Download - Konduktivitas Air
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
1/32
Mengapa air konduktivitasnya
tinggi ?
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
2/32
Konduktivitas Elektrolit,
Konduktivitas Ekuivalen ,
Konduktivitas Molar , Ionisasi
Elektrolit dan Mobilitas Ion
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
3/32
Larutan Elektrolit
Larutan Elektrolit : Suatu senyawa yang bila
dilarutkan dalam pelarut (misalnya air ) akanmenghasilkan larutan yang dapat menghantarkan
arus listrik
Larutan Elektrolit : Larutan Elektrolit Kuat & Larutan
Elektrolit Lemah Suatu Elektrolit dapat berupa asam , basa atau
garam
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
4/32
Larutan Elektrolit
Larutan Elektrolit Kuat: Larutan yang terdiri dari
padatan ion dan asam kuat dan zat-zat tersebutterionisasi sempurna
Larutan Elektrolit Kuat dapat menghantarkan arus
listrik dengan baik
Larutan Elektrolit Lemah: Larutan yang terdiri dari zatzat tidak terionisasi sempurna . Contohnya asam
asam Brnsted lemah.
Larutan Elektrolit Lemah kurang baik dalam
menghantarkan listrik
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
5/32
Konduktivitas Elektrolit
Aliran arus melalui penghantar ionik (larutan
elektrolit) mengikuti Hukum Ohm:
R
VI (1)
Jika penghantar mempunyai luas penampang (yang
seragam) = a,dan panjang = l , tahanan R
berbanding lurus dengan tahanan jenis penghantar(ohm.cmatau ohm.m)sesuai dengan persamaan
berikut:a
lR
(2)
Tahanan elektrolit dalam sel elektrolisis berbanding
lurus dengan jarak antar elektroda.
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
6/32
Konduktivitas Elektrolit
Hukum Ohm untuk penghantar ionik (larutanelektrolit) seringkali dirumuskan sebagai berikut:
CVI (3)
R
C1
(4)
Cdidefiniskan sebagai Konduktans idengan satuan
ohm-1 atau Siemens (S)
Kondu kt iv i tas jenis (ohm-1cm-1)
didefinisikansebagai kebalikan tahanan jenis
1
(5)
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
7/32
Dari persamaan (2),
a
lR
l
Ra
jadi:Ra
l
Konduktivitas Elektrolit
Sebelumnya telah didefinisikan:
CR
1
a
lCjadi:
(6)
(7)
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
8/32
Perumusan lain hukum Ohm untuk larutan elektrolitadalah sebagai berikut:
l
V
a
I
(8)
Konduktivitas Elektrolit
Cek Persamaan (8):
R
VI
a
lR
l
Va
I l
V
a
I
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
9/32
Karena
1maka
l
V
a
I Pers (8)
I/a= rapat arus dan sesuai dengan Persamaan (8)
rapat arus berbanding lurus dengan tegangan dankonduktivitas jenis persatuan panjang konduktor
Konduktivitas jenis,
-logam: 105 ohm-1cm-1-Air: 10-7 ohm-1cm-1
-Larutan aqueous: 10-1- 10-2 ohm-1cm-1
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
10/32
Konduktivitas Kation Anion (25 0C)
Kation 0+/(10-4 Sm2mol) Anion 0-/(10-4Sm2mol)
H3O+
Ci+
Na+
K+
NH4+
Ag+
Mg2+
Ca2+
Ba2+
Pb2+
Fe3+Ca3+
349,8
38,7
50,1
73,5
73,461,9
106,2
119,0
127,3
139,0
204,0209,1
OH-
Cl-
Br-
I-
NO3-
ClO4
-
OAc-
SO42-
CO32-
C2O4-
Fe(CN)64-
198,3
76,3
78,4
76,8
71,468,0
40,9
160,0
138,6
148,0
442,0
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
11/32
Perbedaan harga konduktivitas di atas disebabkan
terutama karena perbedaan :
- ukuran ion
- derajat hidrasi
Daya hantar molar ion atau konduktivitas antar ion adalah
ukuran dari mobilitas suatu ion di bawah pengaruh
kekuatan medan listrik dan juga ukuran kemampuanpenghantar arus.
106,7118,5
123,7
126,4 (0)
/ 10-4 Sm2 mol-10,1
0,01
0,001
pengenceran tidak terhingga
c Na Cl / (mol L-1)
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
12/32
Untuk elektrolit kuat :
- Hubungan dan c : linier- Harga , relatif tinggi.- Ekstrapolasi dari garis linier menghasilkan harga 0Untuk elektrolit lemah :
- Hubungan dan c : nonlinier- Penentuan 0, secara langsung, sukar.- Harga , relatif rendah.Perubahan harga karena pengenceran cukupbesar.
Dari harga , dapat diperkirakan larutan adalahelektrolit kuat atau lemah
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
13/32
Konduktivitas larutan bergantung pada jumlah ion
yang ada
Konduktivitas Molar ( ) merupakan konduktivitas
per satuan konsentrasi molar elektrolit yang
ditambahkan . Konduktivitas Molar dinyatakan dalam
S Cm-1 mol-1
Konduktivitas Elektrolit
M
c
kM
Keterangan : = Konduktivitas Molark = konduktivitas
c = Konsentrasi Molar
M
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
14/32
20
40
0,02 0,04 0,06
60
0,08 0,10
80
100
120
140(a) KCl
(b) CH3COOH
M /S Cm-1 mol-1
c / MGrafik :ketergantingan konduktivitas molar pada konsentrasi (a)
Umumnya Elektrolit Kuat dan (b) Umumnya elektrolit lemah
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
15/32
Konduktivitas jenis elektrolit seringkali ditentukan dan
dinyatakan per satuan konsentrasi ion
Untuk membandingkan konduktivitas elektrolit yang
berbeda tanpa terpengaruh oleh konsentrasinya
digunakan besaran KONDUKTIVITAS EKUIVALEN
didefinisikan sebagai konduktivitas elektrolit yangmempunyai volume tertentu yang mengandung 1
gram-ekivalen spesi konduktif
Konduktivitas Ekuivalen ()
Untuk larutan yang mempunyai konsentrasi c gram-ekivalen/liter dan konduktivitas dalam ohm-1cm-1dalam ohm-1cm2ek-1dapat dirumuskan sbb:
c
1000
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
16/32
Tabel Hubungan antara mol dan gram ekuivalen
Konduktivitas Ekuivalen ()Molekul
Terlarut
1 mol
(gram)
1 gram
ekuivalen
(gram)
Ion 1 mol
(gram)
1 gram
ekuivalen
(gram)
HClAlCl3
Al2(SO4)3
36,46133,33
342,14
36,4644,44
57,01
H3O+Al3+
Cl-
SO42-
19,0326,98
35,45
96,06
19,038,99
35,45
48,03
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
17/32
Konduktivitas ekuivalen sebuah garam = jumlah
konduktivitas ion-ionnya ( dan ) padapengenceran tak terhingga ( = =konduktivitas
ekuivalen limit)
Konduktivitas Ekuivalen ()0
000
Persamaan diatas diperkenalkan oleh Kohlrausch = Persamaan
Kohlrausch
0
0
Untuk larutan encer, Kohlrausch menentukan bahwa
pasangan elektrolit dengan anion sejenis terdapat
perbedaan jumlah harga daya hantar molar elektrolit pada
pengenceran tak terhingga (~) yang relatif sama yaitu :
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
18/32
Konduktivitas Ekivalen ()Pada suhu 250C dengan satuan Konduktivitas
Ekuivalen / (10-4S m2mol-1)
KCl = 149,8 KNO3 = 145,5
NaCl = 128,1 NaNO3 = 123,0
21,7 22,5
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
19/32
Teori Ionisasi Arrhenius
- Dalam larutan non-elektrolit dipelajari sifat koligatif
larutan , larutan yang memiliki jumlah molal sama akanmenghasilkan titik beku yang sama . Hal tersebut tidak
berlaku pada larutan elektrolit
-Penyimpangan
Sifat Koligatif Zat Terlarut
, Tekanan Osmotik
Konsentrasi = 0,01 molar
Non-elektrolit Elektrolit
C12H22O11 KCl BaCl2
teoritis (0o C)
hasil pengukuran (0o C)
0,224 atm 0,224 atm 0,224 atm
0,224 atm 0,435 atm 0,610 atm
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
20/32
Teori Ionisasi Arrhenius
- Pokok Pokok teori Arrhenius untuk sifat larutan elektrolit
sebagai berikut
1. Molekul elektrolit pd larutan dgn pelarut air akan
berdisosiasi mjd 2 partikel atau lebih yg dikenal dengan
ion
2 . Ion ion bermuatan listrik ( positif dan negatif) .
Muatan muatan inilah yang menyebabkan arus listrik
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
21/32
Teori Ionisasi Arrhenius
Penentuan tetapan Ionisasi elektrolit lemah
Rasio daya hantar molar ion pada konsentrasi tertentudengan daya hantar molar ion pada pengenceran tak
terhingga memberikan/menunjukkan harga tetapan
ionisasi suatu elektrolit lemah.
o
= = derajat/ tetapan ionisasi
Ka = = = V1
2
1
2
C
0
2
0
1
C
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
22/32
Mobilitas Ion
- Mobilitas suatu ion didefinisikan sebagai laju (dalam cm/
detik) gerakan suatu ion melalui suatu medan dengan
gradien potensial 1 volt/cm
- Kecepatan sebenarnya dari ion adalah tergantung pada- potensial () dan jarak elektrode ( ).
- Dengan perkataan lain kecepatan ( ) bergantungkepada :
Bila medan listrik = E = = 1 V m-1 dan
Kecepatan ion = 1 m s 1
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
23/32
Mobilitas Ion
Maka disebut : Mobilitas IonHarga limit kemobilan ion, dapat dihubungkandengan daya hantar molar ion atau konduktivitasmolar ion .
A
(+)D
(-)
- Larutan Elektrolit
- Daya Hantar Jenis
- Beda Potensial
- Tahanan
- Luas Permukaan
Elektroda
- Jarak Elektroda
: c mol: S m-1
: volt
: R ohm: A m2
: m
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
24/32
Mobilitas Ion
A
(+)D
(-)
Medan Listrik = = E V m-1
Jumlah muatan listrik yang melalui penampang D, dalamwaktu t s dapat dihitung dengan Hukum Ohm.
Q = I t = E A t c ( 0+ + 0-).................(1)
E t0
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
25/32
Mobilitas Ion
Dalam ruangan itu jumlah anion ialah : E t A c
Analog kation ialah : E t A cJadi jumlah muatan listrik yang mengalir melaluipenampang D :
I t = ( + ) E t c A F ...........(2)
F tetapan Faraday
(2) : (1) ( + ) F = ( + )
= F
= F
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
26/32
20,5
8,27
7,91
7,40
OH-
SO4-
Cl-
NO3-
36,2
7,61
6,60
5,194,01
7,61
H3O+
K+
Ba2+
Na+
Li+
NH4+
+
x 106 /(m s-1)Anion
+
x 106 /(m s-1)Kation
Mobilitas Ion
Tabel berikut merupakan harga dari masing masing
mobilitas ion ( kation dan anion) pada (25 oC)
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
27/32
Konduktivitas Air
-Air bersifat menghantarkan listrik
-Air murni terdapat Ion Ion diantaranya H3O+ dan OH-
-Menurut teori Brnsted-Lowry air bersifat amfoterik
sehingga molekul air dapat menerima dan memberikan
proton
-Konduktivitas air tergolong tinggi , Mengapa ?
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
28/32
-H
. .
: O :
. .
H
. .
H : O :
. .
H
. .
: O : H
. .
-
H. .
: O :
. .
+
H
. .
H : O : H
. .
H
. .: O : H
. .
H
. .H : O :
. .
+
H
. .
H : O : H. .+
+
a. Ion hidrogen sebagai hidronium H3O+ sanggup
mengirimkan proton pada sebuah molekul H2O disebelahnya .
Mengapa harga kemobilan ion-ion H3O+ dan OH- relatif lebih
besar dari ion-ion lain?
+
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
29/32
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
30/32
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
31/32
+
+
-
7/22/2019 Konduktivitas Air
32/32
End Of Slide Show Click To Exit