Tahukah anda apa itu larutan?
Larutan adalah
campuran yang homogeny dari dua atau lebih zat. Zat yang jumlahnya lebih
sedikit disebut zat terlarut, sedangkan zat yang jumlahnya lebih banyak disebut
pelarut. Suatu zat dikatakan larutan jika campuran antara zat terlarut dan
pelarutnya bersifat homogeny.
Larutan ektrolit
merupakan suatu zat yang ketika dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan
yang dapat menghantarkan arus listrik. Suatu larutan dapat dikatakan sebagai
larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan
listrik. Sedangkan Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan
arus listrik atau semua zat bila dilarutkan dalam air tidak mengalami ionisasi
dan menghasilkan larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik
serta dan tidak menimbulkan gelembung gas (dalam eksperimen).
Dalam
kehidupan sehari-hari kita tidak dapat terlepas dari larutan karena larutan
memiliki banyak manfaat bagi kehidupan sehari-hari. Seperti halnya dalam cairan
tubuh. Cairan tubuh berkaitan erat dengan mineral yang terlarut di dalamnya.
Semua proses kehidupan berlangsung di dalam cairan tubuh. Tubuh manusia dapat
bertahan selama berminggu – minggu tanpa makan, tapi hanya beberapa hari tanpa
air. Hal itu karena air atau cairan tubuh merupakan bagian utama tubuh yaitu
55% - 66% dari berat badan orang dewasa atau 70% dari bagian tubuh tanpa lemak.
Kandungan air dalam tubuh relatif berbeda antar manusia, bergantung pada
proporsi jaringan otot dan jaringan lemak. Tubuh manusia juga mengandung
elektrolit yang digunakan untuk mengatur keseimbangan cairan tubuh.
Pemeliharaan keseimbangan elektrolit dapat dilakukan dengan menggunakan mineral
dengan konsentrasi dalam batas – batas normal. Mineral digolongkan ke dalam
mineral makro ( Na, Cl, Ca, K, Fosfor, Mg, dan S) dan mineral mikro (Fe, Zn, I,
dan Se).
Secara normal,
tubuh mampu mempertahankan diri dari ketidak seimbangan cairan dan elektrolit.
Namun, ada kalanya tubuh tidak mampu mengatasinya. Dalam keadaan ini elektrolit
pertama yang hilang adalah natrium dan klorida, karena keduanya merupakan
elektrolit ekstraselular utama dalam tubuh. aktivitas yang dilakuakn sehari-
hari akan menyebabkan tubuh kehilangan cairan tubuh dan tubuh akan mengalami
dehidrasi. Cairan – cairan tubuh yang hilang dalah berupa ion – ion dalam
tubuh. Hilangnya ion – ion dala tubuh akan membuat terasa lemas dan tidak
bertenaga. Untuk mengembalikan ion- ion yang hilang, biasanya masyarakat
meminum cairan isotonik.
Banyaknya
masyarakat yang mengkonsumsi cairan isotonik untuk memulihkan cairan tubuh yang
hilang membuat minuman isotonik ini menarik untuk diteliti mengenai kandungan,
manfaat dan bahaya yang ditimbulkan jika mengkonsumsi secara berlebihan.
Setelah anda mengetahui larutan elektrolit dan non
elektrolit, mari kita ketahui sifat umum dari larutan
SIFAT UMUM LARUTAN DALAM AIR
Banyak reaksi kimia dan hampir semua proses biologis
berlangsung dalam lingkungan berair. Oleh karena itu merupakan hal yang penting
untuk memahami sifat sifat berbagai zat yang berbeda dalam larutan dengan
medium air. Larutan adalah campuran yang homogeny dari dua atau lebih zat.
Zat yang jumlahnya lebih sedikit disebut zat terlarut, sedangkan zat ang
jumlahnya lebih banyak disebut pelarut. Suatu zat dikatakan larutan jika
campuran antara zat terlarut dan pelarutnya bersifat homogen.
Larutan bisa
berwujud gas (seperti udara) padat (paduan logam) atau cair(misalnya air laut)
Artinya tidak terdapat batas antar komponennya, sehingga tidak dapat
dibedakan lagi antara zat pelarut (air) dan terlarutnya. Beda halnya dengan air
kopi, masih terdapat perbedaan antara keduanya, walaupun secara kasat mata,
airnya sudah berubah warna menjadi hitam. Hal ini juga berlaku untuk campuran
antara pasir dan air, untuk itu air kopi kita menyebutnya sebagai larutan heterogen/campuran.
Suatu larutan pada umumnya didefinisikan sebagai suatu campuran homogen dua
macam komponen atau lebih dengan bermacam-macam konsentrasi.
Berdasarkan
sifat daya hantar listriknya larutan dapat dibedakan menjadi larutan yang dapat
menghantarkan listrik (elektrolit) dan larutan yang tidak dapat
menghantarkan listrik (non elektrolit). Semua zat yang larut dalam air
termasuk kedalam salah satu dari dua golongan berikut elektrolit dan
nonelektrolit.
Mari kita
pelajari lebih dalam mengenai larutan elektrolit dan Non Elektrolit
Elektrolit
merupakan suatu zat yang ketika dilarutkan dalam air akan menghasilkan larutan
yang dapat menghantarkan arus listrik. Suatu larutan dapat dikatakan sebagai
larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik. Mengapa zat
elektrolit dapat menghantarkan listrik? Ini erat kaitannya dengan ion-ion yang
dihasilkan oleh larutan elektrolit (baik positif maupun negative). Suatu zat
dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion yang bergerak
bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi
penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan
tersebut menghantarkan listrik.
Elektrolit
umumnya ada sebagai solusi dari asam, basa atau garam. Selain itu, beberapa gas
dapat bertindak sebagai elektrolit pada kondisi suhu tinggi atau tekanan
rendah. Larutan elektrolit juga dapat hasil dari pembubaran beberapa polimer
biologis (misalnya, DNA, polipeptida) dan sintetis (misalnya, sulfonat
polistirena), polielektrolit disebut, yang mengandung dibebankan kelompok
fungsional.
Larutan
elektrolit biasanya terbentuk ketika sebuah garam ditempatkan dalam pelarut
seperti air dan memisahkan komponen individu karena interaksi antara molekul
pelarut termodinamika dan zat terlarut, dalam proses yang disebut solvasi.
Misalnya, ketika garam meja, NaCl, ditempatkan dalam air, garam (solid) larut menjadi
elemen-elemen komponen, menurut reaksi disosiasi :
Persamaan ini
menyatakan bahwa semua natrium klorida yang masuk kedalam larutan akan menjadi
ion – ion Na+ dan Cl- , tidak ada satupun unit
NaCl yang tidak terdisosiasi dalam larutan (disosiasi adalah penguraian senyawa
menjadi kationdan anion).
Air merupakan pelarut yang sangat efektif untuk senywa senyawa ionic. Walaupun
air merupakan molekul yang bermuatan netral, namun memiliki ujung positif (atom
H) dan ujung negative (atom O), atau “kutub” positif dan negative, karena
itulah air sering di anggap pelarut (polar). Ketika senyawa ionic seperti
natrium klorida larut dalam air, jaringan tiga dimensi dari ion –ion
dalam padatan akan rusak, dan ion ion Na+ dan Cl- terpisahkan
satu sama lain. Dalam larutan, setiap ion Na+ di kelilingi oleh
sejumlah molekul air yang mengarahkan ujung negatife nya kearah kation. Hal
serupa terjadi pada ion Cl- di kelilingi oleh molekul air yang
ujung positifnya di arahkan pada anion. Proses dimana ion di kelilingi oleh
molekul air yang tersusun dalam keadaan tertentu di sebut hidrasi (hydration).
Tahukah
anda bagaimana Mekanisme Hantaran Listrik Melalui Larutan?
Teori Ion
Svante Arrhenius
Mengapa larutan
elektrolit dapat menghantarkan listrik, sedangkan larutan nonelektrolit tidak? dan ternyata, pertanyaan tersebut merupakan “pekerjaan
rumah” bagi para ahli sekitar abad 19. “Larutan elektrolit dapat
menghantarkan arus listrik karena mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas”.
Arrhenius menjelaskan bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan
listrik karena mengandung ion – ion yang dapat bergerak bebas. Ion ion
itulah yang dapat menghantarkan arus listrik melalui larutan tersebut.
Missal pada
larutan HCl (asam klorida) ; dalam larutan, HCl terurai menjadi ion H+ dan
ion Cl-. Reaksi ionisasi yang terjadi sebagai berikut :
HCl (aq) → H + (aq) +
Cl - (aq).
Ion ion H+ akan
bergerak menuju katode, mengambil electron dan berubah menjadi gas hydrogen
H+ (aq) +
2e- → H2 (g)
Sementara itu,
ion ion Cl- akan bergerak menuju anode, melepas electron,
dan berubah menjadi gas klorin
Cl (aq) → + Cl - (g) +
2e-
Jadi hantaran
listrik melalui larutn HCl terjadi karena ion ion H-mengambil
electron dari katode, sedangka ion ion Cl- melepas
electron di anode. Dengan demikian, dapat di jelaskan bahwa arus listrik dalam
larutan merupakan aliran muatan (aliran ion – ion).
BERBAGAI JENIS
LARUTAN ELEKTROLIT
Larutan
apa saja yang dapat menghantarkan listrik? Terdapat berbagai jenis larutan yang
bisa menghantarkan listrik. Pembagian zat tersebut adalah sebagai berikut:
1.
Berdasarkan jenis larutan
a.
Larutan asam (zat yang melepas ion H+ jika dilarutkan dalam
air), contohnya adalah:
1.
Asam
klorida/asam lambung : HCl
2.
Asam florida :
HF
3.
Asam sulfat/air
aki : H2SO4
4.
Asam
asetat/cuka : CH3COOH
5.
Asam sianida :
HCN
6.
Asam nitrat :
HNO3
7.
Asam posfat : H3PO4
8.
Asam
askorbat/Vit C
b.
Larutan basa (zat yang melepas ion OH- jika dilarutkan dalam
air), contohnya adalah:
1.
Natrium
hidroksida/soda kaustik : NaOH
2.
Calcium hidroksida
: Ca(OH)2
3.
Litium
hidroksida : LiOH
4.
Kalium
hidroksida : KOH
5.
Barium
hidroksida : Ba(OH)2
6.
Magnesium
hidroksida : Mg(OH)2
7.
Aluminium
hidroksida : Al(OH)3
8.
Besi (II)
hidroksida : Fe(OH)2
9.
Besi (III)
hidroksida : Fe(OH)3
10. Amonium hirdoksida : NH4OH
c.
Larutan garam (zat yang terbentuk dari reaksi antara asam dan basa), contohnya
adalah:
1.
Natrium
klorida/garam dapur : NaCl
2.
Ammonium
clorida : NH4Cl
3.
Ammonium sulfat
: (NH4)2SO4
4.
Calcium
diklorida : CaCl2
2. Berdasarkan
jenis ikatan:
a) Senyawa ion (senyawa
yang terbentuk melalui ikatan ion), contohnya adalah: NaCl, CaCl2,
AlCl3, MgF2, LiF (sebagian besar berasal dari garam)
b) Senyawa kovalen
polar (senyawa melalui ikatan kovalen yang bersifat polar/memiliki perbedaan
keelektronegatifan yang besar antar atom), contohnya adalah: HCl, NaOH, H2SO4,
H3PO4, HNO3, Ba(OH)2 (berasal
dari asam dan basa)
PEMBAGIAN
LARUTAN ELEKTROLIT
Terdapat dua
jenis larutan elektrolit, yaitu sebagai berikut :
1. Elektrolit
kuat, karakteristiknya adalah sebagai berikut :
a. Menghasilkan
banyak ion
b. Molekul netral
dalam larutan hanya sedikit/tidak ada sama sekali
c. Terionisasi sempurna, atau sebagian besar terionisasi sempurna
d. Jika dilakukan
uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan banyak, lampu menyala
e. Penghantar
listrik yang baik
f. Derajat ionisasi = 1, atau mendekati 1
g. Contohnya
adalah: asam kuat (HCl, H2SO4, H3PO4,
HNO3, HClO4); basa kuat (NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2,
LiOH), garam NaCl
2. Elektrolit
lemah, karakteristiknya adalah sebagai berikut:
a. Menghasilkan
sedikit ion
b. Molekul netral
dalam larutan banyak
c. Terionisasi hanya sebagian kecil
d. Jika dilakukan
uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan sedikit, lampu tidak
menyala
e. Penghantar
listrik yang buruk
f. Derajat ionisasi mendekati 0
g. Contohnya
adalah: asam lemah (cuka, asam askorbat, asam semut), basa lemah [Al(OH)3,
NH4OH, Mg(OH)2, Be(OH)2]; garam NH4CN
Secara garis
besar perbedaan antara elektrolit kuat dengan elektrolit lemah antara lain :
No
|
Larutan Elektrolit Kuat
|
Larutan Elektrolit Lemah
|
1.
|
a = 1
|
a = 0 <
a < 1
|
2.
|
Terionisasi
Sempurna
|
Terionisasi
Sebagian
|
3.
|
Daya
Hantar Listriknya Baik (Kuat)
|
Daya
hantar Listriknya Kurang Baik (Lemah)
|
4.
|
Jumlah Ion
nya banyak
|
Jumlah Ion
nya sedikit
|
5.
|
Jika di
tes dengan alat Elektrolit tester, maka akan menghasilkan Gelembung gas dan
lampu menyala dengan terang
|
Jika di
tes dengan alat Elektrolit tester, maka akan menghasilkan Gelembung gas
tetapi lampu redup/tidak menyala
|
. KEKUATAN LARUTAN ELEKTROLIT
Kekuatan
larutan elektrolit erat kaitannya dengan derajat ionisasi/disosiasi . Derajat
ionisasi/disosiasi adalah perbandingan antara jumlah ion yang dihasilkan dengan
jumlah zat mula-mula. Dapat dirumuskan sebagai berikut:
Derajat ionisasi memiliki rentang antara 0 sampai 1.
Jika derajat
ionsisasi suatu larutan mendekati 1 atau sama dengan 1, ini mengindikasikan
bahwa zat tersebut tergolong larutan elektrolit kuat. Artinya adalah sebagian
besar/semua zat tersebut terionisasi membentuk ion positif dan ion negative.
Hanya sebagian kecil/tidak ada zat tersebut dalam bentuk molekul netral.
Jika derajat
ionsisasi suatu larutan mendekati 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong
larutan elektrolit lemah. Artinya adalah hanya sebagian kecil zat tersebut yang
terionsisasi menghasilkan ion positif dan ion negative. Sisanya masih berupa
molekul netral.
Jika derajat
ionisasi suatu larutan sama dengan 0, ini mengindikasikan zat tersebut
tergolong larutan non elektrolit. Artinya adalah zat tersebut tidak mengalami
ionisasi/tidak menghasilkan ion positif dan ion negative, semuanya dalam bentuk
molekul netral. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar A : Pada larutan ini derajat ionisasinya =
1; artinya semua larutan membentuk ion-ion (positif dan negative),
tidak ada dalam bentuk molekul netralnya. Gelembung yang dihasilkan banyak dan
dapat menyalakan nyala lampu.
Gambar B : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati
1; artinya sebagian besar larutan terionisasi membentuk ion positif dan
ion negative, hanya sebagian kecil dalam bentuk molekul netralnya. Walaupun
masih terdapat molekul netral, gas yang terbentuk banyak (tapi tidak sebanyak
gambar A) dan dapat menyalakan lampu.
Gambar C : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati
0; artinya hanya sebagian kecil yang terionsisasi membentuk ion positif
dan ion negative. Sebagian besar terdapat dalam bentuk molekul netral.
Gelembung yang dihasilkan sedikit, dan lampu tidak menyala.
Gambar D : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 0; artinya
tidak ada zat yang terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, semua
zat masih dalam bentuk molekul netralnya. Tidak menghasilkan gelembung dan
lampu tidak menyala.
PENGERTIAN NON
ELEKTROLIT
Larutan non
elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik
atau atau semua zat bila dilarutkan dalam air tidak mengalami ionisasi dan
menghasilkan larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik serta dan
tidak menimbulkan gelembung gas (dalam eksperimen). Pada larutan non
elektrolit, molekul-molekulnya tidak terionisasi dalam larutan, sehingga tidak
ada ion yang bermuatanyang dapat menghantarkan arus listrik.
Adapun larutan
non elektrolit terdiri atas zat-zat non elektrolit yang tidak dilarutkan ke
dalam air tidak terurai menjadi ion ( tidak terionisasi ). Dalam larutan,
mereka tetap berupa molekul yang tidak bermuatan listrik. Itulah sebabnya
larutan non elektrolit tidak dapat menghantarkan listrik. Pembuktian sifat larutan
non elektrolit yang tidak dapat menghantarkan listrik ini dapat diperlihatkan
melalui eksperimen.
larutan non
elektrolit memiliki karakteristik sebagai berikut :
1.
Tidak
menghasilkan ion
2.
Semua dalam
bentuk molekul netral dalam larutannya
3.
Tidak terionisasi
4.
Jika dilakukan
uji daya hantar listrik: tidak menghasilkan gelembung, dan lampu tidak menyala
5.
Derajat
ionisasi = 0
6.
Contohnya
adalah larutan gula, larutan alcohol, bensin, larutan urea.
Beberapa contoh
larutan yang bersifat nonelekrolit diantaranya :
Larutan urea
(CO(NH2)2)
Larutan etanol
Larutan glukosa
(C6H12O6)
Larutan gula (C12H22O11)