Uji Elektrolit dan Penentuan Konduktivitas Larutan

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