KEGIATAN BELAJAR 2SIFAT KOLIGATIF LARUTAN ELEKTROLIT

Elektrolit ialah zat yang larutannya dalam air atau leburannya dapat menghantarkan aliran listrik. Larutan elektrolit juga menunjukkan sifat-sifat koligatif, tetapi lebih besar dari zat non elektrolit dengan konsentrasi yang sama. Dikatakan larutan elektrolit memiliki sifat-sifat koligatif yang abnormal. Untuk larutan encer, ternyata sifat koligatif larutan elektrolit dari:HCL,NH4Cl-2x lebih besarCaCl2,K2SO4-3x lebih besarK3Fe(CN)6, AlCl3-4x lebih besar

Daripda yang diperhitungkan menurut rumus untuk larutan non elektrolit, Vant Hoff menggunakan faktor i, untuk menyatakan hubungan sifat koligatif larutan elektrolit dan non elektrolit.

i=

Untuk penurunan titik beku :i= Tf=Penurunan titik beku larutan elektrolit dengan konsentrasi m(Tf)o=Penurunan titik beku larutan non elektrolit dengan konsentrasi m

(Tf)o=Kf. mTf=i. (Tf)o=Kf. m. i

Harga i harus ditetapkan secara eksperimen untuk tiap jenis elektrolit pada berbagai konsntrasi. Sekali I telah ditentukan maka I berlaku pula untuk sifat koligatif yang lain :

i = = =i = = Jadi, untuk larutan elektrolit encer berlaku :

Tf= i(Tf)o= Kf. m. iTb= i(Tb)o= Kb. m. IP= i(P)o= i. Po. N2= i()o= i. nRT/V

TEORI ARHENIUSBerdasarkan kenyataan bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik, menunjukkan sifat koligatif yang abnormal. Svante Arhenius (1887) memberikan teori ion atau disosiasi elektrolit yang isinya:a. Larutan elektrolit dalam air terurai menjadi partikel-partikel yang bermuatan listrik, yang disebut ion.b. Muatan dari masing-masing ion sama dengan valensinyac. Karena larutan sedikit netral, maka jumlah muatan positif dan negatif ion dalam larutan samad. Uraian elektrolit menjadi ion-ionnya tidak selalu sempurna.Uraian ion membentuk kesetimbangan dengan molekul-molekul yang tidak terurai.Aliran listrik adalah aliran elektron. Dalam konduktor elektronmik seperti logam-logam, aliran ini dibawa oleh elektron-elektron di dalam logam.Dalam koduktor elektronmik, aliran listrik ini dibawa oleh ion-ion dalam larutan, karena itu larytan elktrolit dapat menghantarkan arus listrik.Disosiasi parsial dalam elektrolit dapat untuk menerangkan sifat koligatif. Disosiasi elektrolit tergantung pada konsentrasi larutan, makin encer, makin besar disosiasinya dan mencapai maksimum pada pengenceran yang tak terhingga. Untuk larutan elektrolit berikut dengan konsentrasi rendah :

HCl H++Cl-i~2NaCl Na++Cl-CaCl2Ca2++2Cl-i~3K2SO42K++SO42-AlCl3Al3++3Cl-i~4K3Fe(CN)63K++Fe(CN)63-Bagian dari elktrolit yang terurai menjadi ion disebut dengan derajat disosiasi .=Besarnya derajat ionisasi dapat ditentukan dengan pengukuran sifat koligatif larutan yang bersangkutan.Untuk elektrolit:AxByAxByx A2++ y B2-m0 0m(1-)m m mt= m(1-) + x m + y m = m(1- + x + y )= m { 1+ ( x + y 1)} c + y = v= m{ 1 (v 1)}Tf=Kf. mtTf=Kf. m { 1 + ( v- 1) + }(v-1) + = i = ( i 1 )/ ( v 1 )Kamus diatas berlaku pula pada sifat-sifat koligatif yang lain, yang kenaikan titik didih, penurunan tekanan uap dan tekanan osmose.Berdasarkan penelitian tentang derajat ionisasi dan elektrolit-elektrolit, maka elektrolit dapat dibagi menjadi :a. Elektrolit kuat : elektrolit yang dalam air terurai sempurna seperti : garam-garam, sam-asam kuat : HNO3, HCl, HBr, HJ, H2SO4, HclO4 dan basa kuat, basa logam alkali dan alkali tanah.b. Elektrolit lemah : Elektrolit ysng dalam air terurai sebagian atau sangat sedikit seperti asam organik : H2CO3, H2SO4-, HCN, H3AsO4, H3BoO3, basa-basa NH4+,Zn2+ dan Pb2+c. Elektrolit yang terletak antara a dan b, seperti : o-klorobenzoat, o-nitrobenzoat, dinitrobenzoat, dan asamsianoasetat.Elektrolit Kuat juga dapat dibagi berdasarkan muatan ion yang terjadi : Elektrolit type 1 1 : menghasilkan ion dengan valensi 1 seperti HCl, NaCl, dan sebagainya Elektrolit type 2 2 : CaSO4, CuSO4 dan sebagainya Elektrolit 2 1 : CaCl2, Ba(NO3)2 dan sebagainya

Teori ion Arhenius dapat dipakai untuk menerangkan sifat koligatif larutan, daya hantar listrik dan kesetimbangan ion untuk elektrolit lemah. Derajat ionisasi yang diperoleh dari sifat koligaif dan dari daya hantar listrik, mempunyai harga sama.Untuk elektrolit kuat, teori disosiasi arhenius tidak berlaku. Hal ini disebabkan karena arhenius tidak memperhitungkan gaya tarik antar ion. Untuk elektrolit lemah, karena jumlah ion hanya sedikit dapat diabaikan dan ionisasi parsial tetap berlaku. Adanya disebabkan karena adanya gaya tarik antara ion tadi.Untuk elektrolit kuat, pengaruh antar ion elektrolit lebih kuat daripada disosiasi parsial. Untuk menyatakan pengaruh ini bjjerum menggunakan koefisien osmotik, g : yaitu perbandingan sfat koligatif terlihat dengan sifat koligatif bila ionisasinya sempurna.

G= = = = Atau g= 1/vUntuk disosiasi sempurna dan tanpa gaya tarik antar ion, g=1. Penyimpangan g dari satu, jadi (1-g) adalah ukuran disosiasi parsial, gaya tarik antar ion atau keduaya. Grafik pada gambar 8 menunjukkan hubungan antara (1-g) dan , konsentrasi ion-ion dalam larutan. Pada konsentrasi 0 tidak ada gaya tarik ion dalam larutan. Hingga g = 1 atau (1-g)=0 Karena gaya tarik antar ion dipengaruhi oleh muatan ion, maka untuk itu ion yang tinggi(1-g) juga besar.

Elektrolit kuat terurai sempurna menjadi ion-ion dapat dibuktikan dengan difraksi sinar x.TEORI GAYA TARIK ANTAR ION DEBYE-HUCKELPendekatan kualitatif tentang gaya tarik antar ion diberikan oleh P DEBYE-HUCKEL pada tahun 1923, dia menganggap bahwa elektrolit kuat dalam larutan dalam konsentrasi rendah terion sempurna.Pada temperatur tetap dan untuk pelarut tertentu, faktor temperatur dan tetapan dielektrikum tetap, hingga sfat elektrolit ditentukan oleh valensi ion dan konsentrasi ion. Hal ini berlaku untuk larutan encer . Pengaruh konsentrasi dan valensi ion terhadap gaya tarik antar ion dinyatakan sebagai kekuatan ion, yang didefenisikan sebagai berikut:

= (C1Z12 + C2Z22+.............................)

=

untuk KCL: C+ = C- = C. Z+ = Z- = 1

KCL = [Ci(1)2 + C (1)2 ]

KCL = C

untuk BaCl2 : C+ = C- = 2C Z+ = 2 Z- = 1

BaCl2 = [ C1(2)2 + 2 C (1)2 ]

KCl = 3 C

Menurut Debye-Huckel, (ionic streght) mempunyai hubungan dengan koefisien osmotil berdasarkan persamaan :

(1-g) = (tetapan) (Z+ Z-) Atau(1-g) = (tetapan) (Z+ Z-)

Besarnya tetapan tersebut tergantung tetapan dielektrikum medium dan temperatur untuk larutan encer da air pada 0C :

Untuk larutan encer pada 0C :(1-g) = 0,246 (Z+ Z-) (1-g) = (0,373) (Z+ Z-) Grafik 9 menunjukkan hubungan antara 1-g dengan grafik baik secara teori maupun eksperimen dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :a. grafik (1-g) juga ditentukan oleh valensi ionb. hasil eksperimen sesuai teori pada konsentrasi rendah

Dari hal diatas dapat diambil kesimpulan bahwa :c. Untuk elektrolit lemah berlaku teori Arheniusd. Untuk elektrolit kuat berlaku teori Debye- Huckele. Teori Debye-Huckel hanya berlaku untuk larutan-larutan encer karena larutan pekat masih harus diperhitungkan interaksi ion-ion yang berasosiasi, perubahan sifat pelarut karena adanya partikel-partikel yang bermuatan.

RANGKUMANElektrolit ialah zat yang larutannya atau leburannya dapat menhantarkan aliran listrik. Larutan elektrolit menunjukkan sifat-sifat koligatif yang lebih besar dari non elektrolit. Larutan elektrolit dapat mengantarkan listrik dan menunjukkan sifat koligatif yang abnormal.Derajad disosiasi elektrolit terbagi tiga :1. elektrolit kuat yaitu elektrolit yang dalam air terurai sempurna2. elektrolit lemah yaitu elektrolit yang dalam air terurai sangat sedikit3. elektrolit antara 1 dan 2

SOAL TES FORMATIF1.Tuliskan rumus Debye-Huckel tentang koefisien aktivitas rata-rata2. Tuliskan koefisien aktivitas rata-rata larutan pada Cl 0,01 pada temperatur 25 C !3. Tuliskan koefisien aktivitas rata-rata larutan pada CaCl2 0,002 pada temperatur 25 C !

CARA PENILAIAN1. Diskusi dan tanya jawab (50%)2. Tes Formatif (50%)