BAB 6
LARUTAN ELEKTROLIT DAN KONSEP REDOKS


1) Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit
o Larutan elektrolit adalah larutan yang dapat menghantarkan arus listrik.
o Larutan elektrolit dapat berupa asam, basa maupun garam.
Contoh : HCl, H2SO4, NaOH, NaCl
o Dibedakan menjadi 2 yaitu :
a) Larutan elektrolit kuat = ditandai dengan lampu yang menyala terang.
b) Larutan elektrolit lemah = ditandai dengan lampu yang menyala redup atau lampu yang tidak menyala namun dalam larutan timbul gelembung gas (contoh : larutan amonia, asam cuka).

o Larutan non elektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Contoh : larutan gula, larutan urea, larutan alkohol.
o Air sebenarnya tidak dapat menghantarkan arus listrik, tetapi daya hantar larutan tersebut disebabkan oleh zat terlarutnya.


2) Teori Ion Svante Arrhenius
“ Larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena mengandung ion-ion yang dapat bergerak bebas ”
Contoh :
NaCl (aq) Na+(aq) + Cl-(aq)
CH3COOH(aq) CH3COO-(aq) + H+(aq)

 Zat non elektrolit dalam larutan, tidak terurai menjadi ion-ion tetapi tetap berupa molekul.
Contoh :
C2H5OH (l) C2H5OH (aq)
CO(NH2)2 (s) CO(NH2)2 (aq)


3) Proses terjadinya hantaran listrik
Contoh :
• Hantaran listrik melalui larutan HCl. Dalam larutan, molekul HCl terurai menjadi ion H+ dan Cl- :
HCl (aq) H+(aq) + Cl-(aq)
• Ion-ion H+ akan bergerak menuju Katode (elektrode negatif / kutub negatif), mengambil elektron dan berubah menjadi gas hidrogen.
2H+(aq) + 2e H2(g)
• Ion-ion Cl- bergerak menuju Anode (elektrode positif / kutub positif), melepas elektron dan berubah menjadi gas klorin.
2Cl-(aq) Cl2(g) + 2e
• Jadi : arus listrik menguraikan HCl menjadi H2 dan Cl2 (disebut reaksi elektrolisis).
2H+(aq) + 2Cl-(aq) H2(g) + Cl2(g)



Permasalahan : (diskusikan dengan kelompok kalian)
o Bagaimana jika seandainya yang dipakai adalah larutan CuCl2?
o Di elektroda mana yang akan terbentuk lapisan tembaga (Cu)?
o Di elektroda mana yang akan terbentuk gas klorin (Cl2)?
o Jelaskan proses terjadinya hantaran listrik! (lengkapi dengan reaksi ionisasinya)


4) Elektrolit yang berasal dari Senyawa Ion dan Senyawa Kovalen Polar
a) Senyawa Ion
• Dalam bentuk padatan, senyawa ion tidak dapat menghantarkan arus listrik karena ion-ionnya tidak dapat bergerak bebas.
• Dalam bentuk lelehan maupun larutan, ion-ionnya dapat bergerak bebas sehingga lelehan dan larutan senyawa ion dapat menghantarkan arus listrik.

b) Senyawa Kovalen Polar
o Contoh : asam klorida cair, asam asetat murni dan amonia cair.
o Senyawa-senyawa ini dalam bentuk murninya merupakan penghantar listrik yang tidak baik.
o Jika dilarutkan dalam air (pelarut polar) maka akan dapat menghantarkan arus listrik dengan baik.
Penjelasannya :
o Senyawa-senyawa tersebut memiliki kemampuan melarut dalam air karena disamping air sendiri merupakan molekul dipol, pada prinsipnya senyawa-senyawa tersebut jika bereaksi dengan air akan membentuk ion-ion.
 HCl(l) + H2O(l) H3O+(aq) + Cl-(aq)
( ion hidronium )
 CH3COOH(l) + H2O(l) H3O+(aq) + CH3COO-(aq)
( ion asetat )
 NH3(l) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)
( ion amonium )

o Oleh karena itu, larutan senyawa kovalen polar merupakan larutan elektrolit.

Keterangan tambahan :
Ion yang terdapat dalam air dapat terbentuk dengan 3 cara :
1). Zat terlarut merupakan senyawa ion, misal : NaCl
Reaksi ionisasinya : lengkapi sendiri
2). Zat terlarut merupakan senyawa kovalen polar, yang larutannya dalam air dapat terurai menjadi ion-ionnya, misal : H2SO4
Reaksi ionisasinya : lengkapi sendiri
3). Zat terlarut merupakan senyawa kovalen yang dapat bereaksi dengan air, sehingga membentuk ion, misal : NH3
Reaksi ionisasinya : NH3(l) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)
( ion amonium )
o Daya hantar listrik air murni biasa digolongkan sebagai non konduktor. Akan tetapi, sebenarnya air merupakan suatu konduktor yang sangat buruk. Zat elektrolit akan meningkatkan konduktivitas air, sedangkan zat non elektrolit tidak.
o Arus listrik adalah aliran muatan. Arus listrik melalui logam adalah aliran elektron, dan arus listrik melalui larutan adalah aliran ion-ion.
o Zat elektrolit dapat berupa senyawa ion atau senyawa kovalen polar yang dapat terhidrolisis (bereaksi dengan air).
o Senyawa ion padat tidak menghantar listrik, tetapi lelehan dan larutannya dapat menghantar listrik.
5) Elektrolit Kuat dan Elektrolit Lemah
 Pada konsentrasi yang sama, elektrolit kuat mempunyai daya hantar lebih baik daripada elektrolit lemah. Hal ini terjadi karena molekul zat elektrolit kuat akan lebih banyak yang terion jika dibandingkan dengan molekul zat elektrolit lemah.
 Banyak sedikitnya elektrolit yang mengion dinyatakan dengan derajat ionisasi atau derajat disosiasi (), yaitu perbandingan antara jumlah zat yang mengion dengan jumlah zat yang dilarutkan.
Dirumuskan :
; 0    1

 Zat elektrolit yang mempunyai  besar (mendekati 1) disebut elektrolit kuat sedangkan yang mempunyai  kecil (mendekati 0) disebut elektrolit lemah.
Contoh elektrolit kuat = larutan NaCl, larutan H2SO4, larutan HCl, larutan NaOH
Contoh elektrolit lemah = larutan CH3COOH dan larutan NH3.

A.    Kekhasan / Keunikan Atom Karbon

o   Terletak pada golongan IVA dengan Z = 6 dan mempunyai 4 elektron valensi.

o   Untuk mencapai konfigurasi oktet maka atom karbon mempunyai kemampuan membentuk 4 ikatan kovalen yang relatif kuat.

o   Atom karbon dapat membentuk ikatan antar karbon; berupa ikatan tunggal, rangkap dua atau rangkap tiga.

o   Atom karbon mempunyai kemampuan membentuk rantai (ikatan yang panjang).

o   Rantai karbon yang terbentuk dapat bervariasi yaitu : rantai lurus, bercabang dan melingkar (siklik).

B.    Kedudukan Atom Karbon

Dalam senyawa hidrokarbon, kedudukan atom karbon dapat dibedakan sebagai berikut :

·       Atom C primer        :  atom C yang mengikat langsung 1 atom C yang lain

·       Atom C sekunder    :  atom C yang mengikat langsung 2 atom C yang lain

·       Atom C tersier        :  atom C yang mengikat langsung 3 atom C yang lain

·       Atom C kuarterner  :  atom C yang mengikat langsung 4 atom C yang lain

C.    Klasifikasi / Penggolongan Hidrokarbon (terdiri dari atom C dan H)

a.     Berdasarkan jenis ikatan antar atom karbonnya :

Ø Hidrokarbon jenuh        = senyawa hidrokarbon yang ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal.

Ø Hidrokarbon tak jenuh   = senyawa hidrokarbon yang memiliki 1 ikatan rangkap dua (alkena) atau lebih dari 1 ikatan rangkap dua (alkadiena), atau ikatan rangkap tiga (alkuna).

b.     Berdasarkan bentuk rantai karbonnya :

§  Hidrokarbon alifatik       = senyawa hidrokarbon dengan rantai terbuka jenuh (ikatan tunggal) maupun tidak jenuh (ikatan rangkap).

§  Hidrokarbon alisiklik       = senyawa hidrokarbon dengan rantai melingkar / tertutup (cincin).

§  Hidrokarbon aromatik   = senyawa hidrokarbon dengan rantai melingkar (cincin) yang mempunyai ikatan antar atom C tunggal dan rangkap secara selang-seling / bergantian (konjugasi).

ALKANA

o   Adalah hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal.

o   Rumus umum alkana yaitu : C_nH_2n+2 ; n = jumlah atom C

Deret Homolog Alkana

Adalah suatu golongan / kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama, mempunyai sifat yang mirip dan antar suku-suku berturutannya mempunyai beda CH₂.

Sifat-sifat deret homolog :

o    Mempunyai sifat kimia yang mirip

o    Mempunyai rumus umum yang sama

o    Perbedaan Mr ( massa molekul relatif ) antara 2 suku berturutannya sebesar 14

o    Makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik didihnya

Contoh :

Perhatikan Tabel 7.3 dari Buku Paket 1B halaman 50!

Tata Nama Alkana

Berdasarkan aturan dari IUPAC ( nama sistematis ) :

1)     Nama alkana bercabang terdiri dari 2 bagian :

o   Bagian pertama (di bagian depan) merupakan nama cabang

o   Bagian kedua (di bagian belakang) merupakan nama rantai induk

Contoh : Perhatikan Buku Paket 1B halaman 52!

2)     Rantai induk adalah rantai terpanjang dalam molekul. Jika terdapat 2 atau lebih rantai terpanjang, maka harus dipilih yang mempunyai cabang terbanyak.

3)     Rantai induk diberi nama alkana sesuai dengan panjang rantai ( tabel 7.3 halaman 50 )

4)     Cabang diberi nama alkil yaitu nama alkana yang sesuai, tetapi dengan mengganti akhiran –ana menjadi –il. Gugus alkil mempunyai rumus umum : C_nH_2n+1 dan dilambangkan dengan R

Contoh :

Perhatikan Tabel 7.4 dari Buku Paket 1B halaman 53!

5)     Posisi cabang dinyatakan dengan awalan angka. Untuk itu rantai induk perlu dinomori. Penomoran dimulai dari salah 1 ujung rantai induk sedemikian rupa sehingga posisi cabang mendapat nomor terkecil.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 53! (bagian bawah)

6)     Jika terdapat 2 atau lebih cabang sejenis, harus dinyatakan dengan awalan di, tri, tetra, penta dst.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 54! (bagian atas)

7)     Cabang-cabang yang berbeda disusun sesuai dengan urutan abjad dari nama cabang tersebut. Awalan normal, sekunder dan tersier diabaikan. Jadi n-butil, sek-butil dan ters-butil dianggap berawalan b-.

o   Awalan iso- tidak diabaikan. Jadi isopropil berawal dengan huruf i- .

o   Awalan normal, sekunder dan tersier harus ditulis dengan huruf cetak miring.

8)     Jika penomoran ekivalen (sama) dari kedua ujung rantai induk, maka harus dipilih sehingga cabang yang harus ditulis terlebih dahulu mendapat nomor terkecil.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 54 (bagian bawah) dan 55 (bagian atas)!

Kesimpulan :

Berdasarkan aturan-aturan tersebut di atas, penamaan alkana bercabang dapat dilakukan dengan 3 langkah sebagai berikut :

1)     Memilih rantai induk, yaitu rantai terpanjang yang mempunyai cabang terbanyak.

2)     Penomoran, dimulai dari salah 1 ujung sehingga cabang mendapat nomor terkecil.

3)     Penulisan nama, dimulai dengan nama cabang sesuai urutan abjad, kemudian diakhiri dengan nama rantai induk. Posisi cabang dinyatakan dengan awalan angka. Antara angka dengan angka dipisahkan dengan tanda koma (,) antara angka dengan huruf dipisahkan dengan tanda jeda (-).

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 55-57!

Sumber dan Kegunaan Alkana

Alkana adalah komponen utama dari gas alam dan minyak bumi.

Kegunaan alkana, sebagai :

·       Bahan bakar

·       Pelarut

·       Sumber hidrogen

·       Pelumas

·       Bahan baku untuk senyawa organik lain

·       Bahan baku industri

ALKENA

o   Adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh yaitu hidrokarbon dengan satu ikatan rangkap dua (–C=C–). Senyawa yang mempunyai 2 ikatan rangkap 2 disebut alkadiena, yang mempunyai 3 ikatan rangkap 2 disebut alkatriena dst.

o   Rumus umum alkena yaitu : C_nH_2n ; n = jumlah atom C

Contoh :

Perhatikan Tabel 7.5 dari Buku Paket 1B halaman 60-61!

Tata Nama Alkena

1)     Nama alkena diturunkan dari nama alkana yang sesuai (yang jumlah atom C’nya sama), dengan mengganti akhiran –ana menjadi –ena.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 62! (bagian bawah)

2)     Rantai induk adalah rantai terpanjang yang mempunyai ikatan rangkap.

3)     Penomoran dimulai dari salah 1 ujung rantai induk sedemikian sehingga ikatan rangkap mendapat nomor terkecil.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 63! (bagian tengah)

4)     Posisi ikatan rangkap ditunjukkan dengan awalan angka yaitu nomor dari atom C berikatan rangkap yang paling tepi / pinggir (nomor terkecil).

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 63! (bagian bawah)

5)     Penulisan cabang-cabang, sama seperti pada alkana.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 64!

Sumber dan Kegunaan Alkena

Alkena dibuat dari alkana melalui proses pemanasan atau dengan bantuan katalisator (cracking). Alkena suku rendah digunakan sebagai bahan baku industri plastik, karet sintetik, dan alkohol.

ALKUNA

o   Adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh yaitu hidrokarbon dengan satu ikatan rangkap tiga (–C≡C–). Senyawa yang mempunyai 2 ikatan rangkap 3 disebut alkadiuna, yang mempunyai 1 ikatan rangkap 2 dan 1 ikatan rangkap 3 disebut alkenuna.

o   Rumus umum alkuna yaitu : C_nH_2n-2 ; n = jumlah atom C

Contoh :

Perhatikan Tabel 7.6 dari Buku Paket 1B halaman 65!

Tata Nama Alkuna

o   Nama alkuna diturunkan dari nama alkana yang sesuai dengan mengganti akhiran –ana menjadi –una.

o   Tata nama alkuna bercabang sama seperti penamaan alkena.

Contoh :

Perhatikan Buku Paket 1B halaman 67!

Sumber dan Kegunaan Alkuna

Alkuna yang mempunyai nilai ekonomis penting hanyalah etuna (asetilena), C₂H₂. Gas asetilena digunakan untuk mengelas besi dan baja.

Reaksi pembentukan etuna (asetilena) :

4 CH₄ (g)  +  3 O₂ (g)              2 C₂H₂ (g)  +  6 H₂O (g)

CaC₂ (s)  +  2 H₂O (l)              Ca(OH)₂ (aq)  +  C₂H₂ (g)