Mengapa Larutan Elektrolit Menghantarkan Listrik? Berikut Penjelasan Lengkapnya

Daftar Materi Kimia

• 1. Struktur Atom (Proton, Elektron dan Neutron)
• 2. Ikatan Kimia (Ion, Kovalen dan Logam)
• 3. Stoikiometri (Perhitungan Kimia)
• 4. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
• 5. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Advertisement

Baca Juga:

Dalam artikel tentang Sifat Unsur Logam, Nonlogam dan Metaloid telah dijelaskan bahwa salah satu sifat logam adalah konduktor listrik yang baik (ingat teori lautan elektron pada ikatan logam). Apakah larutan dapat menghantarkan listrik juga? Jika ya, bagaimana prosesnya? Apakah sama dengan teori lautan elektron?

Sebelum terjawab, pertanyaan-pertanyaan tersebut pada mulanya menjadi pekerjaan rumah bagi para ilmuwan masa itu. Sejumlah ilmuwan kemudian mencoba mengemukakan teori mereka untuk menjelaskan penyebab gejala hantaran listrik pada larutan elektrolit. Dua ilmuwan yang paling berjasa dalam menemukan gejala dan penyebab larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik adalah Arrhenius dan Faraday. Berikut ini penjelasannya.

Teori Ionisasi Svante August Arrhenius

Mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik, sedangkan larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik? Penjelasan tentang permasalahan ini pertama kali dikemukakan oleh Svante August Arrhenius (1859 – 1927) dari Swedia saat presentasi disertasi Ph. D-nya di Universitas Uppsala tahun 1884.

Menurut Arrhenius, zat elektrolit dalam larutannya akan terurai menjadi partikel-partikel yang berupa atom atau gugus atom yang bermuatan listrik yang dinamakan ion. Ion yang bermuatan positif disebut kation, dan ion yang bermuatan negatif dinamakan anion. Peristiwa terurainya suatu elektrolit menjadi ion-ionnya disebut Proses Ionisasi.

Ion-ion zat elektrolit tersebut selalu bergerak bebas dan ion-ion inilah yang sebenarnya menghantarkan arus listrik melalui larutannya. Sedangkan zat nonelektrolit ketika dilarutkan dalam air tidak terurai menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam bentuk molekul yang tidak bermuatan listrik. Hal inilah yang menyebabkan larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.

Dari penjelasan di atas, maka dapat disimpulkan sebagai berikut.

■	Larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik karena zat elektrolit dalam larutannya terurai menjadi ion-ion bermuatan listrik dan ion-ion tersebut selalu bergerak bebas.
■	Larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan arus listrik karena zat nonelektrolit dalam larutannya tidak terurai menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam bentuk molekul yang tidak bermuatan listrik.

Zat elektrolit adalah zat yang dalam bentuk larutannya dapat menghantarkan arus listrik karena telah terionisasi menjadi ion-ion bermuatan listrik. Zat nonelektrolit adalah zat yang dalam bentuk larutannya tidak dapat menghantarkan arus listrik karena tidak terionisasi menjadi ion-ion, tetapi tetap dalam bentuk molekul.

Percobaan Michael Faraday

Perbedaan sifat antara larutan elektrolit dan nonelektrolit dapat dapat kalian perhatikan pada tabel berikut ini.

Larutan Elektrolit	Larutan Nonelektrolit
Dapat menghantarkan arus listrik.	Tidak dapat menghantarkan arus listrik.
Menimbulkan nyala lampu pada alat uji daya hantar listrik larutan.	Tidak menimbulkan nyala lampu pada alat uji daya hantar listrik larutan.
Menghasilkan gelembung gas pada alat uji elektrolit.	Tidak menghasilkan gelembung gas pada alat uji elektrolit.
Ketika dilarutkan dalam air, larutan elektrolit terurai menjadi ion.	Ketika dilarutkan dalam air, larutan nonelektrolit terurai menjadi molekul.

Munculnya gelembung gas pada hasil uji kehantaran larutan juga dapat dijelaskan dengan percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday. Berdasarkan percobaan tersebut, diketahui bahwa jika ke dalam larutan elektrolit dialirkan arus listrik, maka akan terjadi elektrolisis.

Elektrolisis adalah peristiwa penguraian suatu elektrolit oleh arus listrik. Peristiwa ini menghasilkan gelembung gas dalam larutan elektrolit. Gelembung tersebut timbul karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami oksidasi.

Sebagai contoh, pada larutan asam klorida (HCl) terjadi elektrolisis dengan reaksi sebagai berikut:

Reaksi ionisasi: HCl(aq) → H+(aq) + Cl-(aq)

Reaksi reduksi: 2H+ + 2e- → H2(g)

Reaksi oksidasi: 2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-

Perbedaan Daya Hantar Listrik Logam dan Larutan

Logam dapat menghantarkan listrik sebab adanya elektron yang dapat bergerak bebas. Aliran listrik sendiri adalah aliran elektron yang bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah. Sifat daya hantar listrik pada logam ini dapat dijelaskan melalui teori lautan elektron, yaitu sebagai berikut.

Teori Lautan Elektron

Suatu logam tersusun atas ion-ion positif yang terpateri di tempat (tidak bergerak) dikelilingi oleh lautan elektron valensi yang bergerak bebas dalam kisi logam. Elektron-elektron valensi logam bebas bergerak dan mengisi ruang-ruang di antara kasi-kisi kation logam yang bermuatan positif. Nah, apabila suatu logam dialiri arus listrik maka elektron-elektron yang bebas bergerak inilah yang akan menghantarkan listrik dari dari daerah berpotensial tinggi ke daerah berpotensial rendah.

Dari penjelasan kenapa laruatan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik dengan teori lautan elektron tersebut, maka dapat disimpulkan perbedaan daya hantar listrik antara logam dan larutan, yaitu sebagai berikut.

Daya Hantar Listrik Logam	Daya Hantar Listrik Larutan
Disebabkan oleh aliran elektron yang bergerak bebas di dalam kisi logam yang mengelilingi ion bermuatan positif (kation).	Disebabkan oleh ion-ion bermuatan listrik positif (kation) dan negatif (anion) yang terdisosiasi (terurai) dan bergerak bebas di dalam larutan.

Jadi secara garis besar, daya hantar listrik logam disebabkan oleh elektron yang bergerak bebas. Sedangkan daya hantar listrik larutan disebabkan oleh kation dan anion yang bergerak bebas di dalam larutan.

Kenapa Ada Istilah Larutan Elektrolit Kuat dan Lemah?

Suatu larutan dikatakan larutan elektrolit jika larutan tersebut dapat menyalakan lampu. Sebaliknya, suatu larutan dikatakan larutan nonelektrolit jika larutan tersebut tidak dapat menyalakan lampu. Larutan elektrolit dapat dibagi dua, yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Apakah perbedaan antara larutan elektrolit kuat dan elektrolit lemah?

Nyala lampu elektrolit kuat terang, sedangkan nyala lampu elektrolit lemah redup. Perbedaan antara larutan elektrolit dan larutan nonelektrolit dapat juga diamati dari ada tidaknya gelembung. Larutan elektrolit akan menghasilkan gelembung gas, sedangkan larutan nonelektrolit tidak menghasilkan gelembung gas.

Ketika suatu senyawa dilarutkan ke dalam air, ada tiga kemungkinan yang dapat terjadi, yaitu terdisosiasi (terurai) sempurna, terdisosiasi sebagian, dan tidak terdisosiasi. Senyawa elektrolit kuat akan terdisosiasi sempurna, senyawa elektrolit lemah hanya terdisosiasi sebagian, sedangkan senyawa nonelektrolit tidak terdisosiasi.

Suatu senyawa yang mengalami disosiasi, baik sempurna maupun sebagian terurai menjadi ion-ion penyusunnya (ion positif dan ion negatif). Reaksi-reaksi disosiasi pada senyawa elektrolit dapat dituliskan sebagai berikut.

HCl(l) → H+(aq) + Cl–(aq)

NaCl(s) → Na+(aq) + Cl–(aq)

CH3COOH(aq) → H+(aq) + CH3COO–(aq)

NaOH(s) → Na+(aq) + OH–(aq)

NH4OH(s) → NH4+(aq) + OH–(aq)

Daya hantar listrik berhubungan dengan ion-ion dalam larutan. Aliran arus listrik berbentuk pergerakan partikel berupa partikel elektron maupun ion. Ketika dilewatkan ke dalam larutan elektrolit, arus listrik akan dihantarkan oleh ion-ion dalam larutan sehingga lampu dapat menyala. Semakin banyak ion-ion dalam larutan, daya hantar larutan semakin kuat. Itulah sebabnya nyala lampu larutan elektrolit kuat lebih terang daripada larutan elektrolit lemah.

Jadi, dapat disimpulkan bahwa suatu larutan dapat dikatakan larutan elektrolit kuat, larutan elektrolit lemah dan larutan nonelektrolit apabila memenuhi kriteria sebagai berikut.

Jenis Larutan	Karakteristik
Larutan Elektrolit Kuat	Senyawa dari zat terlarut mengalami disosiasi sempurna di dalam pelarut.
Larutan Elektrolit Lemah	Senyawa dari zat terlarut mengalami disosiasi sebagian di dalam pelarut.
Larutan Nonelektrolit	Senyawa dari zat terlarut tidak mengalami disosiasi di dalam pelarut.