektrolit. a. BaCl 2 b. H 2 c. C 6 H 12 O 6 Pembahasan: a. BaCl 2 merupakan senyawa ionik karena tersusun atas unsur logam dan nonlogam. BaCl 2 dalam bentuk lelehan dan larutannya dapat menghantarkan listrik, sehingga termasuk larutan elektrolit. b. H 2 merupakan senyawa kovalen yang dapat terionisasi menjadi ion H + dan 2 ion. H 2 dalam bentuk larutannya dapat menghantarkan listrik, sehingga termasuk larutan elektrolit. c. C 6 H 12 O 6 merupakan senyawa kovalen nonpolar yang tidak dapat terionisasi. Dalam bentuk bentuk apapun, C 6 H 12 O 6 tidak dapat menghantarkan listrik, sehingga termasuk larutan nonelektrolit. E. Fungsi Larutan Elektrolit dalam Kehidupan Sehari-Hari Larutan elektrolit banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, di antaranya sebagai berikut. 1. Mengatasi kekurangan cairan pada tubuh manusia Oralit digunakan untuk mencegah kekurangan cairan akibat diare. Diare merupakan penyakit saluran pencernaan. Diare menyebabkan tubuh menjadi lemas karena banyaknya cairan elektrolit yang hilang dari tubuh, di antaranya ion Na +, K +, Cl, Ca 2+ 3, HCO 3, dan PO 4. Salah satu cara untuk mengatasi kekurangan cairan tersebut adalah dengan minum oralit. Di dalam oralit, terdapat garam-garam NaCl, KCl, dan glukosa. Ketika dilarutkan dalam air, serbuk oralit akan terionisasi menjadi ion-ion. Ion-ion tersebutlah yang akan diserap oleh saluran pencernaan untuk menggantikan ion-ion tubuh yang hilang, sehingga tubuh akan segar kembali. Infus mengandung ion-ion yang mirip dengan oralit, akan tetapi konsentrasinya lebih tinggi, seperti ion Na +, K +, Mg 2+, Cl 2, HCO 3, dan HPO 4. Agar organ tubuh dan sel-sel tubuh dapat berfungsi dengan baik, maka di dalam tubuh harus terjadi kesetimbangan antara H 2 O dengan larutan elektrolit. Selain berfungsi untuk menjaga fungsi organ tubuh dan sel-sel tubuh, larutan elektrolit juga 5
berfungsi untuk menjaga tekanan osmotik tubuh, mengatur pendistribusian cairan, menjaga ph tubuh, ikut serta dalam reaksi oksidasi-reduksi tubuh, serta berperan dalam proses metabolisme tubuh. Kekurangan larutan elektrolit dapat menyebabkan terganggunya proses metabolisme tubuh. Untuk mengatasi kekurangan larutan elektrolit akut, maka dapat digunakan infus yang merupakan larutan elektrolit murni dengan konsentrasi tinggi. Air kelapa merupakan sumber larutan elektrolit alami yang dapat digunakan untuk menggantikan cairan tubuh yang hilang. Air kelapa mengandung ion kalium, kalsium, magenesium dalam jumlah banyak, serta ion natrium, klorida, dan fosfat dalam jumlah sedikit. Air kelapa mudah diserap oleh tubuh manusia dan aman untuk sarana rehidrasi, terutama pada pasien yang menderita defisiensi kalium. Tingkat efektivitas air kelapa juga sudah terbukti sebanding dengan oralit komersial. 2. Penambah rasa pada makanan Cuka merupakan larutan elektolit yang berfungsi untuk menambah rasa asam pada makanan. Zat yang terdapat dalam cuka adalah CH 3 COOH (asam asetat atau asam etanoat ). Asam asetat merupakan elektrolit lemah dengan reaksi ionisasi berikut. CH 3 COOH CH 3 COO + H + NaCl (garam dapur) Garam dapur merupakan penambah rasa asin pada makanan. NaCl di dalam air terurai berdasarkan persamaan reaksi berikut. NaCl Na + + Cl 3. Pencahar Garam Inggris, Mg.7H 2 O merupakan obat pencahar yang di dalam air akan terurai menjadi ion Mg 2+ 2 dan. Sifat asam yang dihasilkan oleh garam tersebut berfungsi untuk membantu proses cuci perut dalam tubuh. 4. H 2 merupakan larutan elektrolit yang digunakan pada air aki. 6