LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page i MODUL BERBASIS REPRESENTASI KIMIA Disusun oleh: Intan Pandini Lisa Tania, S. Pd., M. Sc Andrian Saputra, S.Pd., M.Sc., larutan elektrolit dan non elektrolit Untuk kelas X SMA
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page ii Puji Syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan rahmat-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan modul kimia berbasis representasi kimia untuk siswa SMA kelas X. Modul ini disusun berdasarkan Permendikbud nomor 69 tahun 2013. Modul ini juga dilengkapi dengan latihan soal untuk menguji pemahaman siswa terkait dengan materi yang terdapat pada modul. Dalam kimia ini akan dibahas tentang “Larutan elektrolit dan nonelektrolit”. Kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini. Oleh karena itu, kami sangat mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan dan kesempurnaan modul ini. Kami mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu proses penyelesain modul ini, terutama dosen pembimbing 1 Ibu Lisa Tania, S.Pd., M.Sc., dosen pembimbing 2 Bapak Andrian Saputra, S.Pd., M.Sc., dan dosen pembahas Ibu dra. Nina Kadarita, M.Si., yang telah membimbing penyusun dalam pembuatan modul ini. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi kita semua, khususnya para peserta didik. Bandarlampung, Febuari 2023 Penyusun KATA PENGANTAR
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page iii KATA PENGANTAR............................................................................................. i DAFTAR ISI ......................................................................................................... iii Kopetensi Inti Dan Kompetensi Dasar .................................................................. iv Petunjuk Penggunaan Modul ..................................................................................v Deskripsi ............................................................................................................... vi Peta Konsep........................................................................................................... vii Pendahuluan .............................................................................................................1 A.Tujuan Akhir ..................................................................................................2 B. Waktu ............................................................................................................3 Bab I Larutan Elektrolit Dan Non Elektrolit............................................................4 Kegiatan Pembelajaran I..........................................................................................4 A. Indikatorb. .....................................................................................................5 B. Uraian Materi ................................................................................................6 Bab II Jenis Ikatan Pada Larutan Elektrolit Dan Nonelektrolit ...............................4 Kegiatan Pembelajaran Ii .......................................................................................16 A. Indikator Uraian ........................................................................................16 B. Uraian Materia.............................................................................................16 Rangkuman ...........................................................................................................20 Evaluasi .................................................................................................................21 Kunci Jawaban .......................................................................................................23 Daftar Pustaka ........................................................................................................25 DAFTAR ISI
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page iv Kompetensi Inti dan kompetensi dasar Kompetensi inti KI 1 : Menghayati dan mengamalkan ajaran agama yang dianutnya KI 2 : Mengembangkan perilaku (jujur, disiplin, tanggung jawab, peduli, santun, ramah lingkungan, gotong royong,kerjasama, cinta damai, responsif dan proaktif) dan menunjukkan sikap sebagai bagian dari solusi atas berbagai permasalahan bangsa dalam berinteraksi secara efektif dengan lingkungan sosial dan alam serta dalam menempatkan diri sebagai cerminan bangsa dalam pergaulan dunia KI 3 : Memahami, menerapkan,menganalisis dan mengevaluasi pengetahuan faktual, konseptual, prosedural dalam ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah KI 4:Mencoba, mengolah, dan menyaji dalam ranah konkretdan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metoda sesuai kaidah keilmuan Kompetensi Dasar 1.1 Menyadari adanya keteraturan struktur partikel materi sebagai wujud kebesaran Tuhan YME dan pengetahuan tentang struktur partikel materi sebagai hasil pemikiran kreatif manusia yang kebenarannya bersifat tentatif.
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page v 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah (memiliki rasa ingin tahu, disiplin, jujur, objektif, terbuka, mampu membedakan fakta dan opini, ulet, teliti, bertanggung jawab, kritis, kreatif, inovatif, demokratis, komunikatif) dalam merancang dan melakukan percobaan serta berdiskusi yang diwujudkan dalam sikap sehari-hari. 3.8 Menganalisis sifat larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit berdasarkan daya hantar listriknya. 4.8 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan untuk mengetahui sifat larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit. Petunjuk Penggunaan Modul Untuk mempelajari modul ini, hal-hal yang perlu anda lakukan adalah sebagai berikut: 1. Bacalah daftar isi dengan cermat. 2. Bacalah tinjauan umum modul agar mendapatkan gambaran kegiatan pembelajaran yang akan dipelajari. 3. Selanjutnya, bacalah deskripsi kegiatan pembelajaran dengan rinci. 4. Perhatikanlah waktu yang dibutuhkan dalam proses kegiatan belajar. 5. Sebelum mempelajari materi, bacalah indikator yang akan dicapai pada setiap kegiatan pembelajaran. Selanjutnya, mempelajari materi modul secara berurutan. 6. Pelajari dengan seksama materi pembelajaran, jika ada informasi yang kurang jelas atau mengalami kesulitan dalam mempelajari materi pembelajaran, sebaiknya berkonsultasi pada pengajar. 7. Kerjakan evaluasi yang terdapat pada akhir uraian materi pembelajaran. .
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page vi Deskripsi Dalam modul ini siswa akan mempelajari tentang materi larutan elektrolit dan non-elektrolit berbasis representas kimia. Pada modul ini terdapat 3 tingkatan representasi yaitu representasi makroskopik, representasi submikroskopik, dan representasi simbolik. Kegiatan pembelajaran pada materi ini dibagi menjadi dua. Materi pertama mengenai pegertian larutan, larutan elektrolit dan nonelektrolit, larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah, derajat ionisasi serta perbedaan antara larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah dan nonelektrolit. Kegiatan pembelajaran yang kedua membahas jenis ikatan pada larutan elektrolit senyawa ion dan senyawa kovalen dilengkapi dengan ilustrasi pelarutan senyawa ionik dan gambar yang mendukung.
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 2 Dalam kehidupan sehari-hari sering dijumpai larutan elektrolit. Salah satu contohnya yaitu digunakan sebagai sumebr energi pada aki motor. Pernahkah kamu melihat aki kendaraan? Aki merupakan salah satu komponen utama dalam motor ataupun mobil agar dapat menghidupkan mesin kendaraan. Pada saat motor/mobil digunakan untuk berkendara, terjadi perubahan dari energi kimia menjadi energi listrik. Namun, apabila kondisi aki melemah, maka harus dilakukan charging agar kendaraan dapat berjalan kembali. pendahuluan
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 3 Waktu Waktu yang dibutuhkan dalam mempelajari materi ini adalah 5x45 menit, 2x pertemuan dalam 1 minggu. Pada kegiatan pembelajaran pertama membutuhkan waktu 3x45 menit dan yang kedua yaitu 2x45 menit. TUJUAN UMUM MODUL Modul ini merupakan panduan belajar kimia untuk materi larutan elektrolit dan nonelektrolit yang berbasis representasi kimia. Materi dalam modul ini disajikan secara sistematis yang dibagi menjadi dua kegiatan pembelajaran. Bahasan pada pembelajaran yang pertama mencakup definisi larutan elektrolit dan nonelektrolit, perbedaan sifat larutan elektolit lemah dan kuat, daya hantar listrik larutan elektrolit serta dilengkapi dengan contoh fenomena dalam kehidupan sehari-hari. Pada kegiatan pembelajaran kedua, modul ini membahas tentang jenis ikatan dalam senyawa larutan elektrolit.
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 4 PRASYARAT Sebelum mempelajari materi tentang larutan elektrolit dan nonelektrolit, siswa sudah memiliki pengetahuan mengenai materi campuran homogen (larutan), sifat larutan dan ikatan kimia. Kemudian siswa dapat merancang dan melakukan percobaan untuk mengidentifikasi sifat-sifat larutan elektrolit dan nonelektrolit dalam diskusi kelompok di laboratorium. Tujuan Akhir Setelah mempelajari modul ini, peserta didik diharapkan mampu : a. Mendefinisikan larutan elektrolit dan non-elektrolit b. Memahami perbedaan sifat larutan elektrolit kuat, larutan elektrolit lemah dan larutan non-elektrolit c. Menyebutkan contoh lain dari larutan elektrolit kuat, larutan elektrolit lemah, dan larutan non-elektrolit dalam kehidupan sehari-hari d. Memahami mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik. e. Memahami jenis ikatan pada larutan elektrolit
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 5 KEGIATAN PEMBELAJARAN 1 Setelah Anda mempelajari kegiatan belajar 1 diharapkan Anda dapat : 3.8.1 Menuliskan pengertian larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit berdasarkan fenomena kehidupan sehari-hari 3.8.2 Menuliskan pengertian larutan elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah 3.8.3 Menjelaskan penyebab larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik 3.8.4 Menuliskan perbedaan sifat larutan elektrolit kuat, larutan elektrolit lemah, dan larutan non-elektrolit 3.8.5 Menyebutkan contoh lain dari larutan elektrolit kuat, larutan elektrolit lemah, dan larutan non-elektrolit dalam kehidupan sehari-hari BAB I LARUTAN ELEKTROLIT DAN NONELEKTROLIT INDIKATOR
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 6 Berdasarkan dari dua wacana yang telah kalian baca diatas, tentunya sudah banyak pertanyaan yang muncul. Terkait apa yang dimaksud larutan elektrolit? Apa saja contohnya dalam kehidupan sehari-hari? Bagaimana larutan dapat menghantarkan listrik? Dan masih banyak lagi. Oleh karena itu untuk mengetahui jawabannya kita dapat menyimak penjelasan berikut. Perhatikanlah rangkaian alat uji elektrolit beserta bagian-bagiannya berikut ini! Gambar 1.1 Rangkaian alat uji larutan elektrolit dan nonelektrolit Alat uji elektrolit diatas terdiri dari sebuah wadah (gelas kimia) yang be-risi larutan dan dihubungkan dengan dua buah elektroda yaitu katoda (-) dan anoda (+). Kedua elektroda tersebut dihubungkan dengan sumber arus (power supply) dan lampu. Perubahan yang terjadi pada alat uji tersebut, dipengaruhi oleh jenis larutan elektrolit atau nonelektrolit yang dimasukkan ke dalam wadah. Power Supply Larutan Kabel Penghubung Gelas Kimia Lampu Elektroda (-) katoda Elektroda (+) anoda a.Definisi larutan elektrolit dan non elektrolit
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 7 Jika sudah mengetahui alat uji elektrolitnya, mari kita pelajari terkait mekanisme prinsip kerja alat uji daya hantar listrik larutan elektrolit dibawah ini! Elektroda (+) (anoda) Elektroda (-) (katoda) Gambar 1.2 Mekanisme prinsip kerja daya hantar listrik larutan elektrolit Dalam gambar tersebut, sepasang elektroda (positif dan negatif) dicelupkan ke dalam gelas kimia. Aliran lisrik mengalir dari satu elektroda ke elektroda lainnya. Elektron akan mengalir dari elektroda positif (anoda) menuju elektroda negatif (katoda). Diagram mekanisme aliran elektron ditunjukkan dengan tanda panah. Kation (ion positif pada gambar warna merah) akan tertarik ke arah katoda dan menarik elektron dari katoda. Sedangkan anion (ion negatif pada gambar warna hitam) akan tertarik ke anoda dan melepaskan elektron di anoda. Lalu, elektron akan diteruskan dari anoda ke katoda. Pada kawat penghubung, terjadi aliran arus listrik yang merupakan aliran elektron dari anoda ke katoda. Lalu, apakah kalian tahu larutan apa saja yang termasuk elektrolit dan nonelektroit? Perubahan apa saja yang terjadi agar dapat membedakan larutan elektrolit dan nonelektrolit? Untuk dapat mengetahui dan mempelajarinya, mari Larutan elektrolit
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 8 kita perhatikan uji coba larutan elektrolit dan nonelektrolit berdasarkan percobaan yang telah dilakukan oleh perwakilan siswa SMA N 1 Cikarang. Anda dapat menonton video di youtube pada link : bit.ly/UjiLarutan1 dan bit.ly/UjiLarutan2 Percobaan pada video tersebut, menggunakan bahan larutan yang ada didalam laboratorium dan kehidupan sehari-hari. Mari kita lihat data hasil percobaannya pada tabel berikut : Tabel 1.1 Data Hasil Percobaan Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit Larutan Nyala Lampu Gelembung gas Terang Redup Tidak ada Banyak Sedikit Tidak ada Larutan garam (NaCl) Larutan lemon Larutan gula (C6H12O6) Larutan teh Larutan cuka (CH3COOH) Larutan H2SO4 Larutan Urea
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 9 Larutan HCN Coba kita kelompokkan larutan diatas berdasarkan nyala lampu dan timbulnya gelembung gas. Larutan yang menimbulkan gelembung gas dan nyala lampu adalah larutan NaCl, CH3COOH, H2SO4, dan lemon. Sedangkan larutan yang tidak menimbulkan gelembung gas dan nyala lampu adalah larutan gula, teh dan urea. Larutan yang dapat menim-bulkan gelembung gas dan nyala lampu pada percobaan, disebut larutan elektrolit. Sedangkan larutan yang tidak dapat menimbulkan gelembung gas dan nyala lampu disebut larutan nonelektrolit. Sehingga dapat didefinisikan, larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik. Sedangkan nonelektrolit, tidak menghantarkan arus listrik ketika dilarutkan dalam air. Apakah sudah faham terkait definisi larutan elektrolit dan nonelektrolit? Lantas, mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik, sedangkan nonelektrolit tidak? Untuk menemukan jawabannya, ayo kita pelajari sub-bab berikutnya! b. Penyebab Larutan Elektrolit dapat Menghantarkan Listrik Berdasarkan pada sub-bab 1 yang telah disimak diatas, kalian sudah mendapatkan informasi bahwa larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik. Lalu, apa yang menyebabkan larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik sedangkan nonelektrolit tidak? Untuk dapat mengetahuinya, mari perhatikan gambar submikroskopis larutan elektrolit dan non-elektrolit di halaman berikutnya :
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 10 1. Larutan HCl (a) (b) (c) Gambar 1.3 (a) Keadaan larutan HCl sebelum dimasukkan elektroda (b) Keadaan larutan HCl sesaat setelah dimasukkan elektroda (c) Keadaan larutan HCl setelah beberapa saat setelah dimasukkan elektroda Setelah diamati, pada keadaan sebelum dimasukan elektroda (gambar a), ion H+ dan Clbergerak bebas. Pada keadaan dimasukan elektroda (gambar b), ion H+ dan Clbergerak mendekati elektroda, dimana ion H+ mendekati elektroda negative dan ion Cl- mendekati elektroda positif. Dalam gelas kimia tersebut (gambar c), semua ion dalam larutan HCl terionisasi semua. Pergerakan ion ke arah katoda dan anoda ini, menghasilkan arus listrik yang sesuai dengan aliran elektron sepanjang kabel logam. Oleh karena itu, larutan HCl termasuk larutan elektrolit dan dapat menghantarkan arus listrik. (2) Larutan HCN (1) Larutan HCl Keterangan gambar : ion H+ ion Cl-
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 11 (a) (b) (c) Keterangan gambar : molekul HCN Ion CNIon H+ Gambar 1.4 (a) Keadaan larutan HCN sebelum dimasukkan elektroda (b) Keadaan larutan HCN sesaat setelah dimasukkan elektroda (c) Keadaan larutan HCN beberapa saat setelah dimasukkan elektroda Pada gambar 1.4 diatas, keadaan larutan dalam gelas kimia sebelum dimasukan elektroda , ion H+ dan CNbergerak bebas. Lalu, keadaan setelah dimasukan elektroda, ion H+ dan CNbergerak mendekati elektroda, dimana ion H+ mendekati elektroda negative dan ion CN- mendekati elektroda positif. Namun, dalam gelas kimia yang berisi larutan HCN, hanya terionisasi sebagian. Namun, larutan ini termasuk elektrolit.
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 12 (3) Larutan Glukosa (C6H12O6) (a) (b) Keterangan gambar : : Molekul C6H12O6 Gambar 1.5 (a) Keadaan larutan glukosa (C6H12O6) sebelum dimasukkan elektroda (b) Keadaan larutan glukosa (C6H12O6) setelah dimasukkan elektroda dan dialiri listrik Setelah diamati pada gambar 1.5 diatas, keadaan larutan gula pada gelas kimia sebelum dimasukkan elektroda tidak ada molekul yang terionisasi. Lalu, setelah dimasukkan elektroda tidak ada perubahan dalam gelas kimia tersebut. Semua molekulnya tidak terionisasi. Sehingga larutan gula tidak dapat menghantarkan arus listrik. Oleh karena itu, larutan gula termasuk nonelektrolit. Berdasarkan ketiga gambar submikroskopis diatas dan penjelasannya, maka dapat disimpulkan penyebab larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik sedangkan nonelektrolit tidak, yaitu :
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 13 1. Larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena zat elektrolit dalam larutannya terurai menjadi ion-ion dan bergerak bebas. 2. Larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan arus istrik karena zat nonelektrolit dalam larutannya tidak terurai menjadi ion, tetapi tetap dalam bentuk molekul. Seperti yang telah diuraikan diatas, berdasarkan daya hantar listriknya,larutan dapat dibagi menjadi larutan elektrolit dan non elektrolit. Sedangkan larutan elektrolit, dapat dikelompokkan menjadi larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Lalu bagaimana cara membedakan larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah? RECALL : Mari kita lihat kembali data hasil percobaan pada tabel 1.1. Pada data tersebut, ada larutan elektrolit yang memberikan nyala lampu terang dan redup. Selain itu, ada yang menimbulkan banyak gelembung gas dan ada yang sedikit. Larutan yang memberikan nyala lampu terang dan menimbulkan gelembung gas adalah larutan elektrolit kuat (seperti larutan NaCl dan H2SO4). Sedangkan yang memberikan nyala lampu redup dan menimbulkan sedikit c. larutan elektrolit kuat dan larutan larutan elektrolit lemah
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 14 gelembung gas adalah larutan elektrolit lemah (seperti larutan lemon, larutan HCN dan CH3COOH). Selain berdasarkan data hasil percobaan, kita bisa membedakan larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah dengan melihat representasi ion- ion pada gambar 1.3dan 1,4 di subbab nomor 2. Ciri-ciri elektrolit kuat adalah apabila zat terlarut dianggap 100% terdisosiasi menjadi ion-ionnya dalam larutan. Disosiasi adalah penguraian senyawa menjadi kation dan anion. Proses pelarutannya dapat dilihat pada persamaan reaksi dibawah ini : HCl (aq) HH20 + (aq) + Cl- (aq) Disisi lain, berdasarkan gambar submikroskopis pada halaman sebelumnya, larutan HCN mengalami ionisasi sebagian. Berikut ini persamaan reaksinya: H20 HCN(aq) H + (aq) + CN- (aq) Oleh karena itu, HCN merupakan elektrolit lemah, sebab ionisasinya dalam air tidak sempurna. Sebaliknya, dalam larutan HCl mengalami ionisasi sempurna. Hal inilah yang membedakan larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Sehingga, dapat disimpulkan bahwa ciri-ciri larutan elektrolit kuat yaitu 1. Jika diuji, larutan elektrolit kuat memberikan nyala lampu terang dan menimbulkan gelembung gas. 2. Larutan yang ion-ionnya terionisasi sempurna. 3. Penghantar arus listrik yang baik. Sedangkan ciri-ciri larutan elektrolit lemah yaitu :
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 15 1. Jika diuji, larutan elektrolit lemah yang memberikan nyala lampu redup dan menimbulkan sedikit gelembung gas. 2. Larutan yang ion-ionnya terionisasi sebagian. 3. Penghantar arus listrik yang lemah. Agar kalian lebih banyak mengetahui contoh-contoh larutan elektrolit dan nonelektrolit, mari perhatikan penggolongan zat terlarut dalam larutan dalam tabel berikut : Tabel 1.2 Penggolongan Larutan Elektrolit Kuat, Elektrolit Lemah, dan Non-elektrolit Elektrolit Kuat Elektrolit Lemah Nonelektrolit HCl HNO3 HClO4 H2SO4 NaOH Ba(OH)2 Senyawa-senyawa ionik CH3COOH HF HNO2 NH3 H3O+ (NH3)2CO CH3OH C6H12O6 C12H12O12 C2H5OH 4. Perbedaan sifat larutan elektrolit kuat,elektrolit lemah dan non elektrolit
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 16 Berdasarkan pengetahuan yang telah kalian dapatkan pada sub-bab sebelumnya, terkait percobaan larutan, ciri-ciri larutan elektrolit dan nonelektrolit, serta representasi submikroskopisnya, maka kalian sudah bisa menyimpulkan perbedaan sifat larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah dan non-elektrolit. Oleh karena itu, mari kita perhatikan tabel perbedaan sifat larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah, dan nonelektrolit dibawah ini. Tabel 1.3 Perbedaan Sifat Larutan Elektrolit Kuat, Elektrolit Lemah, dan Nonelektrolit No. Elektrolit Kuat Elektrolit Lemah Nonelektrolit 1. Terionisasi sempurna Terionisasi sebagian Molekulnya tidak terionisasi 2. Lampu menyala terang Lampu menyala redup atau tidak ada nyala lampu Lampu tidak menyala 3. Ada gelembung gas Ada gelembung gas Tidak ada gelembung gas 4. Contoh : HCl, NaOH dan H2SO4 Contoh : HCN, H2CO3, NH3 , dan CH3COOH Contoh : etanol, C12H22O11, dan CO(NH2)2 5. Submikroskopis : Submikroskopis : Submikroskopis :
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 17 KEGIATAN PEMBELAJARAN 2 INDIKATOR Setelah Anda mempelajari kegiatan belajar dua ini diharapkan Anda dapat:. 3.8.6 Menjelaskan ikatan yang terjadi pada senyawa ion dan senyawa kovalen polar 3.8.7 Menjelaskan larutan elektrolit dapat berupa senyawa ion dan senyawa kovalen polar I. senyawa ion Seperti yang telah anda ketahui, larutan garam (NaCl) merupakan larutan elektrolit, karena dapat menghantarkan arus listrik. Selain itu, NaCl termasuk senyawa ionik. Tetapi, apakah garam pada saat kondisi padatan (kristal) dan lelehan dapat meghantarkan arus listrik? Dapatkah Anda membedakan daya hantar listrik untuk garam pada saat kristal,lelehan dan larutan? Untuk mengetahui jawabannya, cobalah amati gambar berikut. + BAB II JENIS IKATAN DALAM LARUTAN ELEKTROLIT
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 18 Gambar 2.1. Persebaran ion-ion NaCl dalam bentuk padatan , lelehan dan larutan Setelah kita amati berdasarkan gambar 2.1 diatas, NaCl dalam keadaan kristal sudah sebagai ion. Tetapi ion-ion itu terikat satu sama lain dengan rapat dan kuat, sehingga tidak bebas bergerak. Dalam keadaan kristal (padatan) senyawa ion tidak dapat menghantarkan listrik, tetapi jika garam yang berikatan ion tersebut dalam keadaan lelehan atau larutan, maka ion-ionnya akan bergerak bebas, sehingga dapat menghantarkan listrik. Perhatikanlah gambar saat NaCl dilarutkan dalam air, ion-ion yang tersusun rapat dan terikat akan tertarik oleh molekul-molekul air dan air akan menyusup di selasela butir-butir ion tersebut (proses hidrasi) yang akhirnya akan terlepas satu sama lain dan bergerak bebas dalam larutan. Gambar 2.2 Ilustrasi pelarutan padatan senyawa ionik (kiri) dalam air: ion positif dan ion negatif dari senyawa ionik tersebut dikelilingi oleh molekul-molekul air (kanan)
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 19 2. senyawa kovalen polar Senyawa kovalen terbagi menjadi senyawa kovalen non polar, misalnya : F2, Cl2, Br2, I2, CH4 dan kovalen polar, misalnya : HCl, HBr, HI, NH3. Dari hasil percobaan, hanya senyawa yang berikatan kovalen polarlah yang dapat menghantarkan arus listrik. Bagaimanakah hal ini dapat dijelaskan? Berbagai zat dengan molekul polar seperti HCl, jika dilarutkan dalam air dapat mengalami ionisasi. Sehingga, larutannya dapat menghantarkan listrik. Hal itu terjadi karena antarmolekul polar terdapat suatu gaya tarik menarik yang dapat memutuskan ikatan-ikatan tertentu dalam molekul tersebut. Perhatikan reaksi ionissi HCl dalam air : HCl (g) + H2O (l) H3O + (aq) + Cl- (aq) Atau HCl (aq) H3O + + Cl- (g) Atau HCl (aq) H + (aq) + Cl- (aq) Untuk lebih memahami, perhatikanlah struktur Lewis HCl berikut. Gambar2.3 Ikatan kovalen pada HCl:
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 20 Kalau kita perhatikan, bahwa HCl merupakan senyawa kovalen diatom bersifat polar, pasangan elektron ikatan tertarik ke atom Cl yang lebih elektronegatif dibanding dengan atom H. Sehingga pada HCl, atom H lebih positif dan atom Cl lebih negatif. Jadi walaupun molekul HCl bukan senyawa ion, jika dilarutkan ke dalam air maka larutannya dapat menghantarkan arus listrik karena menghasilkan ion-ion yang bergerak bebas.
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 21 Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik; sedangkan larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik. Larutan elektrolit dibagi menjadi dua yaitu larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Contoh larutan elektrolit dalam kehidupan sehari-hari adalah larutan garam. Contoh larutan non-elektrolit dalam kehidupan sehari-hari adalah larutan gula. Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat terurai menjadi ion ion (terionisasi sempurna) dimana dapat menghidupkan nyala lampu yang terang dan terdapat banyak gelembung gas pada saat uji daya hantar listrik Larutan elektrolit lemah adalah larutan yang dapat terurai menjadi ion-ion sebagian (terionisasi sebagian), dimana dapat menghidupkan nyala lampu yang redup dan terdapat gelembung gas sedikit pada uji daya hantar listrik. Jenis ikatan pada senyawa elektrolit ada dua, yaitu senyawa ion dan kovalen polar. Senyawa kovalen polar dapat menghantarkan listrik karena memiliki perbedaan keelektronegatifan. Beberapa senyawa kovalen polar dapat terionisasi tapi tidak sempurna, hanya sedikit ion yang dihasilkan pada saat pelarutan maka larutan bersifat elektrolit lemah. Contoh: CH3COOH RANGKUMAN
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 22 1. Sebutkan contoh larutan elektrolit dan non elektrolit dalam kehidupan sehari-hari? 2. Perhatikanlah gambar submakroskopis larutan dengan alat uji elektrolit dibawah ini! Keterangan : + = Anoda =gelembung gas - = Katoda Tentukan gambar manakah yang termasuk kedalam larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah,dan larutan nonelektrolit? Jelaskan! 3. Apa saja ciri-ciri larutan non elektrolit? 4. Jika diuji dengan alat penguji elektrolit, ternyata larutan NH3 0,1 merupakan konduktor yang lebih buruk daripada larutan NaCl 0,1 M. Mengapa demikian? 5. Perhatikan beberapa larutan berikut! evaluasi
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 23 1. Garam dapur 2. Gula pasir 3. Asam cuka Berdasarkan sifat daya hantar listriknya, urutkan larutan-larutan zat tersebut dari yang non elektolit ke yang lemah dan ke yang kuat! 6. Senyawa apasajakah yang termasuk larutan elektrolit? 7. Kelompokan senyawa-senyawa berikut menjadi senyawa ion dan senyawa kovalen! KCl, CaCl2, HClO4, H2SO4, Na2SO4, NH4Cl, Fe2(SO4)2, Ba(NO3)2, H2CO3 8. Mengapa H2SO4 dapat menghantarkan arus listrik? 9. Apakah HCl murni dapat menghantarkan arus listrik? Berikan alasanmu? 10. Tuliskanlah reaksi ionisasi dari senyawa berikut!berikanlah penjelasannya? a. HNO3 b. Al(OH3)
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 24 1. Larutan elektrolit: larutan garam,air aki,HCl,air kapur Larutan non elektrolit : larutan urea, alkohol, larutan gula,air jeruk 2. Gambar A larutan elektrolit kuat karena terdapat gelembung gas yang banyak dan nyala lampu yang terang, gambar B dan C larutan elektrolit lemah karena pada gambar B terdapat gelembung gas yang sedikit dan nyala lampu yang redup, serta pada gambar C terdapat gelembung gas yang sedikit dan tidak adannya nyala lampu,sedangkan pada gambar D larutan non elektrolit karena tidak ada nya gelembung gas dan nyala lampu. 3. Ciri-Ciri Larutan Non Elektrolit 1. Tidak dapat terionisasi. 2. Tidak dapat menghantarkan arus listrik atau isolator. 4. Jika diuji, Larutan Non Elektrolit, tidak menyala dan tidak muncul gelembung gas. 4. Karena larutan NH₃ merupakan basa lemah, ketika larutan NH₃ dilarutkan dalam pelarutnya (air) akan terurai sebagian kecil menjadi ion-ion. Sedangkan larutan NaCl merupakan garam kuat (netral) termasuk larutan elektrolit kuat jika dalam larutannya akan terionisasi sempurna atau hampir sempurna menjadi ion-ion. Sehingga larutan NH₃ memiliki daya hantar listrik yang buruk dan larutan NaCl memiliki daya hantar listrik yang baik. Kunci jawaban
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 25 5. 2,3,dan 1 6. Senyawa ion dan senyawa kovalen polar 7. Yang termasuk senyawa ion adalah KCl,CaCl2, HClO4, Na2SO4, NH4Cl, Fe2(SO4)2,Ba(NO3)2,sedangkan senyawa kovalen adalah H2CO3, H2SO4. 8. Karena H2SO4 larut dalam air dengan melepaskan elektron 9. Tidak bisa, karena HCl murni tidak terionisasi sehingga tidak dapat menghantarkan arus lisrtik. HCl murni dapat menghantarkan arus listrik jika HCl dilarutkan dalam air yang mengakibatkan HCl terionisasi sempurna membentuk ion-ionnya dalam air. Adanya ion-ion itulah yang membuat larutan HCl mampu menghantarkan arus listrik. 10. HNO3 merupakan asam lemah yang dimana reaksinya bolak balik (tidak semua terionisasi) termasuk elektrolit lemah. Reaksinya adalah sebagai berikut: HNO3(aq) H + (aq) + NO3 - (aq) Al(OH3) merupakan basa lemah yang dimana reaksinya bolak balik (tidak semua terionisasi) termasuk elektrolit lemah. Reaksinya adalah sebagai berikut: Al(OH3) (aq) Al3+ (aq) + 3O- (aq)
LARUTAN ELEKTROLIT DAN NON ELEKTROLIT Page 26 Chang, Raymond.2004. Kimia Dasar Konsep-konsep Inti Jilid 1 edisi. Jakarta : Erlangga Felix. R, Fadiawati. N, dan Rosilawati. I. 2019. Pengembangan Media Animas Berbasis Multipel Representasi Pada Materi Elektrolit Dan Non Elektrolit. Bandarlampung. Universitas Lampung Goenawan, O. 1999. Kimia 2A. Jakarta. Grasindo. Cahyana. U, Rahmat, dan Sukandar. D. 2002. Kimia 2A. Jakarta. Piranti. Priscilla Retnowati. 1999. Seribu Pena Kimia SMU Kelas 2. Jakarta. Erlangga. Ralph H. Petaruci. 1999. Kimia Dasar Jilid 2. Jakarta. Erlangga Hermani, Mulyani. S, dan Sumarna. O. 2004. Kimia untuk SMA Kelas X. Bogor. Regina. Unggul Sudarmo. 2004. Kimia untuk SMA Kelas X. Jakarta. Erlangga. Whitten, Kenneth W. , Davis Raymond E. , Peck, Larry., Stanley, George G. 2008. Chemistry. Wadsworth DAFTAR PUSTAKA
xxvii
1 | Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit