Daya Hantar Listrik (DHL) Larutan

Larutan merupakan campuran homogen dua atau lebih zat. Larutan terdiri dari zat terlarut (solutes) dan zat pelarut (solvent). Solutes adalah komponen senyawa yang dilarutkan, sedangkan solvent adalah komponen yang melarutkan. Dalam larutan aqueous, yang perperan sebagai komponen pelarut adalah air. Perbedaan sifat-sifat larutan ditentukan oleh perbedaan jenis zat terlarut. Salah satu sifat fisik yang membedakan salah satu larutan dengan larutan air adalah daya hantar listrik. Berdasarkan daya hantar listrik larutan, dikenal larutan elektrolit dan larutan non elektrolit.

Penentu Spesi yang Menghantarkan Listrik

Berdasarkan pada teori ionisasi Arhenius, Larutan elektrilit dapat menghantarkan arus listrik karena di dalam larutan terkandung atom-atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik yang bergerak bebas. Atom atau kumpulan atom yang bermuatan listrik disebut ion.

Perubahan suatu senyawa menjadi ion-ion dalam suatu larutan disebut proses ionisasi. Proses ionisasi merupkan salah satu cara menunjukan pembentukan ion-ion, umumnya ditulis tanpa melibatkan molekul air atau pelarut, namum terkdang molekul air dituliskan juga. Misalnya HCl yang dilarutkan dalam air dapat ditulis dalam dua persamaan:

HCl --> H⁺ + Cl^–

HCl + H₂O -->H₃O⁺ + Cl^–

Ketika diberi potensial, Ion yang bermuatan negatif bergerak menuju anoda (+) sedangkan ion yang bermuatan positif begerak menuju katoda (-) karena adanya perbedaan muatan. Aliran ion inilah yang menyebabkan larutan elektrolit dapat menghantarkan arus listrik.

Senyawa seperti glukosa, etanol, gula tebu, dan larutan urea dalam bentuk padatan, lelehan maupun larutan tidak dapat menghantarkan listrik karena tidak mengalami ionisasi atau tetap dalam bentuk molekul.

Sumber Ion dalam Larutan Elektrolit

Ion-ion yang timbul dalam larutan elektrolit terdiri dari dua sumber yaitu senyawa ionik dan senyawa kovalen polar

• Senyawa ionik

Senyawa ionik tersusun atas ion-ion sekalipun dalam bentuk padatan. Misalnya NaCl tersusun atas ion Na+ dan Cl-. Senyawa ionik dalam bentuk padatan tidak dapat menghantarkan arus listrik karena ion-ion yang terikat dengan kuat, sehingga ion-ion tersebut tidak mengalami mobilitas ketika diberi beda potensial.

Namun apabila senyawa ionik dilarutkan dalam pelarut polar misalnya air, maka senyawa ionik adalah suatu elektrolit. Hal ini disebabkan ion-ion yang awalnya terikat kuat pada kisi terlepas kemudian segera masuk dan menyebar dengan air sebagai medium untuk bergerak.

Ketika senyawa ionik dipanaskan dan meleleh makan senyawa ionik memiliki daya hantar listrik yang lebih baik dibandingkan larutanya. Hal ini disebabkan susunan ion-ion dalam lelehan senyawa ionik lebih rapat dibandingkan dalam bentuk larutan, sehingga ion-ion yang ada lebih muda atau lebih cepat bergeak menuju anoda dan katoda ketika diberi beda potensial.

• Senyawa kovalen polar 

Senyawa kovalen baik kovalen polar maupun kovalen non polar dalam bentuk padatanya tidak dapat menghantarkan arus listrik. Tetapi senyawa kovalen polar dapat menghantarkan arus listrik  jika dilarutkan dalam pelarut yang sesuai. hal ini disebabkan senyawa kovalen polar dalampelarut yang sesuai mampu membentuk ion.

Misalnya senyawa kovalen polar mampu membentuk ion didalam air sehingga dapat menghantarkan listrik. Tetapi senyawa kovalen non polar tidak mampu membentuk ion di dalam benzena sehingga tidak dapat menghantarkan arus listrik. HCl, NH₃ dan CH₃COOH merupakan beberapa contoh senyawa kovalen polar. 

Larutan Elektrolit dan Non Elektrolit

• Larutan elektrolit

Menurut pakar kimia dari Swedia, Svante August Arrhenius (1859-1927), karena larutan mengandung ion-ion (sebagai partikel pengemban muatan listrik) yang bergerak bebas, maka larutan dapat menghantarkan arus listrik (larutan eletrolit). Jika larutan ini dihubungkan dengan lampu melalui kawat penghantar, maka lampu akan menyala. Timbulnya nyala lampu menunjukan adanya aliran listrik yang di bawa ion-ion dalam larutan. Sifat elektrolit larutan dapat diuji dengan mengukur daya hantar listrik menggunakan konduktometer. Berdasarkan daya hantar listrik larutan, larutan elektrolit dibagi menjadi dua, yaitu elektrolit kuat dan elektrolit lemah. Larutan elektrolit kuat diperoleh dengan melarutkan zat-zat terlarut ionik dan kovalen polar yang terdisosiasi atau terionisasi dalam air. Zat-zat terlarut demikian memiliki derajat disosiasi = 1. Adapun elektrolit lemah mengandung zat-zat terlarut yang hanya terurai sebagian kecil menjadi ion-ionnya sehingga derajat disosiasinya lebih rendah dari 1. 

• Larutan non elektrolit

Beberapa zat padat dan zat cair tang dilarutkan ke dalam air tenyata tidak menghantarkan arus listrik. sebagai contoh larutan gula, urea, dan alkohol. Larutan yang tidak dapat menghantarkan arus listrik disebut larutan non elektrolit. Semua zat yang tidak terdisosiasi atau terionisasi memiliki derajat disosiasi 0. 

Perbadingan daya hantar listrik larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah dan non elektrolit dpat ditunjukan olleh intensitas cahaya lampu. Perbandingan  daya hantar listrik antara larutan elektrolit kuat, elektrolit lemah, dan non elektrolit dapat ditunjukan oleh intensitas cahaya lampuyang dipasang pada rangkaian sel elktrolisis pada ketiga sel larutan pada gambar dibawah ini.