KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN

KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN

1.      Pengertian Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Istilah kelarutan digunakan untuk menyatakan jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu. Kelarutan dinyatakan  dengan notasi s (solubility) dalam satuan mol/L atau kemolaran (M).

Keadaan pada saat zat pelarut tidak mampu lagi melarutkan zat yang ditambahkan disebut keadaan jenuh. Seluruh zat yang terlarut (karena elektrolit), terionisasi membentuk ion-ionnya. Pada keadaan jenuh, yang terjadi adalah kesetimbangan heterogen antara padatan dengan ion-ion yang terlarut.

AgCrO₄ (s)   2Ag⁺(aq) + CrO₄^2-(aq)

Dalam perhitungan konstanta kesetimbangan, yang diperhitungkan hanyaion-ionnya saja.

           K = [Ag⁺]² . [CrO₄^2-]

 

Konstanta kesetimbangan di atas disebut hasil kali kelarutan yang dinotasikan dengan  Ksp. Ksp adalah hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan, masing-masing dipangkatkan koefisiennya.

           Ksp AgCrO₄ = [Ag⁺]² . [CrO₄^2-]

 

Contoh lain :

AgCl  Ag⁺ + Cl^-

Ksp AgCl = [Ag⁺] . [Cl^-]

 

Ag₂S     2Ag⁺ + S^2-

Ksp Ag₂S = [Ag⁺]² . [S^2-]

 

Secara umum, persamaan kesetimbangan larutan garam AxBy dapat dinyatakan:

A_xB_y (s)     xA^y+(aq) +  yB^x-(aq)

Ksp A_xB_y  = [A^y+]^x . [B^x-]^y

Keterangan :

A = Kation, B = Anion

x = bilangan yang diikat kation

y = bilangan yang diikat anion

 

Catatan :

Senyawa yang mempunyai harga Ksp adalah senyawa elektrolit yang sukar larut. Sedangkan elektrolit yang mudah larut seperti NaCl, Na₂SO₄, KOH, HCl, atau H₂SO₄ tidak punya harga Ksp.

 

Beberapa senyawa yang sukar larut :

1)      Senyawa hidroksida, kecuali :

a.       Hidroksida logam golongan IA (LiOH, NaOH, KOH, dan seterusnya)

b.      Hidroksida logam golongan IIA (Ca(OH)₂, Sr(OH)₂, Ba(OH)₂, Ra(OH)₂

2)      Senyawa sulfida, kecuali :

a.       Sulfida logam golongan IA (Li₂S, Na₂S, K₂S, dan seterusnya) dan (NH₄)₂S

b.      Sulfida logam golongan IIA (MgS, CaS, SrS, BaS, RaS)

3)      Senyawa karbonat, fosfat, senyawa sulfat, kecuali senyawa logam golongan IA dan senyawa ammonium.

Beberapa senyawa yang dapat larut:

1)        Semua senyawa nitrat

2)        Semua senyawa asetat

3)        Semua senyawa klorat

4)        Senyawa klorida, kecuali CuCl, AgCl, Hg₂Cl₂dan PbCl₂

5)        Senyawa bromide, kecuali CuBr, AgBr, HgBr₂, PbBr₂

6)        Senyawa iodida, kecuali CuI, AgI, Hg₂I₂ dan PbI₂

7)        Senyawa sulfat, kecuali CaSO₄, SrSO₄, RaSO₄ dan PbSO₄

 

 

2.      Hubungan Kelarutan (s) dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

a.      Menentukan Ksp dari data Kelarutan

Contoh :

1)      Diketahui kelarutan Mg(OH)₂ = 10^-5

Tentukan Ksp!

Jawab :

Mg(OH)₂    Mg²⁺ + 2OH^-

Ksp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺] . [OH^-]²

 

Kita misalkan, kelarutan = s

Maka :

Mg(OH)₂    Mg²⁺ + 2OH^-

      s                       s            2s

     10^-5                10^-5         2 x 10^-5

 

Ksp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺] . [OH^-]²

                        = (10^-5). (2 x 10^-5)²

                        = 4 x 10^-15

 

2)      Diketahui kelarutan Ag₂CrO₄ = 2 x 10^-4

Tentukan harga Ksp!

Jawab :

Ag₂CrO₄   2Ag⁺ + CrO₄^2-

Kita misalkan, kelarutan = s

Maka :

Ag₂CrO₄  2Ag⁺ + CrO₄^2-

      s                2s            s

     2 x 10^-4      4 x 10^-4                 2 x 10^-4

 

Ksp Ag₂CrO₄   = [Ag²⁺]² . [CrO₄^2-]

                        = (4 x 10^-4)². (2 x 10^-4)

                        = (16 x 10^-8) . (2 x 10^-4)

                        = 32 x 10^-12

 

b.      Menentukan Kelarutan dari data Ksp

A_x­B_y   xA^y+  +  yB^x-

Ksp A_x­B_y = (X^x)(Y^y) s^x+y

 

 Contoh :

1)      Tentukan persemaan kelarutan reaksi berikut:

AgBr₂  Ag²⁺ + 2Br^-

                    s          s

 

2)      Tentukan rumus kelarutan untuk reaksi:

 

 

3.      Pengaruh Ion Senama Terhadap Kelarutan

Penambahan ion senama ke dalam larutan akan memperkecil kelarutan

 

AgCl(aq) ditambah NaCl atau AgOH à s menjadi kecil

 

Misal :  kelarutan perak kromat (Ag₂CrO₄) dalam air dan dalam natrium kromat (Na₂CrO₄)

 

Dalam larutan Ag₂CrO₄ dalam air, ion CrO₄^2- hanya berasal dari satu sumber, sedangkan dalam campuran Ag₂CrO₄ dalam larutan Na₂CrO₄, ion CrO₄^­2- berasal dari Ag₂CrO₄  dan Na₂CrO₄. Penambahan sumber ion senama ini akan mempengaruhi kelarutan Ag₂CrO₄.

 

Jika dalam larutan jenuh Ag₂CrO₄ terjadi kesetimbangan antara bentuk padatan dengan ion-ionnya:

 

Ag₂CrO₄(s)     2Ag⁺ (aq) + CrO₄^2-(aq)

 

Maka penambahan ion CrO₄^2- atau ion Ag⁺ akan menggeser kesetimbangan ke kiri sehingga Ag₂CrO₄ yang larut berkurang.

 

Contoh Soal :

1)      Kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air murni adalah 8,43 x 10^-5 mol/L pada 25^oC. Tentukan kelarutan Ag₂CrO₄ (Ksp Ag₂CrO₄ = 2,4 x 10^-12) itu dalam :

a.       Larutan AgNO₃ 0,1M

b.      Larutan K₂CrO₄ 0,1 M

 

Jawab :

a.       Kelarutan Ag₂CrO₄ dalam larutan AgNO₃ 0,1M

AgNO₃(aq)   Ag⁺ (aq) + NO₃^- (aq)

            0,1M                0,1M           0,1M

    

Ag₂CrO₄(s)   2Ag⁺ (aq) + CrO₄^2-(aq)

                 s                    2s                  s

                                           0,1M

                     

Jadi, jika dibandingkan, kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air jauh lebih besar daripada kelarutannya di dalam larutan AgNO₃:

Kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air = 8,43 x 10^-5

Kelarutan Ag₂CrO₄ dalam AgNO₃ = 2,4 x 10^-10

 

b.    Kelarutan Ag₂CrO₄ dalam K₂CrO₄ 0,1M

 

K₂CrO₄ (aq)          2K⁺ (aq) + CrO₄^2- (aq)

            0,1M                0,2M           0,1M

    

Ag₂CrO₄(s)     2Ag⁺ (aq) + CrO₄^2-(aq)

                               2s                   s

                                                    

Jadi, kelarutan Ag₂CrO₄ dalam K₂CrO₄ adalah 2,45 x 10^-6 (lebih kecil daripada kelarutannya dalam air).

 

4.      Reaksi Pengendapan

Apabila dua zat atau lebih dicampurkan, maka ada 3 kemungkinan yang akan terjadi, yaitu:

1)      Jika hasil kali konsentrasi ion-ion dari senyawa yang terbentuk setelah pencampuran sama dengan harga Ksp nya, maka berarti larutan tersebut tepat jenuh.

2)      Jika hasil kali konsentrasi ion-ion dari senyawa yang terbentuk setelah pencampuran lebih besar daripada harga Ksp, maka berarti larutan tersebut membentuk endapan

3)      Jika hasil kali konsentrasi ion-ion dari senyawa yang terbentuk setelah pencampuran lebih kecil daripada harga Ksp nya, maka berarti larutan belum jenuh.

Contoh :

Misalkan diketahui Ksp Mg(OH)₂ = a

MgCl₂ + 2NaOH à 2NaCl + Mg(OH)₂

 

Mg(OH)₂   Mg²⁺ + 2OH^-

Ksp Mg(OH)₂            = [Mg²⁺] . [OH^-]²

Maka jika kita bandingkan, jika :

[Mg²⁺] . [OH^-]² = Ksp (larutan tepat jenuh)

[Mg²⁺] . [OH^-]² > Ksp (terbentuk endapan)

[Mg²⁺] . [OH^-]² < Ksp (larutan belum jenuh)

Dengan mengganti [Mg²⁺] . [OH^-]² dengan Qc, maka:

Qc = Ksp (larutan tepat jenuh)

Qc > Ksp (terbentuk endapan)

Qc < Ksp (larutan belum jenuh)

Qc adalah hasil kali konsentrasi ion-ion dari senyawa yang terbentuk setelah pencampuran.

Contoh Soal :

1)      Diketahui Ksp Mg(OH)₂ = 4 x 10^-11

Telah dicampur 100 mL NaOH yang pHnya 9 dengan 100 mL MgCl₂ 10^-4 M. periksalah apakah terbentuk endapan atau tidak !

 

Jawab :

MgCl₂ + 2NaOH à Mg(OH)₂ + 2NaCl

100 mL     100 m

10^-4 M       pH = 9

                 pOH = 5

                 [OH^-] = 10^-5

 

Sebelum dicampur :

mmol MgCl₂         = 100 x 10^-4 = 10^-2 mmol

mmol NaOH        = 100 x 10^-5 = 10^-3 mmol