Tuesday, April 22, 2014

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)



A. Definisi Kelarutan
o  Kelarutan adalah jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut.
o  Biasanya dinyatakan dalam satuan gram / liter atau mol / liter.
o  Berdasarkan definisi tersebut, maka larutan dapat dibedakan menjadi 3 jenis yaitu :
1)   Larutan jenuh.
Adalah suatu keadaan ketika suatu larutan telah mengandung suatu zat terlarut dengan konsentrasi maksimum.
2)   Larutan kurang jenuh.
Adalah larutan yang masih dapat melarutkan zat terlarut.
3)   Larutan lewat jenuh.
Adalah larutan yang sudah tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut, sehingga menyebabkan terbentuknya endapan.
o  Kelarutan zat dalam suatu pelarut dipengaruhi oleh 3 hal yaitu :
a)   Jenis Zat Terlarut.
Setiap zat mempunyai harga kelarutan yang berbeda-beda pada suatu pelarut. Pada umumnya, semua senyawa ion dan asam mudah larut dalam air kecuali beberapa asam berikut ini : H2S, H2SiO3, H3AsO4 dan H3SbO4.
b)   Jenis Zat Pelarut.
Pelarut dibedakan menjadi 2 yaitu : pelarut polar dan non polar.
Pada umumnya, senyawa polar mudah larut dalam pelarut polar dan senyawa non polar mudah larut dalam pelarut non polar.
Contoh pelarut polar          : H2O dan NH3 cair.
Contoh pelarut non polar   : C6H6 ( benzena ), minyak dan eter.
c)   Suhu.
Pada suhu yang semakin tinggi, umumnya suatu zat akan semakin mudah larut.
Adanya kalor menyebabkan semakin renggangnya jarak antar partikel zat padat tersebut. Akibatnya, kekuatan gaya antar partikel tersebut menjadi lemah sehingga partikel tersebut mudah terlepas oleh adanya gaya tarik molekul-molekul air ( pelarut ).
Namun ada beberapa zat yang justru berkurang kelarutannya jika suhu dinaikkan. Misalnya : zat-zat berwujud gas dan Na2SO4. 10 H2O, kelarutannya berkurang pada suhu di atas 32,4 oC.
B.   Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp )
Adalah hasil kali konsentrasi ion-ion dari larutan jenuh garam yang sukar larut dalam air, setelah masing-masing konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien reaksi ionnya.
Contohnya :
Contoh soal :
Tuliskan persamaan Ksp untuk zat-zat berikut ini :
a)   CuS(s)
b)   Al(OH)3(s)
c)   Ag2CO3(s)
d)   Zn(OH)2(s)
e)   Ag3PO4(s)
C.   Hubungan Kelarutan ( s ) dengan Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp )
Ada 3 cara untuk menentukan hubungan antara kelarutan ( s ) dengan tetapan hasil kali kelarutan ( Ksp ) yaitu :
a)   Menuliskan persamaan reaksi kesetimbangannya
b)   Menentukan hubungan antara konsentrasi ion-ion dengan kelarutan berdasarkan koefisien reaksinya.
c)   Menentukan hubungan antara Ksp dengan kelarutan ( s ) berdasarkan persamaan tetapan hasil kali kelarutan.
Secara umum, dirumuskan :
Keterangan :
“ Besarnya nilai Ksp suatu zat bersifat tetap pada suhu yang tetap. “
Contohnya :
Contoh soal :
Tentukan kelarutan ( s ) zat-zat berikut ini :
a)   AgCl ( Ksp = 1,8 x 10-10 )
b)   PbCl2 ( Ksp = 1,6 x 10-5 )
c)   Ag3PO4 ( Ksp = 1,8 x 10-31 )
d)   PbS ( Ksp = 7 x 10-27 )
e)   Bi2S3 ( Ksp = 1,6 x 10-72 )
Soal - Soal Latihan :
1)   Berdasarkan hasil percobaan, pada suhu 25 oC kelarutan Ag2CrO4 dalam air = 6,5 x 10-5 mol/L. Berapakah Ksp-nya?
2)   Berapa gram CaSO4 yang dapat larut dalam 2,5 L larutan? ( Ksp CaSO4 = 2,8 x 10-4 mol/L )
3)   Sebanyak 1000 mL air dapat melarutkan 0,039 gram CaF2. Tentukan Ksp-nya! ( Mr. CaF2 = 78 )
4)   Kelarutan Ca(OH)2 sebesar 74 mg dalam 100 mL air. Tentukan Ksp-nya!
5)   Diketahui Ksp Ca(OH)2 = 5 x 10-6. Tentukan pH larutan jenuh Ca(OH)2 tersebut!
6)   Larutan jenuh Mg(OH)2 mempunyai pH = 10,5. Tentukan Ksp-nya!
7)   Tentukan jumlah mol Ag3PO4 yang dapat larut dalam 100 mL air, jika diketahui Ksp = 2,7 x 10-19
8)   Berapa gram AgCN yang dapat larut dalam 2 L larutan? ( Ksp = 1,6 x 10-14 mol/L )
D.   Pengaruh Ion Senama / Sejenis terhadap Kelarutan ( s )
o  Jika ke dalam larutan elektrolit yang sukar larut ditambahkan suatu larutan yang mempunyai ion senama / sejenis, maka kesetimbangan akan bergeser dari arah zat / spesi yang ditambahkan atau ke arah zat / spesi yang mengendap ( sesuai dengan asas Le Chatelier ).
Contoh :
Jika ke dalam larutan AgCl ditambahkan larutan NaCl, maka garam-garam tersebut akan mengalami reaksi ionisasi sebagai berikut :
o  Penambahan ion Cl- dari larutan NaCl akan menyebabkan kesetimbangan reaksi yang ( 1 ) bergeser ke kiri, sehingga AgCl yang mengendap menjadi bertambah banyak atau AgCl yang larut menjadi semakin sedikit.
o  Adanya ion senama / sejenis dalam suatu larutan menyebabkan konsentrasi salah 1 ion menjadi besar sedangkan konsentrasi ion yang lain menjadi kecil.
o  Hal ini menyebabkan hasil kali kelarutan = harga Ksp-nya, karena Ksp merupakan batas maksimal hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh elektrolit yang sukar larut dalam air.
Kesimpulan :
·     Keberadaan ion senama / sejenis dalam suatu larutan justru akan memperkecil kelarutan ( s ).
·     Ion senama tidak akan mempengaruhi besarnya Ksp, selama suhu tidak berubah ( tetap ).
Contoh soal :
Tentukan kelarutan AgCl dalam :
a)   Air murni
b)   Larutan NaCl 0,01 M
c)   Larutan AgNO3 0,001 M ( Ksp AgCl = 1 x 10-10 )
Jawaban :
a)   Kelarutan AgCl dalam air murni.
Misal kelarutan AgCl = s
Ksp = [ Ag+ ] .  [ Cl- ]
Ksp = s2
Kelarutan AgCl dalam air murni = 10-5 mol/L.
b)   Kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,01 M.
Di dalam larutan; terdapat ion Cl- yang berasal dari NaCl 0,01 M dan ion Cl- dari AgCl. Konsentrasi ion Cl- dari AgCl dapat diabaikan karena nominalnya sangat kecil jika dibandingkan dengan [ Cl- ] dari NaCl.
Perbandingannya = 10-2 : 10-5, sehingga yang dipakai hanyalah [ Cl- ] dari NaCl.
Ksp = [ Ag+ ] .  [ Cl- ]
10-10 = [ Ag+ ] .  ( 0,01 )
Jadi : kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,01 M = 10-8 mol/L.
c)   Kelarutan AgCl dalam larutan AgNO3 0,001 M.
Ksp = [ Ag+ ] .  [ Cl- ]
10-10 = ( 0,001 ) .  [ Cl- ]
Jadi : kelarutan AgCl dalam larutan AgNO3 0,001 M = 10-7 mol/L.
E.   Pengaruh Tingkat Keasaman ( pH ) terhadap Kelarutan ( s )
§  Tingkat keasaman suatu larutan dapat mempengaruhi kelarutan dari berbagai jenis zat. Suatu larutan basa biasanya lebih mudah larut dalam larutan asam, dan lebih sukar larut dalam larutan yang juga bersifat basa.
§  Garam-garam yang berasal dari asam lemah akan lebih mudah larut dalam larutan yang bersifat asam kuat.
a.    Tingkat keasaman ( pH ) dan kelarutan basa.
Berdasarkan pada penjelasan pengaruh ion senama terhadap kelarutan, maka suatu larutan basa akan lebih sukar larut dalam larutan yang bersifat basa juga, daripada dalam larutan netral.
Contoh :
Diketahui Ksp Mg(OH)2 = 2 x 10-12. Tentukan kelarutan Mg(OH)2 dalam :
a)   Aquades
b)   Larutan dengan pH = 12
Jawaban :
a)   Kelarutan dalam aquades.
Ksp          = [ Mg2+ ] .  [ OH- ]2
2 x 10-12 = ( s ) .  ( 2s )2 = 4s3
Jadi kelarutan Mg(OH)2 dalam aquades = 7,94 x 10-5 mol/L.
b)   Kelarutan dalam larutan dengan pH = 12.
pH = 12
pOH = 14 – 12 = 2
[ OH- ] = 10-2 M
Ksp          = [ Mg2+ ] .  [ OH- ]2
2 x 10-12 = ( s ) .  ( 10-2 )2
2 x 10-12 = 10-4 s
s = 2 x 10-8 M
Jadi kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan dengan pH = 12 adalah 2 x 10-8 M
b.   Tingkat keasaman ( pH ) dan kelarutan garam.
Senyawa kalsium karbonat ( CaCO3 ) sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam larutan yang bersifat asam.
Keterangan :
Dalam larutan yang bersifat asam, ion CO32- akan bereaksi dengan ion H+ membentuk ion HCO3- atau senyawa H2CO3.
H2CO3 merupakan senyawa hipotetis ( tidak stabil ) sehingga akan segera terurai menjadi CO2 dan H2O.
Akibatnya, konsentrasi ion CO32- akan menjadi semakin kecil sehingga reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kanan ( ke arah produk ).
Maka, senyawa CaCO3 akan mudah larut.
F.   Manfaat dan Fungsi Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp )
v Ksp suatu senyawa ion yang sukar larut dapat digunakan untuk memberikan informasi tentang kelarutan senyawa tersebut dalam air.
v Semakin besar harga Ksp suatu zat, maka zat tersebut akan semakin mudah larut.
v Harga Ksp suatu zat juga dapat digunakan untuk meramalkan terjadi tidaknya endapan suatu zat tersebut jika 2 larutan yang mengandung ion-ion dari senyawa yang sukar larut, dicampurkan.
v Untuk meramalkan terjadi tidaknya endapan suatu senyawa AmBn, jika larutan yang mengandung ion An+ dan ion Bm- dicampurkan maka digunakan konsep hasil kali ion ( Qsp ).
Qsp AmBn = [ An+ ]m . [ Bm- ]n
o  Jika Qsp < Ksp maka belum terbentuk larutan jenuh maupun endapan AmBn
o  Jika Qsp = Ksp maka terbentuk larutan jenuh AmBn
o  Jika Qsp > Ksp maka terbentuk endapan AmBn
Contoh soal :
Sebanyak 100 mL larutan NaCl 0,02 M dicampur dengan 100 mL larutan Pb(NO3)2 0,2 M. Tentukan dengan suatu perhitungan, apakah dari reaksi tersebut akan terbentuk endapan PbCl2? ( Ksp PbCl2 = 1,7 x 10-5 )
Jawaban :
Untuk menentukan apakah terbentuk endapan PbCl2 atau tidak, maka dilakukan dengan cara membandingkan harga Qsp dengan Ksp-nya.
Oleh karena : harga Qsp < Ksp = 10-5 < ( 1,7 x 10-5 ), maka dari hasil reaksi tersebut belum menghasilkan endapan PbCl2.
v Selain memberikan informasi tentang kelarutan, harga Ksp dapat digunakan untuk mempertimbangkan pemisahan zat dalam campuran dengan cara pengendapan selektif.
Contoh soal :
Suatu larutan mengandung ion Mg2+ dan Mn2+  dengan konsentrasi masing-masing 0,1 M. Kedua ion tersebut akan dipisahkan dengan cara menambahkan larutan amonia. Tentukan dengan perhitungan, berapa pH larutan agar ion Mn2+ dapat mengendap sebagai Mn(OH)2, sedangkan ion Mg2+ tetap berada dalam larutan? ( Ksp Mg(OH)2 = 1,8 x 10-11 dan Ksp Mn(OH)2 = 1,9 x 10-13 )
Jawaban :
Ksp Mn(OH)2 < Ksp Mg(OH)2, artinya : Mn(OH)2 lebih mudah mengendap daripada Mg(OH)2.
Maka, kita tentukan [ OH- ] dari Mg(OH)2 terlebih dulu ( karena Mg(OH)2 lebih sulit mengendap daripada Mn(OH)2 )
Dalam larutan terdapat :
Ion Mg2+ = 0,1 M
Ion Mn2+ = 0,1 M
Larutan jenuh Mg(OH)2 akan terbentuk jika :
[ Mg2+ ] . [ OH- ]2  = Ksp Mg(OH)2
( 0,1 ) . [ OH- ]2 = 1,8 x 10-11
[ OH- ]2 = 1,8 x 10-10
Pada pH = 9,13 tersebut ion Mg2+ belum mengendap sebagai Mg(OH)2, sebab pada pH tersebut besarnya Qsp = Ksp-nya dan baru terbentuk larutan jenuh Mg(OH)2.
Keberadaan ion Mn2+ dalam larutan digunakan untuk menentukan apakah sudah terbentuk endapan Mn(OH)2 atau belum.
[ Mn2+ ] = 0,1 M ( diketahui di soal )
[ OH- ] = 1,34 x 10-5 M ( hasil perhitungan di atas atau saat pH-nya = 9,13 )
Qsp Mn(OH)2 = [ Mn2+ ] . [ OH- ]2
Qsp Mn(OH)2 = ( 0,1 ) . ( 1,34 x 10-5 )2  = 1,8 x 10-11
Oleh karena Qsp Mn(OH)2 > Ksp Mn(OH)2 = 1,8 x 10-11 > 1,9 x 10-13, maka terbentuk endapan Mn(OH)2.
Jadi pada pH = 9,13 ion Mn2+ sudah mengendap sebagai Mn(OH)2 sedangkan ion Mg2+ tetap sebagai larutan.
Oleh karena itu kedua ion tersebut dapat terpisah setelah dilakukan penyaringan.

No comments:

Post a Comment

Web hosting

 
Design by Free WordPress Themes | Bloggerized by Lasantha - Premium Blogger Themes | cheap international calls