Konduktivitas Air

7/22/2019 Konduktivitas Air

1/32

Mengapa air konduktivitasnya

tinggi ?


2/32

Konduktivitas Elektrolit,

Konduktivitas Ekuivalen ,

Konduktivitas Molar , Ionisasi

Elektrolit dan Mobilitas Ion


3/32

Larutan Elektrolit

Larutan Elektrolit : Suatu senyawa yang bila

dilarutkan dalam pelarut (misalnya air ) akanmenghasilkan larutan yang dapat menghantarkan

arus listrik

Larutan Elektrolit : Larutan Elektrolit Kuat & Larutan

Elektrolit Lemah Suatu Elektrolit dapat berupa asam , basa atau

garam


4/32

Larutan Elektrolit

Larutan Elektrolit Kuat: Larutan yang terdiri dari

padatan ion dan asam kuat dan zat-zat tersebutterionisasi sempurna

Larutan Elektrolit Kuat dapat menghantarkan arus

listrik dengan baik

Larutan Elektrolit Lemah: Larutan yang terdiri dari zatzat tidak terionisasi sempurna . Contohnya asam

asam Brnsted lemah.

Larutan Elektrolit Lemah kurang baik dalam

menghantarkan listrik


5/32

Konduktivitas Elektrolit

Aliran arus melalui penghantar ionik (larutan

elektrolit) mengikuti Hukum Ohm:

R

VI (1)

Jika penghantar mempunyai luas penampang (yang

seragam) = a,dan panjang = l , tahanan R

berbanding lurus dengan tahanan jenis penghantar(ohm.cmatau ohm.m)sesuai dengan persamaan

berikut:a

lR

(2)

Tahanan elektrolit dalam sel elektrolisis berbanding

lurus dengan jarak antar elektroda.


6/32


Hukum Ohm untuk penghantar ionik (larutanelektrolit) seringkali dirumuskan sebagai berikut:

CVI (3)

R

C1

(4)

Cdidefiniskan sebagai Konduktans idengan satuan

ohm-1 atau Siemens (S)

Kondu kt iv i tas jenis (ohm-1cm-1)

didefinisikansebagai kebalikan tahanan jenis

1

(5)


7/32

Dari persamaan (2),

a

lR

l

Ra

jadi:Ra

l


Sebelumnya telah didefinisikan:

CR

1

a

lCjadi:

(6)

(7)


8/32

Perumusan lain hukum Ohm untuk larutan elektrolitadalah sebagai berikut:

l

V

a

I

(8)


Cek Persamaan (8):

R

VI

a

lR

l

Va

I l

V

a

I


9/32

Karena

1maka

l

V

a

I Pers (8)

I/a= rapat arus dan sesuai dengan Persamaan (8)

rapat arus berbanding lurus dengan tegangan dankonduktivitas jenis persatuan panjang konduktor

Konduktivitas jenis,

-logam: 105 ohm-1cm-1-Air: 10-7 ohm-1cm-1

-Larutan aqueous: 10-1- 10-2 ohm-1cm-1


10/32

Konduktivitas Kation Anion (25 0C)

Kation 0+/(10-4 Sm2mol) Anion 0-/(10-4Sm2mol)

H3O+

Ci+

Na+

K+

NH4+

Ag+

Mg2+

Ca2+

Ba2+

Pb2+

Fe3+Ca3+

349,8

38,7

50,1

73,5

73,461,9

106,2

119,0

127,3

139,0

204,0209,1

OH-

Cl-

Br-

I-

NO3-

ClO4

-

OAc-

SO42-

CO32-

C2O4-

Fe(CN)64-

198,3

76,3

78,4

76,8

71,468,0

40,9

160,0

138,6

148,0

442,0


11/32

Perbedaan harga konduktivitas di atas disebabkan

terutama karena perbedaan :

- ukuran ion

- derajat hidrasi

Daya hantar molar ion atau konduktivitas antar ion adalah

ukuran dari mobilitas suatu ion di bawah pengaruh

kekuatan medan listrik dan juga ukuran kemampuanpenghantar arus.

106,7118,5

123,7

126,4 (0)

/ 10-4 Sm2 mol-10,1

0,01

0,001

pengenceran tidak terhingga

c Na Cl / (mol L-1)


12/32

Untuk elektrolit kuat :

- Hubungan dan c : linier- Harga , relatif tinggi.- Ekstrapolasi dari garis linier menghasilkan harga 0Untuk elektrolit lemah :

- Hubungan dan c : nonlinier- Penentuan 0, secara langsung, sukar.- Harga , relatif rendah.Perubahan harga karena pengenceran cukupbesar.

Dari harga , dapat diperkirakan larutan adalahelektrolit kuat atau lemah


13/32

Konduktivitas larutan bergantung pada jumlah ion

yang ada

Konduktivitas Molar ( ) merupakan konduktivitas

per satuan konsentrasi molar elektrolit yang

ditambahkan . Konduktivitas Molar dinyatakan dalam

S Cm-1 mol-1


M

c

kM

Keterangan : = Konduktivitas Molark = konduktivitas

c = Konsentrasi Molar

M


14/32

20

40

0,02 0,04 0,06

60

0,08 0,10

80

100

120

140(a) KCl

(b) CH3COOH

M /S Cm-1 mol-1

c / MGrafik :ketergantingan konduktivitas molar pada konsentrasi (a)

Umumnya Elektrolit Kuat dan (b) Umumnya elektrolit lemah


15/32

Konduktivitas jenis elektrolit seringkali ditentukan dan

dinyatakan per satuan konsentrasi ion

Untuk membandingkan konduktivitas elektrolit yang

berbeda tanpa terpengaruh oleh konsentrasinya

digunakan besaran KONDUKTIVITAS EKUIVALEN

didefinisikan sebagai konduktivitas elektrolit yangmempunyai volume tertentu yang mengandung 1

gram-ekivalen spesi konduktif

Konduktivitas Ekuivalen ()

Untuk larutan yang mempunyai konsentrasi c gram-ekivalen/liter dan konduktivitas dalam ohm-1cm-1dalam ohm-1cm2ek-1dapat dirumuskan sbb:

c

1000


16/32

Tabel Hubungan antara mol dan gram ekuivalen

Konduktivitas Ekuivalen ()Molekul

Terlarut

1 mol

(gram)

1 gram

ekuivalen

(gram)

Ion 1 mol

(gram)

1 gram

ekuivalen

(gram)

HClAlCl3

Al2(SO4)3

36,46133,33

342,14

36,4644,44

57,01

H3O+Al3+

Cl-

SO42-

19,0326,98

35,45

96,06

19,038,99

35,45

48,03


17/32

Konduktivitas ekuivalen sebuah garam = jumlah

konduktivitas ion-ionnya ( dan ) padapengenceran tak terhingga ( = =konduktivitas

ekuivalen limit)

Konduktivitas Ekuivalen ()0

000

Persamaan diatas diperkenalkan oleh Kohlrausch = Persamaan

Kohlrausch

0

0

Untuk larutan encer, Kohlrausch menentukan bahwa

pasangan elektrolit dengan anion sejenis terdapat

perbedaan jumlah harga daya hantar molar elektrolit pada

pengenceran tak terhingga (~) yang relatif sama yaitu :


18/32

Konduktivitas Ekivalen ()Pada suhu 250C dengan satuan Konduktivitas

Ekuivalen / (10-4S m2mol-1)

KCl = 149,8 KNO3 = 145,5

NaCl = 128,1 NaNO3 = 123,0

21,7 22,5


19/32

Teori Ionisasi Arrhenius

- Dalam larutan non-elektrolit dipelajari sifat koligatif

larutan , larutan yang memiliki jumlah molal sama akanmenghasilkan titik beku yang sama . Hal tersebut tidak

berlaku pada larutan elektrolit

-Penyimpangan

Sifat Koligatif Zat Terlarut

, Tekanan Osmotik

Konsentrasi = 0,01 molar

Non-elektrolit Elektrolit

C12H22O11 KCl BaCl2

teoritis (0o C)

hasil pengukuran (0o C)

0,224 atm 0,224 atm 0,224 atm

0,224 atm 0,435 atm 0,610 atm


20/32


- Pokok Pokok teori Arrhenius untuk sifat larutan elektrolit

sebagai berikut

1. Molekul elektrolit pd larutan dgn pelarut air akan

berdisosiasi mjd 2 partikel atau lebih yg dikenal dengan

ion

2 . Ion ion bermuatan listrik ( positif dan negatif) .

Muatan muatan inilah yang menyebabkan arus listrik


21/32


Penentuan tetapan Ionisasi elektrolit lemah

Rasio daya hantar molar ion pada konsentrasi tertentudengan daya hantar molar ion pada pengenceran tak

terhingga memberikan/menunjukkan harga tetapan

ionisasi suatu elektrolit lemah.

o

= = derajat/ tetapan ionisasi

Ka = = = V1

2

1

2

C

0

2

0

1

C


22/32

Mobilitas Ion

- Mobilitas suatu ion didefinisikan sebagai laju (dalam cm/

detik) gerakan suatu ion melalui suatu medan dengan

gradien potensial 1 volt/cm

- Kecepatan sebenarnya dari ion adalah tergantung pada- potensial () dan jarak elektrode ( ).

- Dengan perkataan lain kecepatan ( ) bergantungkepada :

Bila medan listrik = E = = 1 V m-1 dan

Kecepatan ion = 1 m s 1


23/32

Mobilitas Ion

Maka disebut : Mobilitas IonHarga limit kemobilan ion, dapat dihubungkandengan daya hantar molar ion atau konduktivitasmolar ion .

A

(+)D

(-)

- Larutan Elektrolit

- Daya Hantar Jenis

- Beda Potensial

- Tahanan

- Luas Permukaan

Elektroda

- Jarak Elektroda

: c mol: S m-1

: volt

: R ohm: A m2

: m


24/32

Mobilitas Ion

A

(+)D

(-)

Medan Listrik = = E V m-1

Jumlah muatan listrik yang melalui penampang D, dalamwaktu t s dapat dihitung dengan Hukum Ohm.

Q = I t = E A t c ( 0+ + 0-).................(1)

E t0


25/32

Mobilitas Ion

Dalam ruangan itu jumlah anion ialah : E t A c

Analog kation ialah : E t A cJadi jumlah muatan listrik yang mengalir melaluipenampang D :

I t = ( + ) E t c A F ...........(2)

F tetapan Faraday

(2) : (1) ( + ) F = ( + )

= F

= F

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0


26/32

20,5

8,27

7,91

7,40

OH-

SO4-

Cl-

NO3-

36,2

7,61

6,60

5,194,01

7,61

H3O+

K+

Ba2+

Na+

Li+

NH4+

+

x 106 /(m s-1)Anion

+

x 106 /(m s-1)Kation

Mobilitas Ion

Tabel berikut merupakan harga dari masing masing

mobilitas ion ( kation dan anion) pada (25 oC)


27/32

Konduktivitas Air

-Air bersifat menghantarkan listrik

-Air murni terdapat Ion Ion diantaranya H3O+ dan OH-

-Menurut teori Brnsted-Lowry air bersifat amfoterik

sehingga molekul air dapat menerima dan memberikan

proton

-Konduktivitas air tergolong tinggi , Mengapa ?


28/32

-H

. .

: O :

. .

H

. .

H : O :

. .

H

. .

: O : H

. .

-

H. .

: O :

. .

+

H

. .

H : O : H

. .

H

. .: O : H

. .

H

. .H : O :

. .

+

H

. .

H : O : H. .+

+

a. Ion hidrogen sebagai hidronium H3O+ sanggup

mengirimkan proton pada sebuah molekul H2O disebelahnya .

Mengapa harga kemobilan ion-ion H3O+ dan OH- relatif lebih

besar dari ion-ion lain?

+


29/32


30/32


31/32

+

+


32/32

End Of Slide Show Click To Exit

Konduktivitas Air

Documents

Transcript of Konduktivitas Air