Smarter Indonesia

Definisi larutan
Larutan didefinisikan sebagai campuran dua zat atau lebih yang membentuk satu macam fasa homogen dan sifat kimia setiap zat yang membentuk larutan tidak berubah. Fasa homogen artinya tidak ada kecenderungan zat-zat dalam larutan terkonsentrasi pada bagian-bagian tertentu, melainkan menyebar secara merata di seluruh campuran. Sifat kimia zat dalam larutan tetap, tetapi sifat fisikanya bisa berubah.

Contoh: Larutan dari alkohol dan air = sifat fisika dan kimianya tidak berubah.
Larutan garam dan air = Sifat fisika garam berubah dari kristalin padat menjadi ion-ion, tetapi sifat kimianya tidak berubah.

Di dalam larutan terdiri dari 2 komponen yaitu: pelarut dan zat terlarut. Pelarut adalah zat yang digunakan sebagai media untuk melarutkan zat lain. Pada umumnya, pelarut adalah komponen terbesar dalam larutan. Zat terlarut adalah komponen yang memiliki jumlah lebih sedikit dalam sistem larutan. Pelarut memiliki struktur sifat fisika yang tidak berubah, melainkan zat terlarut dapat berubah.

Komposisi larutan
Komposisi larutan menyatakan zat-zat di dalam campuran tersebut. Untuk menentukan komposisi ini kita perlu menggunakan istilah kadar atau konsentrasi. Kadar larutan bisa dinyatakan dalam berbagai macam satuan seperti persen berat, persen volume, atau bagian per sejuta.

Persen berat menyatakan berat zat terlarut terhadap berat keseluruhan larutan. Secara matematis persen berat dirumuskan:

Contohnya: Dalam suatu larutan logam, emas sebanyak 300 g dan perak 200 g dilarutkan dalam pelarut seberat 1900 g. Berapa persen berat emas?
Total berat larutan = 2400 g. Maka persen berat emas = ³⁰⁰⁄₂₄₀₀ x 100% = 12.5%

Persen volume menyatakan fraksi volume zat terlarut terhadap total volume larutan. Secara matematis hal ini dirumuskan:

Contoh: 10mL alkohol dilarutkan dalam 100mL air. Persen volume alkohol adalah ¹⁰⁄₁₁₀ x 100% = 9.09%

Untuk menyatakan kadar suatu zat yang sangat sedikit digunakan satuan bagian per sejuta (bpj) atau dalam bahasa inggrisnya part per million (ppm). Bpj suatu zat bisa berupa berat ataupun volume. Bpj memiliki rumus:

Contoh: air kolam renang sebanyak 100 liter memiliki kaporit sebanyak 75 mg. Berapa kadar kaporitnya dalam bagian per sejuta?
Kadar pelarut = 100 liter = 100.000 mL, massa jenis air 1 g/mL, berarti berat pelarut ini adalah 100.000 g.
Berat kaporit = 75 mg = 0,075 g.
Maka kadar kaporit = ^0,075⁄_100.000 x 10⁶ = 0,75 bpj

Larutan elektrolit dan nonelektrolit
Logam dapat menghantarkan listrik karena memiliki elektron yang dapat bergerak bebas. Aliran listrik sendiri itu adalah aliran elektron yang bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah. Air murni tersusun dari molekul H₂O saja, molekul ini bersifat netral, maka tidak ada elektron bebas. Akibatnya seperti yang kita ketahui air tidak dapat menghantarkan listrik.

Apa yang terjadi jika di dalam larutan ada zat lain yang dilarutkan? Bergantung dengan zat terlarut, larutan ini ada yang bisa menghantarkan arus listrik ada yang tidak. Larutan yang bisa menghantarkan listrik disebut larutan elektrolit, sedangkan yang tidak bisa disebut larutan nonelektrolit.

Untuk mengetes kemampuan zat terlarut untuk menghantarkan arus listrik, uji coba sederhana bisa dilakukan dengan menaruh dua elektrode ke dalam larutan, disambungkan ke batere dan bohlam. Jika bohlam ini menyala berarti larutan tersebut bisa menghantarkan listrik dengan membuat arus elektron dari 1 elektrode ke elektrode yang lain.

Dari percobaan ini kita akan menemukan bahwa garam dapur NaCl dan asam klorida bisa menyalakan bohlam, sedangkan larutan alkohol dan gula tidak bisa. Mengapa?
NaCl adalah senyawa ionik yang memiliki kutub positif dan negatif. Saat garam ini dilarutkan, kedua kutub ini terurai membentuk ion Na⁺ dan Cl^-. Pada saat elektrode terhubung dengan baterai, ion-ion Na⁺ dan Cl^- akan bergerak menuju elektrode yang berlawanan sambil membawa muatan listrik.
Di lain sisi, alkohol dan gula adalah senyawa kovalen yang tidak memiliki kutub positif dan negatif yang sempurna. Saat ini dilarutkan, senyawa kovalen tidak terionisasi tetapi teurai secara molekuler tetap sebagai 1 molekul alkohol ataupun gula, maka tidak ada muatan listrik yang dihantarkan.

Elektrolit kuat dan elektrolit lemah
Pada percobaan lain, HCl dan CH₃COOH yang terbentuk melalui ikatan kovalen juga dapat menghantarkan listrik, mengapa?

Semua asam terbentuk melalui ikatan kovalen, tetapi karena ion H⁺ memiliki kutub positif dan ion negatif sisa asam seperti Cl^- dan CH₃COO^- berkutub negatif maka senyawa ini terurai menjadi ion-ion dalam larutan sehingga bisa menghantarkan listrik.

Asam-asam kuat seperti HCl, H₂SO₄, dan HNO₃ memiliki daya tarik yang relatif kuat sehingga pasangan elektron ini dapat terionisasi sempurna, maka lampu dapat menyala terang.

Asam-asam lemah seperti cuka CH₃COOH, H₂S, dan HCN, gugus sisa asam nya memiliki daya tarik yang kurang kuat terhadap elektron valensi hidrogen sehingga tidak semua molekulnya bisa terionisasi. Larutan ini tetap dapat menghantarkan listrik tetapi tidak kuat, maka lampu hanya menyala redup.