Gelombang Elektromagnetik

HERTZ

Biodata

Nama: Heinrich Rudolf Hertz

Lahir:  Hamburg, Jerman 22 Februari 1857

Meninggal:  Bonn, Jerman 1 Januari 1894

Alamat: Jerman

Kebangsaan: Jerman

Keahlian: Fisika dan teknik elektro

Institusi:  University of Kiel

University of Karlsruhe

University of Bonn

Almamater University of Munich

University of Berlin

PA Hermann von Helmholtz

Penelitian Radiasi Elektromagnetik

Biografi Hertz

Masa-masa awal

Heinrich Hertz lahir di Hamburg Jerman dari pasangan Gustav Ferdinand Hertz dan Anna Elisabeth Pfefferkorn. Ayahnya adalah seorang penasihat hukum di Hamburg. Sedangkan ibunya adalah anak dari seorang dokter tentara. Saat melanjutkan pendidikannya di Universitas  Hamburg, ia menunjukkan kecerdasannya pada sains sama baiknya seperti pada kemampuan bahasanya ketika mempelajari bahasa arab dan bahasa sansekerta. Ia belajar di Dresden, Munich dan Berlin oleh dua orang gurunya, Gustav R. Kirchhoff dan Hermann von Helmholtz. Ia mendapat PhD pada 1880 dan menjadi murid Helmholtz samapai 1883. Pada 1885 ia menjadi professor di Universitas Karlsruhe ketika meneliti gelombang elektromagnet.

Meteorologi

Hertz menjadi sangat tertarik pada metorologi karena pertemuannya dengan Wilhelm von Bezold yang merupakan professor Hertz ketika mengikuti kuliah praktek di politeknik Munich. Meski begitu, Hertz tidak berkontribusi banyak pada bidangnya kecuali pada masamasa awal ketika ia menjadi asisten di Helmholtz di Berlin. Termasuk penelitiannya mengenai penguapan cairan, jenis terbaru dari hygrometer, dan penjelasan grafik mengenai udara dengan keadaan adiabatik.

Ahli Kontak

Pada 1881-1882, Hertz mempublikasikan dua artikel yang dikenal juga dengan bidang ahli kontak. Hertz sangat dikenal untuk kontribusinya di bidang listrik dinamis. Banyak paper yang merujuk pada dua artikelnya sebagai sumber untuk beberapa ide. Namun, majalah Boussinesq mengeluarkan beberapa kritikan pada pekerjaan Hertz.

Electromagnetic Research

Maxwell Review

Sekitar abad ke 19, Maxwell menyatakan persamaan yang cukup mengejutkan dunia Fisika. Salah satunya menyatakan adanya gelombang elektromagnetik. Namun, saat itu belum dapat dibuktikan. Karena itu, Heinrich Hertz mencoba untuk membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik itu.

Secara teori, Hertz menyadari bahwa gelombang elektromagnetik yang dinyatakan Maxwell merupakan gabungan dari gelombang listrik dan gelombang magnetik secara saling tegak lurus. Begitu pula dengan arah geraknya. Karena gelombang tersebut mengantung gelombang listrik, maka Hertz mencoba membuktikan keberadaan gelombang elektromagnetik tersebut melalui keberadaan gelombang listriknya yang diradiasikan oleh rangkaian pemancar.

Hertz mencoba membuat rangkaian pemancar sederhana dengan bantuan trafo untuk memperkuat tegangan dan kapasitor sebagai penampung muatannya. Karena ada arus pergeseran pada gap pemancar, diharapkan ada radiasi gelombang elektromagnetik yang akan dipancarkan. Karena secara teori, dari percikan yang muncul akan dihasilkan gelombang elektromagnetik. Alhasil, pada rangkaian loop penerima yang hanya berupa kawat berbentuk lingkaran yang tanpa diberikan sumber tegangan apapun, ternyata muncul percikan listrik pada gap-nya. Ini membuktikan ada listrik yang mengalir melalui radiasi suatu benda.yang akhirnya terhantarkan ke loop.

Karena merasa belum puas, Hertz mencoba untuk menghitung frekuensi pada loop. Ternyata frekuensi yang dihasilkan sama dengan frekuensi pemancar. Ini artinya listrik pada loop berasal dari pemancar itu sendiri. Dengan ini terbuktilah adanya radiasi gelombang elektromagnetik Maxwell. Percobaan Hertz ini juga memicu penemuan telegram tanpa kabel dan radio oleh Marconi. Rangkaian ini ada dalam kaca quartz untuk menghindari sinar UV.

Photoelectric research

Penemuan Tak Disangka

Pada tahun 1886, Hertz berhasil membuktikan konsep yang amat paradoks saat itu, yaitu persamaan Maxwell mengenai gelombang elektromagnetik. Meski begitu, nantinya Einstein akan menggunakan hasil ini untuk membantah beberapa konsep pada fisika klasik mengenai gelombang elektromagnetik.

Setelah itu hertz melanjutkan penelitiannya. Hingga akhirnya pada 1887 Hertz melakukan percobaan lanjutan dari hasil pembuktiannya terhadap gelombang elektromagnetik. Hingga ia akhirnya mendapatkan fakta yang cukup menarik tanpa disengaja. Yaitu bahwa muatan listrik akan berkurang jika ada sunar ultraviolet yang jatuh diantara kedua elektrodanya. Itulah alasannya kenapa Hertz memakai tabung quartz untuk melakukan pembuktian Maxwell. Saat itu, Hertz tidak memperhatikan dengan betul apa yang terjadi disana. Sehingga tidak ada hasil penelitian yang lengkap dan jelas mengenai efek tersebut.

Pembuktian oleh Hallwach dan Lenard

Hasil dari kedua tokoh ini tidak akan disinggung terlalu banyak karena diluar tujuan makalah ini. Namun kami akan menjelaskan hasil penelitian mereka yang terinspirasi oleh ketidaksengajaan Hertz mengenai efek fotolistrik.

Hallwach membuat percobaan dengan rangkaian seperti pada gambar. Tabung kaca terisolasi membentuk ruang hampa di dalamnya. Karena menggunakan kaca quartz, maka tidak ada radiasi ultraviolet yang masuk. Sumber cahaya monokromatik yang masuk melalui quartz window jatuh pada pelat A membebaskan elektron yang disebut fotoelektron. Elektron yang terlepas akan  terdeteksi oleh pelat B. dengan ditandainya ada beda potensial antara A dan B yang tercatat pada Galvanometer yang sensitif.

Grafik 4 adalah grafik fungsi dari tegangan yang dihasilkan. Meski begitu, ada saat dimana tegangan akan sangat besar,. Ternyata, pada saat arus fotolistrik mencapai nol, ada batas tegangan tertentu yang dinamakan stopping potential. Grafik 5 adalah grafik stopping

potential.

Hertz adalah orang yang berjasa besar atas penemuannya mengenai gelombang elektromagnetik dan efek fotolistrik. Meski tidak sengaja, segala macam pembuktiannya telah merubah dunia kita menjadi lebih praktis. Walau akhirnya hanya sedikit yang tahu bahwa efek fotolistrik ditemukan pertama kali oleh Hertz.

MANFAAT KOLOID

KEGUNAAN KOLOID DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Sistem koloid banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti di alam (tanah, air, dan udara), industri, kedokteran, sistem hidup, dan pertanian. Di industri sendiri, aplikasi koloid untuk produksi cukup luas. Hal ini disebabkan sifat karakteristik koloid yang penting, yaitu dapat digunakan untuk mencampur zat-zat yang tidak dapat saling melarutkan secara homogen dan bersifat stabil untuk produksi skala besar.

Contoh aplikasi kimia koloid dalam industri:

 

Jenis Industri	Contoh aplikasi
Industri makanan	Keju, mentega, susu, saus salad
Industri kosmetika dan perawatan tubuh	Krim, pasta gigi, sabun
Industri cat	Cat
Industri kebutuhan rumah tangga	Sabun, detergen
Industri pertanian	Pestisida dan insektisida
Industri farmasi	Minyak ikan, penisilin untuk suntikan

 

Beberapa aplikasi/fenomena sistem koloid lainnya dapat disimak berikut ini.

 

–         Pemutihan gula

Gula tebu yang masih berwarna dapat diputihkan. Hal ini dilakukan dengan melarutkan gula ke dalam air, kemudian larutan dialirkan melalui sistem koloid tanah diatomae atau karbon. Partikel-partikel koloid kemudian akan mengadsorbsi zat warna tersebut.

–         Pengambilan partikel koloid asap dan debu dari gas buangan pabrik

Contoh alat yang menggunakan prinsip elektroforesis adalah pengendap cottrell. Alat ini digunakan untuk memisahkan partikel-partikel koloid seperti asap dan debu yang terkandung dalam gas buangan pabrik. Hal ini bertujuan untuk mengurangi zat-zat polusi udara, di samping dapat digunakan untuk memperoleh kembali debu berharga seperti debu arsenik oksida.

Mekanisme kerja alat ini adalah sebagai berikut. Gas buangan dialirkan melalui ujung-ujung logam yang tajam yang telah diberi tegangan tinggi. Ujung-ujung logam ini akan melepas elektron-elektron dengan kecepatan tinggi yang akan mengionisasi molekul-molekul di udara. Partikel-partikel koloid dalam gas buangan akan mengadsorbsi ion-ion ini sehinggan menjadi bermuatan positif. Partikel-partikel koloid selanjutnya akan tertarik ke elektrode dengan muatan berlawanan dan menggumpal.

INDIKATOR ASAM BASA

Asam mempunyai rasa asam, sedangkan basa mempunyai rasa pahit. Namun begitu, tidak dianjurkan untuk mengenali asam dan basa dengan cara mencicipinya, sebab banyak diantaranya yang dapat merusak kulit (korosif) atau bahkan bersifat racun.

Asam dan basa dapat dikenali dengan menggunakan zat indikator, yaitu zat yang memberi warna berbeda dalam lingkungan asam dan lingkungan basa (zat yang warnanya dapat berubah saat berinteraksi atau bereaksi dengan senyawa asam maupun senyawa basa).
Dalam laboratorium kimia, indikator asam-basa yang biasa di gunakan adalah indikator buatan dan indikator alami. Berikut ini penjelasan tentang indikator asam-basa buatan dan indikator asam-basa alami

LUMUT KERAK

Sebenarnya, untuk mengetahui asam atau basanya suatu zat dapat dicicipi dengan menggunakan lidah. Akan tetapi, perlu kita ingat juga bahwa tidak semua zat aman bagi tubuh kita. Masih ingatkah kalian bahwa ada bahan kimia yang bersifat racun?

Berdasarkan hal tersebut di atas, maka untuk keperluan eksperimen, para ilmuan menciptakan lakmus. Lakmus adalah sejenis zat yang di peroleh dari jenis lumut kerak/liken (Rocella tinctoria), suatu simbiosis jamur dan alga. Lakmus yang banyak digunakan dalam laboratorium-laboratorium kimia sekarang ini tersedia dalam bentuk kertas. Sebagai indikator asam-basa, lakmus memiliki beberapa kelebihan antara lain adalah sebagai berikut.

• Lakmus dapat berubah warnanya dengan cepat saat bereaksi dengan asam maupun basa. Warna yang terjadi pada lakmus dapat terlihat jelas. Lakmus akan berwarna merah dalam larutan asam dan akan berwarna biru dalam larutan basa.
• Lakmus sukar bereaksi dengan oksigen dalam udara bebas, sehingga dapat bertahan lama.
• Lakmus mudah di serap oleh kertas, sehingga di gunakan dalam bentuk kertas lakmus (agar zat lebih mudah meresap)

Kertas lakmus jenisnya ada dua, yaitu kertas lakmus merah & kertas lakmus biru.

Semua zat tergolong asam apabila :

• lakmus biru berubah menjadi merah, atau
• lakmus merah tidak berubah warna

Semua zat tergolong basa apabila :

• lakmus merah menjadi biru, atau
• lakmus biru tidak berubah warna

Idikator Asam Basa

Nama Indikator	Dalam Basa	Dalam Asam
Lakmus Metil merah Fenolftalen Brom timol biru	biru kuning merah biru	merah merah tak berwarna kuning

Selain lakmus, dalam laboratorium kimia juga masih banyak lagi indikator asam-basa buatan antara lain fenolftalen, metil merah dan brom timol biru.

Fenolftalen dalam larutan asam tetap (tak berubah warnanya), sedangkan dalam larutan basa berubah menjadi warna merah. Metil merah dalam larutan asam berwarna merah sedangkan dalam larutan basa berwarna kuning.

indikator alami

Di samping menggunakan indikator buatan, seperti lakmus, fenolftalen, metil merah dan brom timol biru, kita juga dapat mengenali senyawa asam atau basa dengan menggunakan indikator alami, seperti bunga sepatu, bunga hidrangea, kol merah, kunyit dan beberapa jenis tumbuhan lainnya. Indikator asam-basa yang baik adalah zat warna yang memberi warna berbeda dalam larutan asam dan larutan basa. Bagimanakah cara membuat indikator alami? Di bawah ini, beberapa cara pembuatan indikator alami dengan menggunakan bunga sepatu, bunga hidrangea, kol merah dan kunyit

1. Cara pembuatan indikator alami dari bunga sepatu

1. • Pilihlah beberapa helai mahkota bunga berwarna merah dari bunga sepatu.
   • Gerus dalam lumpang dengan sedikit air.
   • Saring ekstrak mahkota bunga merah tersebut.
   • Teteskan ekstrak mahkota bunga ke dalam:

– Air suling (netral)

– Larutan cuka (asam)

– Air kapur (basa)

1. • Catat hasil perubahan warna yang terjadi

Indikator asam-basa dari bunga sepatu, ketika didalam larutan asam akan memberikan warna merah, di dalam larutan basa akan memberikan warna hijau dan pada larutan netral tidak berwarna.

2. Cara pembuatan indikator alami dari bunga Hidrangea

1. • Pilihlah beberapa helai mahkota bunga Hidrangea
   • Gerus dalam lumpang dengan sedikit air.
   • Saring ekstrak mahkota bunga Hidrangea tersebut.
   • Teteskan ekstrak mahkota bunga ke dalam:

– Air suling (netral)

– Larutan cuka (asam)

– Air kapur (basa)

1. • Catat hasil perubahan warna yang terjadi

Indikator asam-basa dari bunga Hidrangea akan memberikan warna biru ketika didalam larutan asam , di dalam larutan basa akan memberikan warna merah jambu dan pada larutan netral tidak berwarna

3. Cara pembuatan indikator alami dari kol merah

1. • Haluskan sejumlah kol merah yang masih segar
   • Rebus selama 10 menit
   • Biarkan air kol merah menjadi dingin
   • Saring dalam stoples besar
   • Teteskan ekstrak kol merah ke dalam:

– Air suling (netral)

– Larutan cuka (asam)

– Air kapur (basa)

1. • Catat hasil perubahan warna yang terjadi

Indikator asam-basa dari kol merah akan berubah warna menjadi merah muda bila dicelupkan ke dalam larutan asam, menjadi hijau dalam larutan basa, dan tidak berwarna pada larutan netral.

4. Cara pembuatan indikator alami dari kunyit

1. • Parut kunyit yang telah dibersihkan
   • Saring ekstrak kunyit dengan alkohol menggunakan kain ke dalam mangkok kecil
   • Teteskan ekstrak kunyit ke dalam:

– Air suling (netral)

– Larutan cuka (asam)

– Air kapur (basa)

1. • Catat hasil perubahan warna yang terjadi

Indikator asam-basa dari kunyit, akan memberikan warna kuning tua ketika dilarutkan dalam larutan asam, memberikan warna jingga di dalam larutan basa dan memberikan warna kuning terang pada larutan netral.

INDIKATOR ALAMI ASAM BASA

Dalam kehidupan sehari-hari akan ditemukan senyawa dalam tiga keadaan yaitu asam, basa, dan netral. Ketika mencicipi rasa jeruk maka akan terasa asam karena jeruk mengandung asam. Sedangkan ketika mencicipi sampo maka akan terasa pahit karena sampo mengandung basa. Namun sangat tidak baik apabila untuk mengenali sifat asam atau basa dengan mencicipinya karena mungkin saja zat tersebut mengandung racun atau zat yang berbahaya. Sifat asam dan basa suatu zat dapat diketahui menggunakan sebuah indikator.

Indikator yang sering digunakan antara lain kertas lakmus, fenolftalein, metil merah dan brom timol biru. Indikator tersebut akan memberikan perubahan warna jika ditambahkan larutan asam atau basa. Indikator ini biasanya dikenal sebagai indikator sintetis. Dalam pembelajaran kimia khususnya materi asam dan basa indikator derajat keasaman diperlukan untuk mengetahui pH suatu larutan. Karena itu setiap sekolah seharusnya menyediakan indior sintetis untuk percobaan tersebut. Tetapi pada kenyataannya, tidak semua sekolah mampu menyediakan indikator sintetis. Oleh karena itu diperlukan alternatif lain sehingga proses pembelajaran tetap berjalan lancar indikator pH sintetis dapat diganti dengan alternatif lain berupa indikator pH dari bahan-bahan alam atau tanaman.

Indikator pH dari bunga tapak dara (Vinca Rosea U), bunga jengger ayam (Celosia Cristata L), dan bunga tembelekan (Lantara Camara L) dengan didasari pemikiran bahwa zat warna pada tanaman merupakan senyawa organik berwarna seperti dimiliki oleh indikator sintetis, selain itu mudah dibuat juga murah karena bahan-bahannya mudah didapat serta menambah pengetahuan tentang manfaat bunga tapakdara, jengger ayam dan tembelekan. Karakteristik bunga yang baik digunakan sebagai indikator pH yaitu bunga yang masih segar berwarna tua digunakan hanya mahkota bunga sedangkan benang sari dan putik tidak digunakan.

Pada pembuatan indikator cair bunga dicuci dengan air mengalir agar bersih juga dimaksudkan agar pigmen warna bunga tidak ikut larut dalam air. Bunga yang sudah dicuci kemudian dipotong kecil-kecil untuk memperluas permukaan bunga sehingga proses pelarutan bunga lebih efektif. Semakin luas permukaan bunga maka semakin banyak pigmen warna bunga yang larut pada proses pelarutan. Pada proses pemotongan bunga tidak dicincang melainkan dipotong kecil-kecil. Setelah bunga dipotong selanjutnya bunga dikeringkan dalam oven untuk mengurangi kadar air yang terkandung. Pengovenan dilakukan pada suhu 50ºC selama 15 menit. Pada suhu tersebut, pigmen bunga tidak berubah sehingga ketika dilarutkan akan menghasilkan warna yang mudah diamati. Apabila pengeringan dilakukan pada suhu lebih besar dari 50ºC maka warna bunga akan berubah karena karakteristik warna bunga awal hilang. Bunga yang sudah kering dimasukkan dalam stoples dan ditambahkan alkohol 70% sampai ± 0,5 cm di atas bunga lalu didiamkan semalam agar pigmen warna bunga larut dalam alkohol. Alkohol 70% sebenarnya merupakan etanol, yang dipilih sebagai pelarut selain dilihat dari sifat polarnya juga dilihat dari aspek ekonomisnya. Etanol lebih mudah didapatkan dan harganya lebih murah dibandingkan dengan jenis alkohol lainnya. Penggunaan pelarut untuk melarutkan bunga digunakan secukupnya karena apabila berlebihan maka larutan yang dihasilkan akan menjadi encer sehingga menyebabkan produk yang dihasilkan kurang baik. Setelah semalam, larutan disaring untuk mendapatkan filtratnya yaitu ekstrak bunga. Ekstrak bunga tersebut merupakan indikator cair. Kemudian indikator cair dituangkan dalam stoples lain dan disimpan dalam kulkas sampai akan digunakan. Cara penggunaan indikator cair yaitu meneteskan indikator tersebut pada larutan yang akan diuji pHnya. Larutan akan memberikan perubahan warna yang kemudian perubahan warna tersebut dicocokkan dengan warna pada trayek pH indikator tersebut. Masing-masing warna pada trayek pH memiliki pH yang berbeda setiap warnanya. Warna larutan yang sama dengan warna pada trayek pH menunjukkan bahwa pH larutan sama dengan pH pada trayek pH indikator tersebut.
indikator alami asam basa

Indikator alami asam dan basa lain yang mudah ditemui yaitu bunga sepatu, bunga Hidrangea, kol merah dan kunyit.

Dengan menggunakan indikator alami tersebut kita akan membuatnya dengan cara dibawah ini:

1. Cara pembuatan indikator alami dari bunga sepatu

Pilihlah beberapa helai mahkota bunga berwarna merah dari bunga
sepatu.
Gerus dalam lumpang dengan sedikit air.
Saring ekstrak mahkota bunga merah tersebut.
Teteskan ekstrak mahkota bunga ke dalam:
– Air suling (netral)
– Larutan cuka (asam)
– Air kapur (basa)

Catat hasil perubahan warna yang terjadi
Indikator asam-basa dari bunga sepatu, ketika didalam larutan asam akan memberikan warna merah, di dalam larutan basa akan memberikan warna hijau dan pada larutan netral tidak berwarna.

2. Cara pembuatan indikator alami dari bunga Hidrangea

Pilihlah beberapa helai mahkota bunga Hidrangea
Gerus dalam lumpang dengan sedikit air.
Saring ekstrak mahkota bunga Hidrangea tersebut.
Teteskan ekstrak mahkota bunga ke dalam:
– Air suling (netral)
– Larutan cuka (asam)
– Air kapur (basa)

Catat hasil perubahan warna yang terjadi Indikator asam-basa dari bunga Hidrangea akan memberikan warna biru ketika didalam larutan asam , di dalam larutan basa akan memberikan warna merah jambu dan pada larutan netral tidak berwarna.

3. Cara pembuatan indikator alami dari kol merah

Haluskan sejumlah kol merah yang masih segar
Rebus selama 10 menit
Biarkan air kol merah menjadi dingin
Saring dalam stoples besar
Teteskan ekstrak kol merah ke dalam:
– Air suling (netral)
– Larutan cuka (asam)
– Air kapur (basa)

Catat hasil perubahan warna yang terjadi Indikator asam-basa dari kol merah akan berubah warna menjadi merah muda bila dicelupkan ke dalam larutan asam, menjadi hijau dalam larutan basa, dan tidak berwarna pada larutan netral.

4. Cara pembuatan indikator alami dari kunyit

Parut kunyit yang telah dibersihkan
Saring ekstrak kunyit dengan alkohol menggunakan kain ke dalam mangkok kecil
Teteskan ekstrak kunyit ke dalam:
– Air suling (netral)
– Larutan cuka (asam)
– Air kapur (basa)

Catat hasil perubahan warna yang terjadi Indikator asam-basa dari kunyit, akan memberikan warna kuning tua ketika dilarutkan dalam larutan asam, memberikan warna jingga di dalam larutan basa dan memberikan warna kuning terang pada larutan netral.

Indikator asam dan basa yang baik yaitu zat warna yang memberikan warna berbeda pada larutan asam dan larutan basa. Nah itulah tadi tulisan saya tentang indikator alamai asam basa. Semoga tulisan Indikator Alami Asam Basa bisa bermanfaat bagi anda yang mencarinya.

SMAN-2 Muara Teweh

CARA MENENTUKAN BILANGAN KUANTUM

Misal pada unsur

₄₀Zr

 1. Buat dulu konfigurasi elektronnya

₄₀Zr =  1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d²

 2.  Keempat bilangan kuantum ditentukan dari konfigurasi elektron terakhir, yaitu 4d²

 3.  Karena Tingkat energi pada konfigurasi terakhir adalah 4, maka bil.kuantum utama (n) = 4

 4.  Karena konfigurasi berakhir di blok d, maka harga bilangan kuantum azimut (l) = 2  ( Jika berakhir di sub kulit s → l=0, p → l=1, d → l=2, f → l=3, dst..)

 5. Karena berakhir pada blok  d, maka jumlah orbital pada sub kulit d ada 5, yaitu dari –l, sampai dengan +l, termasuk 0, yaitu -2, -1, 0, +1, +2, dan karena jumlah elektron pada konfigurasi terakhir sebanyak 2, maka panah elektron diisi dari magnetik -2, dan -1, (yang lain kosong karena jumlah elektronnya hanya ada 2) maka harga bilangan kuantum magnetik (m) = – 1

 6. karena arah panahnya ke atas, maka harga bilangan kuantum spin (s) = +½

KESIMPULAN :  dari unsur ₄₀Zr didapat  n = 4, l = 2, m = –1, s = +½

PERIODE didapat dari tingkat energi tertinggi pada konfigurasi elektron, yaitu 5 pada 5s², sehingga ₄₀Zr akan berada pada Periode 5.

 Sedangkan GOLONGAN, karena berakhir di blok d, maka pasti Golongan B, jumlah elektron pada 5s² dan 4d² kemudian di jumlah, yaitu 2 + 2 = 4 ditulis dengan angka romawi (IV), sehingga ₄₀Zr akan berada pada Golongan IVB

 CATATAN UNTUK MENENTUKAN GOLONGAN :

Jika berakhir di sub kulit s atau p, maka golongan A,

Jika berakhir di sub kulit d, maka golongan B

Jika berakhir di sub kulit f, maka golongan lantanida / aktinida (jika periode 6 maka lantanida, dan jika periode 7 aktinida)

 

KESIMPULAN :

₄₀Zr → Periode 5, Golongan IVB

KOLOID

Koloid adalah suatu campuran zat heterogen antara dua zat atau lebih di mana partikel-partikel zat yang berukuran koloid tersebar merata dalam zat lain. Ukuran koloid berkisar antara 1-100 nm ( 10-7 – 10-5 cm ).
Contoh: Mayones dan cat, mayones adalah campuran homogen di air dan minyak dan cat adalah campuran homogen zat padat dan zat cair.

Sistem koloid adalah suatu bentuk campuran yang keadaannya terletak antara larutan dan suspensi (campuran kasar). Sistem koloid ini mempunyai sifat-sifat khas yang berbeda dari sifat larutan atau suspensi.

Keadaan koloid bukan ciri dari zat tertentu karena semua zat, baik padat, cair, maupun gas, dapat dibuat dalam keadaan koloid.

Sistem koloid sangat berkaitan erat dengan hidup dan kehidupan kita sehari-hari. Cairan tubuh, seperti darah adalah sistem koloid, bahan makanan seperti susu, keju, nasi, dan roti adalah sistem koloid. Cat, berbagai jenis obat, bahan kosmetik, tanah pertanian juga merupakan sistem koloid.

Karena sistem koloid sangat berpengaruh bagi kehidupan sehari-hari, kita harus mempelajarinya lebih mendalam agar kita dapat menggunakannya dengan benar dan dapat bermanfaat untuk diri kita.

 Koloid adalah suatu sistem campuran “metastabil” (seolah-olah stabil, tapi akan memisah setelah waktu tertentu). Koloid berbeda dengan larutan; larutan bersifat stabil.

Di dalam larutan koloid secara umum, ada 2 zat sebagai berikut :

– Zat terdispersi, yakni zat yang terlarut di dalam larutan koloid

– Zat pendispersi, yakni zat pelarut di dalam larutan koloid

 Berdasarkan fase terdispersi maupun fase pendispersi suatu koloid dibagi sebagai berikut :

Fase Terdispersi	Pendispersi	Nama koloid	Contoh
Gas	Gas	Bukan koloid, karena gas bercampur secara homogen
Gas	Cair	Busa	Buih, sabun, ombak, krim kocok
Gas	Padat	Busa padat	Batu apung, kasur busa
Cair	Gas	Aerosol cair	Obat semprot, kabut, hair spray di udara
Cair	Cair	Emulsi	Air santan, air susu, mayones
Cair	Padat	Gel	Mentega, agar-agar
Padat	Gas	Aerosol padat	Debu, gas knalpot, asap
Padat	Cair	Sol	Cat, tinta
Padat	Padat	Sol Padat	Tanah, kaca, lumpur

 Sifat Koloid

a. Efek Tyndall

Efek Tyndall adalah penghamburan cahaya oleh larutan koloid, peristiwa di mana jalannya sinar dalam koloid dapat terlihat karena partikel koloid dapat menghamburkan sinar ke segala jurusan.

Contoh: sinar matahari yang dihamburkan partikel koloid di angkasa, hingga langit berwarna biru pada siang hari dan jingga pada sore hari ; debu dalam ruangan akan terlihat jika ada sinar masuk melalui celah.

 b. Gerak Brown

Gerak Brown adalah gerak partikel koloid dalam medium pendispersi secara terus menerus, karena adanya tumbukan antara partikel zat terdispersi dan zat pendispersi. Karena gerak aktif yang terus menerus ini, partikel koloid tidak memisah jika didiamkan.

 c. Adsorbsi Koloid

Adsorbsi Koloid adalah penyerapan zat atau ion pada permukaan koloid. Sifat adsorbsi digunakan dalam proses:

1. Pemutihan gula tebu.

2. Norit.

3. Penjernihan air.

Contoh: koloid antara obat diare dan cairan dalam usus yang akan menyerap kuman penyebab diare.

Koloid Fe(OH)₃ akan mengadsorbsi ion H⁺ sehingga menjadi bermuatan +. Adanya muatan senama maka koloid Fe(OH), akan tolak-menolak sesamanya sehingga partikel-partikel koloid tidak akan saling menggerombol.

Koloid As₂S₃ akan mengadsorbsi ion OH^– dalam larutan sehingga akan bermuatan – dan tolak-menolak dengan sesamanya, maka koloid As₂S₃ tidak akan menggerombol.

 d. Muatan Koloid dan Elektroforesis

Muatan Koloid ditentukan oleh muatan ion yang terserap permukaan koloid. Elektroforesis adalah gerakan partikel koloid karena pengaruh medan listrik.

Karena partikel koloid mempunyai muatan maka dapat bergerak dalam medan listrik. Jika ke dalam koloid dimasukkan arus searah melalui elektroda, maka koloid bermuatan positif akan bergerak menuju elektroda negatif dan sesampai di elektroda negatif akan terjadi penetralan muatan dan koloid akan menggumpal (koagulasi).

Contoh: cerobong pabrik yang dipasangi lempeng logam yang bermuatan listrik dengan tujuan untuk menggumpalkan debunya.

 e. Koagulasi Koloid

Koagulasi koloid adalah penggumpalan koloid karena elektrolit yang muatannya berlawanan.

Contoh: kotoran pada air yang digumpalkan oleh tawas sehingga air menjadi jernih.

Faktor-faktor yang menyebabkan koagulasi:

•  Perubahan suhu.
•  Pengadukan.
• Penambahan ion dengan muatan besar (contoh: tawas).
• Pencampuran koloid positif dan koloid negatif.

Koloid akan mengalami koagulasi dengan cara:

1. Mekanik

Cara mekanik dilakukan dengan pemanasan, pendinginan atau pengadukan cepat.

2. Kimia

Dengan penambahan elektrolit (asam, basa, atau garam).

Contoh: susu + sirup masam —> menggumpal

Lumpur + tawas —> menggumpal

Dengan mencampurkan 2 macam koloid dengan muatan yang berlawanan.

Contoh: Fe(OH)₃ yang bermuatan positif akan menggumpal jika dicampur As₂S₃ yang bermuatan negatif.

f. Koloid Liofil dan Koloid Liofob

– Koloid Liofil

Koloid Liofil adalah koloid yang mengadsorbsi cairan, sehingga terbentuk selubung di sekeliling koloid. Contoh: agar-agar.

 – Koloid Liofob

Koloid Liofob adalah kolid yang tidak mengadsorbsi cairan. Agar muatan koloid stabil, cairan pendispersi harus bebas dari elektrolit dengan cara dialisis, yakni pemurnian medium pendispersi dari elektrolit.

g. Emulasi

Emulasi adalah kolid cairan dalam medium cair. Agar larutan kolid stabil, ke dalam koloid biasanya ditambahkan emulsifier, yaitu zat penyetabil agar koloid stabil.

Contoh: susu merupakan emulsi lemak di dalam air dengan kasein sebagai emulsifier.

h. Kestabilan Koloid

a. Banyak koloid yang harus dipertahankan dalam bentuk koloid untuk penggunaannya.

Contoh: es krim, tinta, cat.

Untuk itu digunakan koloid lain yang dapat membentuk lapisan di sekeliling koloid tersebut. Koloid lain ini disebut koloid pelindung.

Contoh: gelatin pada sol Fe(OH)₃.

b. Untuk koloid yang berupa emulsi dapat digunakan emulgator yaitu zat yang dapat tertarik pada kedua cairan yang membentuk emulsi Contoh: sabun deterjen sebagai emulgator dari emulsi minyak dan air.

 i. Pemurnian Koloid

Untuk memurnikan koloid yaitu menghilangkan ion-ion yang mengganggu kestabilan koloid, dapat dilakukan cara dialisis. Koloid yang akan dimurnikan dimasukkan ke kantong yang terbuat dari selaput semipermeabel yaitu selaput yang hanya dapat dilewati partikel ion saja dan tidak dapat dilewati molekul koloid.

Contoh: kertas perkamen, selopan atau kolodion.

Kantong koloid dimasukkan ke dalam bejana yang berisi air mengalir, maka ion-ion dalam koloid akan keluar dari kantong dan keluar dari bejana dan koloid tertinggal dalam kantong. Proses dialisis akan di percepat jika di dalam bejana diberikan arus listrik yang disebut elektro dialisis.

Proses pemisahan kotoran hasil metabolisme dari darah oleh ginjal termasuk proses dialisis. Maka apabila seseorang menderita gagal ginjal, orang tersebut harus menjalani “cuci darah” dengan mesin dialisator di rumah sakit. Koloid juga dapat dimurnikan dengan penyaring ultra.

Pembuatan Sistem Koloid

1. Cara Kondensasi

Pembuatan sistem koloid dengan cara kondensasi dilakukan dengan cara penggumpalan partikel yang sangat kecil. Penggumpalan partikel ini dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut:

1. Reaksi Pengendapan

Pembuatan sistem koloid dengan cara ini dilakukan dengan mencampurkan larutan elektrolit sehingga menghasilkan endapan. Contoh: AgNO₃ + NaCl —> AgCl(s) + NaNO₃

 2. Reaksi Hidrolisis

Reaksi hidrolisis adalah reaksi suatu zat dengan air. Sistem koloid dapat dibuat dengan mereaksikan suatu zat dengan air. Contoh: AlCl₃ +H₂O —> Al(OH)₃(s) + HCl

 3. Reaksi Redoks

Pembuatan koloid dapat terbentuk dari hasil reaksi redoks.

Contoh: pada larutan emas

Reaksi: AuCl3 + HCOH —> Au + HCl + HCOOH

                                                      Emas formaldehid

 4. Reaksi Pergeseran

Contoh: pembuatan sol As₂S₃ dengan cara mengalirkan gas H₂S ke dalam laruatn H₃AsO₃ encer pada suhu tertentu.

Reaksi: 2 H₃AsO₃ + 3 H₂S —> 6 H₂O + As₂S₃

 5. Reaksi Pergantian Pelarut

Contoh: pembuatan gel kalsium asetat dengan cara menambahkan alkohol 96% ke dalam larutan kalsium asetat jenuh.

 

2.Cara Dispersi

 Pembuatan sistem koloid dengan cara dispersi dilakukan dengan memperkecil partikel suspensi yang terlalu besar menjadi partikel koloid, pemecahan partikel-partikel kasar menjadi koloid.

1. Cara Mekanik

Ukuran partikel suspensi diperkecil dengan cara penggilingan zat padat, dengan menghaluskan butiran besar kemudian diaduk dalam medium pendispersi.

Contoh: Gumpalan tawas digiling, dicampurkan ke dalam air akan membentuk koloid dengan kotoran air.

Membuat tinta dengan menghaluskan karbon pada penggiling koloid kemudian didispersikan dalam air.

Membuat sol belerang dengan menghaluskan belerang bersama gula (1:1) pada penggiling koloid, kemudian dilarutkan dalam air, gula akan larut dan belerang menjadi sol.

2. Cara Peptisasi

Pembuatan koloid dengan cara peptisasi adalah pembuatan koloid dengan menambahkan ion sejenis, sehingga partikel endapan akan dipecah. Contoh: sol Fe(OH)₃ dengan menambahkan FeCl₃.

sol NiS dengan menambahkan H₂S.

karet dipeptisasi oleh bensin.

agar-agar dipeptisasi oleh air.

endapan Al(OH)₃ dipeptisasi oleh AlCl₃.

3. Cara Busur Bredia/Bredig

Pembuatan koloid dengan cara busur Bredia/Bredig dilakukan dengan mencelupkan 2 kawat logam (elektroda) yang dialiri listrik ke dalam air, sehingga kawat logam akan membentuk partikel koloid berupa debu di dalam air.

4. Cara Ultrasonik

yaitu penghancuran butiran besar dengan ultrasonik (frekuensi > 20.000 Hz)

Campuran heterogen.

Campuran homogen disebut larutan, contoh: larutan gula dalam air. Campuran heterogen dapat dibedakan menjadi 2 macam, yaitu: Sistem koloid termasuk dalam bentuk campuran. Campuran terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Suspensi, contoh: pasir dalam air.

2. Koloid, contoh: susu dengan air.

Komponen Penyusun Koloid

1. Fase kontinyu : medium pendispersi jumlahnya lebih banyak.

2. Fase diskontinyu : medium terdispersi jumlahnya labih banyak.

Bentuk Partikel Koloid

1. Bulatan : misalnya virus, silika.

2. Batang : misalnya virus.

3. Piringan : misalnya globulin dalam darah.

4. Serat : misalnya selulosa.

Penggunaan Sistem Koloid

1. Obat-obatan : salep, krim, minyak ikan.

2. Makanan : es krim, jelly dan agar-agar.

3. Kosmetik : hair cream, skin spray, body lotion.

4. Industri : tinta, cat.

Beberapa Macam Koloid

1. Aerosol

adalah sistem koloid di mana partikel padat atau cair terdispersi dalam gas.

Contoh: aerosol padat: debu, asap.

aerosol cair: kabut, awan.

Bahan pendingin dan pendorong yang sering digunakan adalah Kloro Fluoro Karbon (CFC).

2. Emulsi

adalah sistem koloid di mana zat terdispersi dan pendispersi adalah zat cair yang tidak dapat bercampur. Misalnya: Emulsi minyak dalam air: santan, susu, lateks, minyak ikan. Emulsi air dalam minyak: mentega, minyak rambut, minyak bumi.

Untuk membentuk emulsi digunakan zat pengemulsi atau emulgator yaitu zat yang dapat tertarik oleh kedua zat cair tersebut.

Contoh: sabun untuk mengemulsikan minyak dan air.

kasein sebagai emulgator pada susu.

 3. Sol adalah suatu sistem koloid di mana partikel padat terdispersi dalam zat cair.

No.	Hidrofob	Hidrofil
a.	Tidak menarik molekul air tetapi mengadsorbsi ion	Menarik molekul air hingga menyelubungi partikel terdispersi
b.	Tidak reversible, apabila mengalami koagulasi sukar menjadi sol lagi	Reversibel, bila mengalami koagulasi akan dapat membentuk sol lagi jika ditambah lagi medium pendispersinya
c.	Biasanya terdiri atas zat anorganik	Biasanya terdiri atas zat organik
d.	Kekentalannya rendah	Kekentalannya tinggi
e.	Gerak Brown terlihat jelas	Gerak Brown tidak jelas
f.	Mudah dikoagulasikan oleh elektrolit	Sukar dikoagulasikan oleh elektrolit
g.	Umumnya dibuat dengan cara kondensasi	Umumnya dibuat dengan cara dispersi
h.	Efek Tyndall jelas	Efek Tyndall kurang jelas
i.	Contoh: sol logam, sol belerang, sol Fe(OH)3, sol As2S3, sol sulfida	Contoh: sol kanji, sol protein, sol sabun, sol gelatin

4. Gel/Jel adalah koloid liofil setengah kaku.

Contoh: agar-agar, lem kanji, selai, jelly untuk menata rambut.

 5. Buih adalah sistem koloid dari gas yang terdispersi dalam zat cair.

Contoh: sabun, detergen, protein.

Zat-zat yang dapat memecah/mencegah buih yaitu eter, isoamil alkohol.

SABUN/DETERGEN adalah zat yang molekulnya terdiri atas hidrofob dan sekaligus gugus hidrofil.

PENJERNIHAN AIR SUNGAI

1. Air sungai mengandung lumpur ditambah tawas –> air jernih.

2. Air jernih ditambah kaporit –> air jernih bebas kuman.

3. Air jernih bebas kuman disaring –>  air bersih.

TITRASI ASAM BASA

Salah satu aplikasi stoikiometri larutan adalah titrasi. Titrasi merupakan suatu metode yang bertujuan untuk menentukan banyaknya suatu larutan dengan konsentrasi yang telah diketahui agar tepat habis bereaksi dengan sejumlah larutan yang dianalisis atau ingin diketahui kadarnya atau konsentrasinya. Suatu zat yang akan ditentukan konsentrasinya disebut sebagai “titran” dan biasanya diletakkan di dalam labu Erlenmeyer, sedangkan zat yang telah diketahui konsentrasinya disebut sebagai “titer” atau “titrat”  dan biasanya diletakkan di dalam “buret”. Baik titer maupun titran biasanya berupa larutan.

Titrasi biasanya dibedakan berdasarkan jenis reaksi yang terlibat di dalam proses titrasi, sebagai contoh bila melibatkan reaksi asam basa maka disebut sebagai titrasi asam basa atau aside alkalimetri, titrasi redox untuk titrasi yang melibatkan reaksi reduksi oksidasi, titrasi kompleksometri untuk titrasi yang melibatkan pembentukan reaksi kompleks dan lain sebagainya. (Pada site ini hanya dibahas tentang titrasi asam basa).

PRINSIP TITRASI ASAM BASA

Titrasi asam basa melibatkan asam maupun basa sebagai titer ataupun titrant. Kadar larutan asam ditentukan dengan menggunakan larutan basa atau sebaliknya. Titrant ditambahkan titer tetes demi tetes sampai mencapai keadaan ekuivalen ( artinya secara stoikiometri titrant dan titer tepat habis bereaksi) yang biasanya ditandai dengan berubahnya warna indikator. Keadaan ini disebut sebagai “titik ekuivalen”, yaitu titik dimana konsentrasi asam sama dengan konsentrasi basa atau titik dimana jumlah basa yang ditambahkan sama dengan jumlah asam yang dinetralkan : [H+] = [OH-]. Sedangkan keadaan dimana titrasi dihentikan dengan cara melihat perubahan warna indikator disebut sebagai “titik akhir titrasi”. Titik akhir titrasi ini mendekati titik ekuivalen, tapi biasanya titik akhir titrasi melewati titik ekuivalen. Oleh karena itu, titik akhir titrasi sering disebut juga sebagai titik ekuivalen.

Pada saat titik ekuivalen ini maka proses titrasi dihentikan, kemudian catat volume titer yang diperlukan untuk mencapai keadaan tersebut. Dengan menggunakan data volume titran, volume dan  konsentrasi titer maka bisa dihitung konsentrasi titran tersebut.

Titrasi asam basa berdasarkan reaksi penetralan (netralisasi). Salah satu contoh titrasi asam basa yaitu titrasi asam kuat-basa kuat seperti natrium hidroksida (NaOH) dengan asam hidroklorida (HCl), persamaan reaksinya sebagai berikut:

NaOH(aq) + HCl(aq)   NaCl (aq) + H2O(l)

contoh lain yaitu:

NaOH(aq) + H2SO4(aq)     Na2SO4 (aq) + H2O(l)

Gambar set alat titrasi

CARA MENGETAHUI TITIK EKUIVALEN

Ada dua cara umum untuk menentukan titik ekuivalen pada titrasi asam basa, antara lain:

1. Memakai pH meter untuk memonitor perubahan pH selama titrasi dilakukan, kemudian membuat plot antara pH dengan volume titran untuk memperoleh kurva titrasi. Titik tengah dari kurva titrasi tersebut adalah “titik ekuivalen”.

2.  Memakai indikator asam basa. Indikator ditambahkan dua hingga tiga tetes (sedikit mungkin) pada titran sebelum proses titrasi dilakukan. Indikator ini akan berubah warna ketika titik ekuivalen terjadi, pada saat inilah titrasi dihentikan. Indikator yang dipakai dalam titrasi asam basa adalah indikator yang perubahan warnanya dipengaruhi oleh pH.

Pada umumnya cara kedua lebih dipilih karena kemudahan dalam pengamatan, tidak diperlukan alat tambahan, dan sangat praktis, walaupun tidak seakurat dengan pH meter. Gambar berikut merupakan perubahan warna yang terjadi jika menggunakan indikator fenolftalein.

                  

Sebelum mencapai titik ekuivalen              Setelah mencapai titik ekuivalen

RUMUS UMUM TITRASI

Pada saat titik ekuivalen maka mol-ekuivalen asam akan sama dengan mol-ekuivalen basa, maka hal ini dapat ditulis sebagai berikut:

mol-ekuivalen asam = mol-ekuivalen basa

Mol-ekuivalen diperoleh dari hasil perkalian antara normalitas (N) dengan volume, maka rumus diatas dapat ditulis sebagai berikut:

N asam x V asam = N asam x V basa

Normalitas diperoleh dari hasil perkalian antara molaritas (M) dengan jumlah ion H+ pada asam atau jumlah ion OH- pada basa, sehingga rumus diatas menjadi:

(n x M asam) x V asam = (n x M basa) x V basa

Keterangan :
N = Normalitas
V = Volume
M = Molaritas
n = Jumlah ion H +(pada asam) atau OH- (pada basa)

INDIKATOR ASAM BASA

TABEL DAFTAR INDIKATOR ASAM BASA

NAMA	pH RANGE	WARNA	TIPE(SIFAT)
Biru timol	1,2-2,8	merah – kuning	asam
Kuning metil	2,9-4,0	merah – kuning	basa
Jingga metil	3,1 – 4,4	merah – jingga	basa
Hijau bromkresol	3,8-5,4	kuning – biru	asam
Merah metil	4,2-6,3	merah – kuning	basa
Ungu bromkresol	5,2-6,8	kuning – ungu	asam
Biru bromtimol	6,2-7,6	kuning – biru	asam
Merah fenol	6,8-8,4	kuning – merah	asam
Ungu kresol	7,9-9,2	kuning – ungu	asam
Fenolftalein	8,3-10,0	t.b. – merah	asam
Timolftalein	9,3-10,5	t.b. – biru	asam
Kuning alizarin	10,0-12,0	kuning – ungu	basa

Indikator yang sering digunakan dalam titrasi asam basa yaitu indikator fenolftalein.  Tabel berikut ini merupakan karakteristik dari indikator fenolftalein.

pH	< 0	0−8.2	8.2−12.0	>12.0
Kondisi	Sangat asam	Asam atau mendekati netral	Basa	Sangat basa
Warna	Jingga	Tidak berwarna	pink keunguan	Tidak berwarna
Gambar

LARUTAN PENYANGGA

Larutan penyangga adalah satu zat yang menahan perubahan pH ketika sejumlah kecil asam atau basa ditambahkan kedalamnya.

Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan penyangga yang bersifat asam adalah sesuatu yang memiliki pH kurang dari 7. Larutan penyangga yang bersifat asam biasanya terbuat dari asam lemah dan garammya – acapkali garam natrium.

Contoh yang biasa merupakan campuran asam etanoat dan natrium etanoat dalam larutan. Pada kasus ini, jika larutan mengandung konsentrasi molar yang sebanding antara asam dan garam, maka campuran tersebut akan memiliki pH 4.76. Ini bukan suatu masalah dalam hal konsentrasinya, sepanjang keduanya memiliki konsentrasi yang sama.

Anda dapat mengubah pH larutan penyangga dengan mengubah rasio asam terhadap garam, atau dengan memilih asam yang berbeda dan salah satu garamnya.

Larutan penyangga yang bersifat basa

larutan penyangga yang bersifat basa memiliki pH diatas 7. Larutan penyangga yang bersifat basa biasanya terbuat dari basa lemah dan garamnya.

Seringkali yang digunakan sebagai contoh adalah campuran larutan amonia dan larutan amonium klorida. Jika keduanya dalam keadaan perbandingan molar yang sebanding, larutan akan memiliki pH 9.25. Sekali lagi, hal itu bukanlah suatu masalah selama konsentrasi yang anda pilih keduanya sama.

Bagaimana cara larutan penyangga bekerja?

Larutan penyangga mengandung sesuatu yang akan menghilangkan ion hidrogen atau ion hidroksida yang mana anda mungkin menambahkannya – sebaliknya akan merubah pH. Larutan penyangga yang bersifat asam dan basa mencapai kondisi ini melalui cara yang berbeda.

Larutan penyangga yang bersifat asam

Kita akan mengambil campuran asam etanoat dan natrium etanoat sebagai contoh yang khas.

Asam etanoat adalah asam lemah, dan posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri:

Penambahan natrium etanoat pada kondisi ini menambah kelebihan ion etanoat dalam jumlah yang banyak. Berdasarkan Prinsip Le Chatelier, ujung posisi kesetimbangan selanjutnya bergeser ke arah kiri.

Karena itu larutan akan mengandung sesuatu hal yang penting:

• Banyak asam etanoat yang tidak terionisasi;
• Banyak ion etanoat dari natrium etanoat:
• Cukup ion hidrogen untuk membuat larutan menjadi bersifat asam.

Sesuatu hal yang lain (seperti air dan ion natrium) yang ada tidak penting pada penjelasan.

Penambahan asam pada larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan penyangga harus menghilangkan sebagian besar ion hidrogen yang baru sebaliknya pH akan turun dengan mencolok sekali.

Ion hidrogen bergabung dengan ion etanoat untuk menghasilkan asam etanoat. Meskipun reaksi berlangsung reversibel, karena asam etanoat adalah asam lemah, sebagaian besar ion hidrogen yang baru dihilangkan melalui cara ini.

Karena sebagian besar ion hidrogen yang baru dihilangkan, pH tidak akan berubah terlalu banyak – tetapi karena kesetimbangan ikut terlibat, pH akan sedikit menurun.

Penambahan basa pada larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan basa mengandung ion hidroksida dan larutan penyangga menghilangkan ion hidroksida tersebut.

Kali ini situasinya sedikit lebih rumit karena terdapat dua proses yang dapat menghilangkan ion hidroksida.

Penghilangan ion hidroksida melalui reaksi dengan asam etanoat

Sebagian besar zat yang bersifat asam yang mana ion hidroksida bertumbukan dengan molekul asam etanoat. Keduanya akan bereaksi untuk membentuk ion etanoat dan air.

Karena sebagian besar ion hidroksida dihilangkan, pH tidak berubah terlalu besar.

Penghilangan ion hidroksida melalui reaksi dengan ion hidrogen

Harus diingat bahwa beberapa ion hidrogen yang ada berasal dari ionisasi asam aetanoat.

Ion hidroksida dapat bergabung dengannya untuk membentuk air. Selama hal itu terjadi, ujung kesetimbangan menggantikannya. Hal ini tetap terjadi sampai sebagian besar ion hidrogen dihilangkan.

Sekali lagi, karena anda memiliki kesetimbangan yang terlibat, tidak semua ion hidroksida dihilangkan – karena terlalu banyak. Air yang terbentuk terionisasi kembali menjadi tingat yang sangat kecil untuk memberikan beberapa ion hidrogen dan ion hidroksida.

Larutan penyangga yang bersifat basa

Kita akan menganbil campuran larutan amonia dan amonium klorida sebagai contoh yang khas.

Amonia adalah basa lemah, dan posisi kesetimbangan akan bergerak ke arah kiri:

Penambahan amonium klorida pada kondisi ini menambahkan kelebihan ion amonium dalam jumlah yang banyak. Berdasarkan Prinsip Le Chatelier, hal itu akan menyebabkan ujung posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri.

Karena itu larutan akan mengandung beberapa hal yang penting:

• Banyak amonia yang tidak bereaksi;
• Banyak ion amonia dari amonium klorida;
• Cukup ion hidrogen untuk menghasilkan larutan yang bersifat basa.

Hal lain (seperti air dan ion klorida) yang ada tidak penting pada penjelasan.

Penambahan asam pada larutan penyangga yang bersifat basa

Terdapat dua proses yang dapat menghilangkan ion hidrogen yang anda tambahkan.

Penghilangan ion hidrogen melalui reaksi dengan amonia

Sebagian besar zat dasar yang mana ion hidrogen bertumbukan dengannya adalah molekul amonia. Keduanya akan bereaksi untuk membentuk ion amonium.

Sebagian besar, tetapi tidak seluruhnya, ion hidrogen akan dihilangkan. Ion amonium bersifat asam yang sedikit lemah, dan karena itu ion hidrohen akan dilepaskan kembali.

Penghilangan ion hidrogen melalui reaksi dengan ion hidroksida

Harus diingat bahwa beberepa ion hidroksida yang ada berasal dari reaksi antara amonia dan air.

Ion hidrogen dapat bergabung dengan ion hidroksida tersebut untuk menghasilkan air. Selama hal itu terjadi, ujung kesetimbangan menggantikan ion hidroksida. Hal ini terus terjadi sampai sebagian besar ion hidrogen dihilangkan.

Sekali lagi, karena anda memiliki kesetimbangan yang terlibat, tidak semua ion hidrogen dihilangkan – hanya sebagian besar.

Penambahan basa pada larutan penyangga yang bersifat basa

Ion hidroksida dari alkali dihilangkan melali reaksi yang sederhana dengan ion amonium.

Karena amonia yang terbentuk merupakan basa lemah, amonia akan bereaksi dengan air – dan karena itu reaksi sedikit reversibel. Hal ini berarti bahwa, sekali lagi, sebagian besar (tetapi tidak semuanya) ion hidrogen dihilangkan dari larutan.

HIDROLIS DAN SISTEM BUFER

HIDROLISIS SENYAWA GARAM

Hidrolisis ialah interaksi (reaksi) antara senyawa garam dengan air ( tepatnya kation dan / atau anion garam ) menghasilkan asam lemah dan / atau basa lemah  dalam bentuk molekul ( bukan ion )

Contot : (1) NH₄Cl  +  H₂O  –>  NH₄OH  (basa lemah )   +    H⁺  +  Cl^–  (dari HCl )

Reaksi sebenarnya : NH₄⁺  + H₂O –>  NH₄OH  +    H⁺

(2) NaCN  +  H₂O  –>  Na⁺  +  OH^–  ( dari NaOH )  +  HCN (asam lemah)

Reaksi sebenarnya :  CN^–  +  H₂O   –>  HCN  +  OH^–

(3) KNO₃  +  H₂O  –>  K⁺  +  OH-  +  NO₃^–  +  H⁺  ( BUKAN HIDROLISIS )

Proses Hidrolisis

Pada  reaksi (1) :

– di dalam air terjadi onisasi garam sbb :  NH₄Cl –>  NH⁺  +  Cl^–

dan air sb :   H₂O    «  OH^–  +   H⁺

– Ion-ion    NH⁺  dan OH^– dapat bereaksi  sbb :  NH⁺  +  OH^–   «  NH₄OH ;

sedangkan  Cl^–  +   H⁺            HCl ( karena HCl asam kuat yang akan terurai menjadi H⁺ dan Cl^–

Pada reaksi (2)

-Seperti halnya pada reaksi (1) ; terbentuk HCN , tetapi tidak terbentuk NaOH ( basa kuat )

Pada reaksi (3 ) :  K⁺  +  OH-     –>    KOH   dan  NO₃^–  +  H⁺                  HNO₃ (keduanya basa dan

asam kuat )

Macam Hidrolisis

Dari ketiga contoh reaksi di atas maka yang dapat berinterkasi ( bereaksi ) dengan air adalah ion-ion ( kation atau anion ) yang lemah dari senyawa garam ; sehingga macam hidrolisis senyawa garam adalah :

1. Hidrolisis Sebagian :

–  yaitu apabila yang bereaksi dengan air hanya kation atau anion dari garam

– terjadi pada garam yang berasal dari basa lemah dan asam kuat ( mis : NH₄Br , FeSO₄, dsb )

atau garam yang berasal dari basa kuat dan asam lemah ( mis, Na₂S, KNO₂ , dsb  )

2. Hidrolisis Total

– yaitu apabila yang bereaksi dengan air adalah kation dan anion dari garam tersebut

– terjadi pada senyawa garam yang berasal dar basa lemah dan asam lemah ; mis NH₄F, dsb

* Apabila garam barasal dari basa kuat dan asam kuat ( mis KCl, Na₂SO₄,  dsb ) , kation dan

anionnya tidak beraksi dengan air, dan disebut  TIDAK TERHIDROLISIS  ( Contoh pada

reaksi 3 )

 

Menghitung pH larutan garam

Reaksi hidrolisis adalah reaksi kesetimbangan. Tetapan kesetimbangan dari reaksi hidrolisis disebut tetapan hidrolisis ( K_h)

A. Garam dari asam kuat dan basa kuat

Garam dari asam kuat dan basa kuat tidak mengalami hidrolisis, sehingga larutannya bersifat netral ( pH = 7 Garam dari basa kuat dan asam lemah

B. Garam dari basa kuat dan asam lemah

Garam ini akan mengalami hidrolisis parsial, yaitu hidrolisis anion

A ^– _(aq) + H ₂ O _(l) → HA _(aq) + OH ^– _(aq)

dimana  [ HA ] = [OH^–],dimana  [A^–] dianggap sama dengan  [A^–] yang berasal dari garam, dimisalkan M . ( jmlh ion [A^–] yg mengalami hidrolisis diabaikan ), maka

atau

[OH^–]² = K_h x M  maka

Kemudian perhatikan persamaan reaksi berikut :

Menurut prinsip kesetimbangan , reaksi-reaksi kesetimbangan berlaku :

Dari dua persamaan di atas maka :

dimana    :

Kw = tetapan kesetimbangan air

Ka = Tetapan kesetimbangan asam

M = Konsentrasi anion  yang terhidrolisis

C. Garam dari asam kuat dan basa lemah

Garam ini akan mengalami hidrolisis parsial, yaitu hidrolisis kation

BH ⁺ + H ₂ O → B + H ₃ O ⁺

dimana  [ B ] = [H ₃ O ⁺]  dan [BH ⁺]  dianggap sama dengan ion [BH ⁺] yang berasal dari garam, dimisalkan M . ( jmlh ion [BH⁺] yg mengalami hidrolisis diabaikan ), maka

atau

 ,

Kemudian perhatikan persamaan reaksi berikut :

Menurut prinsip kesetimbangan , reaksi-reaksi kesetimbangan berlaku :

dimana:

Kw = tetapan kesetimbangan air

Kb = Tetapan kesetimbangan basa

M = Konsentrasi anion  yang terhidrolisis

D.  Garam dari asam lemah dan basa lemah

Garam ini akan mengalami hidrolisis total, karena baik kation maupun anionnya akan mengalami hidrolisis. pH larutan secara kuantitatif sukar dikaitkan dengan harga   maupun dengan konsentrasi garam. pH yang tepat hanya dapat diperoleh melalui pengukuran. Tetapi pH dapat diperkirakan  dengan persamaan :

Sifat larutan tergantung pada harga Ka dan harga Kb.

Jika

K_a > K_b        : bersifat asam

K_a < K_b        : bersifat basa

K_a = K_b         : bersifat netral

BENTUK MOLEKUL

1. Teori Domain Elektron (TDE)

• Bentuk molekul tergantung pada susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEI
  dan pasangan elektron bebas (PEB) atom pusat dalam molekul. Dapat dijelaskan
  dengan teori tolakan pasangan elektron kulit valensi atau teori VSEPR (Valence
  Shell Electron Pair Repultion)
• Molekul kovalen terdapat pasangan-pasangan elektron baik PEI maupun PEB.
  Karena pasangan-pasangan elektron mempunyai muatan sejenis, maka tolak-
  menolak antarpasangan elektron. Tolakan (PEB – PEB) > tolakan (PEB – PEI) >
  tolakan (PEI – PEI)
• Adanya gaya tolak-menolak menyebabkan atom-atom yang berikatan
  membentuk struktur ruang yang tertentu dari suatu molekul dengan demikian
  bentuk molekul dipengaruhi oleh banyaknya PEI maupun PEB yang dimiliki pada
  atom pusat.
• Bentuk molekul ditentukan oleh pasangan elektron ikatannya
  Contoh molekul CH₄ memiliki 4 PEI

2. Rumus Tipe Molekul

1)          Atom pusat dilambangkan dengan A

2)          Domain elektron ikatan dilambangkan dengan X

3)          Domain elektron bebas dinyatakan dengan E

Tabel Bentuk Molekul Berdasarkan PEI dan PEB

Jumlah Pasangan Elektron Ikatan (X)	Jumlah Pasangan Elektron Bebas (E)	Rumus (AXnEm)	Bentuk Molekul	Contoh
2	0	AX2	Linear	CO2
3	0	AX3	Trigonal planar	BCl3
2	1	AX2E	Bengkok	SO2
4	0	AX4	Tetrahedron	CH4
3	1	AX3E	Piramida trigonal	NH3
2	2	AX2E2	Planar bentuk V	H2O
5	0	AX5	Bipiramida trigonal	PCl5
4	1	AX4E	Bipiramida trigonal	SF4
3	2	AX3E2	Planar bentuk T	IF3
2	3	AX2E3	Linear	XeF2
6	0	AX6	Oktahedron	SF6
5	1	AX5E	Piramida sisiempat	IF5
4	2	AX4E2	Sisiempat datar	XeF4

Dengan menggunakan teori VSEPR maka kita dapat meramalkan bentuk geometri suatu molekul. Dalam artikel ini maka akan di contohkan menentukan bentuk geometri molekul XeF₂, XeF₄, dan XeF₆.

Diantara molekul-molekul tersebut ada yang memiliki pasangan elektron bebas dan ada yang tidak, jadi molekul-molekul tersebut adalah contoh yang bagus untuk lebih memahami teori VSEPR.

Pertama kita harus mementukan struktur lewis masing-masing molekul. Xe memiliki jumlah elektron valensi 8 sedangkan F elektron valensinya adalah 7. (lihat gambar dibawah)

Struktur Lewis XeF2 seperti gambar sebelah kiri, dua elektron Xe masing-masing diapakai untuk berikatan secara kovalen dengan 2 atom F sehingga meninggalkan 3 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe. Hal yang sama terjadi pada molekul XeF₄ dimana 4 elektron Xe dipakai untuk berikatan dengan 4 elektron dari 4 atom F, sehingga meninggalkan 2 pasangan elektron bebas pada atom pusat Xe.

Lihat gambar disamping –> XeF₂ memiliki 2 pasangan elekktron terikat (PET) dan 3 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 5 pasangan elektron yang terdapat pada XeF2, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF₂ adalah trigonal bipiramid. Karena terdapat 3 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi ekuatorial pada kerangka trigonal bipiramid, sedangkan PET akan menempati posisi aksial yaitu pada bagian atas dan bawah.

Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 2 PET dan 3 PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul linear. Jadi bentul molekul XeF₂ adalah linier. (lihat gambar disebelah ini).

Pada gambar disamping –> strutur lewis XeF4 memiliki 4 pasangan elekktron terikat (PET) dan 2 pasangan elektron bebas (PEB) jadi total ada 6 pasangan elektron yang terdapat pada XeF4, hal ini menandakan bahwa geometri molekul atau kerangka dasar molekul XeF4 adalah oktahedral. Karena terdapat 2 PEB maka PEB ini masing masing akan menempati posisi aksial pada kerangka oktahedral, sedangkan PET akan menempati posisi ekuatorial. Posisi inilah posisi yang stabil apabila terdapat atom dengan 4 PET dan 2 PEB sehingga menghasilkan bentuk molekul yang disebut segiempat planar. Jadi bentul molekul XeF2 adalah segiempat planar. Bentuk molekul akan sama dengan susunan ruang elektron yang ada pada atom pusat jika tidak pasangan elektron bebas.

Perhatikan Gambar Bentuk Molekul di bawah ini !

X = atom pusat

E = pasangan elektron bebas



IKATAN HIDROGEN DAN IKATAN VAN DER WAALS

Gaya antarmolekul adalah gaya elektromagnetik yang terjadi antara molekul atau antara bagian yang terpisah jauh dari suatu makromolekul. Gaya-gaya ini dapat berupa kohesi antara molekul serupa, seperti contohnya pada tegangan permukaan, atau adhesi antara molekul tak serupa, contohnya pada kapilaritas. Gaya-gaya ini, dimulai dari yang paling kuat, terdiri dari: interaksi ionik, ikatan hidrogen, interaksi dwikutub (dipole), dan gaya Van der Waals.

a. Ikatan Hidrogen

Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik antarmolekul yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan. Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion. Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama. dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.

Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besar ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol^-1) hingga tinggi (>155 kJ mol^-1).

Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.

Ikatan hidrogen mempengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H₂O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

Silakan “Klik” kata dibawah ini untuk Link,…
“Kuat”	Ikatan kovalen & Antiikat Ikatan sigma: 3c-2e · Ikatan pisang · 3c-4e (Ikatan hidrogen, Ikatan dihidrogen, Interaksi agostik) · 4c-2e Ikatan pi: Pengikatan balik π · Konjugasi · Hiperkonjugasi · Aromatisitas · Aromatisitas logam Ikatan delta: Ikatan rangkap empat · Ikatan rangkap lima · Ikatan rangkap enam Ikatan dipolar · Haptisitas Ikatan ion Interaksi kation-pi · Jembatan garam Ikatan logam Aromatisitas logam
“Lemah”	Ikatan hidrogen Ikatan dihidrogen · Kompleks dihidrogen · Ikatan hidrogen sawar rendah · Ikatan hidrogen simetris · Hidrofil Nonkovalen lain Gaya van der Waals · Ikatan mekanis · Ikatan halogen · Aurofilisitas · Interkalasi · Penumpukan · Gaya entropik · Polaritas kimia
lainnya	Ikatan disulfida · Ikatan peptida · Ikatan fosfodiester

b. Ikatan Van der Waals

Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada salah satu jenis gaya antara molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada semua jenis gaya antar molekul, dan hingga saat ini masih kadang digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat ini lebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol.

Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan elektron (gaya London).

Nama gaya ini diambil dari nama kimiawan Belanda Johannes van der Waals, yang pertama kali mencatat jenis gaya ini. Potensial Lennard-Jones sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van der Waals sebagai fungsi dari waktu.

Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil dan cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk mengembun. Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya) makin mudah gas tersebut berubah menjadi cairan.

Silakan di “Klik” langsung tulisan dibawah ini, untuk Link,…ke wikipedia…
“Kuat”	Ikatan kovalen & Antiikat Ikatan sigma: 3c-2e · Ikatan pisang · 3c-4e (Ikatan hidrogen, Ikatan dihidrogen, Interaksi agostik) · 4c-2e Ikatan pi: Pengikatan balik π · Konjugasi · Hiperkonjugasi · Aromatisitas · Aromatisitas logam Ikatan delta: Ikatan rangkap empat · Ikatan rangkap lima · Ikatan rangkap enam Ikatan dipolar · Haptisitas Ikatan ion Interaksi kation-pi · Jembatan garam Ikatan logam Aromatisitas logam
“Lemah”	Ikatan hidrogen Ikatan dihidrogen · Kompleks dihidrogen · Ikatan hidrogen sawar rendah · Ikatan hidrogen simetris · Hidrofil Nonkovalen lain Gaya van der Waals · Ikatan mekanis · Ikatan halogen · Aurofilisitas · Interkalasi · Penumpukan · Gaya entropik · Polaritas kimia
lainnya	Ikatan disulfida · Ikatan peptida · Ikatan fosfodiester

Nama gaya ini diambil dari nama kimiawan Belanda JOHANNES VAN DER WAALS, yang pertama kali mencatat jenis gaya ini. Potensial LENNARD-JONES sering digunakan sebagai model hampiran untuk gaya van der Waals sebagai fungsi dari waktu.

Interaksi van der Waals teramati pada gas mulia, yang amat stabil dan cenderung tak berinteraksi. Hal ini menjelaskan sulitnya gas mulia untuk mengembun. Tetapi, makin besar ukuran atom gas mulia (makin banyak elektronnya) makin mudah gas tersebut berubah menjadi cairan.

Gaya van der Waals dalam ilmu kimia merujuk pada jenis tertentu gaya antar molekul. Istilah ini pada awalnya merujuk pada semua jenis gaya antar molekul, dan hingga saat ini masih kadang digunakan dalam pengertian tersebut, tetapi saat ini lebih umum merujuk pada gaya-gaya yang timbul dari polarisasi molekul menjadi dipol.

Hal ini mencakup gaya yang timbul dari dipol tetap (gaya Keesom), dipol rotasi atau bebas (gaya Debye) serta pergeseran distribusi awan elektron (gaya London).

Gaya van der waals : gaya tarik di antara atom atau molekul, gaya ini jauh lebih lemah dibandingkan gaya yang timbul karena ikatan valensi dan besarnya ialah 10^-7 kali jarak antara atom-atom atau molekul-molekul. Gaya ini menyebabkan sifat tak ideal pada gas dan menimbulkan energi kisi pada kristal molekular. Ada tiga hal yang menyebabkan gaya ini :

1. Interaksi dwikutub-dwikutub, yaitu tarikan elektrostatistik di antara dua molekul dengan moment dwikutub permanen.
2. Interaksi dwikutub imbasan, artinya dwikutub timbul karena adanya polarisasi oleh molekul tetangga.
3. Gaya dispersi yang timbul karena dwikutub kecil dan bersifat sekejap dalam atom.

Asal mula gaya dispersi van der Waals

Dipol-dipol yang berubah-ubah sementara

Dayatarik yang ada di alam bersifat elektrik. Pada molekul yang simetris seperti hidrogen, bagaimanapun, tidak terlihat mengalami distorsi secara elektrik untuk menghasilkan bagian positif atau bagian negatif. Akan tetapi hanya dalam bentuk rata-rata.

Diagram dalam bentuk lonjong (the lozenge-shaped) menggambarkan molekul kecil yang simetris – H2, boleh jadi, atau Br₂. Tanda arsir menunjukkan tidak adanya distorsi secara elektrik.

Akan tetapi elektron terus bergerak, serta merta dan pada suatu waktu elektron tersebut mungkin akan ditemukan di bagian ujung molekul, membentuk ujung -. Pada ujung yang lain sementara akan kekurangan elaktron dan menjadi +.

---

Catatan: (dibaca “delta”) berarti “agak” (slightly) – karena itu + berarti “agak positif”.

---

Kondisi yang terakhir elektron dapat bergerak ke ujung yang lain, membalikkan polaritas molekul.

“Selubung lingkarang” yang konstan dari elektron pada molekul menyebabkan fluktuasi dipol yang cepat pada molekul yang paling simetris. Hal ini terjadi pada molekul monoatomik – molekul gas mulia, seperti helium, yang terdiri dari atom tunggal.

Jika kedua elektron helium berada pada salah satu sisi secara bersamaan, inti tidak terlindungi oleh elektron sebagaimana mestinya untuk saat itu.

Dipol-dipol sementara yang bagaimana yang membemberikan kenaikan dayaarik antarmolekul

Bayangkan sebuah molekul yang memiliki polaritas sementara yang didekati oleh salah satu yang terjadi menjadi termasuk non-polar hanya saat itu saja. (kejadian yang tidak disukai, tetapi hal ini menjadikan diagram lebih mudah digambarkan! Pada kenyataannya, satu molekul lwbih menyukai memiliki polaritas yang lebih besar dibandingkan yang lain pada saat seperti itu – dan karena itu akan menjadi yang paling dominan).

Seperti molekul yang ditemukan pada bagian kanan, elektronnya akan cenderung untuk ditarik oleh ujung yang agak positif pada bagian sebelah kiri.

Hal ini menghasilkan dipol terinduksi pada penerimaan molekul, yang berorientasi pada satu cara yang mana ujung + ditarik ke arah ujung – yang lain.

Pada kondisi yang terakhir elektron pada bagian kiri molekul dapat bergerak ke ujung yg lain. Pada saat terjadi hal ini, meraka akan menolak elektron pada bagian kanan yang satunya.

Polaritas kedua molekul adalah berkebalikan, tetapi kamu masih memiliki yang + tertarik -. Selama molekul saling menutup satu sama lain polaritas akan terus berfluktuasi pada kondisi yang selaras karena itu dayatarik akan selalu terpelihara.

Tidak ada alasan kenapa hal ini dibatasi pada dua molekul. Selama molekul saling mendekat pergerakan elektron yang selaras dapat terjadi pada molekul yang berjumlah sangat banyak.

Diagram ini menunjukkan bagaimana cacat secara keseluruhan dari molekul yang berikatan secara bersamaan pada suatu padatan dengan menggunakan gaya van der Waals. Pada kondisi yang terakhir, tentunya, kamu akan menggambarkan susunan yang sedikit berbeda selama meraka terus berubah – tetapi tetap selaras.

pakah dayatarik antarmolekul itu?

Ikatan antarmolekul versus ikatan intramolekul

Dayatarik antarmolekul adalah dayatarik yang terjadi antara suatu molekul dan molekul tetangganya. Gaya tarik yang mengikat molekul secara tersendiri (sebagai contoh, ikatan kovalen) dikenal dengan dayatarik intramolekul. Dua kata tersebut membingungkan yang mana untuk lebih amannya membuang salah satu diantaranya dan tidak digunakan lagi. Istilah “intramolekul” tidak akan digunakan lagi pada bagian ini.

Semua molekul mengalami dayatarik antarmolekul, meskipun pada beberapa kasus dayatarik yang terjadi sangatlah lemah. Pada gas seperti hidrogen, H₂. Jika kamu memperlambat gerak molekul melalui pendinginan, dayatarik cukup besar bagi molekul untuk tetap bersama sampai pada akhirnya membentuk cairan dan kemudian padatan.

Pada kasus hidrogen dayatarik sangat lemah yang mana molekul membutuhkan pendinginan sampai 21 K (-252°C) sebelum dayatarik cukup kuat untuk mengkondensasi hidrogen menjadi cairan. Dayatarik antarmolekul yang dimiliki oleh helium lebih lemah – molekul tidak ingin tetap bersama untuk membentuk cairan sampai temperatur menurun sampai 4 K (-269°C).

Gaya van der Waals: gaya dispersion

Gaya dispersi (salah satu tipe dari gaya van der Waals adalah yang kita setujui pada halaman ini) yang juga dikenal dengan “gaya London” (dinamakan demikian setelah Fritz London mengusulkan untuk pertama kalinya).

Asal mula gaya dispersi van der Waals

Dipol-dipol yang berubah-ubah sementara

Dayatarik yang ada di alam bersifat elektrik. Pada molekul yang simetris seperti hidrogen, bagaimanapun, tidak terlihat mengalami distorsi secara elektrik untuk menghasilkan bagian positif atau bagian negatif. Akan tetapi hanya dalam bentuk rata-rata.

Diagram dalam bentuk lonjong (the lozenge-shaped) menggambarkan molekul kecil yang simetris – H2, boleh jadi, atau Br₂. Tanda arsir menunjukkan tidak adanya distorsi secara elektrik.

Akan tetapi elektron terus bergerak, serta merta dan pada suatu waktu elektron tersebut mungkin akan ditemukan di bagian ujung molekul, membentuk ujung -. Pada ujung yang lain sementara akan kekurangan elaktron dan menjadi +.

---

Catatan: (dibaca “delta”) berarti “agak” (slightly) – karena itu + berarti “agak positif”.

---

Kondisi yang terakhir elektron dapat bergerak ke ujung yang lain, membalikkan polaritas molekul.

“Selubung lingkarang” yang konstan dari elektron pada molekul menyebabkan fluktuasi dipol yang cepat pada molekul yang paling simetris. Hal ini terjadi pada molekul monoatomik – molekul gas mulia, seperti helium, yang terdiri dari atom tunggal.

Jika kedua elektron helium berada pada salah satu sisi secara bersamaan, inti tidak terlindungi oleh elektron sebagaimana mestinya untuk saat itu.

Dipol-dipol sementara yang bagaimana yang membemberikan kenaikan dayaarik antarmolekul

Bayangkan sebuah molekul yang memiliki polaritas sementara yang didekati oleh salah satu yang terjadi menjadi termasuk non-polar hanya saat itu saja. (kejadian yang tidak disukai, tetapi hal ini menjadikan diagram lebih mudah digambarkan! Pada kenyataannya, satu molekul lwbih menyukai memiliki polaritas yang lebih besar dibandingkan yang lain pada saat seperti itu – dan karena itu akan menjadi yang paling dominan).

Seperti molekul yang ditemukan pada bagian kanan, elektronnya akan cenderung untuk ditarik oleh ujung yang agak positif pada bagian sebelah kiri.

Hal ini menghasilkan dipol terinduksi pada penerimaan molekul, yang berorientasi pada satu cara yang mana ujung + ditarik ke arah ujung – yang lain.

Pada kondisi yang terakhir elektron pada bagian kiri molekul dapat bergerak ke ujung yg lain. Pada saat terjadi hal ini, meraka akan menolak elektron pada bagian kanan yang satunya.

Polaritas kedua molekul adalah berkebalikan, tetapi kamu masih memiliki yang + tertarik -. Selama molekul saling menutup satu sama lain polaritas akan terus berfluktuasi pada kondisi yang selaras karena itu dayatarik akan selalu terpelihara.

Tidak ada alasan kenapa hal ini dibatasi pada dua molekul. Selama molekul saling mendekat pergerakan elektron yang selaras dapat terjadi pada molekul yang berjumlah sangat banyak.

Diagram ini menunjukkan bagaimana cacat secara keseluruhan dari molekul yang berikatan secara bersamaan pada suatu padatan dengan menggunakan gaya van der Waals. Pada kondisi yang terakhir, tentunya, kamu akan menggambarkan susunan yang sedikit berbeda selama meraka terus berubah – tetapi tetap selaras.

Kekuatan gaya dispersi

Gaya dispersi antara molekul-molekul adalah lebih lemah dibandingkan dengan ikatan kovalen diantara molekul. Hal ini tidak memungkinkan untuk memberikan harga yang eksak, karena ukuran dayatarik bervariasi sekali dengan ukuran dan bentuk molekul.

Seberapa jauh ukuran molekul memperngaruhi kekuatan ikatan daya dispersi

Titik didih gas mulia adalah

 

helium		-269°C
neon		-246°C
argon		-186°C
kripton		-152°C
xenon		-108°C
radon		-62°C

Semua unsur tersebut berada pada molekul monoatomik.

Alasan yang mendasari bahwa titik didih meningkat sejalan dengan menurunnya posisi unsur pada golongan adalah kenaikan jumlah elektron, dan juga tentunya jari-jari atom. Lebih banyak elektron yang kamu miliki, dan lebih menjauh sejauh mungkin, yang paling besar memungkikan dipol sementara terbesar dan karena itu gaya dispersi paling besar.

Karena dipol sementara lebih besar, molekul xenon lebih melekat (stickier) dibandingkan dengan molekul neon. Molekul neon akan berpisah satu sama lain pada temperatur yang lebih rendah dibandingkan molekul xenon – karena itu neon memiliki titik didih yang lebih rendah.

Hal ini adalah suatu alasan (semua yang lainnya sebanding) molekul yang lebih besar memiliki lebih banyak elektron dan lebih menjauh dari dipol sementara yang dapat dihasilkan – dan karena itu molekul yang lebih besar lebih melekat.

Seberapa jauh bentuk molekul mempengaruhi kekuatan gaya dispersi

Ukuran molekul juga begitu. Molekul yang panjang kurus dapat menghasilkan dipol sementara yang lebih besar berdasarkan pada pergerakan elektronnya dibandingkan molekul pendek gemuk yang mengandung jumlah elektron yang sama.

Molekul yang panjang kurus juga dapat lebih dekat satu sama lain – dayatarik meraka lebih efektif jika molekul-molekulnya benar-benar tertutup.

Sebagai contoh, molekul hidrokarbon butana dan 2-metilpropan keduanya memiliki rumus molekul C₄H₁₀, tetapi atom-atom disusun berbeda. Pada butana atom karbon disusun pada rantai tunggal, tetapi 2-metilpropan memiliki rantai yang lebih pendek dengan sebuah cabang.

Butana memiliki titik didih yang lebih tinggi karena gaya dispersinya lebih besar. Molekul yang lebih panjang (dan juga menghasilkan dipol sementara yang lebih besar) dapat lebih berdekatan dibandingkan molekul yang lebih pendek dan lebih gemuk 2-metilpropan.

Gaya van der Waals: interaksi dipol-dipol

Molekul seperti HCl memiliki dipol permanen karena klor lebih elektronegatif dibandingkan hidrogen. Kondisi permanen ini, pada saat pembentukan dipol akan menyebabkan molekul saling tarik menarik satu sama lain lebih dari yang meraka bisa lakukan jika hanya menyandarkan pada gaya dispersi saja.

Hal ini sangat penting untuk merealisasikan bahwa semua molekul mengalami gaya dispersi. Interaksi dipol-dipol bukan suatu alternatif gaya dispersi – penjumlahannya. Molekul yang memiliki dipol permanen akan memiliki titik didih yang lebih tinggi dibandingkan dengan molekul yang hanya memiliki dipol yang berubah-ubah secara sementara.

Agak mengherankan dayatarik dipol-dipol agak sedikit dibandingkan dengan gaya dispersi, dan pengaruhnya hanya dapat dilihat jika kamu membandingkan dua atom dengan jumlah elektron yang sama dan ukuran yang sama pula. Sebagai contoh, titik didih etana, CH₃CH₃, dan fluorometana, CH₃F adalah:

Kenapa dipilih dua molekul tersebut untuk dibandingkan? Keduanya memiliki jumlah elektron yang identik, dan jika kamu membuat model kamu akan menemukan bahwa ukurannya hampir sama – seperti yang kamu lihar pada diagram. Hal ini berarti bahwa gaya dispersi kedua molekul adalah sama.

Titik didih fluorometana yang lebih tinggi berdasarkan pada dipol permanen yang besar yang terjadi pada molekul karena elektronegatifitas fluor yang tinggi. Akan tetapi, walaupun memberikan polaritas permanen yang besar pada molekul, titik didih hanya meningkat kira-kira 10°.
°.

Berikut ini contoh yang lain yang menunjukkan dominannya gaya dispersi. Triklorometan, CHCl₃, merupakan molekul dengan gaya dispersi yang tinggi karena elektronegatifitas tiga klor. Hal itu menyebabkan dayatarik dipol-dipol lebih kuat antara satu molekul dengan tetangganya.

Dilain pihak, tetraklorometan, CCl₄, adalah non polar. Bagian luar molekul tidak seragam – in pada semua arah. CCl₄ hanya bergantung pada gaya dispersi

 

Karena itu manakah yang memiliki titik didih yang lebih tinggi? CCl₄ tentunya, karena CCl₄ molekulnya lebih besar dengan lebih banyak elektron. Kenaikan gaya dispersi lebih dari sekedar menggantikan untuk kehilangan interaksi dipol-dipol.

KONSEP MEKANIKA GELOMBANG

Keadaan partikel-partikel penyusun atom (proton, netron, dan elektron) yang berada di dalam atom digambarkan dengan struktur atom. Kedudukan elektron di sekitar inti atom atau konfigurasi elektron di sekitar inti atom berpengaruh terhadap sifat fisis dan kimia atom yang bersangkutan.

Model atom ERNEST RUTHERFORD (1871-1937) tahun 1911 yang menyatakan bahwa atom terdiri dari inti kecil yang bermuatan positif (tempat konsentrasi seluruh massa atom) dan dikelilingi oleh elektron pada permukaannya. Namun teori ini tidak dapat menerangkan kestabilan atom. Sewaktu mengelilingi proton, elektron mengalami percepatan sentripetal akibat pengaruh gaya sentripetal (Gaya Coulomb).

Menurut teori mekanika klasik dari Maxwell, yang menyatakan bahwa partikel bermuatan bergerak maka akan memancarkan energi. Maka menurut Maxwell bila elektron bergerak mengelilingi inti juga akan memancarkan energi.

Pemancaran energi ini menyebabkan elektron kehilangan energinya, sehingga lintasannya berbentuk spiral dengan jari-jari yang mengecil, laju elektron semakin lambat dan akhirnya dapat tertarik ke inti atom. Jika hal ini terjadi maka atom akan musnah, akan tetapi pada kenyataannya atom stabil.

Pada tahun 1913, NIELS BOHR menggunakan teori kuantum untuk menjelaskan spektrum unsur. Berdasarkan pengamatan, unsur-unsur dapat memancarkan spektrum garis dan tiap unsur mempunyai spektrum yang khas.  Menurut Bohr,

Spektrum garis menunjukkan elektron dalam atom hanya dapat beredar pada lintasan-lintasan dengan tingkat energi tertentu. Pada lintasannya elektron dapat beredar tanpa pemancaran atau penyerapan energi. Oleh karena itu, energi elektron tidak berubah sehingga lintasannya tetap.
Elektron dapat berpindah dari satu lintasan ke lintasan lain disertai pemancaran atau penyerapan sejumlah energi yang harganya sama dengan selisih kedua tingkat energi tersebut.

ΔE = E_f – E_i

Keterangan:

ΔE = energi yang menyertai perpindahan elektron

E_f = tingkat energi akhir

E_i = tingkat energi awal

Namun teori Bohr ini memiliki kelemahan, yaitu:

• Bohr hanya dapat menjelaskan spektrum gas hidrogen, tidak dapat menjelaskan spektrum dari unsur yang jumlah elektronnya lebih dari satu.

• Tidak dapat menjelaskan adanya garis-garis halus pada spektrum gas hidrogen.

Kelemahan dari model atom Bohr dapat dijelaskan oleh LOUIS VICTOR DE BROGLIE pada tahun 1924 dengan teori dualisme partikel gelombang. Menurut de Broglie, pada kondisi tertentu, materi yang bergerak memiliki ciri-ciri gelombang.

h

λ = ——–—-

m. ν

dimana :

λ  = panjang gelombang (m)

m = massa partikel (kg)

ν  = kecepatan (ms^-1)

h = tetapan Planck (6,626.10^-34 Js)

Hipotesis tersebut terbukti benar dengan ditemukannya sifat gelombang dari elektron. Elektron mempunyai sifat difraksi, maka lintasan elektron yang dikemukakan Bohr tidak dibenarkan. Gelombang tidak bergerak melalui suatu garis, melainkan menyebar pada daerah tertentu.

Pada tahun 1927, WERNER HEISENBERG mengemukakan bahwa posisi atau lokasi suatu elektron dalam atom tidak dapat ditentukan dengan pasti. Heisenberg berusaha menentukan sifat-sifat subatomik dan variabel yang digunakan untuk menentukan sifat atom. Sifat ini adalah kedudukan partikel (x) dan momentum (p).

Kesimpulan dari hipotesisnya adalah bahwa pengukuran subatomik selalu terdapat ketidakpastian dan dirumuskan sebagai hasil kali antara ketidakpastian kedudukan (Δx) dengan ketidak pastian momentum (Δp) dan dirumuskan sebagai berikut :

h

Δx. Δp = —————–

2π

Kemungkinan (kebolehjadian) menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya disebut sebagai Prinsip Ketidakpastian Heisenberg. Artinya gerakan lintasan elektron beserta kedudukannya tidak dapat diketahui dengan tepat.

MODEL ATOM MEKANIKA GELOMBANG

Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (Gelombang) yang dikemukakan oleh ERWIN SCHRODINGER pada tahun1927, yang mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. Orbital menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk ditemukan.

Schrodinger sependapat dengan Heisenberg bahwa kedudukan elektron dalam atom tidak dapat ditentukan secara pasti, namun yang dapat ditentukan adalah kebolehjadian menemukan elektron pada suatu titik pada jarak tertentu dari intinya. Ruangan yang memiliki kebolehjadian terbesar ditemukannya elektron disebut Orbital.

Dalam mekanika kuantum, model orbital atom digambarkan menyerupai “awan”. Beberapa orbital bergabung membentuk kelompok yang disebut Subkulit.

Persamaan gelombang ( Ψ= psi) dari Erwin Schrodinger menghasilkan tiga bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital, yaitu: bilangan kuantum utama (n), bilangan kuantum azimut (l) dan bilangan kuantum magnetik (m)

HUBUNGAN KONFIGURASI ELEKTRON DENGAN SISTEM PERIODIK UNSUR

Konfigurasi elektron menyatakan sebaran elektron dalam atom. Nomor atom menunjukkan jumlah elektron. Hal ini membuktikan bahwa terdapat hubungan antara sifat-sifat unsur dengan konfigurasi elektron, katena tabel Sistem Periodik Unsur (SPU) disusun berdasarkan kenaikan nomor atom unsur. Pada SPU dikenal istilah Golongan (kolom vertikal) dan Periode (baris horizontal)

1. Golongan

SPU dibagi atas 8 golongan. Setiap golongan dibagi atas Golongan Utama (A) dan Golongan Transisi (B). Penomoran golongan dilakukan berdasarkan elektron valensi yang dimiliki oleh suatu unsur. Setiap Unsur yang memiliki elektron valensi sama akan menempati golongan yang sama pula

Berdasarkan letak elektron terakhir pada orbitalnya, dalam konfigurasi elektron, unsur-unsur dalam SPU dibagi menjadi 4 blok, yaitu blok s, blok p, blok d, dan blok f.

• Jika konfigurasi elektron berakhir di blok s atau p maka pasti menempati golongan A
• Jika konfigurasi elektron berakhir di blok d maka pasti menempati golongan B
• Jika konfigurasi elektron berakhir di blok f maka pasti menempati golongan B (Lantanida, n=6 dan Aktinida, n=7 (gol.radioatif))

Selain itu untuk menentukan nomor golongan, ditentukan dengan mengetahui jumlah elektron valensi pada konfigurasi terakhir.

Contoh :

₁₁Na = 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Dapat diketahui bahwa elektron terakhir pada n=3 mempunyai elektron valensi 1, berarti golongan I serta berakhir di subkulit s, berarti Golongan A, jadi kalau digabungkan menjadi Golongan IA

2. Periode

SPU terdiri atas 7 periode. Periode disusun berdasarkan kenaikan nomor atom. Unsur-unsur yang mempunyai jumlah kulit sama akan menempati baris yang sama. Dengan demikian jumlah kulit sama dengan periode, sehingga periode 1 memiliki n-1, periode 2 memiliki n=2, dst.

Contoh :

₁₁Na = 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹

Dapat diketahui bahwa elektron terakhir berada pada n=3 yang berarti unsur tersebut masuk dalam Periode 3

KONFIGURASI ELEKTRON BERDASARKAN KONSEP BILANGAN KUANTUM

Konfigurasi elektron menggambarkan penataan/susunan elektron dalam atom. Dalam menentukan konfigurasi elektron suatu atom, ada 3 aturan yang harus dipakai, yaitu : Aturan Aufbau, Aturan Pauli, dan Aturan Hund.

1. Aturan Aufbau

Pengisian orbital dimulai dari tingkat energi yang rendah ke tingkat energi yang tinggi. Elektron mempunyai kecenderungan akan menempati dulu subkulit yang energinya rendah. Besarnya tingkat energi dari suatu subkulit dapat diketahui dari bilangan kuantum utama (n) dan bilangan kuantum azimuth ( l ) dari orbital tersebut. Orbital dengan harga (n + l) lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Jika harga (n + l) sama, maka orbital yang harga n-nya lebih besar mempunyai tingkat energi yang lebih besar. Urutan energi dari yang paling rendah ke yang paling tinggi sebagaimana digaram yang dibuat oleh Mnemonik Moeler adalah sebagai berikut:

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s < 4d < 5p < 6s < 4f < 5d ….

DIAGRAM MNEMONIK MOOLER

2. Aturan Pauli (Eksklusi Pauli)

Aturan ini dikemukakan oleh Wolfgang Pauli pada tahun 1926. Yang menyatakan “Tidak boleh terdapat dua elektron dalam satu atom dengan empat bilangan kuantum yang sama”. Orbital yang sama akan mempunyai bilangan kuantum n, l, m, yang sama tetapi yang membedakan hanya bilangan kuantum spin (s). Dengan demikian, setiap orbital hanya dapat berisi 2 elektron dengan spin (arah putar) yang berlawanan. Jadi, satu orbital dapat ditempati maksimum oleh dua elektron, karena jika elektron ketiga dimasukkan maka akan memiliki spin yang sama dengan salah satu elektron sebelumnya.

Contoh :

Pada orbital 1s, akan ditempati oleh 2 elektron, yaitu :

Elektron Pertama à n=1, l=0, m=0, s= +½

Elektron Kedua à n=1, l=0, m=0, s= – ½

(Hal ini membuktikan bahwa walaupun kedua elektron mempunyai n,l dan m yang sama tetapi mempunyai spin yang berbeda)

3. Aturan Hund

Aturan ini dikemukakan oleh Friedrick Hund Tahun 1930. yang menyatakan “elektron-elektron dalam orbital-orbital suatu subkulit cenderung untuk tidak berpasangan”.

Elektron-elektron baru berpasangan apabila pada subkulit itu sudah tidak ada lagi orbital kosong.

Untuk menyatakan distribusi elektron-elektron pada orbital-orbital dalam suatu subkulit, konfigurasi elektron dituliskan dalam bentuk diagram orbital.

Suatu orbital digambarkan dalam bentuk kotak, sedangkan elektron yang menghuni orbital digambarkan dengan dua anak panah yang berlawanan arah. Jika orn=bital hanya mengandung satu elektron, maka anak panah yang ditulis mengarah ke atas.

Dalam menerapkan aturan hund, maka kita harus menuliskan arah panah ke atas terlebih dahulu pada semua kotak, baru kemudian diikuti dengan arah panah ke bawah jika masihterdapat elektron sisanya.

PRINSIP PENGGUNAAN ATURAN HUND

BILANGAN KUANTUM

Hipotesis Louis de Broglie dan azas ketidakpastian dari Heisenberg merupakan dasar dari model Mekanika Kuantum (Gelombang) yang dikemukakan oleh Erwin Schrodinger pada tahun1927, mengajukan konsep orbital untuk menyatakan kedudukan elektron dalam atom. Orbital menyatakan suatu daerah dimana elektron paling mungkin (peluang terbesar) untuk ditemukan.

Persamaan gelombang (ψ=psi) dari Erwin Schrodinger menghasilkan tiga  bilangan gelombang (bilangan kuantum) untuk menyatakan kedudukan (tingkat energi, bentuk, serta orientasi) suatu orbital. Bilangan kuantum adalah suatu value (nilai bilangan) yang menunjukkan keadaan/kedudukan elektron dalam suatu atom.

Adapun 3 (tiga) bilangan kuantum yang diusulkan oleh Erwin Schrodinger adalah, yaitu Bilangan Kuantum Utama (n), Bilangan Kuantum Azimut (l), dan Bilangan Kuantum Magnetik (m)

a. Bilangan Kuantum Utama (n)

Menentukan besarnya tingkat energi suatu elektron yang mencirikan ukuran orbital (menyatakan tingkat energi utama atau kulit atom). Bilangan kuantum utama memiliki harga mulai dari 1, 2, 3, 4,….dst (bilangan bulat positif). Biasanya dinyatakan dengan lambang, misalnya K(n=1), L(n=2), dst. Orbital–orbital dengan bilangan kuantum utama berbeda, mempunyai tingkat energi yang berbeda. Makin besar bilangan kuantum utama, kulit makin jauh dari inti, dan makin besar pula energinya. Hubungan antara kulit dengan bilangan kuantum utama digambarkan sebagai berikut :

KULIT	BIL.KUANTUM UTAMA (n)	SUB KULIT
K L M N Dst.	1 2 3 4 …	1s 2s, 2p 3s, 3p, 3d 4s, 4p, 4d, 4f …

b. Bilangan Kuantum Azimut (l)

Menyatakan subkulit tempat elektron berada. Nilai bilangan kuantum ini menentukan bentuk ruang orbital dan besarnya momentum sudut elektron. Nilai untuk bilangan kuantum azimuth dikaitkan dengan bilangan kuantum utama. Bilangan kuantum azimuth mempunyai harga dari nol sampai (n – 1) untuk setiap n. Setiap subkulit diberi lambang berdasarkan harga bilangan kuantum l.

l  = 0 ,  lambang s (sharp)

l  = 1,  lambang p (principal)

l  = 2,  lambang d (diffuse)

l  = 3, lambang f (fundamental)

(Lambang s, p, d, dan f diambil dari nama spektrum yang dihasilkan oleh logam alkali dari Li sampai dengan Cs).

c. Bilangan Kuantum magnetik (m)

Menyatakan orbital khusus mana yang ditempati elektron pada suatu subkulit. Selain itu juga dapat menyatakan orientasi khusus dari orbital itu dalam ruang relatif terhadap inti. Nilai bilangan kuantum magnetik bergantung pada bilangan kuantum azimuth, yaitu bilangan bulat dari –l  sampai  +l.

Contoh:

l = 0, maka nilai m = 0 berarti hanya terdapat 1 orbital

l = 1, maka nilai m = –1, 0, +1, berarti terdapat 3 orbital

Hubungan antara l dan harga m digambarkan sebagai berikut :

Harga l	Sub kulit	Harga m	Jumlah orbital
0 1 2 3	s p d f	0 -1, 0, +1 -2, -1, 0, +1, +2 -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3	1 3 5 7

d. Bilangan Kuantum Spin (s)

Bilangan kuantum ke-4 ini diusulkan oleh George Uhlenbeck, Samuel Goudsmit Otto Stern, dan Walter Gerlach pada tahun 1925.  Bilangan kuantum spin terlepas dari pengaruh momentum sudut. Hal ini berarti bilangan kuantum spin tidak berhubungan secara langsung dengan tiga bilangan kuantum yang lain. Bilangan kuantum spin bukan merupakan penyelesaian dari persamaan gelombang, tetapi didasarkan pada pengamatan Otto Stern dan Walter Gerlach terhadap spektrum yang dilewatkan pada medan magnet, ternyata terdapat dua spektrum yang terpisah dengan kerapatan yang sama. Terjadinya pemisahan garis  spektrum oleh medan magnet dimungkinkan karena elektron-elektron tersebut selama mengelilingi inti berputar pada sumbunya dengan arah yang berbeda. Berdasarkan hal ini diusulkan adanya bilangan kuantum spin untuk menandai arah putaran (spin) elektron pada  sumbunya.

Bilangan Kuantum Spin menyatakan arah putar elektron terhadap sumbunya sewaktu elektron berputar mengelilingi inti atom. Jadi, hanya ada dua kemungkinan arah rotasi elektron, yaitu searah jarum jam dan berlawanan dengan arah jarum jam, maka probabilitas elektron berputar searah jarum jam adalah ½ dan berlawanan jarum jam 1/2 . Untuk membedakan arah putarnya maka diberi tanda positif (+½) dinyatakan dengan arah panah ke atas dan negatif (–½ ) dinyatakan dengan arah panah ke bawah. Oleh karena itu dapat dimengerti bahwa satu orbital hanya dapat ditempati maksimum dua elektron.

TEORI DOMAIN ELEKTRON

oleh

Esdi Pangganti

Lab. IPA SMADA Muara Teweh

Suatu area dalam molekul yang ditempati elektron disebut sebagai domain elektron . Domain elektron meliputi pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) dan elektron tuggal ayng dalam banyak kasus merupakan elektron bebas.

Unsur-unsur yang saling berikatan memiliki bentuk molekul berbeda-beda tergantung jumlah pasangan elektron yang terlibat. Bentuk molekul dipengaruhi oleh susunan ruang pasangan elektron ikatan (PEI) dan pasangan elektron bebas (PEB) pada atom pusat suatu molekul.

INGAT : PEI dan PEB ditentukan dari atom pusat.

Teori domain elektron menyatakan bahwa pasangan elektron ikatan dan pasangan elektron bebas saling tolak-menolak sehingga tiap-tiap pasangan elektron cenderung berjauhan satu sama lain untuk meminimalkan gaya tolakan tersebut. Teori ini disebut juga teori VSEPR (Valence Shell  Electron Pair Repulsion) yang dikembangkan oleh R.J Gilespie (Kanada,1957)

INGAT : Domain elektron yang berupa pasangan elektron ikatan (PEI) baik ikatan tunggal, rangkap dua maupaun rangkap tiga dianggap 1 (satu) domain.

Outbond Study

BENTUK MOLEKUL

Bentuk molekul senyawa kovalen ditentukan oleh susunan ruang pasangan elektron di sekitar atom pusat. Untuk bisa menentukan domain elektron maka dipergunakan Struktur Lewis. Karena dengan struktur Lewis dapat diketahui PEI dan PEB. Berdasarkan teori domain elektron ada 5 macam bentuk dasar molekul kovalen, yaitu :

1. Linear

Bentuk melekul ini disusun oleh tiga atom yang berikatan dalam satu garis lurus dan sebuah atom yang menjadi atom pusatnya. Terdapat 2 domain dengan sudut ikatan 180

2. Segitiga Datar

Bentuk melekul ini segitiga sama sisi yang disusun oleh 4 buah atom. 1 buah atom pusat yang berikatan dengna 3 atom lainnya dengan sudut ikatan 120^o

3. Tetrahedral

Bentuk melekul ini seperti piramida yang tersusun oleh 5 atom dengan 1 buah atom bertindak sebagai atom pusat yang berikatan dengan 4 elektron ikatan dengan sudut ikatan 109,5^o

4. Trigonal Bipiramidal

Bentuk melekul ini seperti dua piramida yang bergabung menjadi satu dimana atom pusat dikelilingi oleh 5 atom lainnya dengan sudut 90^o dan 120^o

5. Oktahedral

Bentuk melekul ini terdiri atas delapan bidang yang merupakan segitiga sama sisi dimana atom pusat akan dikelilingi oleh 6 atom lainnya dengan dusut ikatan 90^o

Kelima bentuk dasar molekul kovalen hanya menggambarkan geometri domain elektron yang mengandung PEI, namun dalam teori VSEPR gaya tolakan yang dihasilkan oleh pasangan elektron bebas berpengaruh terhadap bentuk molekul. Bentuk molekul diberi notasi khusus untuk menunjukkan jumlah PEI dan PEB, yaitu :

AX_nE_n

Dimana A = atom pusat, X = PEI, E = PEB, n = jumlah masing-masing PEI/PEB

INGAT : untuk menggambarkan struktur Lewis suatu molekul, hitung elektron valensi unsur-unsur penyusunnya.

Outbond Study Analitic

Cara menentukan domain elektron :

1. Buat konfigurasi elektron masing-masing unsur dari Nomor Atomnya
2. Ketahui elektron valensi masing-masing unsur dari konfigurasinya
3. Buat struktur Lewisnya
4. Tentukan domainelektron (PEI dan PEB) pada atom pusat
5. Buat notasi VSEPR

Untuk meramal bentuk ion poliatomik, harus menggunakan rumus berikut :

1. Hitung jumlah pasangan elektron pada semua atom

Pasangan elektron = Jlh. Elektron valensi  ± muatan ion / 2

2. Hitung jumlah pasangan elektron ikatan (PEI) pada atom pusat

PEI = Jumlah atom – 1

3. Hitung jumlah pasangan elektron yang berada di sekitar atom pusat

Pasangan pusat = pasangan elektron – (3 x jlh.atom ujung, kecuali H)

4. Hitung jumlah pasangan elektron bebas

PEB = pasangan pusat – PEI

INGAT : Dalam menghitung jumlah pasangan pusat, atom H tidak diperhitungkan karena atom H hanya memiliki sebuah elektron dan tidak memiliki PEB