Konduktansi dan Konduktivitas

Oleh Risa Hashimoto

Larutan berdasarkan daya hantar listrik

No. Elektrolit Kuat Elektrolit Lemah1 Dalam larutan

terionisasi sempurnaDalam larutan terionisasi sebagian

2 Jumlah ion dalam larutan sangat banyak

Jumlah ion dalam larutan sedikit

3 Menunjukkan daya hantar listrikyang kuat

Menunjukkan daya hantar listrik yang lemah

4 Derajat ionisasi mendekati 1(α=1)

Derajat ionisasi kurang dari 1 (α < 1)

Larutan non-elektrolit :tidak dapat menghantarkan arus listrik karena zat nonelektrolit dalam larutannya tidak terurai menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam bentuk molekul yang tidak bermuatan listrik.

Konduktivitas Elektrolit

• Sebagaimana dalam penghantar elektronik (logam, semikonduktor), 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.cm atau ohm.m) sesuai dengan persamaan berikut:

a

lR (2)

Tahanan elektrolit dalam sel elektrolisis berbanding lurus dengan jarak antar elektroda.

Konduktivitas Elektrolit

• Hukum Ohm untuk penghantar ionik (larutan elektrolit) seringkali dirumuskan sebagai berikut:

CVI (3)

RC

1dimana (4)

C atau G didefiniskan sebagai KONDUKTANSI dengan satuan ohm-1 atau Siemens (S)

• Konduktivitas jenis (ohm-1cm-1) didefinisikan sebagai kebalikan tahanan jenis

1

(5)

Dari persamaan (2),

a

lR

l

Ra

jadi: Ra

l

Konduktivitas Elektrolit

• Sebelumnya telah didefinisikan:

CR

1

a

lCjadi:

(6)

(7)

• Perumusan lain hukum Ohm untuk larutan elektrolit adalah sebagai berikut:

l

V

a

I (8)

Konduktivitas Elektrolit

• Cek Persamaan (8):

R

VI

a

lR

l

VaI

l

V

a

I

Karena

1

maka

l

V

a

I ……Pers (8)

I/a = rapat arus dan sesuai dengan Persamaan (8) rapat arus berbanding lurus dengan tegangan dan konduktivitas 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

Konduktansi

• Konduktivitas jenis elektrolit seringkali ditentukan dan dinyatakan per satuan konsentrasi ion

• Untuk membandingkan konduktivitas elektrolit yang berbeda tanpa terpengaruh oleh konsentrasinya digunakan besaran KONDUKTIVITAS EKIVALEN

didefinisikan sebagai konduktivitas elektrolit yang mempunyai volume tertentu yang mengandung 1 gram-ekivalen spesi konduktif

Konduktivitas Ekivalen ()

• Untuk larutan yang mempunyai konsentrasi c gram-ekivalen/liter dan konduktivitas dalam ohm-1cm-1 in ohm-1cm2ek-1 dapat dirumuskan sbb:

c

1000(9)

atauc

k

• Konduktivitas ekivalen sebuah garam = jumlah konduktivitas ion-ionnya ( dan ) pada pengenceran tak terhingga ( = o = konduktivitas ekivalen limit)

Migrasi Ion dan Bilangan Transport

o

ooo (10)

Persamaan 10 diperkenalkan oleh Kohlrausch = Persamaan Kohlrausch

• Kombinasi dan modifikasi Persamaan (1), Persamaan (9), dan Persamaan (10) menghasilkan hubungan:

al

Vcal

VcI

10001000 (11)

o

ck

Aliran arus dapat melalui kontribusi (dibawa oleh) kation dan/atau anion, oleh karenanya:

al

VcI

1000

al

VcI

1000

(12)

(13)

“Bilangan transport“ (transport number) didefinisikan sebagai fraksi arus yang dibawa oleh ion tertentu

I

It

I

It

(14)

(15)