Studi tentang Ion dan Peranan Ion dalam Kehidupan

Studi tentang Ion dan Peranan Ion dalam Kehidupan – Sebelum mempelajari topik ini, kalian telah mempelajari topik tentang atom. Atom merupakan partikel terkecil penyusun sebuah materi atau senyawa. Akan tetapi, tahukah kalian bahwa tidak semua senyawa tersusun atas atom-atom yang netral? Sebagai contoh, pernahkah kalian membuat larutan garam, asam, atau basa? Larutan-larutan tersebut dapat menghantarkan arus listrik, bukan? Mengapa demikian? Jika memang semua materi tersusun dari atom-atom netral, maka seharusnya arus listrik tidak pernah terjadi. Kalian pasti penasaran, kan? Yuk, simak ulasan berikut.

Studi Tentang Ion

Atom terdiri atas neutron, proton (muatan positif), dan elektron (muatan negatif) dengan jumlah proton sama dengan jumlah elektronnya. Dalam kondisi tertentu—misalnya adanya pemanasan—medan magnet atau medan listrik atom dapat melepas atau mengikat elektron sehingga atom tidak menjadi netral lagi, melainkan memiliki muatan listrik dikarenakan jumlah proton dengan elektronnya tidak sama. Suatu atom yang bermuatan itu disebut dengan ion.

Berdasarkan muatannya, ion dibedakan menjadi dua yaitu sebagai berikut.

1. Ion positif atau kation. Terbentuk jika atom netral melepaskan elektronnya dan menyebabkan jumlah muatan positifnya lebih banyak dibanding elektronnya sehingga atom memiliki muatan listrik positif. Atom yang dapat membentuk ion positif terdapat pada golongan I A, II A, dan III A. Contohnya Na⁺, Ca²⁺, Fe³⁺.

2. Ion negatif atau anion. Terbentuk jika atom netral menerima elektron dan menyebabkan jumlah muatan positifnya lebih sedikit dibanding elektronnya sehingga atom memiliki muatan listrik negatif. Atom yang dapat membentuk ion negatif terdapat pada golongan V A, VI A, dan VII A. Contohnya Cl^– dan S^2-.

Sementara itu, atom yang berada pada golongan IV A dapat membentuk ion positif ataupun ion negatif tergantung dengan unsur apa atom tersebut berinteraksi. Untuk golongan VIII A, atom-atomnya sukar melepas maupun menerima elektron.

Di samping itu, ion juga dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan jumlah atom penyusunnya, yaitu sebagai berikut.
1. Ion monoatomik, yaitu ion yang terdiri dari satu jenis atom atau disebut juga atom yang bermuatan listrik. Contohnya Na⁺, Ba²⁺, CN^–, dan Cl^–.
2. Ion poliatomik, yaitu ion yang terdiri atas lebih dari satu jenis atom atau disebut juga molekul yang bermuatan listrik. Contohnya CO₃^2-, SO₄^2-, dan PO₄^3-.

Jika suatu atom melepas elektron yang berada di kulit terluarnya dan kemudian suatu atom lainnya mengikat elektron tersebut, maka dapat dikatakan kedua atom tersebut saling berikatan. Ikatan yang terjadi pada atom-atom tersebut dinamakan ikatan ion. Ikatan ion adalah ikatan yang terjadi akibat adanya gaya tarik listrik muatan positif dengan muatan negatif.

Senyawa yang terbentuk dari ikatan ion disebut senyawa ion. Contoh dari senyawa yang terbentuk dari ion-ion atom adalah garam dapur atau natrium klorida. Atom yang menyusun garam dapur adalah atom Na dan Cl. Atom Na terdapat dalam golongan I A pada tabel sistem periodik. Dengan kata lain, atom Na memiliki satu elektron yang berada di kulit terluarnya sehingga atom Na cenderung melepaskan elektron tersebut membentuk ion positif Na⁺. Di lain sisi, atom Cl terdapat dalam golongan VII A pada tabel sistem periodik. Dengan kata lain, atom Cl memiliki tujuh elektron di kulit terluarnya sehingga atom Cl cenderung menerima satu elektron dan membentuk ion negatif Cl^–. Ion Na⁺ dan ion Cl^– ini berikatan membentuk senyawa NaCl. Reaksinya dapat dituliskan seperti berikut.

Na → Na⁺ + e^– (atom Na melepas satu elektronnya)

Cl + e^– → Cl^– (atom Cl menangkap satu elektron)

Na⁺ + Cl^– → NaCl (kation Na dan anion Cl berikatan)

Selain garam dapur, berikut beberapa contoh senyawa ionik lainnya.
1. Basa NaOH terbentuk dari atom Na, O, dan H yang jika dilarutkan menjadi ion Na⁺ dan ion OH^–.
2. Asam klorida atau HCl terbentuk dari atom H dan Cl yang jika dilarutkan menjadi ion H⁺ dan ion Cl^–.
3. Amonium sulfat atau (NH₄)₂SO₄ tersusun dari dua atom N, delapan atom H, satu atom S, dan empat atom O yang jika dilarutkan akan menjadi ion NH₄⁺ dan SO₄^2-.

Suatu senyawa yang memiliki ikatan ion, jika dilarutkan dalam air, akan terurai menjadi kation dan anion penyusunnya. Hal inilah yang menyebabkan larutan dari senyawa tersebut dapat menghantarkan arus listrik atau yang biasa disebut larutan elektrolit.

Peranan Ion dalam Kehidupan

Setelah membahas mengenai pengertian ion, pada topik ini kalian akan mempelajari tentang kegunaan ion dalam kehidupan kita sehari-hari. Sadarkah kalian bahwa kehidupan kita tidak dapat terlepas dari adanya ion? Cairan tubuh kita terdiri dari ion-ion yang membantu proses metabolisme. Sebagai salah satu contoh, kalian tentu tahu jika tubuh kita membutuhkan zat besi untuk pembentukan sel darah merah. Apakah kalian tahu jika zat besi yang dibutuhkan haruslah dalam bentuk ion? Jadi, jika tubuh kita kekurangan zat besi, bukan berarti kita bisa memenuhinya dengan menelan lempengan logam besi karena bukan besi dalam bentuk itu yang dibutuhkan. Sebenarnya, hampir semua proses metabolisme dalam tubuh berlangsung dalam bentuk ion dan dengan bantuan ion, misalnya berlangsungnya transportasi zat antarorgan membutuhkan ion-ion Na⁺ dan K⁺ sebagai transportasi aktifnya.

Hal lain yang juga sering kalian temui adalah ketika kalian mengalami diare. Sadarkah kalian apa yang terjadi saat kalian mengalami diare? Ketika kalian terkena diare, kalian akan mengalami peningkatan frekuensi buang air besar disertai dengan adanya perubahan bentuk konsentrasi tinja yang menjadi semakin encer. Saat diare, usus tidak bekerja secara sempurna. Sebagian besar air beserta zat-zat yang terlarut di dalamnya tidak diserap melainkan dibuang bersama tinja. Hal ini dapat mengakibatkan tubuh kekurangan cairan atau dehidrasi. Padahal 80% tubuh kita terdiri dari cairan. Lalu apa yang biasanya ibu kalian lakukan ketika kalian mengalami diare? Ibu kalian pasti memberikan obat oralit untuk diminum dan juga banyak meminum air.

Hal tersebut bertujuan untuk mengganti ion-ion tubuh dan cairan (rehidrasi) yang terbuang bersama tinja. Kandungan oralit antara lain natrium klorida, kalium klorida, glukosa, dan natrium bikarbonat atau natrium sitrat. Ketika terlarut dalam air, senyawa tersebut akan terurai menjadi ion-ion. Kalian juga bisa membuat oralit sendiri yakni dengan cara melarutkan gula dan garam. Selain oralit, rehidrasi dapat juga dilakukan dengan meminum cairan isotonik. Minuman isotonik mengandung ion-ion yang terdapat dalam cairan tubuh manusia seperti kation Na⁺, K⁺, Ca⁺, Mg²⁺ dan anion Cl^–, sitrat, dan laktat.

Oh ya, apakah kalian pernah tersetrum aliran listrik karena tangan yang basah? Sebenarnya, air murni merupakan elektrolit atau penghantar listrik yang buruk karena tidak terionisasi secara sempurna. Akan tetapi, di dalam air yang selalu kita gunakan untuk mandi, cuci tangan, dan sebagainya biasanya mengandung mineral-mineral yang berupa ion sehingga air dapat menghantarkan arus listrik. Sekarang kalian tahu kan alasan mengapa kalian bisa tersengat listrik jika memegang stop kontak dalam keadaan tangan yang basah? Nah, dengan memanfaatkan larutan elektrolit tersebut, kehidupan manusia menjadi lebih dimudahkan. Seperti dengan ditemukannya aki dan baterai yang memanfaatkan konsep dari ionisasi.