PERCOBAAN VII

PENENTUAN DAYA HANTAR SUATU SENYAWA

I. Tujuan Percobaan

Menentukan jumlah muatan pada larutan sampel

II. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan

1. Conductivity meter 1 buah

2. Gelas beker 100 ml 8 buah

3. Gelas beker 600 ml 1 buah

4. Labu ukur 100 ml 2 buah

5. Labu ukur 50 ml 2 buah

6. Pengaduk kaca 2 buah

7. Gelas beker 250 ml 2 buah

8. Cawan kaca 1 buah

9. Pipet tetes 2 buah

Bahan yang digunakan

1. KCl 0,0556 gram

2. NaCl 0,0436 gram

3. KNO3 0,0753 gram

4. CuSO4. 5H2O 0,1873 gram

5. NiSO4.5H2O 0,1968 gram

6. CuCl2. 2H2O 0,1276 gram

7. MgCl2 0,1524 gram

8. FeCl3. 6H2O 0,2029 gram

Gambar Alat

Conductivity meter Labu ukur Gelas beker

III. Dasar Teori

Di dalam penghantar besarnya arus listrik yaitu jumlah elektron yang mengalir persatuan

waktu kecuali tergantung beda potensial juga tergantung dari tahanan penghantar. Tahanan

penghantar ini tergantung dari jenis penghantar, temperature, penampung penghantar dan panjang

penghantar (Sukardjo, 1990) :

R = ρ L/A

Suatu hambatan dinyatakan dalam ohm disingkat Ω, oleh karena itu DHL dinyatakan :

DHL = 1/R = k A/L

Dimana:

k = 1/R x L/A

DHL disebut konduktivitas. Satuannya ohm-1 disingkat Ω-1, tetapi secara resmi satuan

yang digunakan adalah siemen, disingkat S, dimana S = Ω-1 maka satuan k adalah Sm-1 atau SCm-1.

Konduktivitas digunakan untuk ukuran larutan/cairan elektrolit. Konsentrasi elektrolit sangat

menentukan besarnya konduktivitas, sedang konduktivitas sendiri tidak dapat dapat digunakan

untuk ukuran suatu larutan. Ukuran yang lebih spesifik yaitu konduktivitas molar (∆m).

Konduktivitas molar adalah konduktivitas suatu larutan apabila konsentrasi larutan sebesar satu

molar, yang dirumuskan sebagai:

∆m = k/C

Dimana,

k : Konduktivitas spesifik (SCm-1)

C : Konsentrasi larutan (mol/L)

∆m : Hantaran molar (SCm-2mol-1)

Jika satuan volume yang digunakan adalah cm3 maka persamaan yang digunakan adalah(Tim Kimia

Anorganik II, 2013):

∆m = 1000k/C

Larutan elektrolit juga dapat menghantarkan arus listrik. Dalam menghantarkan arus

listrik terjadi karena disebabkan oleh gerakan-gerakan ion kutub satu dengan kutub yang lain.

Berbeda dengan penghantar logam, penghantar elektrolit tahanan akan berkurang bila temperature

naik. Jika larutan diencerkan, maka untuk elektrolit lemah, α-nya semakin besar dan untuk elektrolit

kuat, daya tarik antar ion semakin kecil, karena itu A semakin besar pada pengenceran tak

terhingga. Daya hantar pada pengenceran tak terhingga disimbolkan dengan ∆o (Rivai, 1995)

Konduktivitas molar elektrolit tidak tergantung pada konsentrasi. Jika K tepat sebanding

dengan konsentrasi elektrolit. Walaupun demikian pada prakteknya, konduktivitas molar bervariasi

terhadap konsentrasi, salah satu alasannya adalah jumlah ion dalam larutan mungkin tidak

sebanding dengan konsentrasi larutan elektrolit, misalnya konsentrasi ion dalam larutan asam lemah

tergantung pada konsentrasi asam secara rumit dan penduakalian konsentrasi nominal asam itu tidak

mendua kalikan jumlah ion tersebut. Kedua, karena ion saling berinteraksi dengan kuat, maka

konduktivitas larutan tidak tepat sebanding dengan jumlah ion yang ada. Pengukuran konduktivitas

mula-mula pada konsentrasi menunjukkan adanya dua golongan elektrolit yaitu(Atkins, 1997).:

- Elektrolit kuat, konduktivitas mula-mula elektrolit kuat hanya sedikit berkurang dengan

bertambahnya konsentrasi

- Elektrolit lemah, konduktivitas molar elektrolit lemah normal pada konsentrasi mendekati nol,

tetapi turun tajam sampai nilai terendah saat konsentrasi bertambah

Daya hantar listrik suatu larutan tergantung dari (Bird, 1997):

1. Jumlah ion yang ada

Jumlah ion yang ada tergantung dari elektrolit (kuat/lemah) dan konsentrasi. Pengenceran larutan

baik untuk elektroda memperbesar daya hantar dan mencapai harga maksimal pada pengancaran

tak terhingga.

2. Kecepatan dari ion pada beda potensial antara kedua elektroda

Derajat ionisasi elektrolit lemah dapat ditentukan dengan pengukuran daya hantarnya. Seperti

diketahui, daya hamtar berbanding lurus dengan jumlah ion yang ada dalam larutan.

Tabel jumlah ion dan ∆m dalam pelarut air

Jumlah ion Range ∆m

2

3

4

5

118-131

235-273

408-435

>560

Tabel jumlah ion dan ∆m dalam pelarut DMF

Jumlah ion Range ∆m

1:1

2:1

3:1

4:1

65-90

130-170

200-240

>300

Daya hantar ekuivalen didefinisikan sebagai daya hantar satu gram ekuivalen suatu zat

terlarut diantara 2 elektroda dengan jarak kedua elektroda 1 cm. Daya hantar ekuivalen pada larutan

encer diberi simbol “0″ yang harganya tertentu untuk setiap ion (Sumar Hendayana, 1994).

IV. Cara Kerja

1. Menimbang sampel yang akan dilarutkan sesuai hasil perhitungan

2. Membuat larutan standart sampel (KCl, NaCl, KNO3, CuSO4.5H2O, NiSO4.6H2O, MgCl2,

CuCl2.2H2O, dan FeCl3.6H2O) masing masing sebesar 5.10-3M dengan melarutkan sampel dalam

labu ukur 100 ml dengan menambahkan aquades hingga batas

3. Menguji konduktifitas pelarut dengan mencelupkan konduktivity meter pada pelarut tersebut

4. Menguji konduktifitas larutan standart sampel dengan mencelupkan konduktivity meter pada

larutan tersebut

5. Mencatat hasil pengukuran pada tabel data percobaan

6. Membilas alat konduktivity meter dengan pelarut sebelum digunakan untuk menguji sampel

yang lain

7. Mengolah data hasil percobaan untuk mengetahui konduktivitas molar suatu senyawa dalam

pelarut aquades

8. Mengulangi langkah 1-7 dengan mengganti pelarut ethanol 50 ml

V. Hasil Percobaan

VI. Pembahasan

Percobaan ini bertujuan untuk menentukan jumlah muatan pada larutan sampel. Untuk

mengetahui jumlah muatan pada suatu larutan terlebih dahulu harus mengetahui hantaran molar

larutan tersebut, hantaran molar larutan terbeut dapat diketahui nilainya dengan mencari nilai

konduktifitas spesifik larutan menggunakan alata konduktimeter. Adapun prinsip dari percobaan

adalah penentuan muatan pada suatu senyawa melalui pengukuran besarnya konduktifitas

senyawa dalam pelarut tertentu dengan menggunakan alat konduktimeter (conductivity meter).

Larutan upun lemah mempunyai harga daya hantar listrik. Larutan elektrolit kuat

mempunyai konduktifitas yang lebih besar karena ion-ion pada elektrolit kuat akan terdisosiasi

sempurna menjadi ion yang menghantarkan arus. Disosiasi merupakan proses reversibel yang

nilainya berbeda-beda pada setiap larutan.

Adapun senyawa yang akan dihitung konduktivitasnya adalah larutan standar dari KCl;

NaCl; KNO3; CuSO4.5H2O; NiSO4.6H2O; CuCl2.2H2O; FeCl3.6H2O; MgCl2.6H2O. Penggunaan

larutan standar tersebut dikarenakan larutan-larutan tersebut merupakan larutan elektrolit, yang

dapat menghantarkan listrik. Adapun pelarut yang digunakan dalam percobaan ini adalah aquades

Konduktivitas Molar

Akuades (s) Etanol (s)

0,07 x 10-3 0,00018 x 10-3

Larutan Konduktivitas Molar

Akuades (s) Etanol (s)

MgCl2.6H2O 0,728 x 10-3 0,0833 x 10-3

NiSO4.6H2O 0,924 x 10-3 0

KCl 0,763 x 10-3 0,1225 x 10-3

KNO3 0,686 x 10-3 0,061 x 10-3

CuSO4.5H2O 0,955 x 10-3 0,0413 x 10-3

NaCl 0,957 x 10-3 0,1191 x 10-3

FeCl3.6H2O 1,853 x 10-3 0,1088 x 10-3

CuCl2.2H2O 0,844 x 10-3 0,0183 x 10-3

dan etanol yang nantinya akan digunakan sebagai perbandingan besarnya konduktivitas pada

pelarut yang berbeda.

Pembuatan larutan standar dilakukan dengan melarutkan sejumlah sampel dalam pelarut

(baik aquades maupun etanol). Untuk pelarut aquades, larutan diencerkan menjadi 100 ml,

sedangkan untuk pelarut etanol, larutan diencerkan menjadi 50 ml. Masing-masing larutan standar

dibuat konsentrasinya menjadi 5x10-3 M.

Pengukuran dilakukan dengan alat konduktimeter. Prinsip dari alat konduktimeter yaitu

pengukuran daya hantar listrik (DHL) dari larutan elektrolit sehingga dapat diketahui seberapa

kuat suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Konduktivitimeter memiliki dua buah elektroda

inert. Apabila ke dalam larutan elektrolit diberikan dua buah elektroda inert dan diberikan

tegangan listrik diantaranya maka anion anion akan bergerak ke elektroda positif (anoda) dan

sebaliknya, kation-kation akan bergerak ke elektroda negative (kation).

Pada saat pengukuran, alat harus dikalibrasi terlebih dahulu dengan pelarut yang

digunakan untuk melarutkan senyawa tersebut. Berdasarkan percobaan, diketahui besarnya

konduktivitas pelarut aquades adalah 70 s dan konduktivitas pelarut etanol sebesar 1,8 s.

Setelah diketahui konduktivitas dari masing-masing larutan standard dan pelarut yang digunakan,

maka besarnya konduktivitas larutan yang sebenarnya dapat diketahui dengan persamaan:

K = Klarutan – Kpelarut

Konduktivitas larutan yang sebenarnya ditentukan dengan persamaan tersebut

dikarenakan ion hidrogen dan hidroksi selalu ada dalam jumlah yang sedikit. Dengan

menggunakan persamaan: Λ m=1000 kC

maka besarnya harga Λ m dapat diketahui sehingga

jumlah muatan dari masing-masing sampel dapat ditentukan dan dapat dibandingkan secara teori.

Semakin banyak jumlah ion, semakin banyak pula ion yang dapat menghantarkan listrik dalam

larutan berarti semakin besar daya hantarnya. Beda potensial dari dua elektroda yaitu kecepatan

ionnya dan perbedaan nilai DHL antara sesama elektrolit kuat ditentukan oleh seberapa banyak

ion-ion nya terdisosiasi dapat pula mempengaruhi konduktivitas.

Dari persamaan Λ m=1000 kC

menjelaskan bahwa konsentrasi larutan akan berbanding

terbalik dengan nilai konduktifitasnya, hal tersebut terjadi karena dalam larutan yang pekat ion ion

tidak akan terdisosiasi sempurna, sebaliknya jika larutan tersebut encer atau konsentrasinya kecil

maka ion ionnya akan terdisosiasi sempurna pada pelarut yang digunakan sehingga ion ion

tersebut akan menuju elektroda pada konduktimeter sehingga menunjukan nilai konduktifitas

yang lebih besar, semakin banyak larutan terdisosiasi maka semakin banyak ion ionnya.

Beradasarkan perhitungan, diperoleh besarnya konduktivitas spesifik dan jumlah ion

sebagai berikut:

Range daya hantar berdasarkan literatur:

Jumlah ionΛm (Scm2/mol) dlm pelarut

airJumlah ion

Λm (Scm2/mol)

dlm pelarut

etanol

2 118-131 1 <25

3 235-273 2 30-100  

4 408-435 3 110-130

5 > 560 4  >160 

Sehingga berdasarkan percobaan

Berdasarkan teori

Larutan Hantaran Molar

(Scm2/mol)

Jumlah Ion

Akuades Etanol Akuades Etanol

KCl 138,6 24,14 3 1

NaCl 163,4 23,46 3 1

KNO3 123,2 11,86 2 1

CuSO4.5H2O 154,8 3,3 3 1

NiSO4.6H2O 170,8 -0,36 3 -

CuCl2.2H2O 163 7,9 3 1

MgCl2.6H2O 131,6 16,3 3 1

FeCl3.6H2O 356,6 21,4 4 1

Beradasarkan percobaan dapat terlihat bahwa, besarnya konduktivitas atau daya hantar suatu

senyawa akan berbanding lurus dengan besarnya muatan suatu senyawa, jadi semakin besar

muatan senyawa maka semakin besar pula konduktivitasnya.

Adanya perbedaan harga hantaran molar dan jumlah ion secara literatur pada jumlah ion yang

sama, hal ini dapat disebabkan karena larutan standar yang digunakan telah terkontaminasi, hal ini

KCl K+ + Cl- jumlah ion=2

NaCl Na+ + Cl- jumlah ion=2

KNO3 K+ + NO3- jumlah

ion=2

CuSO4.5H2O Cu2+ + SO42- + 5H2O

jumlah ion=2

NiSO4.6H2O Ni2+ + SO42- + 6H2O

jumlah ion=2

CuCl2.2H2O Cu2+ + Cl2- + 2H2O

jumlah ion=3

MgCl2.6H2O Mg2+ + Cl2- +6H2O

jumlah ion=3

FeCl3.6H2O Fe3+ + Cl3- + 6H2O

jumlah ion=4

dapat terlihat pada saat pembuatan larutan standar, beberapa senyawa yang digunakan sudah

berubah bentuk dari yang awalanya padatan kristal menjadi cair.

Dapat terlihat bahwa besarnya daya hantar molar masing-masing senyawa berbeda-beda, hal ini

dapat disebabkan karena adanya perbedaan jari-jari atom dan jumlah ion, semakin besar jari-jari

atom dan jumlah ion maka daya hantarnya semakin besar pula.

Berdasarkan pelarut yang digunakan, daya hantar dari setiap senyawa berbeda-beda. Senyawa

dengan pelarut akuades memiliki daya hantar yang lebih besar daripada pelarut etanol, hal ini

dapat disebabkan karena adanya perbedaan sifat pelarut yang digunakan, dimana aquades bersifat

polar dan etanol bersifat semipolar. Pelarut dengan kepolaran lebih tinggi dapat menghantarkan

listrik lebih kuat, berarti banyak ion ion yang terdapat di pelarut tersebut.

VII. Kesimpulan

1. Daya hantar listrik (konduktivitas) berbanding lurus dengan jumlah ion. Semakin besar jumlah

ion dari suatu larutan, maka akan semakin tinggi nilai konduktivitas.

2. Pelarut mempengaruhi hantaran molar larutan karena adanya perbedaan sifat pelarut. Pelarut

yang bersifat polar akan menghantarkan listrik lebih kuat sehingga hantaran molarnya lebih

besar. Aquades lebih polar dibandingkan etanol.

3. Dari data hasil percobaan diperoleh konduktivitas dan jumlah ion pada larutan:

Daftar Pustaka

Atkins, PW. 1997. Kimia Fisika Jilid 2 Edisi 4. Jakarta: Erlangga

Bird, Tony. 1987. Kimia Fisika untuk Universitas. Jakarta: Erlangga

Rivai, Harrizul. 1995. Asas Pemeriksaan Kimia. Jakarta : UI Press

Larutan Hantaran Molar

(Scm2/mol)

Jumlah Ion

Akuades Etanol Akuades Etanol

KCl 138,6 24,14 3 1

NaCl 163,4 23,46 3 1

KNO3 123,2 11,86 2 1

CuSO4.5H2O 154,8 3,3 3 1

NiSO4.6H2O 170,8 -0,36 3 -

CuCl2.2H2O 163 7,9 3 1

MgCl2.6H2O 131,6 16,3 3 1

FeCl3.6H2O 356,6 21,4 4 1

Hendayana, Sumar. 1994. Kimia Analitik Instrumen Edisi Kesatu. Semarang : IKIP Semarang Press

Tim Kimia Anorganik. 2013. Modul Praktikum Kimia Anorganik II. Surakarta: FMIPA UNS

Sukardjo. 1990. Kimia Anorganik. Jakarta: PT. Rineka Cipta

Lampiran

1. Perhitungan

2. Laporan sementara

Surakarta, 4 Juni 2013

Mengetahui,

Asisten Pembimbing Praktikan

Risa Umami Wireni