PERBANDINGAN SIFAT SENYAWA ION DAN SENYAWA KOVALEN

I.       TUJUAN PERCOBAAN

Tujuan percobaan praktikum ini adalah untuk dapat mengetahui dan menjelaskan pengaruh jenis ikatan suatu senyawa terhadap sifat fisis dan sifat kimia dari senyawa tersebut.

II.    TINJAUAN PUSTAKA

Ikatan ion terbentuk jika terjadinya perpindahan elektron di antara atom untuk membentuk partikel yang bermuatan listrik dan mempunyai daya tarik-menarik. Daya tarik menarik di antara ion-ion yang bermuatan berlawanan merupakan suatu ikatan ion. Ikatan kovalen terbentuk dari terbaginya (sharing) elektron di antara atom-atom. Dengan perkataan lain, daya tarik-menarik inti atom pada elektron yang terbagi di antara elektron itu merupakan suatu ikatan kovalen ( Brady, 1999 ).

Ikatan kimia adalah sebuah proses fisika yang bertanggung jawab dalam interaksi gaya tarik menarik antara dua atom atau molekul yang menyebabkan suatu senyawa diatomik atau poliatomik menjadi stabil. Penjelasan mengenai gaya tarik menarik ini sangatlah rumit dan dijelaskan oleh elektrodinamika kuantum. Dalam prakteknya, para kimiawan biasanya bergantung pada teori kuantum atau penjelasan kualitatif yang kurang kaku (namun lebih mudah untuk dijelaskan) dalam menjelaskan ikatan kimia. Secara umum, ikatan kimia yang kuat diasosiasikan dengan transfer elektron antara dua atom yang berpartisipasi. Ikatan kimia menjaga molekul-molekul, kristal, dan gas-gas diatomik untuk tetap bersama. Selain itu ikatan kimia juga menentukan struktur suatu zat ( John, 2009 ).

Kekuatan ikatan-ikatan kimia sangatlah bervariasi. Pada umumnya, ikatan kovalen dan ikatan ion dianggap sebagai ikatan "kuat", sedangkan ikatan hidrogen dan ikatan van der Waals dianggap sebagai ikatan "lemah". Hal yang perlu diperhatikan adalah bahwa ikatan "lemah" yang paling kuat dapat lebih kuat daripada ikatan "kuat" yang paling lemah ( John, 2009 ).

Atom H hanya memiliki satu elektron dan satu proton. Karena itu atom H tidak stabil.Untuk mencapai kestabilan, atom H membentuk duplet dengan sesamanya, menjadi H2. Ikatankovalen seperti pada H2 digolongkan ikatan kovalen non polar, karena keelektronegatifan sama, pasangan elektron terdapat tepat ditengah. Jadi molekul H2 netral, tidak memiliki kutub. Karena dalam molekul H2 terdapat satu ikatan kovalen, maka H2 dikelompokkan ke dalam senyawa yang berikatan kovalen tunggal yang bersifat non polar (Karliana, 2011).

Dalam gambaran yang paling sederhana dari ikatan non-polar atau ikatan kovalen, satu atau lebih elektron, biasanya berpasangan, ditarik menuju sebuah wilayah diantara dua inti atom. Gaya ini dapat mengatasi gaya tolak menolak antara dua inti atom yang positif, sehingga atraksi ini menjaga kedua atom untuk tetap bersama, walaupun keduanya masih akan tetap bergetar dalam keadaan kesetimbangan. Ringkasnya, ikatan kovalen melibatkan elektron-elektron yang dikongsi dan dua atau lebih inti atom yang bermuatan positif secara bersamaan menarik elektron-elektron bermuatan negatif yang dikongsi ( John, 2009 ).

Dua atom yang berdekatan satu sama lainnya akan membentuk ikatan. Ikatan ion adalah ikatan antara ion positif dan negatif. Atom yang melepaskan elektron akan menjadi ion positif, sebaliknya yang menerima akan menjadi ion negatif. Senyawa ion yang terbentuk dari ion positif dan negatif tersusun selang seling membentuk molekul raksasa ( Syukri, 1999 ).

Semua bentuk ikatan dapat dijelaskan dengan teori kuantum, namun dalam prakteknya, kaidah-kaidah yang disederhanakan mengijinkan para kimiawan untuk memprediksikan kekuatan, arah, dan polaritas sebuah ikatan. Kaidah oktet (Bahasa Inggris: octet rule) dan teori VSEPR adalah dua contoh kaidah yang disederhanakan tersebut. Ada pula teori-teori yang lebih canggih, yaitu teori ikatan valens yang meliputi hibridisasi orbital dan resonans, dan metode orbital molekul kombinasi linear orbital atom (Bahasa Inggris: Linear combination of atomic orbitals molecular orbital method) yang meliputi teori medan ligan. Elektrostatika digunakan untuk menjelaskan polaritas ikatan dan efek-efeknya terhadap zat-zat kimia ( John, 2009 ).

Spekulasi awal dari sifat-sifat ikatan kimia yang berawal dari abad ke-12 mengganggap spesi kimia tertentu disatukan oleh sejenis afinitas kimia. Pada tahun 1704, Isaac Newton menggarisbesarkan teori ikatan atomnya pada "Query 31" buku Opticksnya dengan mengatakan atom-atom disatukan satu sama lain oleh "gaya" tertentu ( John, 2009 ).

Hasil kerja ini menunjukkan bahwa pendekatan kuantum terhadap ikatan kimia dapat secara mendasar dan kuantitatif tepat. Namun metode ini tidak mampu dikembangkan lebih jauh untuk menjelaskan molekul yang memiliki lebih dari satu elektron. Pendekatan yang lebih praktis namun kurang kuantitatif dikembangkan pada tahun yang sama oleh Walter Heitler and Fritz London. Metode Heitler-London menjadi dasar dari teori ikatan valensi. Pada tahun 1929, metode orbital molekul kombinasi linear orbital atom (Bahasa Inggris: linear combination of atomic orbitals molecular orbital method), disingkat LCAO, diperkenalkan oleh Sir John Lennard-Jones yang bertujuan menurunkan struktur elektronik dari molekul F₂ (fluorin) dan O₂ (oksigen) berdasarkan prinsip-prinsip dasar kuantum ( John, 2009 ).

Persamaan ikatan elektron pada multielektron tidak dapat diselesaikan secara analitik, namun dapat dilakukan pendekatan yang memberikan hasil dan prediksi yang secara kualitatif cukup baik. Kebanyakan perhitungan kuantitatif pada kimia kuantum modern menggunakan baik teori ikatan valensi maupun teori orbital molekul sebagai titik awal, walaupun pendekatan ketiga, teori fungsional rapatan (Bahasa Inggris: density functional theory), mulai mendapatkan perhatian yang lebih akhir-akhir ini
( Dody, 2009 ).

Sifat senyawa ion beberapa sifat senyawa ion yang penting adalah sebagai berikut: larutan atau leburannya dapat menghantarkan arus listrik, mempunyai titik leleh dan titik didih yang tinggi, sangat keras dan getas, pada umumnya larut dalam pelarut polar dan tidak larut dalam pelarut non polar ( Baroroh, 2004).

            Sifat senyawa kovalen sifat-sifat senyawa kovalen antara lain kebanyakan menunjukkan titik leleh rendah, pada suhu kamar berbentuk cairan atau gas, larut dalam pelarut non polar dan sedikit larut dalam air, sedikit menghantarkan listrik, mudah terbakar dan banyak yang berbau ( Syukri, 1999 ).

III.  ALAT DAN BAHAN

A.    Alat-alat

      Alat-alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah : tabung reaksi, termometer, gelas piala, elektroda karbon, lampu spiritus, sudip kaca, pipet tetes.

B.     Bahan

      Bahan-bahan yang diperlukan pada percobaan ini adalah : aquades, urea, naftalena, Kristal NaCl, KI, MgSO₄ dan isopropil alkohol.

III.         PROSEDUR KERJA

A.     Perbandingan Titik Leleh

a)    Dimasukkan sejumlah kecil (1-2) sudip ke dalam tabung reaksi, dan  dimasukkan termometer ke dalam tabung reaksi tersebut.

b)   Dipanaskan tabung reaksi dengan menggunakan lampu spiritus, perubahan yang terjadi pada sampel urea di dalam tabung reaksi diamati.

c)    Dicatat suhu tepat urea yang meleleh, suhu pada saat seluruh sampel urea meleleh dicatat. Kisaran suhu ini merupakan kisaran titik leleh dari sampel urea.

d)   Diulang percobaan sebanyak 3 kali.

e)    Dilakukan prosedur yang sama untuk naftalena.

f)     Dilakukan lagi percobaan diatas untuk senyawa NaCl, KI, dan MgSO_4. Data titik leleh dari senyawa-senyawa tersebut dicari berdasarkan buku referensi.

B.   Perbandingan Kelarutan

a.    Diisi tabung reaksi dengan air (tabung I) dan tabung reaksi lain dengan karbon tetraklorida (tabung II).

b.    Ditambahkan urea pada masing-masing tabung, campuran dalam setiap tabung dikocok.

c.     Diamati apakah urea larut dalam tabung I maupun tabung II

d.    Dilakukan percobaan diatas dengan prosedur yang sama untuk naftalena, isopropyl alcohol, NaCl, KI, dan MgSO_4.

e.     Diamati kelarutan dari setiap senyawa dalam masing-masing tabung.

C.     Perbandingan Daya Hantar

a.     Diisi gelas piala dengan sekitar 50 ml akuades.

b.    Dihubungkan elektroda karbon dengan arus listrik dan lampu.

c.     Dimasukkan ke dalam gelas piala berisi akuades elektoda karbon yang telah dihubungkan dengan arus listrik dan lampu tadi. Amati perubahan yang terjadi.

d.    Diulangi prosedur (a-c), kali ini dengan menambahkan beberapa tetes isopropil alkohol. Perubahan yang terjadi lalu diamati.

e.     Dilakukan percobaan diatas dengan prosedur yang sama namun dengan ditambahkan urea; naftalena; NaCl; KI; dan MgSO_4.

IV.        HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil

a.       Perbandingan titik leleh

No.	Langkah Percobaan	Hasil Pengamatan
1.	Urea [(NH2)2CO] dimasukkan ke dalam tabung reaksi dan termometer dimasukkan.	Urea berbentuk padatan
2.	Tabung reaksi dipanaskan di atas api spritus.	Urea  meleleh
3.	Suhu dicatat saat contoh urea mulai meleleh dan suhu saat seluruh contoh urea telah meleleh.	Percobaan I : T1= 500C  dan T2 =  920C P  Percobaan II : T1= 430C dan T2 =  850C
4. 5.	Percobaan diulangi untuk naftalena. Kisaran titik leleh dicatat untuk tiap senyawa mengulangi pengamatan dua kali.	T rata-rata:T1 = 46,50C dan T2 = 88,5°C Percobaan I : T1= 340C dan T2 =  640C P  Percobaan II : T1=450C dan T2 =  910C T rata-rata:T1 = 39,50C dan T2 = 77,50C

b.      Perbandingan kelarutan

Senyawa	Kelarutan
	Dalam air	Dalam CCl4
Urea	Larut	Tidak larut
Naftalena	Tidak larut	Larut
NaCl	Larut	Tidak larut
KI	Larut	Tidak larut
MgSO4	Larut	Larut
Isopropil alcohol	Larut	Tidak larut

c.  Perbandingan daya hantar

NO	Bahan	Lampu	Gelembung
1	Air	Tidak Menyala	Tidak Ada
2	Isopropil alkohol	Tidak Menyala	Tidak Ada
3	Urea	Tidak Menyala	Tidak Ada
4	Naftalena	Tidak Menyala	Tidak Ada
5	NaCl	Tidak Menyala	Banyak
6	KI	Tidak Menyala	Banyak
7	MgSO4	Tidak Menyala	Tidak Ada

B. Pembahasan

1.  Perbandingan titik leleh

        Praktikum kali ini kita melakukan percobaan untuk mengetahui perbandingan sifat senyawa ion dan senyawa kovalen. Disini kita menggunakan beberapa bahan, diantaranya yaitu  urea, naftalena, NaCl, KI, MgSO₄ dan Isopropil alkohol. Disini kita akan melakukan beberapa percobaan untuk mengetahui kelarutan , titik leleh, dan daya hantar listrik dari berbagai macam tersebut dan kita dapat membandingkan atara senyawa kovalen yang terdiri dari isopropil alkohol dan naftalen. Kemudian untuk senyawa ion yaitu urea,  NaCl, MgSO₄, KI.

       Dari hasil percobaan perbandingan titik leleh senyawa kovalen, dengan memanaskan senyawa seperti urea dan naftalena, maka didapatkan beberapa perbedaan pada perbandingan titik leleh, sehingga dari nilai-nilai tersebut didapatkan kisaran titik leleh urea antara 46,5ºC-88,5°C. Namun dengan literatur yang saya ambil dari internet (John 2009) titik lelehnya jauh berbeda yaitu 132^oC -133⁰C.

       Adapun untuk naftalena, kisaran titik lelehnya yaitu antara 39,5-77,5ºC. Jauh berbeda dengan literatur (John 2009) titik lelehnya yaitu 60⁰C sampai 110⁰C. Perbedaan perbandingan titik leleh hasil percobaan dengan literatur titik leleh disebabkan  oleh beberapa faktor diantaranya yaitu ketidaktepatan penelitian yang dilakukan saat percobaan kemudian ketidaktepatan data hasil percobaan, dan pada saat pencucian  tabung reaksi yang akan digunakan masih ada zat yang tersisa (belum benar-benar bersih) dan kering. Seharusnya praktikan harus teliti dalam hal kebersihan karena sangat berpengaruh terhadap percobaan.

Titik leleh senyawa ion jauh lebih tinggi jika dibandingkan dengan senyawa kovalen, hal ini disebabkan oleh ikatan antara ion-ion dengan gaya elektrostatis sangat kuat dengan susunan kristal yang tertentu dan teratur. Data yang telah didapatkan dari literatur (Brady 1999) tentang titik leleh senyawa ion adalah sebagai berikut : NaCl mencair pada kisaran suhu 801^oC sampai 804^oC. KI meleleh pada suhu 681^oC. MgSO₄ meleleh pada suhu 1124^oC.

2.    Perbandingan Kelarutan

Pada percobaan ini selain untuk mengetahui titik leleh juga dilakukan percobaan untuk mengetahui kelarutannya. Dalam hal ini kita menggunakan dua macam pelarut yaitu air yang memiliki sifat polar dan pelarut CCl₄ yang merupakan pelarut non polar. Pertama-tama kita ambil beberapa banyak urea kira-kira seujung sudip dimasukkan dalam tabung reaksi yang sudah berisi pelarut. Tabung reaksi pertama berisi air dan tabung reaksi kedua berisi CCl₄. Kemudian di kocong perlahan sampai terjadi perubahan di kedua tabung reaksi. Catat pengamatan di laporan sementara.

Kemudian cara yang sama dilakukan juga untuk bahan-bahan yang lain. Untuk bahan yang sediaannya kristal dilakukan pengocokan yang seksama dan perlahan hingga beberapa saat karena sediaannya kristal jadi lebih sukar cepat larut dari pada sediaan yang serbuk. Dari data perbandingan kelarutan antara senyawa ion dengan senyawa kovalen diperoleh bahwa urea larut dalam pelarutnya (air) tetapi dalam senyawa CCl₄ tidak larut. Begitu pula untuk senyawa-senyawa NaCl, KI, MgSO₄ , dan Isopropil Alkohol yang juga larut dalam air dan tidak larut dalam senyawa CCl₄.

Secara umum  dan dilihat dari literatur yang saya baca melalui internet (John, 2009) senyawa kovalen larut dalam non-polar seperti senyawa naftalena, dan isopropil alkohol. Sedangkan senyawa ion pada umumnya larut dalam pelarut polar (seperti air dan amonia), karena sebagian molekul pelarut menghadapkan kutub negatifnya ke ion positif dan sebagian lagi menghadapkan kutub positifnya ke ion negatif. Akhirnya, ion-ion terpisah satu sama lain.

Pada senyawa naftalen tidak larut dalam air, sedangkan pada senyawa urea, isopropil alkohol, NaCl, KI, dan MgSO₄ larut dalam air.. Pada senyawa urea, naftalen, isopropil alkohol, KI, MgSO₄ larut dalam CCl₄, sedangkan senyawa NaCl tidak larut dalam CCl₄. Pada umumnya, senyawa kovalen yang ditambah dengan air tidak larut, sedangkan apabila ditambah dengan CCl₄ yang merupakan pelarut nonpolar, senyawa tersebut akan larut.

Hal ini menandakan bahwa senyawa-senyawa ion larut dalam pelarut polar karena dipol-dipolnya yang tidak saling meniadakan dan sukar larut dalam CCl₄ sebagai pelarut non polar akibat dari dipol-dipolnya yang saling meniadakan. Meskipun demikian, ada juga senyawa ion yang larut dalam pelarut non polar. Untuk senyawa kovalen pada umumnya larut dalam pelarut non polar dan sedikit yang larut dalam air, misalnya isopropil alkohol yang tampak keruh pada larutan CCl₄. Dari hasil pengamatan, naftalena tidak larut dalam air maupun tetapi larut hanya dalam CCl₄.

3. Perbandingan Daya Hantar Listrik

            Dari data refrensi (Brady, 1999) perbandingan daya hantar antara senyawa ion dan senyawa kovalen diperoleh bahwa NaCl, KI, dan MgSO₄ setelah ditambahkan akuades merupakan suatu larutan yang bersifat elektrolit karena dapat menghasilkan gelembung setelah dimasukkan ke dalam gelas elektroda berarus listrik. Sedangkan urea, naftalena, dan akuades itu sendiri merupakan suatu larutan yang bersifat nonelektrolit karena tidak dapat menghasilkan gelembung.

 Senyawa yang menghasilkan gelembung adalah senyawa ion sedangkan yang tidak menghasilkan gelembung adalah senyawa kovalen.  Hantaran listrik terjadi bila medium mengandung partikel bermuatan yang dapat bergerak bebas, seperti elektron dalam sebatang logam. Senyawa ion berwujud padat tidak dapat menghantarkan arus listrik, karena ion positif dan ion negatif terikat kuat satu sama lain. Akan tetapi, senyawa ion dalam bentuk cairan akan menghantarkan arus listrik karena ion-ionnya menjadi lepas dan bebas. Senyawa ion juga dapat menghantarkan arus listrik bila dilarutkan dalam pelarut polar (misalnya air) karena terionisasi. Sedangkan untuk senyawa kovalen seperti urea dan naftalena, tidak dapat menghantarkan arus listrik karena merupakan ikatan kimia dimana terjadi pemakaian elektron secara bersama-sama.Tetapi pada saat praktikum hasil percobaan yang muncul mengalami perbedaan yaitu terletak pada sampel KI dan MgSO₄ ketika dilarutkan pada aquades tidak bergelembung. Sepertinya dikarenakan sampel yang sudah terkontaminasi sehingga mempengaruhi pada saat percobaan dan tidak sesuai dengan data pada refrensi (Brady, 1999). Atau bisa juga dikarenakan oleh pelarut yang terlalu banyak dibandingkan dengan zat yang ingin dilarutkan.

V.  KESIMPULAN

  Kesimpulan yang dapat diambil dari percobaan ini adalah :               

1.      Sifat fisika dan kimia senyawa ion dan kovalen bisa dilihat berdasarkan titik leleh dan titik leburnya, wujud senyawa, kelarutan, daya hantar listrik, kemudahan terbakar serta dengan menguji bau dari tiap-tiap senyawa.

2.      Jenis ikatan kimia seperti ikatan ion dan kovalen sangat mempengaruhi sifat fisik dan sifat kimia senyawa.

3.      Senyawa yang dapat larut dalam air adalah urea, NaCl, KI, MgSO₄ dan urea. Sedangkan senyawa yang dapat larut dalam CCl₄ adalah naftalena.

4.      Yang merupakan senyawa ion adalah urea, NaCl, KI, dan MgSO₄. Sedangkan yang merupakan senyawa kovalen adalah isopropil alkohol dan naftalena.

5.      Senyawa yang dapat menghantarkan listrik disebut senyawa elektrolit. Sedangkan senyawa yang tidak dapat menghantarkan listrik disebut senyawa non elektrolit.

DAFTAR PUSTAKA

Baroroh, Umi L U. 2004. Diktat Kimia Dasar I. Universitas Lambung Mangkurat,

Banjarbaru. 

Brady, J. E. 1999. Kimia Universitas Asas dan Struktur. Binarupa Aksara, Jakarta.

Dody.2009. Ikatan Kovalen.

http://kimia.upi.edu/ikatan-kovalen web/2009/%28060294%29/hal11.html.

            Diakses tanggal 26 Oktober 2013.

John.2009. Reaksi Dan Ikatan Kimia.

            http://John.blogspot.com/2009/Reaksi-dan-Ikatan-kimia.html.

Diakses tanggal 26 Oktober 2013.

Karliana Itjeu, Ign Djoko Irianto, dan Piping Supriatna. Konsep Awal Model      Pemisahan Gas Pengotor Pendingin Primer  RGTT.

            www.batan.go.id/ptrkn/file/tkpfn17/41.pdf‎.

            Diakses pada tanggal 26 Oktober 2013.

Syukri, S. 1999. Kimia Dasar Jilid 1. ITB. Bandung.