Jumat, 19 Oktober 2012
Larutan
elektrolit dan non elektrolit
Pada tahun 1884, Svante Arrhenius, ahli
kimia terkenal dari Swedia mengemukakan teori elektrolit yang sampai saat ini
teori tersebut tetap bertahan padahal ia hampir saja tidak diberikan gelar
doktornya di Universitas Upsala, Swedia, karena mengungkapkan teori ini.
Menurut Arrhenius, larutan elektrolit dalam air terdisosiasi ke dalam
partikel-partikel bermuatan listrik positif dan negatif yang disebut ion (ion
positif dan ion negatif) Jumlah muatan ion positif akan sama dengan jumlah
muatan ion negatif, sehingga muatan ion-ion dalam larutan netral. Ion-ion inilah
yang bertugas mengahantarkan arus listrik. Larutan yang dapat menghantarkan
arus listrik disebut larutan elektrolit.
Larutan
ini memberikan gejala berupa menyalanya lampu atau timbulnya gelembung gas
dalam larutan.
Larutan elektrolit mengandung partikel-partikel yang bermuatan (kation dan anion). Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday, diketahui bahwa jika arus listrik dialirkan ke dalam larutan elektrolit akan terjadi proses elektrolisis yang menghasilkan gas. Gelembung gas ini terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami oksidasi. Contoh, pada laruutan HCl terjadi reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen sebagai berikut.
HCl(aq)→ H+(aq) + Cl-(aq)
Reaksi reduksi : 2H+(aq) + 2e- → H2(g)
Reaksi oksidasi : 2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-
Larutan elektrolit mengandung partikel-partikel yang bermuatan (kation dan anion). Berdasarkan percobaan yang dilakukan oleh Michael Faraday, diketahui bahwa jika arus listrik dialirkan ke dalam larutan elektrolit akan terjadi proses elektrolisis yang menghasilkan gas. Gelembung gas ini terbentuk karena ion positif mengalami reaksi reduksi dan ion negatif mengalami oksidasi. Contoh, pada laruutan HCl terjadi reaksi elektrolisis yang menghasilkan gas hidrogen sebagai berikut.
HCl(aq)→ H+(aq) + Cl-(aq)
Reaksi reduksi : 2H+(aq) + 2e- → H2(g)
Reaksi oksidasi : 2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-
Larutan elektrolit terbagi menjadi 2
macam, yaitu elektrolit kuat dan larutan elektrolit lemah
Pada
larutan elektrolit kuat, seluruh molekulnya terurai menjadi ion-ion
(terionisasi sempurna). Karena banyak ion yang dapat menghantarkan arus
listrik, maka daya hantarnya kuat. pada persamaan reaksi, ionisasi elektrolit
kuat ditandai dengan anak panah satu arah ke kanan.
Contoh :
NaCl(s) → Na+ (aq) + Cl- (aq)
NaCl(s) → Na+ (aq) + Cl- (aq)
Contoh larutan elektrolit kuat :
Asam, contohnya asam sulfat (H2SO4), asam nitrat (HNO3),
asam klorida (HCl)
Basa, contohnya natrium hidroksida (NaOH), kalium hidroksida
(KOH), barium hidroksida (Ba(OH)2)
Garam, hampir semua senyawa kecuali garam merkuri
Larutan elektrolit lemah adalah larutan
yang dapat memberikan nyala redup ataupun tidak menyala, tetapi masih terdapat
gelembung gas pada elektrodanya. Hal ini disebabkan tidak semua terurai menjadi
ion-ion (ionisasi tidak sempurna) sehingga dalam larutan hanya ada sedikit
ion-ion yang dapat menghantarkan arus listrik. Dalam persamaan reaksi, ionisasi
elektrolit lemah ditandai dengan panah dua arah (bolak-balik).
Contoh :
CH3COOH(aq) ↔ CH3COO- (aq) + H+ (aq)
CH3COOH(aq) ↔ CH3COO- (aq) + H+ (aq)
Contoh senyawa yang termasuk elektrolit lemah :
CH3COOH, HCOOH, HF, H2CO3, dan NH4OH
Larutan
elektrolit dapat bersumber dari senyawa ion (senyawa yang mempunyai ikatan ion)
atau senyawa kovalen polar (senyawa yang mempunyai ikatan kovalen polar), Sedangkan larutan non elektrolit adalah
larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik dan tidak menimbulkan gelembung
gas. Pada larutan non elektrolit, molekul-molekulnya tidak terionisasi dalam
larutan, sehingga tidak ada ion yang bermuatanyang dapat menghantarkan arus
listrik.
Contoh : larutan gula, urea
Ada beberapa faktor yang terlibat dalam
pengendalian pH darah, diantaranya penyangga
karbonat, penyangga hemoglobin dan penyangga fosfat.
a. Penyangga KarbonatPenyangga karbonat berasal dari campuran asam
karbonat (H2CO3) dengan basakonjugasi bikarbonat (HCO3).
H2CO3 (aq) → HCO3(aq) + H+ (aq)
Penyangga karbonat sangat berperan
penting dalam mengontrol pH darah.Pelari maraton
dapat mengalami kondisi asidosis,
yaitu penurunan pH darah yangdisebabkan oleh metabolisme yang tinggi sehingga
meningkatkan produksi ion bikarbonat.
Kondisi asidosis ini dapat mengakibatkan
penyakit jantung, ginjal,diabetes miletus (penyakit gula) dan diare. Orang yang mendaki gunung tanpaoksigen
tambahan dapat menderita alkalosis, yaitu peningkatan pH darah.
Kadar oksigen yang sedikit di gunung dapat membuat para pendaki bernafas
lebih cepat,sehingga gas karbondioksida yang dilepas terlalu banyak, padahal CO2dapat
larutdalam air menghasilkan H2CO3. Hal ini mengakibatkan
pH darah akan naik . Kondisi alkalosis dapat mengakibatkan hiperventilasi (bernafas
terlalu berlebihan,kadang-kadang karena cemas dan histeris).
b. Penyangga
HemoglobinPada darah, terdapat hemoglobin yang dapat mengikat oksigen untuk
selanjutnyadibawa ke seluruh sel tubuh. Reaksi kesetimbangan dari larutan
penyangga oksihemoglobin adalah:
HHb + O2 (g)
↔ HbO2- + H+
Asam hemoglobin ion
aksi hemoglobinKeberadaan oksigen pada reaksi di atas dapatmemengaruhi
konsentrasi ion H+, sehingga pH darah juga dipengaruhi olehnya. Pada
reaksi di atas O2 bersifat basa. Hemoglobin yang telah
melepaskan O2 dapat mengikat H+ dan membentuk
asamhemoglobin. Sehingga ion H+ yang dilepaskan pada peruraian
H2CO3 merupakanasam yang diproduksi oleh CO2yang
terlarut dalam air saat metabolisme.
c. Penyangga FosfatPada cairan intra sel,
kehadiran penyangga fosfat sangat penting dalam mengatur pHdarah. Penyangga ini berasal dari
campuran dihidrogen fosfat (H2PO4- ) dengan monohidrogen fosfat ( HPO32- )
H2PO4- (aq)
+ H+ (aq) → H2PO4(aq)
H2PO4- (aq) +
OH- (aq) → HPO42- (aq) +
H2O(aq)
Penyangga fosfat dapat mempertahankan
pH darah 7,4. Penyangga di luar sel hanya sedikit jumlahnya, tetapi sangat penting untuk larutan penyangga urin.
2. Air Ludah sebagai Larutan Penyangga
Gigi dapat larut jika
dimasukkan pada larutan asam yang kuat. Email gigi yang rusak dapat
menyebabkan kuman masuk ke dalam gigi. Air ludah dapat mempertahankan pH
pada mulut sekitar 6,8. Air liur mengandung larutan penyangga fosfat yang
dapatmenetralisir asam yang terbentuk dari fermentasi sisa-sisa makanan.
3. Menjaga
keseimbangan pH tanaman
Suatu metode
penanaman dengan media selain tanah, biasanya ikerjakan dalam
kamar kaca dengan menggunakan mendium air yang berisi zat hara, disebut
dengan hidroponik . Setiap tanaman memiliki pH
tertentu agar dapat tumbuh dengan baik.
Oleh karena itu dibutuhkan larutan
penyangga agar pH dapat dijaga.
4. Larutan Penyangga pada Obat-Obatan
Asam
asetilsalisilat merupakan komponen utama dari tablet aspirin, merupakan
obat penghilang rasa nyeri. Adanya asam pada aspirin dapat menyebabkan perubahan
pH pada perut. Perubahan pH ini
mengakibakan pembentukan hormon, untuk merangsang penggumpalan darah,
terhambat; sehingga pendarahan tidak dapatdihindarkan. Oleh karena itu, pada aspirin ditambahkan MgO yang
dapat mentransfer kelebihan asam
Fungsi
Larutan Penyangga - Larutan
Penyangga dalam
kehidupan sehari-hari - Fungsi Larutan dalam
tubuh manusia. Reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh manusia merupakan
reaksi enzimatis, yaitu reaski yang melibatkan enzim sebagai katalis. Enzim
sebagai katalis hanya dapat bekerja dengan baik pada pH tertentu (pH
optimumnya). Agar enzim tetap bekerja secara optimum, diperlukan lingkungan
reaksi dengan pH yang relative tetap, unutk itu maka diperlukan larutan
penyangga.
Didalam
setiap cairan tubuh terdapat pasangan asam-basa konjugasi yang berfungsi
sebagai larutan penyangga. Cairan tubuh, baik sebagai cairan intra sel (dalam
sel) dan cairan ekstra sel (luar sel) memerlukan system penyangga tersebut
unutk mempertahankan harga pH cairan tersebut. System penyangga ekstra sel yang
penting adalah penyangga karbonat ( H2CO3/HCO3-) yang berperan dalam menjaga pH
darah, dan system penyangga fosfat (H2PO4-/HPO42-) yang berperan menjaga pH
cairan intra sel.
Fungsi
Larutan Penyangga dalam Industri
Dalam
indutri farmasi, larutan penyangga berperan untuk pembuatan obat-obatan agar
zat aktif dari obat tersebut mempunya pH tertentu. Selain itu larutan penyangga
juga digunakan unutk industri makanan dan minuman ringan seperti yang sering
digunakan adalah Natrium asetat dan asam sitrat.
Contohnya
pada asam sitrat :
Asam
sitrat merupakan asam organik lemah yang ditemukan pada daun dan buah tumbuhan
genus Citrus (jeruk-jerukan). Senyawa ini merupakan bahan pengawet yang baik
dan alami, selain digunakan sebagai penambah rasa masam pada makanan dan
minuman ringan. Dalam biokimia, asam sitrat dikenal sebagai senyawa antara
dalam siklus asam sitrat, yang penting dalam metabolisme makhluk hidup,
sehingga ditemukan pada hampir semua makhluk hidup. Zat ini juga dapat
digunakan sebagai zat pembersih yang ramah lingkungan dan sebagai antioksidan.
Asam sitrat terdapat pada berbagai jenis buah dan sayuran,
namun ditemukan pada konsentrasi tinggi, yang dapat mencapai 8% bobot kering,
pada jeruk lemon dan limau (misalnya jeruk nipis dan jeruk purut).
Rumus
kimia asam sitrat adalah C6H8O7 (strukturnya ditunjukkan pada tabel informasi
di sebelah kanan). Struktur asam ini tercermin pada nama IUPAC-nya, asam
2-hidroksi-1,2,3-propanatrikarboksilat.
Sifat-sifat
fisis asam sitrat dirangkum pada tabel di sebelah kanan. Keasaman asam sitrat
didapatkan dari tiga gugus karboksil COOH yang dapat melepas proton dalam
larutan. Jika hal ini terjadi, ion yang dihasilkan adalah ion sitrat. Sitrat
sangat baik digunakan dalam larutan penyangga untuk mengendalikan pH larutan.
Ion sitrat dapat bereaksi dengan banyak ion logam membentuk garam sitrat.
Selain itu, sitrat dapat mengikat ion-ion logam dengan pengkelatan, sehingga
digunakan sebagai pengawet dan penghilang kesadahan air.
