Konduktimeter dan Analisis Konduktometri Pemicu : 1. Jelaskan bagian –bagian yang dibutuhkan dari alat konduktometri secara umum! 2. Jelaskan pengertian dari analisis konduktometri , konduktivitas, konduktansi, konduktansi ekuivalen. 3. Berikan analisis anda tentang sifat satu larutan seperti pada tabel 1 . 4. Jelaskan pengaruh konsentrasi terhadap nilai konduktansi dari larutan seperti pada gambar. Bagaimana anda menjelaskan mengenai pengaruh jenis larutan terhadap kurva konduktansi yang diperoleh pada beberapa nilai konsentrasi. 5. Jelaskan bagaimana Anda dapat menentukan nilai konduktansi ekivalen pada pengenceran tak terhingga (infinite dilution) dengan memanfaatkan data yang ada pada Tabel 2. 6. Jelaskan bagaimana Anda memanfaatkan data pada Gambar 2 untuk dapat menentukan konsentrasi dari titran. 7.Menurut Anda, apakah alat tersebut cukup efektif digunakan sebagai alat analisis konduktometri. Berikan alasan yang jelas.
Konduktometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur kuat arus listrik yang dihasilkan oleh zat terlarut(solut) di dalam larutan. Konduktometer menggunakan prinsip derajad disosiasi. Alat ini untuk melakukan analisis konduktometri oleh prinsip elektrolisis. Konduktometer memiliki bagian-bagian sebagai berikut : - Anoda dan Katoda (Elektroda) Terdiri dari padatan anion dan kation yang dialiri listrik sebagai penarik ion positif dan negatif yang berasal dari ionisasi solut. Elektroda tersebut mendeteksi dengan mengukur arus listrik melalui hambatan yang dihasilkan ion. - Jembatan Whetstone Alat yang digunakan untuk menyeimbangkan jumlah ion dalam larutan. - Alat ukur arus (Amperemeter) Alat untuk mengukur kuat arus yang dihasilkan oleh larutan yang solutnya terionisasi. Analisis Konduktometri adalah proses atau metoda yang digunakan untuk mencari konduktivitas suatu larutan dan properti solut tersebut melalui derajad disosiasi dan
kemampuan ioniasasi solut dalam larutan tersebut. Analisis Konduktometri dapat digunakan untuk mengukur konduktivitas, konduktansi, dan konduktivitas ekuivalen. Konduktivitas listrik merupakan kemampuan suatu zat untuk menghantarkan listrik. Jika diberikan energi listrik (E) pada bagian zat tersebut, muatannya akan berpindah dan menghasilkan listrik. Dalam materi ini, yang akan dinilai adalah konduktivitas larutan, jadi kemampuan larutan menghantarkan listrik. Kemampuan larutan menghantarkan listrik berasal dari kemampuan disosiasi solut menjadi ion(ionisasi). Tiap zat memiliki konduktansi jenis(S/m) yang merupakan kemampuannya untuk melakukan konduktansi. Konduktansi adalah kemampuan suatu zat untuk menghantarkan listrik, sama dengan konduktivitas, tetapi bergantung pada luas penampang larutan, jadi nilai konduktansi akan berbeda sesuai dengan lingkungan sekitar, volume, dan wadah yang digunakan. Rumusnya berbanding terbalik dengan larutan.
G : Konduktivitas, R = hambatan, A = Luas penampang, L = panjang, K = daya hantar jenis Sehingga hambatan memiliki rumus :
Konduktivitas Ekuivalen adalah daya hantar listrik (Konduktivitas) suatu zat 1 gram berat ekuivalen solut dalam suatu volume larutan dan dalam 1 centimeter(cm) jarak antar elektroda dalam suatu konduktometri. Rumusnya adalah sebagai berikut :
G = konduktivitas, k = daya hantar jenis, C = konsentrasi ekuivalen Faktor yang mempengaruhi konduktivitas suatu larutan meliputi : I. Jenis Zat Setiap zat memiliki konduktivitas atau kemampuan konduksi yang berbeda-beda. Konduktivitas ini diindikasikan oleh kemampuan ionisasi suatu zat. Semakin tinggi kemampuan ionisasinya, semakin tinggi konduktivitas suatu larutan karena listrik dapat lebih mudah terkonduksi lewat ion yang memiliki muatan. Dalam hal ini, larutan dibagi atas 3 jenis, berdasarkan konduktivitasnya, yaitu a. Elektrolit Kuat - Merupakan zat yang memiliki konduktivitas tinggi dan mudah terionisasi. Zat ini dapat
mudah mengalirkan arus listrik karena ionisasinya sangat cepat dan derajad disosiasinya tinggi. Contoh : Asam dan Basa kuat seperti HCl, H2SO4, NaOH, KOH, dan garam ionik kuat seperti NaCl, NaBr, KCl, KBr, dan sebagainya. Arus listrik yang dihasilkan pada jenis ini tinggi. b. Elektrolit Lemah - Merupakan zat yang memiliki konduktivitas yang rendah, dan solutnya lebih sulit terionisasi. Zat ini dapat mengalirkan arus listrik tetapi tidak terlalu baik dalam konduktivitasnya. Contoh : Asam dan basa lemah seperti CH3COOH, H2SO3, HF, H2CO3, Fe(OH)2, NH3, NH4(OH), dan garam ionik lemah seperti FeCO3, NH4(CH3COOH), dan sebagainya. Arus listrik yang dihasilkan pada jenis ini rendah pada umumnya. c. Non Elektrolit - Merupakan zat yang tidak memiliki konduktivitas, sehingga tidak menghantarkan listrik, karena zat tersebut solutnya tidak mengion dalam larutan. Contoh dari Non Elektrolit adalah larutan berikatan kovalen yang stabil seperti glukosa, hidrokarbon, lemak, dan urea. Arus listrik yang dihasilkan pada larutan ini hampir tidak ada, sehingga diklasifikasikan 0 A. II. Konsentrasi Salah satu faktor yang mempengaruhi konduktivitas adalah konsentrasi. Konsentrasi mempengaruhi konduktivitas dengan cara mempengaruhi jumlah ion dalam larutan. Semakin tinggi konsentrasi solut(zat terlarut) dalam larutan, semakin tinggi pula konduktivitasnya, karena semakin banyak ion yang terdapat pada larutan. Contohnya adalah pada tabel 1 berikut :
Larutan 0,1M C2H5OH 0,1M CH3COOH 0,1M HCl 0,1M NaCl
Arus (mA) 0 5 75 125
Dari hasil larutan yang diberikan, ditunjukkan hubungan sifat zat dengan konduktivitas karena konsentrasi yang sama. Dalam hal ini, Nilai larutan yang paling elektrolit adalah garam ionik reaktif (NaCl), kemudian asam dan basa kuat (HCl), dan yang paling lemah adalah golongan asam basa lemah (asam cuka). Kemudian juga ada larutan yang tidak elektrolit sama sekali, contohnya di sini adalah alkohol. Larutan tersebut tidak elektrolit karena tidak mengion sama sekali, sehingga tidak menghasilkan ion yang menjadi penerus aliran listrik. Dalam tabel ini juga dapat dilihat hubungan antara kuat arus dan jenis zatnya :
150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
[HCl]^1/2 [CH3COOH]^1/2 [NaCL]1/2
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Untuk mengetahui konsentrasi suatu larutan, jika bersifat asam atau basa, dapat digunakan proses titrasi dengan rumus : (n asam) = (n basa) V larutan asam * M larutan asam = Vlarutan basa * M larutan basa V = Volume M = Konsentrasi n = molaritas Atau dengan rumus : M = n/V Titrasi di gunakan untuk mengetahui hubungan antara kuat arus dalam larutan dan dan konsentrasi dengan cara mengetahui konsentrasi larutan yang bersifat asam atau basa. Dalam tabel dijelaskan, bahwa, bentuk grafik hubungan konsentrasi dan kuat arus memiliki perbedaan tergantung pada jenis zat yang diteliti. Pada jenis zat yang berkonduktivitas tinggi, grafiknya akan berbeda dengan yang berkonduktivitas rendah. Pada zat berkonduktivitas tinggi, kurva antara A dan M akan curam kenaikannya kemudaian menjadi stabil, sementara pada elektrolit lemah. Titrasi juga dapat dilakukan pada konduktometri, untuk membuktikan
konduktivitas jenis zat, contohnya : mA
Kurva titrasi
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Kurva titrasi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Volume NaOH
Reaksi tersebut adalah HCl + NaOH -> NaCl + H2O Dalam grafik titrasi berikut, analisis yang didapatkan adalah konduktivitas ion H dan ion OH yang berkurang karena ion tersebut membentuk air yang merupakan elektrolit lemah. Konduktivitas ion H menurun hingga ekuivalen, di mana ion H pada titik tersebut sudah tidak ditemukan lagi. Sedangkan, konduktivitas lebih meningkat setelah penambahan NaOH, karena ion OH yang berasal dari zat basa tersebut terionisasi, tetapi tidak berikatan dengan ion H, sehingga tetap bermuatan dan dapat menghantarkan listrik.Dapat disimpulkan, pada titik ekuivalen, kemampuan ionisasi larutan akan berkurang. Setelah titik ekuivalen jika NaOH ditambah, konduktivitas akan meningkat kembali, karena ion OH, dan ion –ion yang terbentuk dari NaCl. Yang di atas adalah analisis konduktometri berdasarkan konsentrasi dan jenis zat untuk mengukur konduktivitas. Untuk mengukur konduktansi ekuivalen, digunakan prinsip infinite dilution. Prinsip infinite dilution adalah penambahan solven ke dalam larutan hingga perubahan konsentrasinya sangat kecil sehingga dapat diabaikan perubahan konsentarasinya. Contohnya adalah penambahan air pada larutan gula hingga tidak terasa rasa manisnya. Semakin diencerkan, konduktansi ekuivalen semakin kecil, hingga pada satu titik di mana nilai konduktansi ekuivalennya linier (tidak berubah). Persamaan konduktansi ekuivalen :
C : konsentrasi zat pelarut
Contohnya pada pemicu : c x 103 mol -1dr Kond. Ekuivalen
0,1539 87,89
0,3472 87,44
0,6303 86,91
1,622 85,80
2,829 84,87
4,762 83,78
Masukkan data melalui least square :
Dengan persamaan ini, didapat Y = bx + a Karena nilai x dianggap 0, maka konduktivitas ekuivalen larutan berdasarkan tabel adalah 87.61. Karena nilai konduktivitasnya tidak diketahui, maka tidak dapat digunakan rumus.
Untuk penilaian keefektifan konduktometri. Alat seperti konduktometer memang cukup efektif untuk melakukan analisis konduktometri, baik melalui mode titrasi atau infinite dilution. Namun, tetap saja ada kekurangan dalam penggunaan alat tersebut, misalnya seperti kurang akuratnya perhitungan pada amperemeter. Solusinya dalam masalah ini adalah menggunakan alat dengan kualitas elektroda yang lebih murni dan penggunaan amperemeter dengan angka yang lebih akurat. Selain itu, metode yang digunakan mungkin kurang efektif untuk beberapa zat, misalnya titrasi tidak dapat digunakan kalau tidak merupakan asam dan basa kuat dan sulit melakukan perhitungan pada titrasi asam dan basa lemah.
