Nama: Imroatuz ZakiyahNIM : 157795055S2 Pendidikan Sains 2015Kelas C

AKTIVITAS DAN KOEFISIEN AKTIVITAS

Sifat-sifat fisis dari larutan garam, seperti konduktivitas dan titik beku memberi kesan

bahwa ion-ionnya mungkin terklaster bersama dengan ion-ion positif yang memiliki lebih

banyak ion negatif daripada ion positif dalam lingkungan sekitar mereka, dan ion-ion negatif

pada gilirannya memiliki kelebihan ion positif di sekitar ion-ion negatif. Dalam kondisi

seperti ini, efektivitas dari ion dalam menentukan laju reaksi kimia, dan juga dalam

mengubah sifat-sifat fisik dari zat pelarutnya, akan lebih  rendah dibandingkan efektivitas

seandainya setiap ion mampu bertindak sendiri-sendiri. Hanya dalam larutan yang encer

sajalah ion-ion bisa cukup bebas dari pengaruh ion-ion sekitarnnya sehingga dapat bertindak

sebagai partikel-partikel yang indipenden.

Untuk mencapai kesepakatan antara perhitungan kesetimbangan eksperimental dengan

hitungan yang teoritis, seorang kimiawan mengalikan konsentrasi aktual (molaritas, sebagai

contoh) dengan bilangan tertentu disebut “koefiensi aktivitas”, untuk mendapatkan

konsentrasi efektif disebut “aktivitas”.

Aktivitas dari spesies A dapat didefinisikan sebagai berikut:

aA = fA [A]

dimana aA adalah aktivitas, fA koefisien aktivitas, dan [A] molaritas dari spesies A. Sebagai

contoh, aktivitas dari ion hidronium adalah

aH3O+ = f H3O

+ - [H3O+]

Dan aktivitas ion hidroksinya adalah

aOH-= fOH

- [OH-]

Tetapan sebenarnya untuk disosiasi air, Kw adalah

Kw = aH3O+ x aOH

-

Kita bisa memilih apakah aktivitas atau koefisien yang akan kita buat tanpa berdimensi

namun umumnya yang kita pilih adalah koefisien aktivitas. Akibatnya, aktivitas

diekspresikan dengan satuan yang sama seperti konsentrasi. Dalam berair aktivitas biasanya

mol per liter. Dari definisinya terlihat bahwa semakin ideal suatu larutan berarti semakin

dekatya aktivitas dengan konsentrasi, koefisien aktivitas akan semakin mendekati satu. Pada

pengenceran tak terhingga, fA = 1 dan aA = [A].

Sejumlah besar bukti eksperimen menunjukkan bahwa interaksi elektrostatis antar ion dan

antara ion dan molekul pelarut dapat menyebabkan selisih yang besar antara aktivitas dan

konsentrasi. Hubungan semacam ini umum tidak hanya antara ion yang menjalani reaksi

kimia. Sebagai contoh, banyak senyawa yang kelarutannya meningkat berkat adanya

elektrolit yang tidak mengandung ion yang beraksi secara kimiawi dengan ion yang dari

endapan. Tetapan hasil kelarutan produk Ksp dari BaSO4

Ksp = [Ba2+][SO42-]

Kelarutannya bertambah dari 1.0x10-10 di air menjadi 2.9x10-10 di 0.01M larutan KNO3

padasuhu 25ºC. Efek ini disebabkan hubungan elektrostatis dari ion-ion. Pengklasteran ion

NO3- disekitar Ba2+ dan pengklasteran ion K+ terhadap SO4

2- cenderung akan melindungi ion

Ba2+ dan SO42-sehingga mengurangi keefektifannya membentuk BaSO4 kembali.

Selain konsentrasi dari elektrolit yang ditambahkan, besarnya muatan dari ion

menentukan seberapa tinggi tingkat interaksi elektrostatis dengan ion-ion lain dalam larutan.

Sebagai contoh ion dengan muatan +2 akan lebih mengurangi aktivitas suatu subtansi

daripada yang akan dilakukan oleh sebuah ion berkaonsentrasi sama namun dengan muatan

+1. Ketentuan ini digunakan untuk menghitung kekuatan ionik yang dijelaskan melalui

persamaan:

μ=12∑i

❑

C i Z i2

dengan Ci merupakan konsentrasi molar dan Zi merupakan muatan ion dari setiap spesies

ionic di dalam larutan. Jadi ion-ion yang bermuatan dua seperti Mg+2 dan SO42- mempunyai

efek yang (2)2 atau 4x lebih besar daripada ion-ion bermuatan tunggal seperti Na+ dan Cl-

dalam merendahkan aktivitas dari spesies yang bereaksi

Kita sekarang dapat merangkum fakta-fakta mengenai perilaku non ideal elektrolit dengan

cara membuat daftar yang membuat sifat-sifat koefisien aktivitasnya:

1. Dalam larutan elektrolit pengendapan tak terbatas, koefisien aktifitas pertama-tama

aka berkurang seiring naiknya kekuatan ionic akibat pengenceran tak terhingga,

kemudian bergerak melalui sebuah minimum yang relatif datar dalam daerah dengan

kekuatan ionic 0.4 sampai 1 dan kemudian bertambah ke suatu nilai-nilai yang

seringkali lebih besar dari 1 pada kekuatan ionic yang tinggi. Tampaknya, ketika

konsentrasi elektrolitt meningkat ke nilai yang besar, semakin banyak molekul air

yang terikat pada ion-ion zat terlarutnya sehingga molekul-molekul air tidak terikat

yang bertindak sebagai pelarut semakin lama semakin sedikit. Aktivitas ini mungkin

2

saja nantinya lebih besar daripada konsentrasi. Sehingga koefisien aktivitasnya akan

lebih besar dari 1.

2. Yang menentukan nilai dari koefisien aktivitas adalah kekuatan ionic bukan sifat

dasar dari elektrolit di dalam larutannya

3. Koefsien aktivitas tergantung dari besarnya muatan listrik pada ion tersebut namun

bukan dari tandanya. Pada kekuatan ionic tertentu, kondisikoefisien aktivitas dari ion

+2

4. Koefisien aktivitas tergantung dari ukuraan ion-ion ion yang terhidrasi. Umumnya

ion-ion lebih kecil menunjukkan perilaku yang lebih menjauhi perilaku ideal daripada

yang ditunjukkan oleh ion-ion yang lebih besar ekuatan ionic yang sama

5. Secra umum kehadiran ion-ion akan mempunyai efek yang lebih kecil terhadap

aktivitas elektrolit lainnya. Ion-ion memang mempengaruhi molekul-molekul sampai

suatu tingkat tertentu dengan cara berinteraksi dengan dipole-dipol yang ada, atau

bahkan menginduksi dipole-dipol itu. Namun merupakan hal yang wajar apabila

koefisien aktivitas dari sebuah molekul netral dianggap bernilai satu pada kondisi-

kondisi larutan yang normal.

Telah dijelaskan sebelumnya bahwa kita dapat mensubtitusikan aktivitas dengan

molaritas jika senyawa sangat encer. Namun untuk senyawa yang lebih pekat, koefisien

aktifitas menurun dengan meningkatnya interaksi antar ion yang berlawanan

muatan .sehingga keefektifan ion untuk mempertahankan keseimbangan menurun dan

endapan akan larut untuk mengembalikan aktivitas. Konstanta kelarutan untuk AgCl adalah

Kºsp= αAg+ x αCl

-

Dimana Kºsp merupakan konstanta kesetimbangan dalam bentuk aktivitas. Dalam bentuk

konsentrasi, persamaan ini menjadi

Ko sp=f Ag+¿¿¿

Atau

¿

Tabel dibawah menunjukkan koefisien aktivitas rata-rata beberapa elektrolit 1-1 pada

suhu 25°C pada konsentrasi diatas 0.1m berdasakan rumus Debye–Hückel. Semua nilai

koefisien aktivitas dibawah ini memiliki tingkat keakurasian ±0.002

           

3

m/(mol kg -

1)

HC

l

LiC

l

NaC

l

KC

l

CsC

l

LiN

O3

NaN

O3

KN

O3

CsN

O3

0.01     .    .    . 0.90

4

0.90

3

0.902 0.90

1

0.89

9

0.903 0.900 0.897 0.896

0.02     .    .    . 0.87

5

0.87

3

0.870 0.86

8

0.86

5

0.872 0.866 0.861 0.860

0.05     .    .    . 0.83

0

0.82

5

0.820 0.81

6

0.80

7

0.825 0.811 0.799 0.795

0.10     .    .    . 0.79

6

0.79

0

0.778 0.77

0

0.75

6

0.788 0.762 0.739 0.733

0.2        .    .    . 0.76

7

0.75

7

0.735 0.71

8

0.69

4

0.752 0.703 0.663 0.655

0.4       .    .    . 0.75

5

0.74

0

0.693 0.66

6

0.62

8

0.728 0.638 0.576 0.561

0.6       .    .    . 0.76

3

0.74

3

0.673 0.63

7

0.58

9

0.727 0.599 0.519 0.501

0.8       .    .    . 0.78

3

0.75

5

0.662 0.61

8

0.56

3

0.733 0.570 0.476 0.458

1.0       .    .    . 0.80

9

0.77

4

0.657 0.60

4

0.54

4

0.743 0.548 0.443 0.422

1.2       .    .    . 0.84

0

0.79

6

0.654 0.59

3

0.52

9

0.757 0.530 0.414 0.393

1.4       .    .    . 0.87

6

0.82

3

0.655 0.58

6

0.51

8

0.774 0.514 0.390 0.368

1.6       .    .    . 0.91

6

0.85

3

0.657 0.58

0

0.50

9

0.792 0.501 0.369  

1.8       .    .    . 0.96

0

0.88

5

0.662 0.57

6

0.50

1

0.812 0.489 0.350  

2.0       .    .    . 1.00

9

0.92

1

0.668 0.57

3

0.49

5

0.835 0.478 0.333  

2.5       .    .    . 1.14

7

1.02

6

0.688 0.56

9

0.48

4

0.896 0.455 0.297  

4

3.0       .    .    . 1.31

6

1.15

6

0.714 0.56

9

0.47

8

0.966 0.437 0.269  

3.5       .    .    . 1.51

8

1.31

7

0.746 0.57

2

0.47

4

1.044 0.422 0.246  

4.0       .    .    . 1.76

2

1.51

0

0.783 0.57

7

0.47

3

1.125 0.408    

4.5       .    .    . 2.04 

 

1.74

1

0.826 0.58

3

0.47

3

1.215 0.396  

5.0       .    .    . 2.38 

 

2.02   0.874   0.47

4

1.310 0.386    

5