KONDUKTIVITAS ION

Nama: Mawardah

NIM. 14640046

KONDUKTIVITAS ION

            Daya hantar listrik (DHL) / Konduktivitas adalah ukuran seberapa kuat suatu larutan dapat menghantarkan listrik. Nilai konduktivitas merupakan ukuran terhadap konsentrasi total elektrolit di dalam larutan air (Nadia, 2013).

Dimana, R adalah Hambatan, ρ sebagai Hambatan jenis bahan, L sebagai Jarak konduktor dan A sebagai  Luas permukaan lempengan 

            Larutan adalah campuran yang bersifat homogen atau serba sama. Larutan dapat dikelompokkan atas larutan elektrolit dan larutan non-elektrolit (Sherchemistry).

Larutan Elektrolit dan Larutan Non Eelektrolit  

larutan Elektrolit	Larutan Non Elektrolit
Larutannya dibentuk dri zat elektrolit	Larutannya dibentuk dari zat non elektrolit
Zat elektolitnya terurai membentuk ion2	Zat elektrolitnytidak terurai dalam bentuk ion2, tetapi terurai dalam bentuk molekuler
Dapat menghantarkan listrik	Tidak dapat menghantarkan listrik
Contoh larutan elektrolit kuat : HCl, HBr, HI, HNO3, dan lain-lain. Contoh larutan elektrolit lemah : CH3COOH, Al(OH)3 dan Na2CO3.	Contoh larutan non elektrolit: Larutan Gula (C12H22O11), Etanol (C2H5OH), Urea (CO(NH2)2), Glukosa (C6H12O6), dan lain-lain.

Elektrolit  Padat (Konduktor Ionik dan Konduktor Superionik)    

            Superionic conductor dikenal juga sebagai elektrolit padat (solid electrolyte) ataupun konduktor ion cepat (fast ionic conductor) adalah bahan padatan yang mempunyai konduktivitas ionik yang tinggi pada temperature jauh di bawah titik leleh bahan tersebut ( Khairul basar, 2008).           

            Contohnya NaCl (garam dapur) Konduktivitas senyawa ionik ini umumnya sedikit mengalami peningkatan sejalan dengan peningkatan temperatur. Bila senyawa padatan tersebut telah melampaui titik lelehnya biasanya konduktivitasnya meningkat tajam. Jadi, untuk senyawa padatan ionik pada umumnya, konduktivitas yang tinggi hanya dicapai dalam kondisi telah terlampauinya titik leleh senyawa tersebut (Yayan, 9):

1.    Material spt NaCl atau MgO memiliki konduktifitas ion rendah, sebab walaupun dapat bervibrasi termal, tetapi tidk dapat keluar dari situs kisinya.

2.    Dalam elektrolit padat, salah satu komponen struktur, kation atau anion, tidak terpateri pada situs kisi tetapi bebas bergerak ke seluruh struktur kristal.

3.    Dalam kristal normal memiliki struktur beraturan tiga dimensi dan atom/ion tidak bergerak, tetapi dalam elektrolit padat tidak memiliki struktur beraturan dan atom/ion bergerak bebas.

4.    Elektrolit padatan biasanya stabil hanya pada suhu tinggi. Pada suhu rendah dapat terjadi transisi fasa membentuk polimorfis dengan konduktifitas ion rendah

5.    Senyawa Li2SO4 dan AgI pada 250C keduanya konduktor jelek, tetapi pada 5270C (Li2SO4) dan1460C (AgI) struktur kristal berubah membentuk polimorf, -Li2SO4  dan  -AgI dengan mobilitas ion-ion Li+ dan Ag+ (  ohm/cm).

6.    Dengan pemanasan, konduktifitas meningkat secara drastis pada transisi fasa.

7.    Elektrolit padat terbentuk akibat peningkatan konsentrasi defek melalui pemanasan

8.    Padatan kristal normal - Peningkatan konsentrasi defek – Cairan- Elektrolit padat- Transisi fasa.

9.    Konduktifitas ion antara 0,1 – 10 ohm-1 cm-1 adalah nilai maksimum yang dapat dicapai oleh material elektrolit padat. Nilai tsb diperoleh jika porsi terbesar ion bergerak setiap saat.

10    Istilah konduktor ion cepat dan konduktor superionik dirujuk kepada material yang memiliki konduktifitas optimum spt di atas.

11    Klasifikasi elektrolit padat sebagai intermedia antara padatan ionik dan liquid ionik didukung oleh data entropi relatif terhadap transisi polimorfis dan lelehannya.

12    Pada kristal normal (NaCl), ketidakteraturan kation dan anion terjadi pada pelelehan dengan entropi/fusi 24 J/mol.K

13    Pada pelelehan AgI, hanya atom-atom iodin yang tidakberaturan. Hal ini sesuai dengan nilai entropi fusi, 11,3 J/mol.K.

DEFECTS (CACAT PADA PROSES ELEKTROLIT)                               

            The two simplest types of point defects are Schottky and Frenkel defects.

            Dalam Kristal ionic (misalnya garam dapur- Na⁺Cl^-), ikatannya disebabkan oleh gaya Coulomb antara ion positif dan ion negatif. Cacat titik dalam Kristal ion adalah muatan itu sendiri. Gaya Coulomb sangat besar dan setiap muatan yang tidak seimbang memiliki kecenderungan yang kuat untuk menyeimbangkan diri. Untuk membuat muatan netral, beberapa cacat titik akan terbentuk. Cacat Frenkel adalah kekosongan pasangan ion dan cation interstitial. Atau kekosongan pasangan ion dan anion interstitial. Namun ukuran anion jauh lebih besar dari pada kation maka sangat sulit untuk membentuk anion interstitial. Cacat Schottky adalah kekosongan pasangan kation dan anion. Keduanya cacat Frenkel dan Schottky, pasangan cacat titik tetap berdekatan satu sama lain karena tarikan coulomb yang kuat antara muatan yang berlawanan (Luthfi, 2014 ).

Gambar 7. Skema representasi dari cacat Frenkel dan cacat schottky

Gambar disamping merupakan skema representasi dari (1) cacat Frenkel (kekosongan dan pasangan interstitial) dan (2) cacat schottky (kekosongan pasangan kation dan anion) dalam Kristal ionic.

Perak klorida

            Defek paling dominan dalam AgCl adalah defek Frenkel, yakni interstisial ion Ag+ yang diasosiasikan dengan lowongan ion Ag+.  Interstisial ion Ag+ lebih mobiol drpd lowongan Ag+ (Yayan, 6).

Alkali tanah fluorida

1.      Golongan senyawa ini memiliki defek Frenkel dimana intersyisial ion F^- menghuni pusat kubus yang memiliki delapan ion-ion F^- pada sudut-sudutnya.

2.      Pengukuran konduktivitas menunjukkan bahwa lowongan anion lebih mobil drpd ion F^- interstisial. Kebalikan dengan AgCl.

3.      Konduktifitas pada suhu tinggi menjadi sangat besar.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARHUI KONDUKTIVITAS

Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi konduktivitas ialah (Ririn,2013) :

1.    Jumlah ion yang ada

2.    Kecepatan Ion pada Beda Potensial antara Kedua Elektroda yang Ada

3.    Konsentrasi Larutan

4.    Jenis Larutan

PENGUKURAN KONDUKTIVITAS

            Pengukuran konduktivitas dapat dilakukan dengan menggunakan metode berikut (Yayan, 13):

Metoda DC

1.      Kesulitan pengukuran dengan konduktifitas DC adalah menentukan elektroda yang kompatibel dengan elektrolit padat dan tidak memberikan efek polarisasi pada antarmuka elektroda-elektrolit padat.

2.      Masalah antarmuka dalam pengukuran DC dapat ditangani dengan menggunakan elektroda reversible, yakni elektroda yang membolehkan konduksi baik melalui  elektron maupun ion-ion mobil dalam elektrolit padat. Elektroda reversible tidak terjadi polarisasi, sebab ion Na+ dapat melewati antarmuka dari elektroda ke elektrolit padat, atau sebaliknya.

3.      Natrium cair cocok sebagai elektroda reversible untuk -Alumina  karena terjadi reaksi: Na⁺ + e  = Na Berlangsung pada antarmuka sodium/ -Alumina .

Metoda AC

1.      Pengukuran AC sering dibuat dengan jenis jembatan Wheatstone, dengan tahanan (R) dan kapasitansi (C) sampel disetarakan terhadap tahanan variabel, VR dan kapasitor, C alat.

2.      Pada jembatan admitansi, komponen VR dan C dipasang paralel. Pada jembatan impedansi, R dan C dipasang seri.

REFERENSI:

Khairul Basar. 2008. Bahan Konduktor Superionik.

                http://personal.fmipa.itb.ac.id/khbasar/?p=38

Luthfi, Mumpuni. 2014.  Cacat pada Kristal. Tugas Metalurgi Fisik. Depok: program studi         Teknik Mesin Universitas Gunadarma.

Nourma, Nadia. 2013. Konduktifitas.

            https://rimanourmanadia.wordpress.com/2013/10/17/konduktivitas/ Diakses 17             Oktober 2013.

Ririn, Vidiastuti.  2013. Faktor yang Mempengaruhi Daya Hantar Listrik.

            https://id.scribd.com/doc/144436369/Faktor-Yang-Mempengaruhi-Daya-Hantar-        Listrik

Sherchemistry. 2017. Larutan Elektrolit.

            https://sherchemistry.wordpress.com/kimia-x-2/kimia-xi/ Diakses 12 Desember             2017.

Yayan, Sunarya.2014. Konduktifitas ion. 

            http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._KIMIA/196102081990031-            YAYANSUNARYA/Konduktifitas_ion.pdf. Diakses 11 Desember 2017.