Laporan pengukuran konduktivitas larutan

Dasar Teori:

Daya hantar listrik adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik merupakan kebalikan dari hambatan listrik (R),

R = ρ l/A

Suatu hambatan dinyatakan dalam ohm (Ω) , ρ adalah tahanan spesifik atau resistivitas dalam ohm cm (satuan SI, ohm m), l adalah panjang dalam cm, dan A luas penampang lintang dalam cm2. Oleh karena itu daya hantar listrik dinyatakan,

K = 1/ρ

Daya hantar listrik disebut Konduktivitas. Satuannya disingkat Ω-1cm-1. Konduktivitas digunakan untuk pengukuran larutan / cairan elektrolit. Konsentrasi elektrolit sangat menentukan besarnya konduktivitas.

Energi listrik dapat di transfer melalui materi berupa hantaran yang bermuatan listrik yang berwujud arus listrik. Ini berarti bahwa hars terdapat pembawa muatan listrik di dalam materi serta adanya gaya yang menggerakkan pembawa muatan tersebut.

Pembawa muatan dapat berupa elektron seperti logam, dapat pula berwujud ion positif dan ion negative seperti dalam larutan elektrolit dan lelehan garam. Pembawa muatan yang berwujud logam disebut elektrolit atau metalik, sedangkan pembawa muatan yang berupa larutan disebut ionic atau elektrolit. Gaya listrik yang membuat muatan bergerak biasanya berasal dari baterai, generator atau sumber energy listrik yang lain.

Perpindahan muatan listrik dapat terjadi bila terdapat beda potensial antara satu tempat terhadap yang lain, dan arus listrik akan mengalir dari tempat yang meiliki potensial tinggi ke tempat potensial rendah. Didalam suatu larutan, terjadinya arus listrik dikarenakan adanya ion yang bergerak.

Adapun Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan ion adalah: Berat dan muatan ion Adanya hidrasi Orientasi, atmosfer pelarut, Gaya tarik antar ion, Temperatur, Viskositas

Jika larutan diencerkan maka untuk elektrolit lemah α-nya semakin besar dan untuk elektrolit kuat gaya tarik antar ion semakin kecil. Pada pengenceran tidak terhingga, daya hantar ekivalent elektrolit hanya tergantung pada jenis ionnya. Masing-masing ion mempunyai daya hantar ekivalent yang tergantung pada Jumlah ion yang ada

Kecepatan ion pada beda potensial antara kedua elektroda yang ada
Jumlah ion yang ada tergantung dari jenis elektrolit (kuat/lemah) dan konsentrasi selanjutnya pengenceran baik untuk elektrolit lemah/kuat memperbesar daya hantar dan mencapai harga maksimum pada pengenceran tak berhingga. Penghantar logam disebut penghantar kelas utama, dalam penghantar ini listrik mengalir sebagai electron. Tekanan dari penghantar ini bertambah dengan naiknya temperatur. Larutan elektrolit juga dapat menghantarkan listrik, penghantar ini disebut penghantar kedua. Dalam penghantar ini disebabkan oleh gerakan dari ion-ion kutub satu ke kutub lainnya. Berbeda dengan penghantar logam, penghantar elektrolit tahanannya berkurang bila temperatur naik.

Pengukuran daya hantar listrik mempunyai arti penting dalam proses-proses kimia. Pada pembuatan aquades, efisiensi dari penghilang zat terlarut yang berupa garam-garam dapat diikuti dengan mudah dengan cara mengukur daya hantar larutan. Derajat ionisasi elektrolit lemah dapat ditentukan dengan pengukuran daya hantarnya. Seperti diketahui, daya hantar berbanding lurus dengan jumlah ion yang ada dalam larutan.

Daya Hantar Listrik Suatu Larutan

Daya hantar ini bergantung pada jenis dan konsentrasi lain yang ada di dalam larutan.

Menurut hukum Ohm, arus (I) berbanding lurus dengan gaya listrik (E), yang digunakan tetapi berbanding terbalik dengan tahanan listrik (R).

I = E/R

G = I/R

Daya hantar listrik (G) berbanding terbalik dengan tahanan sehingga mempunyai satuan ohms (ohm-1) atau Siemens (S).

Bila arus listrik dialirkan ke suatu larutan melalui dua elektroda, maka daya hantar listrik berbanding lurus dengan luas bidang elektroda (A) dan berbanding terbalik dengan jarak kedua elektroda (l).

G = 1/R = K.A/l

A/l = tetapan sel

K = konduktivitas ( ohm cm-1 atau Scm-1 )

Daya hantar suatu zat terlarut disebut daya hantar molar (L) yang bergantung pada konsentrasi larutan.

L = 1000.K/C ( S mol-1 )

 

Cara Kerja

A.     Pembuatan Larutan

Membuat larutan NaCl dengan konsentrasi 8,5g/L, sebanyak 100 mL (larutan induk)

  1. Mengambil larutan induk sebanyak 40 mL (larutan 1)
  2. Membuat larutan dengan 2 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentarsi 4,25 g/L (Larutan 2)
  3. Membuat larutan dengan 5 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 1,7 g/L (Larutan 3)
  4. Membuat larutan dengan 6 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 1,417 g/L (larutan 4)
  5. Membuat larutan dengan 10 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 0,85 g/L (larutan 5)
  6. Membuat larutan dengan 20 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 0,425 g/L (larutan 6)
  7. Membuat larutan dengan 30 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 0,283 g/L (larutan 7)
  8. Membuat larutan dengan 50 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 0,17 g/L (larutan 8)
  9. Membuat larutan dengan 80 kali pengenceran sebanyak 40 mL dengan konsentrasi 0,10625 g/L (larutan 9)
  10. Mengambil air aquades lalu memasukkannya pada gelas kimia sebanyak 40 mL (larutan 10)

B.      Proses pengukuran

1.     Pastikan skala pada konduktiviti meter terbaca, dan elektroda tercelup sempurna pada larutan yang akan diukur konduktivitasnya

2.    Mengukur daya hantar listrik larutan-larutan tersebut dengan konduktometer, dimulai dari larutan yang memiliki konsentrasi terendah (larutan 10) sampai larutan dengan konsentrasi tertinggi (larutan1)

3.    Mengukur daya hantar listrik larutan-larutan tersebut dengan konduktometer, dimulai dari larutan yang memiliki konsentrasi tertinggi (larutan 1) sampai larutan dengan konsentrasi terrendah (larutan2)

4.    Mengulang langkah 2 dan 3 secara berurutan (sebanyak 3 kali)

 

Pembahasan

Pada percobaan ini dilakukan untuk mengetahui daya hantar suatu larutan dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Dari pengukuran larutan NaCl dengan konsentrasi yang berbeda-beda tersebut dapat diketahui presisi, histerisis, akurasi alat, dll. Pada percobaan ini dilakukan pengukuran pada kesepuluh larutan dengan konsentrasi yang berbeda-beda. Kesepuluh larutan tersebut memiliki konsentrasi 8500 ppm, 4250 ppm, 1700 ppm, 1416,67 ppm, 850 ppm, 425 ppm, 283,33 ppm, 170 ppm, 106,25 ppm, 0 ppm. Dari kesepuluh larutan tersebut dilakukan pengukuran berturut-turut dari konsentrasi yang tinggi ke konsentrasi yang rendah serta dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi yang masing-masing pengukuran dilakukan sebanyak 3 kali. Larutan yang diukur tersebut, larutan yang memiliki konsentrasi 8500 ppm merupakan larutan induk. Dari larutan NaCl 8500 ppm tersebut, kemudian dilakukan pengenceran dimana pelarut yang digunakan adalah air sehingga larutan tersebut menjadi konsentrasi-konsentrasi kesembilan larutan tersebut.

Larutan yang diukur konduktivitasnya adalah larutan NaCl. Larutan NaCl merupakan larutan elektrolit. NaCl merupakan senyawa ionik yang bila dilarutkan dalam air, maka menjadi larutan elektrolit. Larutan NaCl akan terionisasi sempurna dan berubah menjadi ion-ion dalam larutannya yaitu ion Na+ dan Cl, sehingga larutan NaCl ini memiliki muatan-muatan negatif dan positif yang muatan-muatan tersebut dapat menghantarkan listrik. Dikarenakan NaCl dapat terionisasi sempurna, maka larutan NaCl merupakan larutan elektrolit kuat. Senyawa yang termasuk elektrolit kuat mempunyai daya hantar listrik yang relatif baik walaupun memiliki konsentrasi yang kecil. Pada percobaan ini dilakukan pengukuran daya hantar listrik dengan berbagai konsentrasi. Pengaruh konsentrasi pada pengukuran daya hantar listrik ini adalah semakin besar konsentrasi larutan, maka daya hantar listriknya semakin besar pula. Hal ini dikarenakan semakin pekat konsentrasi larutan, maka semakin banyak NaCl yang terlarut dalam air sehingga menyebabkan semakin banyak NaCl yang terionisasi dan menghasilkan muatan-muatan negatif dan positif. Apabila semakin banyak muatan-muatan dalam larutan maka semakin banyak arus listrik yang dihantarkan hal ini tentunya akan menyebabkan nilai daya hantar listrik suatu larutan akan semakin besar. Begitupun sebaliknya dengan larutan yang memiliki konsentrasi rendah, maka semakin sedikit muatan-muatan yang ada pada larutan, maka semakin kecil daya hantar listrik suatu larutannya.

Pada percobaan ini alat yang digunakan adalah konduktivity meter. Konduktivity meter adalah metode analisis kimia berdasarkan hubungan antara konduktansi listrik dan konsentrasi larutan. Sel terdiri dari sepasang elektroda berupa logam yang dilapisi dengan logam untuk menahan evektivitas permukaan elektroda. Pada larutan yang memiliki konduktivitas atau elektrolitik, ion positif (kation) akan bergerak kearah katoda, dan ion negatif (anion) bergerak kearah anoda. Reduksi dan oksidasi akan terjadi pada katoda dan anoda. Pada reaksi ini, elektron akan berpindah dari anoda ke katoda dengan dihantarkan listrik. Pada percobaan ini nilai yang diukur oleh konduktivity meter adalah konduktansi dari suatu larutan. Sehingga percobaan ini akan didapatkan nilai konduktansi dari suatu larutan, sedangkan nilai konduktivitasnya tidak dapat diketahui karena larutan tidak memiliki luas penampang. Konduktivitas adalah ukuran dari kemampuan suatu bahan untuk menghantarkan arus listrik (satuan ohm.meter), sedangkan konduktansi (G) didefinisikan sebagai kemampuan untuk menghantarkan arus listrik dan dalam standar SI mempunyai satuan siemens (S). Nilai konduktansi yang besar menunjukkan bahwa bahan tersebut mampu mengkonduksikan arus dengan baik, tetapi nilai konduktansi yang rendah menunjukkan bahan itu susah mengalirkan muatan. Dari kedua definisi diatas, nilai suatu konduktansi menunjukkan kemampuan untuk menghantarkan arus listrik biasanya digunakan untuk mengukur larutan elektrolit, sedangkan nilai suatu konduktivitas menunjukan kemampuan untuk mengalirkan muatan arus listrik dalam suatu luas penampang.

Pada percobaan ini, dalam pengukuran konduktivitas sebaiknya dilakukan pengukuran dari konsentrasi kecil ke konsentrasi besar. Hal ini untuk mencegah banyaknya ion-ion yang menempel pada logam konduktivitimeter. Sehingga terkontaminasinya ion-ion pada larutan lain juga semakin kecil. Pada saat pengukuran konduktivitas, elektroda konduktivity meter harus tercelup seluruhnya ke dalam larutan, hal ini dimaksudkan agar elektroda mengukur daya hantar listrik larutan secara benar, apabila tidak tercelup seluruhnya kemungkinan sensor elektroda tidak akan mengukur konduktivitas larutan dengan benar.

Dari hasil percobaan yang didapat nilai presisi alat adalah 0,070 pada pengukuran pengenceran 20 kali. Kepresisian alat menunjukan nilai ketidaktelitian pengukuran alat, nilai yang didapatkan dari percobaan nilai kepresisiannya tidaklah terlalu besar. Nilai kepresisian yang didapat yaitu sebesar 0,070, nilai kepresisian tersebut menunjukan ketidaktelitian alat dalam menunjukan nilai konduktansi hasil pengukuran, misalnya nilai hasil pengukuran nilai konduktansi pada pengenceran 2 kali yaitu 8,5 maka nilai pengukuran yang sebenarnya berkisar antara 8,5  0,07. Alat dikatakan cukup presisi karena nilai presisi tersebut relatif kecil apabila dibandingkan dengan nilai hasil pengukuran. Selain mengukur presisi, akurasi dari alat pun dihitung. Akurasi berdasarkan variabel pengukuran adalah sebesar 5.18(mS), sehingga akurasi dalam persentasi span adalah 26 %, akurasi dalam presentasi terhadap skala maksimum adalah 25,9 % dan akurasi dalam persentasi pembacaan adalah 9,2 %. Dari hasil percobaan tersebut, akurasi terbesar terdapat pada akurasi berdasarkan persentasi span. Hal ini dikarenakan pada rentang yang tinggi yaitu 19,8 menyebabkan ketidaktepatan yang tinggi pula.  Dari percobaan ini pula didapat nilai sensitivitas alat ialah sebesar 1,12, hal ini menunjukkan alat cukup sensitif dalam mengukur daya hantar listrik larutan, sensitivitas adalah perbandingan nilai hasil pengukuran dengan nilai yang sebenarnya, sehingga idealnya hasil yang didapat adalah 1. Nilai histerisis alat adalah 0.24 pada pengukuran ke 2 NaCl tanpa pengenceran, hal ini menunjukan pada pengukuran ke 2 tanpa pengenceran adalah penyimpangan terbesar.

Dari ketiga pengukuran naik dan turun, didapat linearitas dari ketiga pengukuran. Dari ketiga grafik yang telah digambar, terlihat bahwa kurva naik dan turun berhimpit. Linieritas ketiga kurva tersebut memiliki nilai  regresi yang sama, dan memiliki gradien dan intersep yang hampir sama. Hal ini menunjukan bahwa pada ketiga pengukuran naik maupun turun, alat tersebut memiliki pengukuran daya hantar listrik larutan yang hampir sama sehingga alat tersebut dikatakan repeatability.

Jadi dapat disimpulkan bahwa alat tersebut memiliki ketelitian yang tinggi karena banyaknya keterulangan nilai hasil pengukuran, tetapi alat tidak menunjukan ketepatan karena memiliki selisih yang cukup besar ketika dibandingkan dengan nilai sebenarnya.

 

download file lengkapnya disini

  1. Halo, saya Aziz. Terima kasih banyak untuk postnya. Saya tertarik untuk mengerti hal ini lebih dalam.
    Saya ingin bertanya:
    Aapakah yang dimaksud pengenceran disini adalah proses pelarutan NaCl pada aquadest? kalau iya, saya kurang mengerti apa yang dimaksud dengan pengenceran beberapa kali.
    Terima kasih sebelumnya🙂

  1. Ping-balik: laporan percobaan elektrolisis larutan nacl | PDF Finder

  2. Ping-balik: laporan praktikum elektrolisis larutan ki | PDF Finder

  3. Ping-balik: laporan praktikum Konduktivitas | Toni mpa

  4. Ping-balik: Laporan pengukuran konduktivitas larutan | HIMKA POLBAN

Bales Dong

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: