Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit

A.  PENGERTIAN LARUTAN

Suatu campuran terdiri dari dua komponen utama, yaitu zat terlarut dan zat pelarut. Jika dari contoh di atas zat terlarutnya adalah, gula, garam, teh, dan kopi; sedangkan zat pelarutnya adalah air. 

Suatu zat dikatakan larutan jika campuran antara zat terlarut dan pelarutnya bersifat homogen. Artinya tidak terdapat batas antar komponennya, sehingga tidak dapat dibedakan lagi antara zat pelarut (air) dan terlarutnya. Beda halnya dengan air kopi, masih terdapat perbedaan antara keduanya, walaupun secara kasat mata, airnya sudah berubah warna menjadi hitam. Hal ini juga berlaku untuk campuran antara pasir dan air.

B.   PENGERTIAN LARUTAN ELEKTROLIT

Suatu larutan dapat dikatakan sebagai larutan elektrolit jika zat tersebut mampu menghantarkan listrik. Suatu zat dapat menghantarkan listrik karena zat tersebut memiliki ion-ion yang bergerak bebas di dalam larutan tersebut. ion-ion inilah yang nantinya akan menjadi penghantar. Semakin banyak ion yang dihasilkan semakin baik pula larutan tersebut menghantarkan listrik.

C.  KEKUATAN LARUTAN ELEKTROLIT

Kekuatan larutan elektrolit erat kaitannya dengan derajat ionisasi/disosiasi. Derajat ionisasi/disosiasi adalah perbandingan antara jumlah ion yang dihasilkan dengan jumlah zat mula-mula. Dapat dirumuskan sebagai berikut:

Derajat ionisasi memiliki rentang antara 0 sampai 1.

Jika derajat ionsisasi suatu larutan mendekati 1 atau sama dengan 1, ini mengindikasikan bahwa zat tersebut tergolong larutan elektrolit kuat. Artinya adalah sebagian besar/semua zat tersebut terionisasi membentuk ion positif dan ion negative. Hanya sebagian kecil/tidak ada zat tersebut dalam bentuk molekul netral. 

Jika derajat ionsisasi suatu larutan mendekati 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan elektrolit lemah. Artinya adalah hanya sebagian kecil zat tersebut yang terionsisasi menghasilkan ion positif dan ion negative. Sisanya masih berupa molekul netral.

Jika derajat ionisasi suatu larutan sama dengan 0, ini mengindikasikan zat tersebut tergolong larutan non elektrolit. Artinya adalah zat tersebut tidak mengalami ionisasi/tidak menghasilkan ion positif dan ion negative, semuanya dalam bentuk molekul netral.

Perhatikan gambar di bawah ini. 

Gambar A : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 1; artinya semua larutan membentuk ion-ion (positif dan negative), tidak ada dalam bentuk molekul netralnya. Gelembung yang dihasilkan banyak dan dapat menyalakan nyala lampu.

Gambar B : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati 1; artinya sebagian besar larutan terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, hanya sebagian kecil dalam bentuk molekul netralnya. Walaupun masih terdapat molekul netral, gas yang terbentuk banyak (tapi tidak sebanyak gambar A) dan dapat menyalakan lampu. 

Gambar C : Pada larutan ini derajat ionisasinya mendekati 0; artinya hanya sebagian kecil yang terionsisasi membentuk ion positif dan ion negative. Sebagian besar terdapat dalam bentuk molekul netral. Gelembung yang dihasilkan sedikit, dan lampu tidak menyala.

Gambar D : Pada larutan ini derajat ionisasinya = 0; artinya tidak ada zat yang terionisasi membentuk ion positif dan ion negative, semua zat masih dalam bentuk molekul netralnya. Tidak menghasilkan gelembung dan lampu tidak menyala.

D. JENIS –JENIS LARUTAN BERDASARKAN DAYA HANTAR  LISTRIK

1.  Larutan elektrolit kuat

Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang banyak menghasilkan ion – ion karena terurai sempurna, maka harga derajat ionisasi (ά ) = 1. Banyak sedikit elektrolit menjadi ion dinyatakan dengan derajat ionisasi ( ά ) yaitu perbandingan jumlah zat yang menjadi ion dengan jumlah zat yang di hantarkan. Yang tergolong elektrolit kuat adalah :

1.   Asam – asam kuat

2.  Basa – basa kuat

3.  Garam – garam yang mudah larut

Ciri – ciri daya hantar listrik larutan elektrolit kuat yaitu lampu pijar akan menyala terang dan  timbul gelembung – gelembung di sekitar elektrode. Larutan elektrolit kuat terbentuk dari terlarutnya senyawa elektrolit kuat dalam pelarut air. Senyawa elektrolit kuat dalam air dapat terurai sempurna membentuk ion positif ( kation ) dan ion negatif (anion). Arus listrik merupakan arus electron. Pada saat di lewatkan ke dalam larutan elektrolit kuat, electron tersebut dapat di hantarkan melalui ion – ion dalam larutan, seperti ddihantarkan oleh kabel. Akibatnya lampu pada alat uji elektrolit akan menyala. Elektrolit kuat terurai sempurna dalam larutan. Contoh : HCl, HBr, HI, HNO3, H2SO4, NaOH, KOH, dan NaCL.

Elektrolit kuat, karakteristiknya adalah sebagai berikut:

·         Menghasilkan banyak ion

·         Molekul netral dalam larutan hanya sedikit/tidak ada sama sekali

·         Terionisasi sempurna, atau sebagian besar terionisasi sempurna

·         Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan banyak, lampu menyala

·         Penghantar listrik yang baik

·         Derajat ionisasi = 1, atau mendekati 1

·         Contohnya adalah: asam kuat (HCl, H2SO4, H3PO4, HNO3, HClO4); basa kuat (NaOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2, LiOH), garam NaCl

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. Yang tergolong elektrolit lemah adalah :

1.   Asam – asam lemah

2.  Garam – garam yang sukar larut

3.  Basa – basa lemah

Adapun larutan elektrolit yang tidak memberikan gejala lampu menyala, tetapi menimbulkan gas termasuk ke dalam larutan elektrolit lemah. Contohnya adalah larutan ammonia, larutan cuka dan larutan H2S.

Elektrolit lemah, karakteristiknya adalah sebagai berikut:

·         Menghasilkan sedikit ion

·         Molekul netral dalam larutan banyak

·         Terionisasi hanya sebagian kecil

·         Jika dilakukan uji daya hantar listrik: gelembung gas yang dihasilkan sedikit, lampu tidak menyala

·         Penghantar listrik yang buruk

·         Derajat ionisasi mendekati 0

·         Contohnya adalah: asam lemah (cuka, asam askorbat, asam semut), basa lemah [Al(OH)3, NH4OH, Mg(OH)2, Be(OH)2]; garam NH4CN.

3.  Larutan non elektrolit

Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik karena zat terlarutnya di dalam pelarut tidak dapat menghasilkan ion – ion ( tidak mengion ). Yang tergolong jenis larutan ini adalah larutan urea, larutan sukrosa, larutan glukosa, alcohol dan lain – lain.

Larutan non elektrolit memiliki karakteristik sebagai berikut:

·         Tidak menghasilkan ion

·         Semua dalam bentuk molekul netral dalam larutannya

·         Tidak terionisasi

·         Jika dilakukan uji daya hantar listrik: tidak menghasilkan gelembung, dan lampu tidak menyala

·         Derajat ionisasi = 0

·         Contohnya adalah larutan gula, larutan alcohol, bensin, larutan urea.

Tabel pengujian daya hantar listrik beberapa larutan

Larutan	Nyala Lampu		Gelembung Gas
	Ada	Tidak ada	Ada	Tidak Ada
Larutan Ureautan Larutan Anomia Laruran HCL Larutan Cuka Air aki Larutan alcohol Air laut Larutan H2S Air Kapur Larutan Glukosa	- - √ - √ - √ - √ -	√ √ - √ - √ - √ - √	- √ √ √ √ - √ √ √ -	√ - - - - √ - - - √

E.  BERBAGAI JENIS LARUTAN ELEKTROLIT

Terdapat berbagai jenis larutan yang bisa menghantarkan listrik. Pembagian zat tersebut adalah sebagai berikut.

         1.   Berdasarkan jenis larutan

·         Larutan asam (zat yang melepas ion H+ jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:

a.   Asam klorida/asam lambung : HCl

b.   Asam florida : HF

c.   Asam sulfat/air aki : H2SO4

d.   Asam asetat/cuka : CH3COOH

e.   Asam sianida : HCN

f.   Asam nitrat : HNO3

g.   Asam posfat : H3PO4

h.   Asam askorbat/Vit C

·         Larutan basa (zat yang melepas ion OH- jika dilarutkan dalam air), contohnya adalah:

a.   Natrium hidroksida/soda kaustik : NaOH

b.   Calcium hidroksida : Ca(OH)2

c.   Litium hidroksida : LiOH

d.   Kalium hidroksida : KOH

e.   Barium hidroksida : Ba(OH)2

f.   Magnesium hidroksida : Mg(OH)2

g.   Aluminium hidroksida : Al(OH)3

h.   Besi (II) hidroksida : Fe(OH)2

i.    Besi (III) hidroksida : Fe(OH)3

j.    Amonium hirdoksida : NH4OH

·         Larutan garam (zat yang terbentuk dari reaksi antara asam dan basa), contohnya adalah:

a.   Natrium klorida/garam dapur : NaCl

b.   Ammonium clorida : NH4Cl

c.   Ammonium sulfat : (NH4)2SO4

d.   Calcium diklorida : CaCl2

       2.  Berdasarkan jenis ikatan: 

Senyawa ion (senyawa yang terbentuk melalui ikatan ion), contohnya adalah: NaCl, CaCl2, AlCl3, MgF2, LiF (sebagian besar berasal dari garam)

Senyawa kovalen polar (senyawa melalui ikatan kovalen yang bersifat polar/memiliki perbedaan keelektronegatifan yang besar antar atom), contohnya adalah: HCl, NaOH, H2SO4, H3PO4, HNO3, Ba(OH)2 (berasal dari asam dan basa).

Ikatan Kimia

A.  Pengertian Ikatan Kimia

Adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul dengan cara sebagai berikut :

a)     atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang lain menerima elektron (serah terima elektron)

b)      penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari masing-masing atom yang berikatan

c)      penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan

Gas mulia berupa unsur monoatomik. Yaitu merupakan atom yang berdiri sendiri.

Pada tahun 1916 G.N Lewis, Langumir, dan Kossel berusaha menjelaskan hal itu. Menurut mereka, unsur gas mulia sangat stabil karena keunikan konfigurasi elektronnya. Selain helium, kulit atom terluar gas mulia memiliki delapan elektron (oktet). Adapun helium memiliki dua elektron (duplet) di kulit atomnya. Akrena kestabilannya, konfigurasi elektron gas mulia menjadi rujukan semua atom untuk mencapai kestabilan. Berdasarkan penjelasan itu, Lewis mengemukakan gagasan, yaitu konfigurasi elektron dari atom-atom yang berubah sedemikina rupa sehingga konfigurasi elektronnya menyerupai konfigurasi elektron gas mulia.

Berikut ini sedikit penjelasan singkat mengenai ikatan kimia:

1.      Tujuan pembentukan ikatan kimia adalah agar terjadi pencapaian kestabilan suatu unsur.

2.      Elektron yang berperan pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari suatu atom/unsur yang terlibat.

3.      Salah 1 petunjuk dalam pembentukan ikatan kimia adalah adanya 1 golongan unsur yang stabil yaitu golongan VIIIA atau golongan 18 (gas mulia).

4.     Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom akan membentuk konfigurasi elektron seperti pada unsur gas mulia.

5.      Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak 8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu atom Helium).

Periode	Unsur	Nomor Atom	K	L	M	N	O	P
1	He	2	2
2	Ne	10	2	8
3	Ar	18	2	8	8
4	Kr	36	2	8	18	8
5	Xe	54	2	8	18	18	8
6	Rn	86	2	8	18	32	18	8

6.     Kecenderungan unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet

Lambang Lewis

Selama pembentukan ikatan, elektron yang terlibat adalah elektron-elektron yang terlibat pada kulit terluar (elektron valensi). G.N Lewis telah memperkenalkan suatu metode yang simpel tetapi dapatdigunakan untuk menjelaskan cara penyusunan el elektron valensi dalam molekul. Berikut ini adalah penjelasan singkat tentang lambang Lewis dan metodenya :

·         Lambang Lewis gas mulia menunjukkan 8 elektron valensi (4 pasang).

·         Lambang Lewis unsur dari golongan lain menunjukkan adanya elektron tunggal (belum berpasangan).

·         Lambang lewis mengunakan tanda (•) dan tanda silang (x).

Lewis menggambarkan suatu unsur terdiri atas lambang kimia dan dikelilingi oleh sejumlah titik atau silang untuk menggambarkan elektron valensinya.

Berdasarkan perubahan konfigurasi elektron yang terjadi pada pembentukan ikatan, maka ikatan kimia dibedakan menjadi 4 yaitu : ikatan ion, ikatan kovalen, ikatan kovalen koordinat / koordinasi / dativ dan ikatan logam.

B. Ikatan Ion

1.  Pembentukan Ion Positif

Ion positif terbentuk karen asuatu atom melepaskan suatu elektron. Atom yang cenderung melepaskan atom adalah atom logam. Oleh karena itu, atom logam disebut unsur elektropositif. Unsur logam golonga utama cenderung melepaskan elektron valensinya agar memiliki konfigurasi elektron seperti gas mulia.

2.  Pembentukan Ion Negatif

Atom yang cenderung menangkap elektron adalah atom nonlogam. Oleh karena itu, unsur nonlogam juga disebut elektronegatif. Unsur nonlogam golongan utama cederung menangkap elektron sesuai dengan kekurangannya agar memiliki konfigurasi seperti gas mulia.

3. Pembentukan Ikatan Ion

a.      Terjadi jika atom unsur yang memiliki energi ionisasi kecil/rendah melepaskan elektron valensinya (membentuk kation) dan atom unsur lain yang mempunyai afinitas elektron besar/tinggimenangkap/menerima elektron tersebut (membentuk anion).

b.       Kedua ion tersebut kemudian saling berikatan dengan gaya elektrostatis (sesuai hukum Coulomb).

c.       Unsur yang cenderung melepaskan elektron adalah unsur logam sedangkan unsur yang cenderung menerima elektron adalah unsur non logam.

d.      Senyawa yang terbentuk karena ikatan ion disebut senyawa ion

Senyawa yang mempunyai ikatan ion antara lain :

a)     Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan halogen (VIIA)

Contoh : NaF, KI, CsF

b)      Golongan alkali (IA) [kecuali atom H] dengan golongan oksigen (VIA)

Contoh : Na2S, Rb2S,Na2O                                        

c)      Golongan alkali tanah (IIA) dengan golongan oksigen (VIA)

Contoh : CaO, BaO, MgS

4.   Sifat umum senyawa ionik :

1.      Titik didih dan titik lelehnya tinggi

2.      Keras, tetapi mudah patah

3.      Penghantar panas yang baik

4.     Lelehan maupun larutannya dapat menghantarkan listrik (elektrolit)

5.      Larut dalam air

6.     Tidak larut dalam pelarut/senyawa organik (misal : alkohol, eter, benzena)

C. Ikatan Kovalen

1.      Adalah ikatan yang terjadi karena pemakaian pasangan elektron secara bersama oleh 2 atom yang berikatan.

2.      Ikatan kovalen terjadi akibat ketidakmampuan salah 1 atom yang akan berikatan untuk melepaskan elektron(terjadi pada atom-atom non logam).

3.      Ikatan kovalen terbentuk dari atom-atom unsur yang memiliki afinitas elektron tinggi serta beda keelektronegatifannya lebih kecil dibandingkan ikatan ion.

4.     Atom non logam cenderung untuk menerima elektron sehingga jika tiap-tiap atom non logam berikatan maka ikatan yang terbentuk dapat dilakukan dengan cara mempersekutukan elektronnya dan akhirnya terbentuk pasangan elektron yang dipakai secara bersama.

5.      Pembentukan ikatan kovalen dengan cara pemakaian bersama pasangan elektron tersebut harus sesuai dengan konfigurasi elektron pada unsur gas mulia yaitu 8 elektron (kecuali He berjumlah 2 elektron).

Ada 3 jenis ikatan kovalen :

            a)   Ikatan Kovalen Tunggal

Ikatan kovalen tunggal, yaitu ikatan dengan satu pasang elektron punya berbarengan. di gambarkan dengan tanda satu garis ikatan. perumpamaan : ikatan pada atom H ( non logam ) serta atom Cl ( non logam )

           b)   Pengertian ikatan kovalen rangkap dua

Ikatan kovalen rangkap dua, yaitu ikatan dengan dua pasang elektron punya berbarengan. di gambarkan dengan tanda dua garis ikatan. perumpamaan : ikatan antar atom O ( non logamikatan ini melibatkan dua pasang elektron yang diguanakan dengan berbarengan. perumpamaan senyawa ikatan kovalen rangkap dua yaitu O2 serta CO2.

         c)   Pengertian ikatan kovalen rangkap tiga

Ikatan kovalen rangkap tiga, yaitu ikatan dengan tiga pasang elektron punya berbarengan. di gambarkan dengan tanda tiga garis ikatan. perumpamaan : ikatan antar atom N

           d)   Sifat-sifat senyawa kovalen sebagai berikut :

1)     Pada suhu kamar umumnya berupa gas (misal H2, O2, N2, Cl2, CO2), cair (misalnya: H2O dan HCl), ataupun berupa padatan.

2)     Titik didih dan titik lelehnya rendah, karena gaya tarik-menarik antarmolekulnya lemah meskipun ikatan antaratomnya kuat.

3)     Larut dalam pelarut nonpolar dan beberapa di antaranya dapat berinteraksi dengan pelarut polar.

4)    Larutannya dalam air ada yang menghantar arus listrik (misal HCl) tetapi sebagian besar tidak dapat menghantarkan arus listrik, baik padatan, leburan, atau larutannya. Anda dapat memprediksi ikatan kimia apabila mengetahui konfigurasi elektron dari atom unsur tersebut (elektron valensinya). Dari situ akan diketahui jumlah kekurangan elektron masing-masing unsur untuk mencapai kaidah oktet dan dupet (kestabilan struktur seperti struktur elektron gas mulia). Jarak antara dua inti atom yang berikatan disebut panjang ikatan. Sedangkan energi yang diperlukan untuk memutuskan ikatan disebut energyikatan. Pada pasangan unsur yang sama, ikatan tunggal merupakan ikatan yang paling lemah dan paling panjang. Semakin banyak pasangan electron milik bersama, semakin kuat ikatan dan panjang ikatannya semakin kecil / pendek .

                            Perbedaan antara Senyawa Ion dengan Senyawa Kovalen

No	Sifat	Senyawa Ion	Senyawa Kovalen
1	Titik didih	Tinggi	Rendah
2	Titik leleh	Tinggi	Rendah
3	Wujud	Padat pada suhu kamar	Padat,cair,gas pada suhu kamar
4	Daya hantar listrik	Padat = isolator Lelehan = konduktor Larutan = konduktor	Padat = isolator Lelehan = isolator Larutan = ada yang konduktor
5	Kelarutan dalam air	Umumnya larut	Umumnya tidak larut
6	Kelarutan dalam trikloroetana (CHCl3)	Tidak larut	Larut

Pengecualian dan Kegagalan Aturan Oktet 

1)    Pengecualian Aturan Oktet

a)     Senyawa yang tidak mencapai aturan oktet

Meliputi senyawa kovalen biner sederhana dari Be, B dan Al yaitu atom-atom yang elektron valensinya kurang dari empat (4).

Contoh : BeCl2, BCl3 dan AlBr3

b)   Senyawa dengan jumlah elektron valensi ganjil

Contohnya : NO2 mempunyai jumlah elektron valensi (5 + 6 + 6) = 17

c)   Senyawa dengan oktet berkembang

Unsur-unsur periode 3 atau lebih dapat membentuk senyawa yang melampaui aturan oktet / lebih dari 8 elektron pada kulit terluar (karena kulit terluarnya M, N dst dapat menampung 18 elektron atau lebih).

Contohnya : PCl5, SF6, ClF3, IF7 dan SbCl5

2).    Kegagalan Aturan Oktet

Aturan oktet gagal meramalkan rumus kimia senyawa dari unsur transisi maupun post transisi.

Contoh :

a)     atom Sn mempunyai 4 elektron valensi tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +2

b)      atom Bi mempunyai 5 elektron valensi tetapi senyawanya lebih banyak dengan tingkat oksidasi +1 dan +3

Penyimpangan dari Aturan Oktet dapat berupa :

1)       Tidak mencapai oktet

2)       Melampaui oktet ( oktet berkembang )

Pengertian ikatan kovalen koordinasi

Ikatan kovalen koordinasi merupakan sebuah ikatan yang terjadi melalui penggunaan dalam waktu yang bersamaan pasangan elektron elektron yang berasal dari salah satu atom yang saling berikatan yaitu pasangan elektron bebas, dimana atom yang lain hanya menerima pasangan elektron yang digunakan secara bersama-sama. Pasangan elektron ikatan yang menyatakan ikatan dativ biasanya digambarkan menggunakan tanda panah dari atom donor ke akseptor pasangan elektron.

Pengertian ikatan logam

Ikatan logam merupakan ikatan yang terjadi karena adanya gaya tarik menarik dari ion-ion logam yang bermuatan positif dengan elektron-elektron bebas yang bermuatan negatif. Elektron valensin yang terdapat dalam atom logam hanya berjumlah sedikit sehingga sangat mudah untuk dilepaskan yang kemudian membentuk ion positif.