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