Uji Elektrolit dan Penentuan Konduktivitas Larutan
I. TUJUAN PERCOBAAN
1.1 Untuk membedakan larutan elektrolit dan non elektrolit
1.2 Untuk mengetahui pengaruh variasi konsentrasi larutan
terhadap daya hantar listrik suatu larutan (konduktivitas larutan)
II. DASAR TEORI
2.1 Larutan elektrolit
Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan
arus listrik dengan memberikan gejala berupa menyalanya lampu pada alat uji
atau timbulnya gelembung gas dalam larutan. Larutan yang menunjukkan
gejala-gejala tersebut pada pengujian tergolong ke dalam larutan elektrolit.
Larutan elektrolit terbagi menjadi tiga:
1. Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang banyak
menghasilkan ion-ion karena terurai sempurna, maka harga derajat ionisasi = 1.
Banyak sedikit elektrolit menjadi ion dinyatakan dalam derajat ionisasi yaitu
perbandingan jumlah zat yang menjadi ion dengan jumlah zat yang dihantarkan.
2. Larutan elektrolit lemah
Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang daya hantar
listriknya lemah dengan harga derajat ionisasi sebesar 0 < ά > 1. Larutan elektrolit lemah
mengandung zat yang hanya sebagian kecil menjadi ion-ion ketika larut dalam
air.
3. Larutan
non elektrolit
Larutan
non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik
dengan memberikan gejala berupa tidak ada gelembung dalam larutan atau lampu
tidak menyala pada alat uji. Larutan yang menunjukkan gejala-gejala tersebut
pada pengujian tergolong ke dalam larutan non elektrolit.
2.2 Konduktivitas
Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu
larutan dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik merupakan kebalikan
dari hambatan listrik (R). R = p l/A
Suatu hambatan dinyatakan dalam ohm (Ω), p adalah tahanan spesifik atau resistivitas dalam ohm cm (satuan
SI, ohm cm), l adalah panjang dalam cm, dan A luas penampang lintang dalam cm2.
Oleh karena itu daya hantar listrik dinyatakan, K = 1/p
Daya hantar listrik disebut Konduktivitas. Satuannya
disingkat ohm-1cm-1. Konduktivitas digunakan untuk pengukuran larutan/cairan
elektrolit. Konsentrasi elektrolit sangat menentukan besarnya konduktivitas.
Energi listrik dapat ditransfer melalui materi berupa
hantaran yang bermuatan listrik yang berwujud arus listrik. Ini berarti bahwa
harus terdapat pembawa muatan listrik di dalam materi serta adanya gaya yang
menggerakkan pembawa muatan tersebut.
Perpindahan muatan listrik dapat terjadi bila terdapat beda
potensial antara satu tempat terhadap yang lain, dan arus listrik akan mengalir
dari tempat yang memiliki potensial tinggi ke tempat potensial rendah. Didalam
suatu larutan, terjadinya arus listrik dikarenakan adanya ion yang bergerak.
Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan ion adalah:
Berat dan muatan ion, Adanya hidrasi orientasi, atmosfer pelarut, gaya tarik
antar ion, temperatur, viskositas. Jika larutan diencerkan maka untuk
elektrolit lemah alpanya semakin besar dan untuk elektrolit kuat gaya tarik
antar ion semakin kecil. Pada pengenceran tidak terhingga, daya hantar ekivalen
elektrolit hanya tergantung pada jenis ionnya. Masing-masing ion mempunyai daya
hantar ekivalen yang tergantung pada jumlah ion yang ada.
2.3 Konduktivitas larutan
Alat uji konduktivitas (konduktometer) yang digunakan dalam
percobaan ini ialah Crison GLP 31 dengan tipe sel 5070. Komponennya terdiri
dari:
1. Connector: telephonic (8c)
Berfungsi untuk menghubungkan connector dengan alat
konduktometer.
2. Fixed cable (standard 1m)
Kabel sepanjang 1 meter yang berfungsi menghubungkan
connector dengan platinum elektroda.
3. Glass body
Badan kaca elektroda sering digunakan dalam penggunaan
laboratorium untuk larutan yang mengandung protein dan organik atau pelarut
yang bisa merusak polimer. Badan kaca berfungsi sebagai tempat platinum
elektroda diletakkan.
4. Air outlet holes
Merupakan jalan masuk dan keluarnya udara pada badan kaca.
Fungsinya agar sirkulasi udara dapat berjalan secara terus menerus, tidak
berhenti atau membalik lagi, intinya harus mengalir.
5. Platinum electrodes
Merupakan elektroda berupa logam yang dilapisi logam platina
untuk menambah efektivitas permukaan elektroda. Fungsinya sebagai alat yang
dicelupkan pada larutan untuk menentukan nilai konduktivitasnya.
6. Pt 1000 temperature sensor
Alat yang sering digunakan dalam industri memiliki nilai
resistansi 1000 ohm pada 0°C disebut Pt1000 sensor ('Pt' adalah simbol untuk
platina). Fungsinya sebagai sensor pembaca suhu pada larutan yang diuji.
III. ALAT DAN BAHAN
3.1 Alat
3.1.1 Labu ukur 100 ml 3 buah
3.1.2 Gelas kimia 100 ml 5 buah
3.1.3 Batang pengaduk 1 buah
3.1.4 Baterai 2 buah
3.1.5 Kabel 1 M 1 buah
3.1.6 Lampu 1 buah
3.1.7 Paku 2 buah
3.1.8 Selotip 1 buah
3.1.9 Corong 1 buah
3.1.10 Spatula 1 buah
3.1.11 Pipet volume 25 ml dan 10 ml 1 buah
3.1.12 Alat konduktivitas
3.2 Bahan
3.2.1 Gula (C6H12O6)
3.2.2 Garam (NaCl)
3.2.3 Deterjen
3.2.4 Cuka
3.2.5 Alkohol
3.2.6 Aquades
IV. PROSEDUR KERJA
4.1 Pembuatan alat uji elektrolit larutan
1. Disusun 2 buah baterai dengan posisi horizontal dengan
ketentuan (+) berada disebelah
kanan dan (-) berada disebelah kiri. Diberi tempat khusus agar baterai tidak
bergeser.
2. Dipasang
kabel 15 cm pada ujung baterai yang kutub (+) menggunakan selotip.
3. Dipasang
ujung lain, pasang lampu led pada kutub (+) lampu.
4. Diambil
kabel kedua yang panjangnya 15 cm dan pasangkan pada kutub (-) lampu.
5. Diujung
kabel kedua, dihubungkan elektroda paku dengan menggunakan selotip.
6. Diambil
kabel ketiga yang panjangnya 30 cm dan pasang pada kutub (-) baterai.
7. Diujung
ketiga, dihubungkan elektroda paku satunya dengan selotip.
4.2 Uji
elektrolit larutan
1. Dibuat
larutan NaCl dengan konsentrasi 2M, 100 ml
2. Dibuat
larutan gula (C6H12O6) 0,5 M sebanyak 100 ml
3. Dibuat
larutan alkohol 50% sebanyak 100 ml
4.
Dimasukkan cuka makan sebanyak 100 ml kedalam gelas
5.
Dilarutkan 2,5 sendok spatula deterjen dalam 100 ml air.
6. Diuji
masing-masing larutan.
7. Diamati
dan dicatat perubahan yang terjadi.
4.3 Uji
konduktivitas larutan
1. Diukur
larutan standar yang sudah diketahui nilai konduktivitasnya.
2. Dibuat
larutan NaCl konsentrasi 2M, sebanyak 100 ml.
3.
Diencerkan larutan menjadi 1M sebanyak 100 ml.
4.
Diencerkan larutan 1M menjadi 0,1M, 0,01M, 0,001M sebanyak 100 ml.
5.
Dipastikan skala konduktivitas meter terbaca,dan elektroda tercelup sempurna
pada larutan yang diukur konsentrasinya.
6. Diukur
daya hantar listrik larutan dengan konduktometer dari konsentrasi rendah ke
konsentrasi tinggi.
7. Diulang
secara berurutan (2 kali).
V. DATA PERCOBAAN DAN PERHITUNGAN
5.1 Tabel pengamatan uji elektrolit
No.
|
Nama larutan
|
lampu
|
gelembung
|
Jenis Elektrolit
|
ada
|
tidak
|
ada
|
tidak
|
1
|
NaCl
|
v
|
|
v
|
|
Elektrolit kuat
|
2
|
Cuka
|
|
v
|
v
|
|
Elektrolit lemah
|
3
|
Sabun
|
|
v
|
v
|
|
Elektrolit lemah
|
4
|
Gula
|
|
v
|
|
v
|
non elektrolit
|
5
|
Alkohol
|
|
v
|
|
v
|
non elektrolit
|
5.2 Tabel konduktivitas
Konduktivitas
larutan
|
Nilai konduktivitas
|
Rata-rata
|
Satuan S/cm
|
1
|
2
|
2 M
|
102,1 ms/cm
|
102,2 ms/cm
|
102,15 ms/cm
|
0,102
|
1 M
|
31,4 ms/cm
|
31,5 ms/cm
|
31,45 ms/cm
|
0,031
|
0,1 M
|
3,69 ms/cm
|
3,71 ms/cm
|
3,7 ms/cm
|
0,0037
|
0,01 M
|
440 μs/cm
|
442 μs/cm
|
441μs/cm
|
0,00044
|
0,001 M
|
94,1 μs/cm
|
93,1 μs/cm
|
93,6 μs/cm
|
0,000094
|
5.3 Perhitungan
Diketahui: Mr NaCl = 58,5 gr/mol
Mr
C6H12O6 = 180 gr/mol
Penyelesaian:
a. Larutan NaCl 2 M, 100 ml
M = gr/Mr X 1000/V
2 M = gr/58,5 gr/mol X 1000/100 ml
gr = 117/10 = 11,7
gr
b. Larutan C6H12O6 0,5 M 100 ml
M = gr/Mr X
1000/V
0,5 M = gr/180 gr/mol X 1000/100 ml
gr = 90/10 = 9
gr
c. Pengenceran larutan NaCl 2M menjadi 1M sebanyak 100 ml
Diketahui: M1= 2M, M2=1M, V2=100 ml
Rumus pengenceran: M1.V1 = M2.V2
2M.V1
= 1M.100 ml
V1 = 100 ml.M/2M = 50 ml
d. Pengenceran larutan NaCl 1M menjadi 0,1M sebanyak 100 ml
Diketahui: M1= 1M, M2=0,1M, V2=100 ml
Rumus pengenceran: M1.V1 = M2.V2
1M.V1
= 0,1M.100 ml
V1 = 10 ml.M/1M = 10 ml
c. Pengenceran larutan NaCl 0,1M menjadi 0,01M sebanyak 100
ml
Diketahui: M1= 0,1M, M2=0,01M, V2=100 ml
Rumus pengenceran: M1.V1 = M2.V2
0,1M.V1
= 0,01M.100 ml
V1 = 1 ml.M/0,1M = 10 ml
c. Pengenceran larutan NaCl 0,01M menjadi 0,001M sebanyak
100 ml
Diketahui: M1= 0,01M, M2=0,001M, V2=100 ml
Rumus pengenceran: M1.V1 = M2.V2
0,01M.V1 =
0,001M.100 ml
V1 = 0,1
ml.M/0,01M = 10 ml
VI. PEMBAHASAN
Pada percobaan kali ini dilakukan uji elektrolit dan
penentuan konduktivitas berbagai macam larutan pada konsentrasi yang
berbeda-beda. Pertama-tama, membuat alat uji elektrolit sederhana dari baterai
dan kabel. Setelah alat uji elektrolit dirangkai dan berbagai konsentrasi
larutan diencerkan, jenis elektrolit larutan dapat diuji dengan alat tersebut.
Ketika elektroda paku dimasukkan ke dalam larutan garam,
terjadi perubahan yaitu lampu led menyala dan adanya gelembung dalam gelas. Hal
ini disebabkan karena garam (NaCl) terdiri dari Na+ yang mengalami penurunan
elektron sehingga akan menghasilkan endapan hitam pada paku dan Cl- yang
mengambil elektron, ionnya berubah menjadi gas di kutub (-) paku. Maka, larutan
garam termasuk elektrolit kuat.
Cuka yang memiliki rumus kimia CH3COOH, ketika diuji akan
terurai menjadi CH3COO- + H+ dan kembali menjadi CH3COOH (mengalami proses
kesetimbangan) sehingga gelembung yang dihasilkan sedikit dan lampu tidak
menyala maka termasuk elektrolit lemah.
Sabun terdiri dari lemak dan basa yang diujungnya terdapat
rantai COOH. Reaksi antara RCOOH dan NaOH menghasilkan RCOONA (sabun). Reaksi
yang terjadi adalah bolak balik sehingga terdapat gelembung namun lampu tidak
menyala maka sabun termasuk larutan elektrolit lemah.
Gula dengan rumus C6H12O6 tidak berikatan ion tetapi
berikatan kovalen sehingga tidak akan menghasilkan ion. Maka tidak akan
menghantarkan arus listrik untuk membuat lampu menyala dan tidak akan ada
gelembung. Jadi, larutan gula termasuk kedalam larutan non elektrolit.
Ketika menguji alkohol, lampu led tidak menyala dan
gelembung tidak ada. Alkohol yang diujungnya terdapat rantai OH, merupakan basa
lemah yang mengalami proses kesetimbangan. Karena sangat lemah daripada air,
membuatnya mengandung sangat sedikit ion sehingga termasuk larutan non
elektrolit.
Setelah semua larutan diuji jenis elektrolitnya, larutan
NaCl 2M diencerkan menjadi beberapa konsentrasi yang berbeda yaitu 1M, 0,1M,
0,01M dan 0,001M. Larutan NaCl dipilih karena termasuk elektrolit kuat yang
mempunyai daya hantar listrik yang relatif baik walaupun memiliki konsentrasi
yang kecil.
Larutan yang telah siap kemudian dicelupkan elektroda untuk
diuji nilai konduktivitasnya dan pastikan
skala konduktivitas meter dapat terbaca. Pengukuran dilakukan dari konsentrasi
rendah ke konsentrasi tinggi untuk mencegah banyaknya ion-ion yang menempel
pada logam konduktometer. Sehingga terkontaminasinya ion-ion pada larutan lain
juga semakin kecil.
Konsentrasi elektrolit sangat menentukan besarnya
konduktivitas. Hal ini ditunjukkan dari semakin kecil konsentrasi larutan maka
akan semakin kecil nilai konduktivitas larutannya. Hubungan antara
konduktivitas dan konsentrasi dapat digambarkan pada grafik berikut:
VI. KESIMPULAN
Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa:
1. Larutan yang termasuk elektrolit kuat adalah NaCl,
larutan yang termasuk elektrolit lemah adalah cuka dan sabun sedangkan larutan
yang termasuk non elektrolit adalah gula dan alkohol.
2. Konsentrasi larutan dapat mempengaruhi konduktivitas
larutan. Jika suatu larutan diencerkan maka nilai konduktivitas larutannya akan
semakin berkurang.
VII. DAFTAR PUSTAKA
Crison Instruments. 2010. EC-Meter GLP 31. (Online). Diakses 20 Oktober 2015.(http://www.lambda-elan.hu/WEBSET_DOWNLOAD/613/Crison%20azstali%20vezet%20C5%2091k%20C3%20a9G%20M%20c3%20A9r%20C5%2091%20cOND%20glp%2031.pdf)
Tim Penyusun. 2014. Modul Praktikum Kimia Analisa Instrumen. Samarinda: POLNES
Yana, Yuli. 2015. Uji Elektrolit dan Penentuaan Konduktivitas Larutan. Tana Paser: PDD AK Paser