Isi
Air garam adalah contoh paling terkenal dari solusi ionik yang menghantarkan listrik, tetapi memahami mengapa hal ini terjadi tidak sesederhana melakukan eksperimen rumahan tentang fenomena tersebut. Alasannya bermula pada perbedaan antara ikatan ionik dan ikatan kovalen, serta memahami apa yang terjadi ketika ion terdisosiasi mengalami medan listrik.
Singkatnya, senyawa ionik menghantarkan listrik ke dalam air karena mereka terpisah menjadi ion-ion bermuatan, yang kemudian tertarik pada elektroda yang bermuatan berlawanan.
Ionic Bond vs. A Covalent Bond
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). Sebagai contoh, hidrogen unsur memiliki satu "ruang" di kulit elektron terluarnya, sehingga ia dapat berikatan secara kovalen dengan atom hidrogen lainnya, dengan keduanya berbagi elektron untuk mengisi kulitnya.
Sebuah ikatan ionik bekerja secara berbeda. Beberapa atom, seperti natrium, memiliki satu atau sangat sedikit elektron di kulit terluarnya. Atom-atom lain, seperti klorin, memiliki kulit terluar yang hanya membutuhkan satu elektron lagi untuk memiliki kulit yang penuh. Elektron ekstra dalam atom pertama dapat ditransfer ke atom kedua untuk mengisi kulit lainnya.
Namun, proses kehilangan dan perolehan pemilihan menciptakan ketidakseimbangan antara muatan dalam nukleus dan muatan dari elektron, memberikan atom hasil sebagai muatan positif netto (ketika elektron hilang) atau muatan negatif netto (ketika diperoleh ). Atom bermuatan ini disebut ion, dan ion yang bermuatan berlawanan dapat ditarik bersama untuk membentuk ikatan ionik dan molekul netral secara elektrik, seperti NaCl, atau natrium klorida.
Perhatikan bagaimana "klorin" berubah menjadi "klorida" ketika menjadi ion.
Disosiasi Ionic Bonds
Ikatan ionik yang menjaga molekul seperti garam biasa (natrium klorida) bersama-sama dapat dipecah dalam beberapa keadaan. Salah satu contoh adalah ketika mereka larut dalam air; molekul-molekul itu "berdisosiasi" menjadi ion-ion penyusunnya, yang mengembalikannya ke keadaan bermuatan.
Ikatan ionik juga dapat diputus jika molekul dilebur di bawah suhu tinggi, yang memiliki efek yang sama ketika mereka tetap dalam keadaan cair.
Fakta bahwa salah satu dari proses ini mengarah pada kumpulan ion yang bermuatan merupakan pusat konduktivitas listrik dari senyawa ionik. Dalam keadaan padat dan terikat mereka, molekul seperti garam tidak menghantarkan listrik. Tetapi ketika mereka dipisahkan dalam suatu solusi atau melalui peleburan, mereka bisa membawa arus. Ini karena elektron tidak dapat bergerak bebas melalui air (seperti yang mereka lakukan pada kabel konduktif), tetapi ion dapat bergerak bebas.
Ketika Arus Diterapkan
Untuk menerapkan arus ke solusi, dua elektroda dimasukkan ke dalam cairan, baik yang terpasang pada baterai atau sumber muatan. Elektroda bermuatan positif disebut anoda, dan elektroda bermuatan negatif disebut katoda. Baterai mengisi ke elektroda (dengan cara yang lebih tradisional melibatkan elektron yang bergerak melalui bahan konduktif padat), dan mereka menjadi sumber muatan berbeda dalam cairan, menghasilkan medan listrik.
Ion dalam larutan merespons 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 adalah 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, memasukkan elektron ke dalam elektroda untuk menyelesaikan rangkaian. Proses ini adalah mengapa senyawa ionik menghantarkan listrik dalam air.