Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit

  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^- → H_2 (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)