BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Berdasarkan sifat konduksi dan nilai konduktivitasnya, material dapat diklasifikasikan sebagai konduktor, semikonduktor dan isolator (dielektrik).Sifat khusus dari suatu konduktor adalah kehadiran muatan listrik bebas di dalamnya. Perpindahan muatan-muatan bebas ini dalam suatu medan listrik disebut sebagai arus listrik. Perpindahan arus listrik dalam suatu konduktor dapat berupa elektron atau ion.Konduktor berupa ion dikenal sebagai elektrolit. Istilah ini juga berlaku untuk zat-zat yang awalnya tidak menghantarkan listrik, tetapi bias menghasilkan ion-ion penghantar listrik ketika dilarutkan di dalam air atau pelarut lain (Bagotsky, 2006).
Zat-zat yang dalam larutan akan terdisosiasi sempurna disebut elektrolit kuat. Banyak juga zat-zat yang berbentuk molekul bila dilarutkan dalam air yang sama sekali tidak mempunyai kemampuan untuk terionisasi, seperti alkohol dan gula. Bila senyawa ini dilarutkan dalam air, molekul-molekulnya hanya bercampur dengan molekul-molekul air membentuk larutan yang homogen, tetapi larutannya tidak mengandung ion-ion. Karena zat terlarut tidak menghasilkan ion dalam larutan, larutannya tidak menghantarkan listrik dan disebut non elektrolit. Di antara elektrolit kuat dan non elektrolit ada sejumlah senyawa yang disebut elektrolit lemah.Senyawa-senyawa ini menghasilkan larutan yang menghantarkan listrik, tetapi lemah sekali. Misalnya dalam larutan CH3COOH 1,0 M hanya kirakira 0,42% yang bereaksi membentuk ion. Sisanya masih tetap berbentuk molekul yang tidak bermuatan (Brady, 2009).
Universitas Sumatera Utara
Konduktivitas listrik larutan dan ketergantungannya terhadap konsentrasi, sifat kimia pelarut dan suhu merupakan perhatian utama baik secara teori maupun secara
teknologi.
Pada
aplikasi
bidang
teknik,
pengetahuan
mengenai
konduktivitas listrik penting untuk merancang dan mengoptimasi berbagai proses dan peralatan, terutama yang melibatkan sistem elektrokimia seperti peralatan elektrolisis dan baterai. Konduktivitas listrik juga dapat digunakan untuk menambah wawasan mengenai sifat-sifat larutan elektrolit dan menghitung besaran fisika seperti konstanta disosiasi. Penelitian mengenai konduktivitas dewasa ini lebih dikembangkan pada model teoritis untuk pengukuran konduktivitas larutan pekat dan sistem pelarut campuran
(Anderko, 2004).
Penelitian mengenai konduktivitas larutan elektrolit encer pernah dilakukan antara lain oleh Husniati (2005) menggunakan elektrolit kuat berupa HCl, H2SO4 dan H3PO4 dimana ketika konsentrasi semakin meningkat konduktivitas menurun. Sedangkan penelitian Faradesy (2005) menggunakan larutan elektrolit lemah berupa asam oksalat, asam benzoate dan asam asetat dimana konduktivitas meningkat ketika konsentrasi meningkat juga.Sedangkan hasil penelitian keduanya menunjukkan bertambah besarnya konduktivitas dengan meningkatnya suhu.
Berdasarkan uraian di atas, maka dalam penelitian ini digunakan larutan elektrolit kuat dan lemah karena diperkirakan mekanisme ion-ion larutan dalam menghantarkan listrik sama. Variasi konsentrasi dan suhu serta volume larutan yang sama digunakan untuk kedua elektrolit tersebut. Kemudian diharapkan dalam penelitian ini dapat memperlihatkan pengaruh yang sebenarnya dihasilkan sehingga dapat memberikan informasi dan manfaat untuk penelitian terkait lainnya.
Universitas Sumatera Utara
1.2
Permasalahan
Permasalahan dalam penelitian ini adalah : 1.
Apakah ada perbedaan perubahan konduktivitas elektrolit kuat dan elektrolit lemah yang dipengaruhi oleh suhu.
2.
Apakah ada perbedaan perubahan konduktivitas elektrolit kuat dan elektrolit lemah yang dipengaruhi oleh konsentrasi.
3.
Apakah ada interaksi antara suhu dan konsentrasi terhadap konduktivitas larutan.
1.3
Pembatasan Masalah
Adapun pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1.
Elektrolit kuat yang digunakan adalah asam klorida (HCl) dan elektrolit lemah yang digunakan asam asetat (CH3COOH).
2.
Konsentrasi larutan elektrolit yang digunakan adalah 0,01 M; 0,02 M; dan 0,03 M.
I.4
3.
Suhu pemanasan larutan elektrolit yaitu 30oC; 40oC; dan 50oC.
4.
Volume larutan elektrolit yang digunakan adalah sama yaitu 100 mL.
Hipotesis
Pada penelitian ini akan dibuktikan hipotesis berikut : 1.
Hipotesis Nol (H0) H 01 = bahwa tidak ada perubahan konduktivitas elektrolit kuat
dan elektrolit lemah yang dipengaruhi oleh suhu H 02 = bahwa tidak ada perubahan konduktivitas elektrolit kuat
dan elektrolit lemah yang dipengaruhi oleh konsentrasi.
Universitas Sumatera Utara
H 03 = bahwa tidak ada interaksi antara suhu dan konsentrasi
terhadap konduktivitas larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah. 2. Hipotesis Alternatif (Ha) H a1 = bahwa ada perubahan konduktivitas elektrolit kuat dan
elektrolit lemah yang dipengaruhi oleh suhu H a2 = bahwa ada perubahan konduktivitas elektrolit kuat dan
elektrolit lemah yang dipengaruhi oleh konsentrasi H a3 = bahwa ada interaksi antara suhu dan konsentrasi terhadap
konduktivitas larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah
I.5
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan bagaimana pengaruh suhu dan konsentrasi terhadap perubahan konduktivitas larutan elektrolit lemah dan elektrolit kuat dan membuktikannya secara statistik.
I.6
Manfaat Penelitian
Dengan diperolehnya perbandingan terhadap perubahan konduktivitas elektrolit lemah dan elektrolit kuat yang dipengaruhi oleh perubahan suhu dan konsentrasi, maka diharapkan dapat diketahui bagaimana mekanisme ion-ion dalam larutan elektrolit lemah dan elektrolit kuat dalam menghantarkan listrik.
Universitas Sumatera Utara
I.7
Metodologi Penelitian
Dalam penelitian ini dilakukan variasi suhu pemanasan, konsentrasi larutan elektrolit, dan jenis larutan elektrolit sebagai variabel bebas.Sedangkan faktorfaktor lain yang berpengaruh yaitu tekanan udara sebagai variabel tetap.Untuk setiap variasi tersebut diamati hantaran listriknya (variabel terikat).Oleh karena itu, penelitian ini adalah penelitian eskperimental.Dalam penelitian ini ingin dilihat pengaruh dua faktor (suhu dan konsentrasi) terhadap konduktivitas larutan.Eksperimen dilakukan dengan desain faktorial.Desain faktorial ini desain yang paling efisien untuk menyelidiki efek dua atau lebih faktor karena masingmasing pengamatan menyuplai informasi tentang semua faktor (Suwanda, 2011).
Variasi konsentrasi larutan elektrolit dan suhu pemanasan ditetapkan terlebih dahulu, yaitu : 0,01 M; 0,02 M; dan 0,03 M untuk konsentrasi larutan dan 30oC; 40oC; dan 50oC untuk suhu pemanasan larutan elektrolit. Hal ini berarti eksperimen ini memiliki dua buah faktor dengan tiap faktor bertaraf tiga, dengan demikian eksperimen ini merupakan eksperimen faktorial 32.Perhatikan bahwa dalam 32, bilangan 2 menyatakan banyak faktor sedangkan bilangan 3 menunjukkan banyak taraf yang dimiliki faktor-faktor (Sudjana, 1994).Dengan demikian, terdapat 9 kombinasi perlakuan dan masing-masing kombinasi dilakukan 3 kali pengulangan.54 unit eksperimen diuji secara acak berurut untuk suatu desain acak lengkap.Untuk mendapatkan konduktansi, maka larutan diukur dengan alat pengukur konduktivitas ECTestr11.Hasil yang diperoleh dianalisis secara Anava (Analisis Varian).
I.8
Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kimia Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
