Lihat sumber Teori Debye–Hückel

[[File:Debye100.jpg|thumb|right|280px|Debye100]]

'''Teori Debye–Hückel''' diusulkan oleh [[Peter Debye]] dan [[Erich Hückel]] sebagai penjelasan teoretis terhadap perubahan idealisme dalam larutan [[elektrolit]] dan [[Plasma (fisika)|plasma]].<ref>P. Debye and E. Hückel. [http://knowledge.electrochem.org/estir/hist/hist-12-Debye-1.pdf The theory of electrolytes. I. Lowering of freezing point and related phenomena]. ''Physikalische Zeitschrift''. 1923. Vol. 24. hlm. 185–206.</ref> Teori ini merupakan bentuk [[Lincoln Near-Earth Asteroid Research|linear]] dari [[Persamaan Poisson–Boltzmann|model Poisson–Boltzmann]], yang mengasumsikan model [[larutan]] elektrolit yang sangat disederhanakan tetapi tetap memberikan prediksi koefisien aktivitas rata-rata yang akurat untuk [[ion]] dalam larutan encer. [[Persamaan Debye–Hückel]] memberikan titik awal bagi perlakuan modern terhadap non-idealitas larutan elektrolit.<ref>Wright, M.R. ''An Introduction to Aqueous Electrolyte Solutions''. Wiley. 2007. ISBN 978-0-470-84293-5.</ref>

Teori ini dapat diterapkan pula untuk mengencerkan larutan dengan elektrolit campuran. Pengukuran [[penurunan titik beku|penurunan]] [[titik beku]] telah digunakan untuk tujuan ini.<ref>R. Wasoe, Physik. Z., 30 (1929), 412</ref>

== Ikhtisar ==
Dalam [[kimia]] larutan [[elektrolit]], suatu [[larutan ideal]] adalah larutan yang [[sifat koligatif]]nya sebanding dengan [[konsentrasi]] dari [[Larutan|zat terlarutnya]]. Larutan nyata menunjukkan perubahan dari jenis idealitas ini sepenuhnya tetapi pada konsentrasi yang sangat rendah (lihat, misalnya, [[hukum Raoult]]). Untuk mengakomodasikan efek-efek ini dalam [[termodinamika]] larutan, konsep [[aktivitas (kimia)|aktivitas]] diperkenalkan: sifat-sifat tersebut kemudian sebanding dengan aktivitas ion. Aktivitas, ''a'', berbanding lurus dengan [[konsentrasi]], ''c''. Konstanta kesebandingan ini dikenal sebagai [[koefisien aktivitas]], <math>\gamma</math>.<ref>Wright, Subbab 1.10</ref>
:<math>a=\gamma c/c^0</math>
Dalam larutan elektrolit yang ideal, koefisien aktivitas dari semua ion sama dengan satu. Idealitas larutan elektrolit hanya dapat dicapai dalam larutan yang sangat encer. Non-idealitas larutan yang lebih terkonsentrasi muncul terutama (tetapi tidak secara eksklusif) karena ion bermuatan lawan menarik satu sama lain karena kekuatan [[elektrostatik]], sementara ion dari muatan yang sama saling menolak. Karena itu ion tidak terdistribusi secara acak di seluruh larutan, sebagaimana ion-ion tersebut berada dalam larutan ideal.

Koefisien aktivitas ion tunggal tidak dapat diukur secara eksperimental karena larutan elektrolit harus mengandung ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif. Sebaliknya, koefisien aktivitas rata-rata, <math>\gamma_{\pm}</math> diperkenalkan. Sebagai contoh, dengan elektrolit [[Natrium klorida|NaCl]]
:<math>\gamma_{\pm} = \left(\gamma_\mathrm{Na^+}\gamma _\mathrm{Cl^-}\right )^{1/2}</math>

Secara umum, koefisien aktivitas rata-rata dari suatu elektrolit yang [[Disosiasi (kimia)|terdisosiasi sempurna]] dengan [[rumus kimia]] A<sub>n</sub>B<sub>m</sub> dinyatakan dengan<ref>Wright, Subbab 8.23</ref>
:<math>\gamma_{\pm} = \left({\gamma_A}^n{\gamma _B}^m\right )^{1/(n+m)}</math>

Koefisien aktivitas merupakan fungsi konsentrasi karena interaksi antar ionik meningkat seiring meningkatnya konsentrasi elektrolit. Debye dan Huckel mengembangkan teori dengan koefisien aktivitas ion tunggal yang dapat dihitung. Dengan menghitung koefisien aktivitas rata-rata dari ion-ion tersebut, teori ini dapat diuji terhadap data eksperimen. Teori ini diketahui memberikan persetujuan yang sangat baik untuk larutan "encer".

== Model ==
Penjelasan teori Debye–Hückel termasuk didalamnya diskusi yang sangat rinci mengenai asumsi dan keterbatasan mereka serta pengembangan dan aplikasi matematikanya.<ref>Wright, Bab 10.</ref>

Sebuah tangkapan gambar dari bagian 2-dimensi larutan elektrolit yang ideal ditunjukkan dalam gambar. [[Ion]] ditampilkan sebagai bola dengan satuan muatan listrik. [[Pelarut]] (biru pucat) ditampilkan sebagai media yang seragam, tanpa struktur. Rata-rata, setiap ion dikelilingi lebih dekat oleh ion yang bertolak belakang dibandingkan dengan ion [[Muatan listrik|bermuatan]] sejenis. Konsep-konsep ini dikembangkan menjadi teori kuantitatif yang melibatkan ion bermuatan ''z''<sub>1</sub>''e''<sup>+</sup> dan ''z''<sub>2</sub>''e''<sup>−</sup>, di mana ''z'' dapat berupa [[bilangan bulat]] apa pun. Asumsi utama adalah bahwa perubahan idealitas dikarenakan interaksi elektrostatik antara ion, dimediasi oleh [[hukum Coulomb]]: kekuatan interaksi antara dua muatan listrik, dipisahkan oleh jarak, ''r'' dalam suatu medium [[Permitivitas|permitivitas relatif]] ε<sub>r</sub> diberikan oleh<ref>Wright, Subbab 10.3</ref>
:<math>\text{Gaya} = \frac {z_1z_2e^2}{4\pi \epsilon _0 \epsilon _r r^2}</math>

Diasumsikan pula bahwa
* [[Pelarut|Zat terlarut]] benar-benar [[Disosiasi (kimia)|terdisosiasi]]; merupakan [[Elektrolit|elektrolit kuat]].
* Ion berbentuk bola dan bukan [[Polaritas (kimia)|terpolarisasi]] oleh [[medan listrik]] sekitarnya. [[Solvasi]] dari ion diabaikan kecuali sejauh menentukan ukuran efektif dari ion.
* Pelarut tidak memainkan peran selain menyediakan media permitivitas relatif konstan ([[konstanta dielektrik]]).
* Tidak ada pembatasan listrik (''electrostriction'').
* Ion individu yang melingkupi ion "pusat" dapat direpresentasikan oleh awan dengan rata-rata statistik kepadatan muatan yang terus menerus, dengan jarak minimum pendekatan terdekat.

Asumsi terakhir berarti bahwa setiap [[kation]] dikelilingi oleh [[awan elektron|awan simetris sferis]] dari ion-ion lainnya. Awan memiliki muatan negatif bersih. Demikian pula setiap [[anion]] dikelilingi oleh awan dengan muatan positif bersih.<ref>Wright, Subbab 10.3</ref>

== Konduktivitas ==
Perlakuan yang diberikan sejauh ini adalah bagi suatu sistem yang tidak tunduk pada medan listrik eksternal. Ketika [[konduktivitas]] mengukur sistem ini tunduk pada medan eksternal yang [[Osilasi|berosilasi]] karena penerapan tegangan [[arus bolak-balik|AC]] pada [[elektrode]] yang direndam dalam larutan. Debye dan Huckel memodifikasi teori mereka pada tahun 1926 dan teori mereka selanjutnya dimodifikasi oleh [[Lars Onsager]] pada tahun 1927. Semua postulat teori yang asli dipertahankan. Selain itu diasumsikan bahwa [[medan listrik]] menyebabkan [[awan elektron|awan bermuatan]] terdistorsi jauh dari simetri sferis.<ref>Wright, Subbab 12.3</ref> Setelah memperhitungkan hal ini, bersama dengan persyaratan khusus untuk ion bergerak, seperti [[viskositas]] dan efek [[elektroforesis|elektroforetik]], Onsager mampu memperoleh ekspresi teoretis untuk menjelaskan hubungan empiris yang dikenal sebagai [[Hukum Kohlrausch]], untuk konduktivitas molar, Λ<sub>m</sub>.
:<math>\Lambda_m =\Lambda_m^0-K\sqrt{c} </math>
<math>\Lambda_m^0</math> dikenal sebagai konduktivitas molar pembatas, ''K'' adalah suatu konstanta empiris dan ''c'' adalah konsentrasi elektrolit. Pembatas di sini berarti "pada batas pengenceran tak terhingga").
Ekspresi Onsager dinyatakan sebagai
:<math>\Lambda_m =\Lambda_m^0-(A+B\Lambda_m^0 )\sqrt{c} </math>
di mana ''A'' dan ''B'' adalah konstanta yang hanya bergantung pada kuantitas yang diketahui seperti [[suhu]], [[Muatan listrik partikel|muatan pada ion]] dan [[konstanta dielektrik]] serta viskositas pelarut. Persamaan ini dikenal sebagai persamaan Debye-Hückel-Onsager. Namun, persamaan ini hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer dan sebagian besar telah digantikan oleh persamaan lain karena Fuoss dan Onsager, 1932 dan 1957 dan kemudian.<ref>Wright, Subbab 12.10 hingga 12.17</ref>

== Lihat pula ==
* [[Kesetimbangan kimia]]
* [[Konstanta kesetimbangan]]
* [[Hukum Henry]]

== Referensi ==
<references />

== Sumber dan atribusi ==

Konten artikel ini diadaptasi dari [https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Teori+Debye%E2%80%93H%C3%BCckel&oldid=28655779 Wikipedia bahasa Indonesia], revisi 28655779 (2025-12-03T04:00:59Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Gambar pada artikel ini bersumber dari Wikimedia Commons dan mengikuti ketentuan lisensi masing-masing berkas. Mohon gunakan konten dan media secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.

<!-- WIKI_UNISSULA_PRESENTATION_V4 -->