Pengertian, Soal, Contoh, dan Rumus Derajat Ionisasi

Rumus Derajat Ionisasi—Dalam materi fisika dan kimia terdapat suatu istilah yang disebut dengan ionisasi. Derajat ionisasi dalam materi fisika digunakan untuk mengetahui rasio dari partikel yang telah terionisasi, sehingga membentuk dan menghasilkan partikel yang bermuatan. Sementara itu, derajat ionisasi dalam materi kimia dikenal dengan sebutan derajat disosiasi yang digunakan untuk mendeskripsikan kekuatan dari suatu asam.

Salah satu contohnya derajat ionisasi adalah larutan asam dan basa. Menurut Arrhenius, ionisasi asam akan menghasilkan ion hidrogen, sedangkan ionisasi basa akan menghasilkan hidroksida.

Tingkat keasaman larutan dijelaskan dengan derajat keasaman (pH), yang ditetapkan berdasarkan negatif logaritma molaritas ion hidrogen. Sementara itu, sifat basa ditetapkan berdasarkan negatif logaritama molaritas ion hidroksida.

Keberadaan asam dan basa di dalam larutan dapat dicek dengan menggunakan indikator asam-basa, yaitu zat yang dapat memperlihatkan warna yang berbeda, tergantung dari asam maupun basa. Reaksi ionisasi di dalam larutan asam dan basa di sisi lain merupakan reaksi keseimbangan disosiasi.

Banyaknya kadar asam atau basa yang terurai menjadi ion-ionnya ditetapkan dengan derajat ionisasi. Lantas, bagaimana cara kerja dari derajat ionisasi? Simak uraian berikut yang telah dirangkum oleh Gramedia Literasi berikut ini secara lengkap!

 

Pengertian Derajat Ionisasi

Derajat ionisasi merupakan perbandingan dari jumlah mol zat yang terionisasi dengan jumlah mol zat mula-mula. Untuk mengukur derajat ionisasi, kalian harus menguraikan terlebih dahulu masing-masing campuran yang terkait pada tiap keadaan, yaitu awal, reaksi, dan setimbang.

Berdasarkan penjelasan dalam buku berjudul Kimia untuk SMA Kelas XI yang ditulis oleh Suyatno, dkk (2007), derajat ionisasi secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut.

Rumus α = (jumlah mol zat yang terionisasi) : (jumlah mol zat mula-mula)

Menurut derajat ionisasi itu, jenis-jenis larutan dapat dikategorikan menjadi tiga jenis, yaitu:

• Jika α=1, dapat dikatakan zat telah terionisasi secara sempurna dan merupakan larutan elektrolit kuat.
• Jika 0< α <1, dapat dikatakan zat terionisasi sebagian dan merupakan larutan elektrolit lemah.
• Jika α=0, dapat dikatakan zat tidak terionisasi dan merupakan larutan nonelektrolit.

Semakin besar derajat ionisasi, akan semakin pula besar harga tetapan keseimbangan asam dan basa. Harga keseimbangan asam dan basa dapat dipakai untuk menentukan kekuatan asam dan basa tersebut.

Foliatini dalam buku berjudul Pintar Kimia SMA untuk Kelas 1, 2, dan 3 menyebutkan jika asam dan basa yang lemah mempunyai keseimbangan asam atau basa, serta derajat ionisasi yang relatif kecil.

Reaksi asam dan basa nantinya akan menghasilkan air dan garam. Pada reaksi asam dan basa, terjadilah netralisasi dari sifat asam dan basa. Derajat keasaman (pH) di sisi lain dapat dipakai sebagai indikator dari pencemaran air bersih.

 

Tetapan Disosiasi atau Ionisasi Asam

(Sumber foto: kompas.com)

Asam adalah suatu zat yang dapat menghasilkan ion H+ jika dilarutkan ke dalam air. Akibat kelebihan ion H+, air yang telah ditambahkan zat asam disebut dengan larutan asam.

Pada dasarnya, konsentrasi air relatif konstan untuk seluruh reaksi dalam larutan air, sehingga (H₂O) dalam persamaan tetapan kesetimbangan dapat dimasukkan ke dalam tetapan kesetimbangan baru. Sementara itu, tetapan ionisasi asam (Ka) yang disebut dengan tetapan disosiasi asam dirumuskan sebagai berikut.

α = akar Ka/c

Keterangan:

• α = derajat disosiasi asam.
• Ka = tetapapan disosiasi asam.
• c = konsentrasi asam.

Semakin besar nilai Ka, akan semakin kuat pula sifat asam dan konsentrasi H+ di kesetimbangan.

 

Tetapan Disosiasi atau Ionisasi Basa

Basa lemah adalah senyawa basa yang sedikit terionisasi menjadi ion-ion dalam larutannya. Reaksi ionisasi basa lemah juga merupakan reaksi dari kesetimbangan. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi itu merupakan tetapan ionisasi basa (Kb), yang juga disebut dengan tetapan disosiasi basa.

Rumusnya sebagai berikut.

α = akar Kb/ C

Keterangan:

• α = derajat disosiasi basa.
• Kb = tetapan disosiasi basa.
• C = konsentrasi basa.

Semakin besar nilai Kb, akan semakin kuat pula sifat basa dan konsentrasi OH di kesetimbangan.

 

Hasil Kali Ion Air

Air merupakan elektrolit lemah dan mengalami disosiasi hingga batas tertentu. Tetapan kesetimbangan untuk pengionan air mempunyai rumus sebagai berikut.

H₂O = H₂O ……H₃O⁺ + OH^– dengan Kw = [H₃O⁺] [OH^–]

 

Contoh Soal Derajat Ionisasi

Dikutip dari laman Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan Republik Indonesia, berikut dipaparkan contoh soal derajat ionisasi dan penjelasannya.

1. Soal 1

Suatu zat dilarutkan di dalam 100 ml air dengan konsentrasi sebesar 0,2 M. Jika larutan terionisasi sampai 2%. Berapa massa zat yang terurai?
(Catatan Tn. Zat A = 60)

Pembahasan:
Mol = M × V = 0,2 × 0,1 L = 0,02 mol.

• α = jumlah mol bahan terurai / jumlah mol bahan awal.
• 0,02 = jumlah mol zat terurai / 0,02 jumlah mol zat terurai = 0,02 x 0,02 = 0,0004.
• Massa zat terurai = n × Mr = 0,0004 × 60 = 0,024 gram.

Jawaban: 0,024 gram.

 

2. Soal 2

Suatu senyawa X sebanyak 50 gram dilarutkan ke dalam air dan 20 gram senyawa itu mengalami ionisasi. Derajat ionisasi senyawa X adalah ….

Pembahasan:
Untuk mencari derajat ionisasi, gunakanlah rumus berikut.
α = jumlah mol bahan terurai / jumlah mol bahan awal
α = 20 gram/50 gram = 0,4
Derajat ionisasi senyawa X adalah 0,4 mol.

 

3. Soal 3

Sebanyak 3,4 gram gas NH₃ (Mr = 17) dilarutkan ke dalam air, sehingga volume larutan menjadi 2 liter. Jika Kb NH₄OH = 10^-5, derajat ionisasi NH₄OH adalah ….
A. 0,1
B. 0,01
C. 0,90
D. 0,99
E. 1

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang ada di soal itu, dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

• Massa gas NH₃: Gr NH₃ = 3,4 gram
• Mr NH₃ = 17
• Volume larutan: V = 2 liter = 2.000 mL
• Kb NH₄OH = 10^-5

Menghitung konsentrasi NH₃ (M NH₃ = M_b):

Menghitung derajat ionisasi (α) NH₄OH:

Jadi, derajat ionisasi NH₄OH adalah 0,01 M.
Jawaban: B.

---

Itulah artikel terkait “Rumus Derajat Ionisasi” yang dapat kalian gunakan untuk referensi dan bahan bacaan. Jika ada saran, pertanyaan, dan kritik, silakan tulis di kotak komentar bawah ini. Bagikan juga tulisan ini di akun media sosial supaya teman-teman kalian juga bisa mendapatkan manfaat yang sama.

Untuk mendapatkan lebih banyak informasi, Grameds juga bisa membaca buku yang tersedia di Gramedia.com. Sebagai #SahabatTanpaBatas kami selalu berusaha untuk memberikan yang terbaik. Untuk mendukung Grameds dalam menambah wawasan dan pengetahuan, Gramedia selalu menyediakan buku-buku berkualitas dan original agar Grameds memiliki informasi #LebihDenganMembaca. Semoga bermanfaat!

 

Rujukan

• Chang, Raymond (2003). Kimia Dasar: Konsep-Konsep Inti (Edisi Ketiga Jilid 1). Jakarta: Erlangga.
• Skoog, Douglas A. (1998). Principles of Instrumental Analysis: Introduction. California: Harcourt Brace.
• Svehla, G. (1985). Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro (Bagian 1). Jakarta: PT Kalman Media Pustaka.

 

Rekomendasi Buku dan E-Book Terkait

1. Merkuri dan Keberadaannya

Merkuri merupakan salah satu jenis logam yang banyak ditemukan di alam. Senyawa ini terdapat dalam batu-batuan, biji tambang, tanah, air, dan udara sebagai senyawa anorganik dan organik. Logam ini juga kerap disebut dengan air raksa (Hg). Kandungan merkuri yang ada di dalam tanah, air, dan udara relatif rendah. Namun, berbagai aktivitas manusia dapat meningkatkan kadar logam ini, misalnya aktivitas penambangan yang menghasilkan merkuri sebanyak 10.000 ton per tahun. Pekerja yang sering berkontak dengan logam ini dapat menderita berbagai jenis penyakit berbahaya.

Jenis merkuri yang paling berbahaya adalah metil merkuri (merkuri organik). Pasalnya, 90% dari kadar metil merkuri yang tertelan atau masuk ke dalam tubuh akan terserap ke dalam darah. Angka ini sangat besar daripada merkuri jenis lain yang hanya terserap 2–10% ke dalam darah. Ketika masuk ke dalam tubuh, merkuri dapat menimbulkan gangguan di berbagai sistem tubuh, seperti sistem saraf, sistem pencernaan, dan sistem kekebalan tubuh. Selain itu, merkuri juga dapat menimbulkan gangguan di organ tubuh, seperti paru-paru, ginjal, mata, dan kulit.

Merkuri yang dikenal dengan air raksa telah menyebabkan kematian lebih dari 1.000 orang di Jepang pada 1968. Peristiwa itu lebih dikenal dengan Minamata disease. Masuknya merkuri ke dalam tubuh manusia dalam kasus Minamata disease ini juga telah mengakibatkan belasan ribu orang Jepang menderita kerusakan fungsi saraf otak dan kerusakan fungsi genetik, yang akhirnya menyebabkan kelumpuhan dan cacat turunan. Kasus yang serupa terulang kembali di Iran pada 1971 yang menyebabkan lebih dari 10.000 orang kehilangan nyawa dan kira-kira 100.000 orang menderita penyakit seperti yang terjadi di Jepang. Dua bencana tragis yang diakibatkan oleh pencemaran merkuri ini merupakan pelajaran berharga bagi kita untuk lebih mengenal merkuri dan mewaspadai keberadaan merkuri dalam kehidupan kita.

Buku ini telah direvisi menjadi cetakan kedua dengan menambahkan materi tentang pencemaran perairan. Penambahan materi ini dibutuhkan karena pencemaran perairan oleh komponen pencemar, termasuk merkuri, merupakan mata rantai yang tidak dapat dipisahkan dari merkuri dan keberadaannya. Selain itu, penambahan materi tersebut juga diperuntukan untuk kebutuhan buku ajar, yaitu materi pencemaran air seperti komponen-komponen pencemar air, indikator pencemaran air, serta efek pencemaran perairan terhadap lingkungan dan manusia, termasuk di dalamnya tentang keberadaan merkuri sebagai pencemar perairan.

 

2. Farmakologi Pendekatan Perawatan

Farmakologi adalah ilmu yang mempelajari tentang obat, khususnya yang berkaitan dengan pengaruh sifat fisika-kimia terhadap tubuh, respons bagian-bagian tubuh terhadap sifat obat, nasib yang dialami obat dalam tubuh, dan kegunaan obat bagi kesembuhan. Perawat berperan penting dalam memberikan obat-obatan sebagai hasil kolaborasi dengan dokter kepada pasien. Mereka bertanggung jawab dalam pemberian obat-obatan yang aman.

Untuk itulah, seorang perawat harus mengetahui semua komponen dari perintah pemberian obat dan mempertanyakan perintah tersebut jika tidak lengkap atau tidak jelas atau dosis yang diberikan di luar batas yang direkomendasikan. Secara hukum, perawat bertanggung jawab jika mereka memberikan obat yang diresepkan dan dosisnya tidak benar atau obat tersebut merupakan kontraindikasi bagi status kesehatan klien.

 

3. Kimia Dasar 2: Berdasarkan Prinsip – Prinsip Kimia Terkini

Dalam lingkup khusus, buku ini dimaksudkan untuk memenuhi kebutuhan para mahasiswa bidang studi kimia dan bidang studi lain yang memerlukan pengetahuan kimia, mengingat saat ini buku ilmiah yang berbahasa Indonesia masih tergolong minim. Buku ini pun kiranya dapat menjadi angin segar bagi para mahasiswa untuk bisa lebih mudah memahami kimia, sekaligus memperkaya khasanah buku ilmiah berbahasa Indonesia.

Buku ini disusun berdasarkan tuntutan kurikulum Kimia Dasar yang menghendaki adanya kompetensi minimal yang harus diaktualisasikan peserta didik setelah menjalani pembelajaran ilmu kimia. Selain itu, buku ini juga memuat contoh-contoh dan analogi yang beragam. Baik contoh dalam bentuk penjelasan maupun soal, keduanya memuat aspek-aspek yang disesuaikan dengan konsep dan tuntutan akademi. Adapun analogi yang diterapkan dalam menjelaskan konsep dasar kimia dititikberatkan pada kearifan lokal dan lingkungan kognitif mahasiswa agar konsep dasar kimia yang bersifat abstrak menjadi lebih bermakna sehingga dirasakan dekat dengan keseharian mahasiswa bahkan mungkin pernah dialami oleh mahasiswa.

 

4. Kimia SMA Kelas 12 Jilid 3 Kurikulum 2013 Revisi 2016

Proses pembelajaran menjadi upaya untuk meraih kompetensi dasar yang dirumuskan dalam kurikulum. Kurikulum 2013 merupakan kurikulum yang digunakan untuk menggantikan kurikulum 2006 yang sebelumnya telah diberlakukan. Kurikulum 2013 juga turut diterapkan dalam mata pelajaran kimia.

Kimia adalah salah satu mata pelajaran yang kita jumpai di SMA. Konsep kimia meliputi struktur materi, sifat, dan materi dari atom ke molekul. Sebagai salah satu mata pelajaran wajib inti sains sekolah dasar, materi kimia untuk kelas 10-12 pada dasarnya saling terkait satu sama lain.

Buku Kimia SMA Kelas XII Jilid 3 Kurikulum 2013 Revisi 2016 memuat materi-materi yang telah disesuaikan dengan kurikulum KTSP sesuai dengan Kompetensi Dasar (KD) yang telah ditetapkan oleh pemerintah. Dalam setiap babnya, buku ini memuat materi kimia yang dikaitkan dengan nilai-nilai kebangsaan. Buku ini diharapkan mampu menciptakan karakter kebangsaan yang timbul dalam pribadi siswa yang mempelajarinya.

 

5. Kimia Dasar

Buku ini memuat beragam materi mata kuliah Kimia Dasar yang difokuskan untuk tingkat Perguruan Tinggi. Selain seputar teori dasar kimia, buku ini membahas topik-topik penting lainnya, seperti Stoikiometri, Struktur Atom, Reaksi Kimia, Gas, Sifat-Sifat Larutan, Termodinamika, Kinetika Kimia, Kesetimbangan Kimia, Kesetimbangan Asam Basa dalam Larutan Air, Hasil Kali Kelarutan, Elektrokimia, Kimia Inti, Zat Cair dan Perubahan Fasa, serta Kimia Organik.

Uraian penjelasan seputar Kimia Dasar dalam buku ini disajikan secara ringkas dan runut. Sehingga, pembaca diharapkan dapat memahaminya dengan lebih mudah. Selain materi dan rumus-rumusnya, buku ini juga menyajikan beragam latihan soal dan cara penyelesaiannya. Tak hanya itu, buku ini juga menyajikan tabel periodik unsur di bagian depan agar para pembaca lebih terbantu dalam memahami materi dan penyelesaian soal-soal yang ada.