12. Berikut data hasil pengujian terhadap beberapa air limbah beserta nilai derajat pengionan (a). Pengamatan Air limbah Nyala Lampu Gelembung Gas a K Terang Ada 1 L Tidak Ada 0,001 M Tidak Tidak Ada 0 N Tidak Tidak Ada 0 0 Redup Ada 1 Pasangan air limbah yang bersifat elektrolit kuat dan nonelektrolit adalah .... A. K dan L D. L dan N B. K dan M E. L dan O C. L dan M 

Pada soal ini diberikan data hasil percobaan uji daya hantar listrik pada beberapa air limbah, lalu ditanyakan pasangan air limbah yang bersifat elektrolit kuat dan nonelektrolit, maka konsep yang akan digunakan adalah daya hantar listrik pada larutan elektrolit.

Identifikasi Konsep

Untuk menjawab soal ini, terlebih dahulu kita pahami konsep tentang larutan elektrolit dan nonelektrolit. Berdasarkan daya hantar listriknya, larutan dibedakan menjadi dua jenis yaitu larutan elektrolit dan nonelektrolit. Larutan elektrolit merupakan larutan yang dapat menghantarkan listrik, contohnya adalah larutan garam dapur. Sementara itu, larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak dapat menghantarkan listrik, contohnya adalah larutan gula. Mengapa larutan elektrolit dapat menghantarkan listrik? Nah ada teori yang bisa digunakan untuk menjawab pertanyaan ini. Teori ini dikemukakan oleh ilmuan kimia berbangsa Swedia yaitu Svante August Arrhenius (1859-1927). Menurut Arrhenius zat elektrolit dapat menghantarkan listrik karena ketika dilarutkan dalam air, zat tersebut terurai menjadi atom-atom yang bermuatan yang disebut dengan ion. Proses penguraian tersebut dinamakan ionisasi. Jika atomnya bermuatan positif maka disebut dengan kation, sedangkan jika atom bermuatan negatif maka disebut sebagai anion. Dalam larutannya, ion-ion selalu bergerak bebas sehingga dapat menghantarkan listrik. Di sisi lain, larutan nonelektrolit tidak terurai menjadi ion-ion dalam larutannya, akan tetapi tetap dalam bentuk molekulnya yang tidak bermuatan. Dengan demikian larutan nonelektrolit tidak dapat menghantarkan listrik.
Secara percobaan kita dapat mengetahui bahwa suatu larutan bersifat elektrolit atau tidak yakni menggunakan indikator lampu dan terbentuknya gas. Dengan percobaan tersebut juga kekuatan elektrolitnya pun bisa diidentifikasi. Gambaran percobaan sederhana untuk menguji daya listrik suatu larutan dapat dilihat gambar berikut:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-71/LessonId-227/ModuleId-2/QuestionCode-21GTC7N3HE9/03-09-01-01-02-latihan-soal-larutan-elektrolit-dan-non-elektrolit-sukar-03-528x281-min.png" />
Sumber: https://www.wardayacollege.com/kimia/elektrolit-elektrokimia/larutan-elektrolit-non-elektrolit/larutan-elektrolit-non-elektrolit/

Penjelasan mengenai gambar percobaan di atas dapat dilihat pada tabel berikut:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-71/LessonId-227/ModuleId-2/QuestionCode-21GTC7N3HE9/tabel jenis larutan.png" />

Seberapa banyak suatu larutan terionisasi dapat dinyatakan menggunakan nilai derajat ionisasi (α). Derajat ionisasi merupakan perbandingan mol zat yang terurai atau terionisasi dengan mol zat mula-mula. Persamaan derajat ionisasi dapat dinyatakan sebagai berikut:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-71/LessonId-227/ModuleId-2/QuestionCode-21GTC7N3HE9/rumus alpa.png" />
Berdasarkan kemampuannya dalam menghantarkan listrik maka larutan elektrolit dibedakan menjadi larutan elektrolit kuat dan lemah. Larutan elektrolit kuat adalah larutan yang dapat terionisasi sempurna, artinya seluruh molekulnya berubah menjadi ion-ion yang bergerak bebas sehingga memiliki nilai α = 1. Contoh dari larutan elektrolit kuat adalah senyawa ionik seperti garam (seperti NaCl, KCl, dan \(KNO_3\)), senyawa kovalen polar seperti asam kuat (seperti HCl, \(H_2SO_4\), dan \(HNO_3\)), dan senyawa yang memiliki jenis ikatan ionik dan kovalen polar sekaligus yaitu basa kuat (seperti NaOH, KOH, dan LiOH).
Adapun elektrolit lemah adalah larutan yang hanya mengalami ionisasi sebagian. Artinya, dalam larutannya terdapat ion-ion dan zat yang masih dalam bentuk molekul sehingga akan memiliki nilai 0 < α < 1. Contoh dari larutan elektrolit lemah adalah senyawa kovalen polar jenis asam lemah seperti HF dan basa lemah seperti \(Al(OH)_3\). Sementara itu, larutan nonelektrolit adalah larutan yang tidak terionisasi sehingga memiliki nilai α = 0. Contohnya yaitu senyawa kovalen nonpolar seperti \(CCl_4\). Meskipun pada umumnya senyawa kovalen polar dapat menghantarkan listrik, tetapi ada juga yang tidak, yaitu larutan gula. Larutan gula tidak mengalami ionisasi melainkan tetap dalam bentuk molekulnya.

Untuk menjawab soal ini, mari kita identifikasi satu-persatu data yang diketahui:
<ul><li>Limbah K menghasilkan pengamatan nyala lampu yang terang dan terbentuk gelembung gas. Selain itu nilai α = 1, ini sudah cukup jelas untuk menyimpulkan bahwa limbah K adalah elektrolit kuat.</li><li>Limbah L menunjukkan lampu yang tidak menyala namun terbentuk gelembung gas. Selain itu, memiliki nilai 0 < α < 1 yang memberikan clue bahwa limbah tersebut termasuk pada elektrolit lemah. </li><li>Limbah M dan N menunjukkan lampu yang tidak menyala juga tidak menghasilkan gelembung gas. Selain itu, limbah M dan N memiliki nilai α = 0 sehingga limbah M dan N termasuk larutan nonelektrolit.</li><li>Limbah O menunjukkan nyala lampu yang redup serta terdapat gelembung gas dengan nilai 0 < α < 1. Dengan demikian limbah O termasuk pada elektrolit lemah.</li></ul>

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa limbah yang termasuk larutan elektrolit kuat dan nonelektrolit berturut-turut adalah limbah K dan M. Jadi, jawaban yang benar adalah <b>B</b>.