Air garam adalah contoh paling terkenal dari larutan ionik yang menghantarkan listrik, tetapi memahami mengapa ini terjadi tidak sesederhana melakukan eksperimen di rumah tentang fenomena tersebut. Alasannya terletak pada perbedaan antara ikatan ion dan ikatan kovalen, serta memahami apa yang terjadi ketika ion terdisosiasi dikenai medan listrik.
Pendeknya, senyawa ionik menghantarkan listrik dalam air karena mereka terpisah menjadi ion bermuatan, yang kemudian tertarik ke elektroda yang bermuatan berlawanan.
Ikatan Ionik vs. Ikatan Kovalen
Anda perlu mengetahui perbedaan antara ikatan ionik dan kovalen untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang konduktivitas listrik senyawa ionik.
Ikatan kovalen terbentuk ketika atom berbagi elektron untuk melengkapi kulit terluarnya (valensi). Misalnya, unsur hidrogen memiliki satu "ruang" di kulit elektron terluarnya, sehingga dapat berikatan secara kovalen dengan atom hidrogen lain, dengan keduanya berbagi elektron untuk mengisi kulitnya.
Sebuah
ikatan ion bekerja secara berbeda. Beberapa atom, seperti natrium, memiliki satu atau sangat sedikit elektron di kulit terluarnya. Atom lain, seperti klorin, memiliki kulit terluar yang hanya membutuhkan satu elektron lagi untuk memiliki kulit penuh. Elektron ekstra dalam atom pertama dapat ditransfer ke yang kedua untuk mengisi kulit lainnya.Namun, proses kalah dan menang dalam pemilu menciptakan ketidakseimbangan antara muatan di inti dan muatan dari elektron, memberikan atom yang dihasilkan muatan positif bersih (ketika elektron hilang) atau muatan negatif bersih (ketika salah satu diperoleh). Atom-atom bermuatan ini disebut ion, dan ion-ion yang bermuatan berlawanan dapat ditarik bersama-sama untuk membentuk ikatan ionik dan molekul netral secara elektrik, seperti NaCl, atau natrium klorida.
Perhatikan bagaimana "klorin" berubah menjadi "klorida" ketika menjadi ion.
Disosiasi Ikatan Ionik
Ikatan ion yang menjaga molekul seperti garam biasa (natrium klorida) bersama-sama dapat terputus dalam beberapa keadaan. Salah satu contohnya adalah ketika mereka larut dalam air; molekul "terdisosiasi" menjadi ion penyusunnya, yang mengembalikannya ke keadaan bermuatan.
Ikatan ionik juga dapat putus jika molekul dilelehkan pada suhu tinggi, yang memiliki efek yang sama ketika mereka tetap dalam keadaan cair.
Fakta bahwa salah satu dari proses ini mengarah ke kumpulan ion bermuatan adalah pusat konduktivitas listrik senyawa ionik. Dalam keadaan padat dan terikat, molekul seperti garam tidak menghantarkan listrik. Tetapi ketika mereka dipisahkan dalam larutan atau melalui pencairan, mereka, bisa membawa arus. Ini karena elektron tidak dapat bergerak bebas melalui air (dengan cara yang sama seperti pada kawat konduktif), tetapi ion dapat bergerak bebas.
Ketika Arus Diterapkan
Untuk mengalirkan arus ke suatu larutan, dua elektroda dimasukkan ke dalam cairan, keduanya dipasang pada baterai atau sumber muatan. Elektroda yang bermuatan positif disebut anoda, dan elektroda yang bermuatan negatif disebut katoda. Baterai mengirimkan muatan ke elektroda (dengan cara yang lebih tradisional melibatkan elektron yang bergerak melalui a bahan konduktif padat), dan mereka menjadi sumber muatan yang berbeda dalam cairan, menghasilkan listrik bidang.
Ion-ion dalam larutan merespon medan listrik ini sesuai dengan muatannya. Ion bermuatan positif (natrium dalam larutan garam) tertarik ke katoda dan ion bermuatan negatif (ion klorida dalam larutan garam) tertarik ke anoda. Pergerakan partikel bermuatan ini merupakan arus listrik, karena arus hanyalah pergerakan muatan.
Ketika ion mencapai elektroda masing-masing, mereka mendapatkan atau kehilangan elektron untuk kembali ke keadaan unsurnya. Untuk garam terdisosiasi, ion natrium bermuatan positif berkumpul di katoda dan mengambil elektron dari elektroda, meninggalkannya sebagai unsur natrium.
Pada saat yang sama, ion klorida kehilangan elektron "ekstra" mereka di anoda, mengirim elektron ke elektroda untuk menyelesaikan rangkaian. Proses ini adalah mengapa senyawa ionik menghantarkan listrik dalam air.