BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Klasifikasi Elektrolit

Perhitungan derajat disosiasi untuk berbagai elektrolit dalam larutan berair menunjukkan bahwa secara praktis semua garam terdisosiasi sempurna menjadi ion-ionnya. Hal yang sama juga berlaku untuk asam-asam dan basa-basa kuat. Seperti yang diharapkan dari derajat disosiasinya yang tinggi, larutan dari zat-zat ini merupakan konduktor elektrik yang baik. Di lain pihak, terdapat banyak zat yang larutannya menunjukkan konduktivitas yang relatif rendah, hal ini menandakan bahwa larutan-larutan tersebut hanya sedikit terdisosiasi. Di antara larutan-larutan ini termasuk sejumlah besar asam-asam organik seperti asam asetat, propanoat, dan benzoat; asam-asam anorganik seperti asam karbonat, asam sulfida, dan asam sianida; dan basa-basa seperti ammonium, seng, dan timbal hidroksida.

Larutan dari zat-zat yang menunjukkan konduktansi yang baik dan menandakan derajat disosiasi yang tinggi dalam larutan digolongkan sebagai elektrolit kuat.Sebaliknya, larutan dari zat-zat yang hanya menunjukkan konduktivitas yang lemah dan derajat disosiasi yang rendah disebut elektrolit lemah (Maron, 1978).

2.2

Konduktivitas Elektrolit

Hambatan suatu konduktor elektrolit terhadap arus yang lewat dapat ditentukan dengan menggunakan Hukum Ohm terhadap konduktor tersebut.Namun, sebagai pengganti hambatan, di sini lebih sesuai menggunakan istilah konduktansi, yang mana merupakan kebalikan dari hambatan listrik.

Universitas Sumatera Utara

Seperti yang telah diketahui, hambatan tiap konduktor berbanding lurus secara langsung dengan panjangnya dan berbanding terbalik dengan luas permukaannya,

R=ρ

𝑙𝑙

(1)

𝐴𝐴

di mana R adalah hambatan dalam ohm, l adalah panjang dalan sentimeter, A adalah luas dalam sentimeter kuadrat, dan ρ adalah hambat jenis. Nilai ρ tergantung pada dan merupakan karakteristik alami dari konduktor tersebut. Dari persamaan (1) pernyataan untuk konduktansi L adalah sebagai berikut : 1

1 𝐴𝐴

L= = � � 𝑅𝑅

ρ

𝑙𝑙

𝐴𝐴

L=κ� �

(2)

𝑙𝑙

di mana κ = 1 / ρ merupakan konduktansi jenis dari konduktor, satuannya dinyatakan dalam kebalikan ohm atau mhos per sentimeter atau ohm-1 per sentimeter (Maron, 1978).

Jelas sekali bahwa suatu zat yang memiliki tahanan yang sangat kecil terhadap aliran arus akan melewatkan lebih banyak arus. Dengan demikian kemampuan suatu zat untuk menghantarkan listrik atau konduktivitas merupakan kebalikan dari tahanan.Kebalikan dari tahanan jenis ini disebut konduktansi spesifik atau konduktivitas spesifik. Konduktansi atau konduktivitas jenis ini didefinisikan sebagai : konduktivitas satu sentimeter kubik (cc) suatu larutan elektrolit. Konduktivitas spesifik disimbolkan dengan κ (kappa). Dengan demikian, 1

1

κ = = x 𝜌𝜌

𝑅𝑅

1

(3)

𝐴𝐴

Konduktivitas spesifik meningkat jika : (i) konsentrasi ion, dan (ii) kecepatan ion-ion yang bersangkutan juga meningkat (Bahl, 2008).


Suatu besaran yang lebih berguna adalah konduktivitas ekivalen Ʌ). ( Konduktivitas ekivalen suatu larutan didefinisikan sebagai konduktivitas di antara dua elektroda yang berjarak 1 m satu sama lain yang mengandung tepat 1 ekivalen zat elektrolit. Satu ekivalen zat elektrolit adalah jumlah zat yang terlarut dalam larutan yang akan menghasilkan muatan eN0 dan –eN0, di mana e adalah muatan listrik dan N0 adalah bilangan Avogadro. Misalkan konsentrasi larutan elektrolit adalah c ekivalen per liter, maka volume larutan yang mengandung 1 ekivalen akan menjadi 1 / c liter. Dengan demikian konduktivitas ekivalen diberikan oleh persamaan : Ʌ=

𝜅𝜅

(4)

1000𝑐𝑐

di mana faktor 1000 berguna mengubah konsentrasi menjadi ekivalen m-3(1 liter = 10-3 m3). Karena satuan κ adalah Ω

-1

m-1, Ʌ memiliki satuan Ω

-1

ekivalen-1

m2.Keuntungan menggunakanɅ sebagai pengganti konduktivitas spesifik (κ) adalah Ʌ

memudahkan

ki ta

untuk

mengubah

pengukuran-pengukuran

konduktivitas yang berbeda menjadi satuan konsentrasi yang umum. Dalam satuan SI, kita menggunakan konduktivitas molar Ʌ) yang ( diberikan oleh persamaan κ / 1000 c, di mana c sekarang dalam satuan mol liter-1 dan Ʌ dalam Ω -1 mol-1 m2. Untuk elektrolit univalen seperti NaCl, konduktivitas ekivalen sama dengan konduktivitas molar. Untuk larutan bivalen seperti CuSO4, konduktivitas molar adalah dua kali konduktivitas ekivalen (Chang, 1977).

Berdasarkan konduktivitasnya, dapat dikelompokkan 2 bagian kelas elektrolit.Elektrolit kuat, seperti kebanyakan garam, dan asam-asam seperti asam klorida, asam nitrat, dan sulfat, memiliki konduktivitas molar yang tinggi yang meningkat tidak terlalu besar ketika diencerkan.Elektrolit lemah, seperti asam asetat dan asam-asam organik lainnya dan larutan ammonia, yang memiliki konduktivitas molar yang rendah pada konsentrasi tinggi, tetapi nilainya naik cukup besar ketika diencerkan (Moore, 1983).


2.3

Variasi Konduktivitas terhadap Konsentrasi

2.3.1. Variasi Konduktivitas terhadap Konsentrasi Elektrolit Kuat

Konduktivitas ekivalen suatu larutan tidak bervariasi secara linear dengan konsentrasi. Pengaruh konsentrasi pada konduktivitas ekivalen dapat dipelajari dengan memplotkan nilai-nilai Ʌ dengan nilai akar dari konsentrasi. Diketahui bahwa variasi konduktivitas ekivalen dengan √𝐶𝐶 bergantung pada sifat elektrolit

tersebut.

Elektrolit kuat terionisasi sempurna pada berbagai konsentrasi (atau pengenceran).Peningkatan konduktivitas ekivalen bukan karena peningkatan arus yang dibawa oleh spesi ion. Faktanya hal ini disebabkan oleh penurunan gaya tarik-menarik di antara ion-ion yang muatannya berlawanan seiring dengan penurunan konsentrasi (atau peningkatan pengenceran). Pada konsentrasi yang lebih tinggi, gaya tarik-menarik di antara ion-ion yang berlawanan meningkat (F ∞ q1 q2 / r2). Sebagai akibatnya, hal ini mempengaruhi kecepatan ion-ion dalam pergerakannya menuju elektroda yang bermuatan berlawanan.Peristiwa ini disebut interferensi ionik.Ketika suatu larutan menjadi semakin encer, konduktivitas ekivalen meningkat, hingga mencapai nilai batasnya.Nilai ini disebut sebagai konduktivitas ekivalen pada pengenceran yang tidak terbatas (konsentrasi nol).

2.3.2. Teori Debye-Huckel

Suatu penjelasan yang masuk akal untuk penurunan konduktivitas molar seiring dengan kenaikan konsentrasi untuk elektrolit kuat pertama kali diusulkan pada tahun 1984 oleh seorang berkebangsaan Jerman Johannes Jacobus van Laar (1860-1938).Ia mengatakan bahwa gaya-gaya elektrostatis yang kuat yang ada di dalam suatu larutan ionik memiliki pengaruh yang penting pada sifat-sifat larutan.

Tahun 1923, Debye dan Huckel mengumumkan suatu hubungan matematis yang rumit.Menurut teori ini, penurunan konduktivitas molar elektrolit


kuat disebabkan oleh saling interferensi ion-ion, yang menjadi semakin kuat ketika konsentrasi meningkat. Karena gaya tarik-menarik yang kuat di antara ionion yang berlawanan tanda, susunan ion-ion di dalam larutan tidak sepenuhnya acak. Di daerah sekitar tiap ion positif, terdapat kecenderungan menarik ion-ion negatif daripada ion-ion positif, sedangkan untuk tiap ion negatif terdapat kecenderungan menarik ion-ion positif daripada negatif.Misalkan pada NaCl, dalam bentuk padatan terdapat susunan yang teratur ion natrium dan ion klorida.Ketika NaCl dilarutkan dalam air, susunan ini masih dipertahankan sedikit. Ion-ion jaraknya menjadi lebih jauh satu sama lain daripada dalam padatan; oleh karena itu gaya tarik-menarik elektrostatik menjadi lebih kecil dan gerakan termal menyebabkan ketidakteraturan. Namun demikian, sejumlah kecil susunan yang masih ada cukup untuk memberikan pengaruh yang penting pada konduktivitas larutan (Laidler, 1982).

Teori Debye-Huckel menjelaskan bahwa kenaikan konduktivitas larutan elektrolit kuat terhadap pengenceran didasarkan pada dua pengaruh berikut : a.

Efek Relaksasi atau Efek Asimetris

Di dalam larutan, setiap ion dikelilingi oleh suatu atmosfer ionik dari muatan yang berlawanan. Selama tidak ada medan listrik yang diberikan, atmosfer ionik tetap simetris di sekitar ion pusat. Namun, ketika arus listrik dilewatkan melalui larutan, ion-ion yang berada di tengah bergerak menuju elektroda yang berlawanan muatan.Ketika ion tersebut bergerak keluar dari atmosfer ionik, ion tersebut membentuk lagi suatu atmosfer ionik dengan muatan yang berlawanan dan meninggalkan atmosfer ionik yang lama.Namun demikian, perusakan atmosfer ionik yang lama dan pembentukan atmosfer ionik yang baru tidak terjadi seketika itu juga.Terdapat suatu rentang waktu yang disebut waktu relaksasi di antara perusakan atmosfer yang lama dan pembentukan atmosfer yang baru.Selama waktu ini, atmosfer ionik yang lama menarik ion yang bergerak ke arah yang berlawanan dan dengan demikian menghambat pergerakannya.Dengan demikian efek ini disebut efek relaksasi. Penjelasan alternatifnya, dapat diasumsikan bahwa ketika ion pusat bergerak, bentuk simetris atmosfer ionik akan hilang; semakin banyak ion pada


atmosfer ionik ditinggalkan di belakang daripada yang ada di depan. Kelebihan ion pada atmosfer ionik yang ada di belakang ion yang bergerak akan menarik kembali ion dan menahan pergerakannya. Sehingga efek yang disebabkan tidak simetrisnya atmosfer ionik dari ion yang bergerak disebut efek asimetris.

b.

Efek Elektroforesis

Ketika tegangan listrik diberikan, ion pusat bergerak ke satu arah dan atmosfer ion yang bermuatan berlawanan bergerak ke arah yang sebaliknya.Saat atmosfer ionik ini bergerak, molekul-molekul pelarut yang terasosiasi dengannya juga bergerak.Dengan demikian aliran atmosfer ionik dan molekul-molekul pelarut yang terikat padanya terjadi dengan arah yang berlawanan dengan pergerakan ion pusat. Dengan kata lain, ion pusat bergerak melawan arus. Dengan demikian pergerakan ion semakin terhambat.Efek ini disebut Efek Elektroforesis. Di samping dua efek di atas, gaya penahan ketiga adalah tahanan geseran normal yang disebabkan oleh medium yang mana tergantung pada viskositas medium, konstanta dielektrik dan sebagainya.

Berdasarkan penjelasan tersebut, Debye dan Huckel (1923) menurunkan suatu pernyataan matematis untuk variasi konduktivitas ekivalen terhadap konsentrasi.Persamaan ini lebih lanjut dikembangkan oleh Onsager (1926-27) dan sekarang dikenal sebagai Persamaan Debye-Huckel-Onsageratau secara sederhana disebut Persamaan Onsager. Untuk suatu elektrolit bervalensi satu, persamaan tersebut dinyatakan dalam bentuk :

 82,4  8,20 × 10 5 Λc = Λ0 −  + Λ  c 0 1/ 2 3/ 2 ( ) ( ) DT DT η   di mana :

(5)

Λc

=

Konduktivitas ekivalen pada konsentrasi c

Λ0

=

Konduktivitas ekivalen pada pengenceran tidak terbatas

D

=

Konstanta dielektrik medium

η

=

Viskositas medium

T

=

Suhu larutan dalam derajat mutlak


c

=

Konsentrasi larutan dalam mol/liter

Karena D dan η nilainya tetap untuk pelarut tertentu, maka pada suhu yang tetap, persamaan di atas dapat dinyatakan dalam bentuk :

Λ c = Λ 0 − (Α + ΒΛ 0 ) c

(6)

di mana A dan B nilainya tetap untuk pelarut tertentu pada suhu tertentu (Madan, 2007).

Pengukuran konduktivitas yang cukup teliti dilakukan oleh Kohlrausch di abad ke-19; beberapa datanya ditunjukkan dalam Gambar 2.1. Berdasarkan persamaan (4), kelihatannya bahwaɅ tida k akan tergantung pada konsentrasi larutan (κ berbanding lurus dengan konsentrasi, tetapi κ / c seharusnya menjadi tetap untuk zat tertentu). Namun demikian, hal ini tidak sesuai kenyataan. Sebagai pengganti, Kohlrausch menemukan hubungan berikut yang sesuai untuk larutan elektrolit kuat : Ʌ = Ʌ0 – B √𝑐𝑐

(7)

di mana B adalah tetapan untuk elektrolit tertentu dan Ʌ ekivalen pada pengenceran tak hingga; yakni, Ʌ =Ʌ

0

0

adalah konduktivitas

ketika c → 0. Dengan

demikian Ʌ 0 dapat dengan cepat diperoleh dengan memplotkanɅ dengan √𝑐𝑐 dan ekstrapolasinya ke konsentrasi nol. Metode ini tidak sesuai untuk elektrolit lemah karena kecuraman kurva tersebut pada konsentrasi yang rendah (Chang, 1977). Tidak seperti konduktivitas jenis (κ), konduktivitas ekivalen Ʌ baik elektrolit kuat maupun lemah meningkat jika diencerkan.Alasan untuk hal ini adalah bahwa penurunan konduktivitas jenis (κ) masih lebih kecil dibandingkan dengan kenaikan nilai 1/C pada pengenceran, dan dengan Ʌdemikian meningkat.Dari grafik yang dibuat antara Ʌ vs.

√𝐶𝐶 pada Gambar 2.1., dapat


dilihat bahwa nilai Ʌ untuk elektrolit lemah dan kuat berperilaku berbeda ketika konsentrasi diturunkan. Pada pengenceran elektrolit kuat hingga konsentrasi 0,001 atau 0,0001 N,Ʌ

dengan cepat mencapai suatu nilai mendekati nilai batas

konduktivitas pada konsentrasi nol,Ʌ

o.

Di lain pihak, walaupun konduktivitas

ekivalen elektrolit lemah meningkat dengan cepat pada pengenceran, pada konsentrasi yang disebutkan di atas masih sangat jauh dari nilai batasnya. Sebagai contoh, Ʌ pada 25

o

C untuk larutan 0,001 N natrium klorida adalah 123,7

sedangkan Ʌ o adalah 126,5. Pada konsentrasi dan temperatur yang samaɅ untuk asam asetat hanya 49,2, sementara Ʌ

o

adalah 390,7. Karena perbedaan yang

mendasar ini dalam hal sifat konduktivitas ekivalen elektrolit kuat dan lemah pada pengenceran,

prosedur

yang

bermacam-macam

harus

digunakan

untuk

memperoleh nilai batas konduktivitas ekivalennya (Maron, 1978).

Gambar 2.1.Variasi konduktivitas molar sebagai fungsi konsentrasi molar : (a)elektrolit kuat dan (b)elektrolit lemah (Sumber : Maron, 1978) Nilai Ʌ yang diperhitungkan ke konsentrasi nol disebut konduktivitas molar pada pengenceran yang tidak terbatas,Ʌ

o.

Perhitungan ini dibuat dengan

mudah untuk elektrolit kuat tetapi tidak mungkin untuk membuatnya dengan akurat untuk elektrolit lemah karena kenaikanɅ yang curam pada pengenceran yang banyak, di mana pengukuran dari percobaan menjadi tidak pasti (Moore, 1983).


2.3.3. Variasi Konduktivitas terhadap Konsentrasi Elektrolit Lemah

Elektrolit lemah memiliki konsentrasi ionik yang lemah dan dengan demikian gaya-gaya interionik dapat diabaikan.Kecepatan ion-ion tidak terpengaruh dengan penurunan konsentrasi (atau peningkatan pengenceran).Peningkatan dalam konduktivitas ekivalen seiring dengan peningkatan pengenceran disebabkan oleh peningkatan jumlah spesi pembawa arus. Dengan kata lain, derajat ionisasi (α) meningkat. Dengan demikian peningkatan konduktivitas ekivalen Ʌ) ( dalam kasus elektrolit lemah disebabkan oleh peningkatan jumlah ion (Bahl, 2007).

Konduktivitas molar elektrolit lemah turun jauh lebih cepat dengan kenaikan konsentrasi. Arrhenius mengusulkan bahwa derajat disosiasi suatu elektrolit dihubungkan dengan konduktivitas molar oleh persamaan :

α=

Ʌ

(8)

Ʌo

Ostwald menggunakan hubungan ini dan menghubungkannya dengan hukum aksi massa untuk menjelaskan variasi konduktivitas molar elektrolit lemah dengan konsentrasi. Perhatikan disosiasi asam asetat : HAc ↔ H + + Ac- ; jika α adalah derajat disosiasinya, maka [H+]= [Ac-] = α c, d an [HAc] = (1- α) c. Konstanta kesetimbangannya adalah :

K=

Dengan menggunakan α =

Ʌ

Ʌo

α 2c 1−α

(9)

, kita memperoleh : K=

cΛ2 Λ 0 (Λ 0 − Λ)

(10)

Sebagai hubungan di antara Ʌ dan c; Hukum Pengenceran Ostwald.


Untuk memperoleh nilai Ʌ

o

untuk suatu elektrolit lemah kita

menggunakan Hukum Kohlrausch. Dengan menggunakan asam asetat sebagai contoh, kita peroleh pada pengenceran tidak terbatas : Ʌo HAc = λ0 H+ + λ0 AcPada tiap sisi dari persamaan ini kita tambahkan Ʌ

o

garam dari asam kuat dan

basa kuat, seperti NaCl, Ʌo HAc + Ʌo NaCl = λ0 H+ + λ0 Cl- + λ0 Na+ + λ0 Ac- , yang selanjutnya dapat ditulis dalam bentuk : Ʌo HAc + Ʌo NaCl = Ʌo HCl + ɅoNaAc ; dengan demikian : Ʌo HAc = Ʌo HCl + Ʌo NaAc - Ʌo NaCl Konduktivitas molar pada sisi kanan semuanya dapat diperoleh dengan ektrapolasi pada grafik plotɅ dengan √𝑐𝑐 , karena semua zat-zat yang terlibat merupakan

elektrolit kuat.

Suatu metode alternatif untuk memperoleh K dan Ʌ o untuk suatu elektrolit lemah dengan menyusun ulang persamaan (10) sehingga diperoleh persamaan : cΛ 1 1 = + Λ Λ 0 KΛ20

(11)

Jika 1/Ʌ diplotkan terhadap cɅ, diperoleh suatu garis lurus, yang nilai intersepnya sama dengan 1/ Ʌ

o

dan kemiringannya sebesar 1/ KΛ20 . Metode ini

hanya memerlukan data pada konduktivitas elektrolit lemah itu sendiri (Castellan, 1964).

2.4

Variasi Konduktivitas terhadap Suhu


Konduktivitas semua elektrolit meningkat seiring kenaikan suhu. Variasi Ʌ

o

terhadap suhu dapat dinyatakan dengan persamaan Ʌo(t) =

Ʌo(25oC) [1 + β(t – 25)]

(12)

di mana Ʌ o(t) adalah batas konduktansi ekivalen pada suhu toC, Ʌ o(25oC) pada suhu 25oC, dan β adalah suatu tetapan. Untuk garam-garam β biasanya adalah 0,022 hingga 0,025, untuk asam 0,016 hingga 0,019. Perilaku yang sama ditunjukkan oleh konduktivitas ekivalen elektrolit kuat pada konsentrasi tertentu. Namun, dengan elektrolit lemah, variasiɅ dengan temperatur tidak biasa, karena pada elektrolit lemah pemanasan tidak hanya meningkatkan kecepatan ion-ion dan perubahan gaya-gaya interionik, tetapi juga derajat disosiasinya (Maron, 1978).

Persamaan di atas berlaku untuk konduktivitas tiap-tiap ion, dan untuk hampir semua ion, kecuali H+ dan OH-, nilai β adalah 0,018 hingga 0,022; untuk ion hidrogen adalah 0,0142, dan untuk ion hidroksil adalah 0,016. Dengan ini, dapat dikatakan bahwa semakin tinggi konduktivitas ionik semakin kecil koefisien suhu, sehingga perbedaan nilai untuk ion-ion yang berbeda menjadi semakin kecil ketika suhu dinaikkan.

Kesimpulan yang dikemukakan tersebut secara khusus berlaku untuk pengenceran yang tidak terbatas, tetapi hanya berlaku untuk elektrolit kuat pada konsentrasi yang cukup besar. Namun untuk elektrolit lemah, memperlihatkan beberapa ketidaknormalan :konduktivitas elektrolit lemah terutama tergantung pada derajat disosiasi, dan karena nilainya biasanya berkurang jika suhu dinaikkan, maka kemungkinan konduktivitas, khususnya untuk larutan dengan konsentrasi tinggi, meningkat hingga suatu nilai maksimum dan kemudian berkurang ketika suhu dinaikkan (Glasstone, 1968).

2.5

Hukum Perpindahan Ion Bebas


Karena di dalam larutan elektrolit arus listrik dibawa oleh ion-ion, maka untuk konsentrasi ion-ion yang sama dengan valensi yang sama, larutan yang memiliki pergerakan ion yang lebih cepat akan menjadi konduktor yang lebih baik. Kenyataannya pada pengenceran yang tidak terbatas, ketika ion-ion terpisah terlalu jauh sehingga tidak ada pengaruh satu dengan yang lainnya, konduktivitas semata-mata akan tergantung pada kecepatan anion dan kation.

Jika u dan v sentimeter per detik berturut-turut menyatakan kecepatan kation dan anion, di bawah suatu tegangan 1 volt per sentimeter, kemudian dalam larutan yang mengandung satu ekivalen elektrolit valensi satu pada pengenceran yang tidak terbatas uF coulomb muatan positif akan dibawa oleh kation dalam 1 detik, dan vF coulomb muatan negatif akan dibawa oleh anion dalam waktu yang sama. Dengan demikian arus total yang mengalir melalui larutan akan menjadi :

𝐼𝐼 =

1

𝑅𝑅

= Ʌo= 𝑢𝑢𝑢𝑢 − 𝑣𝑣(−𝐹𝐹) = (𝑢𝑢 + 𝑣𝑣)𝐹𝐹

(13)

coulomb per detik, atau ampere. Besaran u dan v kadang-kadang disebut mobilitas ion.Karena kecepatan ion-ion merupakan sifat yang khas, maka untuk menghitung nilai konduktivitas ekivalen pada konsentrasi nol dari berbagai larutan elektrolit harus dijumlahkan.Hubungan penjumlahan ini ditemukan oleh Kohlrausch, dan disebut hukum Kohlrausch atau hukum perpindahan bebas ion-ion. Diperoleh juga dari hukum ini bahwa perbedaan nilai Ʌ o untuk garam-garam dari kation atau anion yang sama harus sama. Hal ini ditunjukkan pada Tabel 2.1,

Tabel 2.1.

Hukum Kohlrausch


Anion (X)

Garam K Ʌo = (uK+ + vX-) F

Garam Na Ʌo = (uNa+ + vX-) F 90,1 (18,8)

21,1

Cl-

130,0 (31,5)

108,9 (31,5)

21,1

IO3-

98,5 (27,8)

77,4 (27,8)

21,1

NO3-

126,3

105,2

21,1

F-

111,2 (18,8)

(uK+ - uNa+ ) F

Sumber : Creighton, 1951 Pada tabel tersebut diberikan konduktansi ekivalen pada konsentrasi dengan pengenceran tak hingga dari sejumlah garam natrium dan kalium pada suhu 18 oC. Perbedaan di antara konduktivitas ekivalen garam natrium dan kalium dari anion yang sama diberikan pada kolom yang ke empat. Nilai yang dikurung menyatakan perbedaan di antara konduktivitas ekivalen garam natrium dan kalium untuk anion yang berurutan (Creighton, 1951).

Pernyataan yang unik pada Hukum Kohlarausch ini adalah bahwa konduktivitas ion-ion merupakan sifat ion tersebut secara tunggal, dan tidak bergantung pada ion-pasangannya.Hal ini tepat untuk pengenceran yang tidak terbatas, tetapi tidak terlalu tepat pada pengenceran yang terbatas.Namun demikian, hukum ini seringkali digunakan untuk pengenceran yang terbatas sebagai suatu perkiraan (Noggle, 1983).

2.6

Konduktivitas Ion Hidrogen dan Ion Hidroksil

Konduktivitas ion hidrogen dan ion hidroksil lebih besar daripada ion-ion lainnya. Sementara ion-ion lainnya bergerak seperti suatu bola yang terdorong melewati suatu medium yang kental, nilai konduktivitas ion molar yang sangat besar ditemukan untuk H+ dan OH- telah dijelaskan berdasarkan suatu perpindahan


proton dari satu spesi ke spesi lainnya. Untuk konduksi oleh ion H+, suatu proton dipindahkan dari ion H3O+ ke molekul air yang ada di dekatnya, yang mana kemudian air tersebut berubah menjadi ion H3O+. Prosesnya kemudian berulang, ion H3O+ yang baru terbentuk memindahkan lagi proton ke molekul air berikutnya, dan demikian seterusnya.

Proses perpindahan proton menghasilkan suatu perpindahan muatan positif yang lebih cepat dari satu wilayah larutan ke wilayah lainnya daripada yang akan mungkin jika ion-ion H3O+ mendorong jalannya melalui larutan sebagaimana seharusnya ion-ion lainnya. Karena alasan ini juga konduktivitas ion H+ dan OHtidak berhubungan dengan viskositas larutan (Castellan, 1964).

Suatu mekanisme yang diusulkan oleh T. van Grotthuss pada tahun 1805 menjelaskan konduksi ion H3O+ dan OH-. Gambar 2.2 menunjukkan bagaimana serangkaian perpindahan proton di antara molekul-molekul air yang bersebelahan dapat memberikan pengaruh tentang bagaimana pergerakan ion H+ dan OHmelalui larutan.Mobilitas H+ dan OH- yang tinggi dan fakta bahwa ion-ion tersebut merupakan hasil disosiasi pelarut kelihatannya saling berhubungan. Pada pelarut yang lain, di mana mekanisme tersebut tidak berlangsung, ion H+ dan OHakan memperlihatkan mobilitas yang sejalan dengan ion-ion lainnya (Barrow, 1979).

(a)

(b) Gambar 2.2

Pergerakan (a) ion H+ dan (b) ion OH- oleh mekanisme Grotthuss. Muatan positif dan negatif yang berpindahpindah terbentuk sebagai akibat serangkaian perpindahan proton (Sumber : Barrow, 1979) BAB 3


BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents