Gaya Tarik Antar Ion Debye- Huckle

            Petrus Josephus Wilhelmus Debye (1884-1996) dan Erich Armand Arthur Joseph Huckel (1896-1980) menjabarkan teori dasar mereka tentang perilaku larutan elektrolit kuat. Menurut mereka, larutan elektrolit kuat menyimpang dari perilaku larutan ideal karena gaya tarik ion-ion. Mereka memiliki teori dengan asumsi :

a. Elektrolit kuat dalam larutan pada konsentrasi rendah akan berdisosiasi secara sempurna menjadi ion-ionnya.

b. Sifat elektrolit ditentukan oleh interaksi antara ion-ion muatan berlawanan dalam hal ini tergantung oleh Valensi, Konsentrasi ion, Temperatur dan Tetapan Dielektrikum Medium. Bila T tetap untuk pelarut tertentu maka faktor temperatur dan tetapan dielektrikum tetap, hingga sifat elektrolit hanya ditentukan oleh Valensi ion dan Konsetrasi ion.

            Debye- Huckle beranggapan bahwa pengaruh konsentrasi dan valensi ion terhadap gaya tarik antar ion dapat dinyatakan sebagai kekuatan ion (µ)dari larutannya yang dinyatakan dalam rumus:

Dimana: γ = kekuatan ion

Cİ = konsentrasi ion i

Zİ = muatan ion i

Kekuatan ion (I) harus dihitung berdasarkan semua ion yang berada di dalam larutan. Nilai I terendah yang dapat digunakan untuk mengukur kelarutan dibatasi oleh kelarutan elektrolit dalam air. Ekstrapolasi ke kekuatan ion sama dengan nol, dilakukan berdasarkan teori Debye-Huckle untuk elektrolit kuat.

Contoh :

Hitunglah kekuatan ion dari kelarutan KCL 0,06 M.                                                                   

Penyelesaian:

KCL→ K⁺ + Cl^-

[K⁺] = [KCl] = 0,06 M

[Cl^-] = [KCl] = 0,06 M

γ  = ½ Ʃ Cİ Zݲ

   = ½ { [K⁺] .(+1)² + [Cl^-] .(-1)²}

= ½ { 0,06 .(+1)² + 0,06 .(-1)²}

   = ½ { 0,06 .1 + 0,06 .1}

   = ½ { 0,06  + 0,06 }

   = ½ { 0,12}

   = 0,06 M

Teori Debye-Huckle menyatakan bahwa untuk larutan dengan kekuatan ion yang rendah (I<0,01) untuk eletrolit univalen (1-1), koefisien aktivitas rata-rata suatu elektrolit yang berdisosiasi menjadi ion bermuatan Z+ dan Z- dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
            Dengan adanya kekuatan ion maka dapat dihitung Koefisien aktivitas dari hukum pembatasan Debye- Huckle :

Log γ ± = -A|Z+.Z-| )… atau

 

  

Dengan A= 0,509 (mol k^-1) ½ umumnya larutan encer pada temperatur 25˚C (umumnya A bergantung pada daya hantar relatif dan temperatur) dan γ  adalah kekuatan ionik larutan. Menurut Debye- Huckle kekuatan mempunyai hubungan dengan koefisien osmotik, menurut persamaan

 (l-g) = (tetapan)(Z+Z-) 3/2 √C.v  atau (l-g) = (tetapan) (Z+Z-) 3/2 √v

            Besarnya tetapan bergantung pada tetapan dielektrikum medium dan temperatur. Untuk larutan encer dan air pada 0˚C. Maka pesamaannya menjadi

(l-g) = 0,264 (Z+Z-) 3/2 √C.v  atau  (l-g) = 0,264 (Z+Z-) 3/2 √v

Teori Debye- Huckle hanya berlaku pada larutan dengan konsentrasi rendah sedangkan untuk larutan pekat masih diperhitungkan interaksi ion-ion yang bersasosiasi, perubahan sifat pelarut karena adanya partikel-partikel yang bermuatan. Jadi, pada kekuatan ion yang rendah kurva log s sebagai fungsi akan berupa garis lurus. Kelarutan pada larutan elektrolit bergantung pada kekuatan ion, dimana kelarutan semakin meningkat dengan meningkatnya kekuatan ion. Teori Debye-Huckle memprediksi bahwa logaritma koefisien ionik rata-rata adalah fungsi linear dari akar pangkat dua kekuatan ionik dan slopenya bernilai negatif.
Koefisien aktivitas ionik hanya bergantung pada muatan ion dan konsentrasinya. Hubungan antara keduanya dapat dilihat dari grafik yang diperoleh dari hasil perhitungan.

Nahdya Halimatussa’diyah

15630120