Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Kimia XI Semester 2

(Penulisan persamaan matematik dengan alamat web 

https://www.codecogs.com/eqnedit.php?latex=)

A.    Kelarutan (s)

Kelarutan (solubility) menyatakan banyaknya mol zat yang dapat larut dalam tiap satu liter larutannya. Kelarutan dinyatakan dengan satuan mol/liter sama seperti molaritas. Rumus untuk menghitung kelarutan pun sama seperti cara menghitung molaritas. Namun penggunaan istilah kelarutan berbeda dengan molaritas. Kelarutan digunakan untuk senyawa-senyawa yang sukar larut sedangkan molaritas digunakan untuk senyawa-senyawa yang mudah larut. Nilai kelarutan untuk suatu senyawa (pada suhu tertentu) adalah cuma satu macam, sedangkan nilai molaritas untuk suatu senyawa bisa bermacam-macam.

Rumus:

Di mana:

s     = kelarutan (mol/L)

n    = mol zat terlarut (mol)

V   = volume larutan (liter)

B.     Hubungan Kelarutan (s) dengan Tetapan Hasil Kali Kelarutan (K_sp)

Senyawa-senyawa yang sukar larut dapat mengalami kesetimbangan dengan ion-ionnya, yang artinya ion-ion yang terbentuk itu dapat bergabung lagi membentuk senyawanya.

Misalnya senyawa perak klorida (AgCl) jika dilarutkan dalam air akan mengalami kesetimbangan:
AgCl(s)  ⇄  Ag⁺(aq) + Cl^-(aq)

Jika banyak nya pada AgCl yang dapat larut adalah sebesar s, maka stoikiometri reaksi tersebut dapat ditulis sebagai berikut:

	AgCl(s)	⇄	Ag+(aq)	+	Cl-(aq)
	s		s		s

Tetapan kesetimbangan dari reaksi di atas adalah:

Atau

Karena pada padatan AgCl mempunyai konsentrasi yang tetap, sehingga dapat ditulis:

Secara umum, untuk senyawa dengan rumus A_xB_y, maka dapat ditulis:

	AxBy(s)	⇄	xAy+(aq)	+	yBx-(aq)
	s		xs		ys

C.    Hubungan Kelarutan (s) dengan pH Larutan Jenuh

Senyawa basa yang sukar larut dalam air mempunyai hubungan antara kelarutan dengan pH larutannya.

Misalnya pada senyawa magnesium hidroksida, Mg(OH)₂, dengan pH 12, maka kelarutannya dapat dihitung sebagai berikut:

	Mg(OH)2(s)	⇄	Mg2+(aq)	+	2OH-(aq)
	s		s		2s

Jika diketahui pH = 12, maka pOH = 14 – 12 = 2, sehingga [OH^-] = 10^-2 mol/L

Pada persamaan reaksi di atas diperoleh [OH^-] = 2s, sehingga stoikiometri reaksi dapat ditulis:

	Mg(OH)2(s)	⇄	Mg2+(aq)	+	2OH-(aq)
	s		s		2s
			5 . 10-3 M		10-2 M

K_sp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺] . [OH^-]²

K_sp Mg(OH)₂ = (5 . 10^-3) . (10^-2)²

K_sp Mg(OH)₂ = 5 . 10^-7

D.    Tetapan Hasil Kali Kelarutan (K_sp) dan Pengendapan

Nilai K_sp suatu senyawa dapat digunakan untuk memprediksi terbentuk nya endapan jika dua senyawa yang direaksikan membentuk senyawa yang sukar larut. Caranya yaitu dengan membandingkan hasil kali konsentrasi ion (Q_sp) dengan nilai K_sp senyawa tersebut.

Cara menghitung Q_sp sama seperti K_sp yaitu dengan menghitung hasil kali konsentrasi ion-ion dipangkatkan dengan koefisien masing-masing. Namun sebenarnya penggunaan istilah Q_sp berbeda dengan K_sp, jika K_sp adalah pada kondisi tepat jenuh, maka Q_sp adalah kondisinya sesuai kenyataan yang ada, sehingga bisa belum jenuh, tepat jenuh, ataupun lewat jenuh. Hasil kali konsentrasi ion-ion yang ada dalam larutan dibandingkan dengan nilai K_sp, dengan ketentuan sebagai berikut:

Jika Q_sp  <  K_sp, maka larutan belum jenuh,

Jika Q_sp = K_sp, maka larutan tepat jenuh, dan

Jika Q_sp > K_sp, maka larutan lewat jenuh atau mengendap.

Perlu diketahui bahwa konsentasi ion-ion yang dimasukkan dalam perhitungan Q_sp adalah konsentrasi ion-ion setelah dicampurkan. Ketika dua larutan dicampurkan, maka volume campuran menjadi lebih besar sehingga secara tidak langsung telah terjadi pengenceran.

Rumus pengenceran:

M₁ . V₁  =  M₂ . V₂

Sehingga:

Contoh soal:

Ke dalam 5 wadah yang berbeda dimasukkan masing-masing 100 mL larutan yang mengandung Ca(NO₃)₂, Ba(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂ dan Pb(NO₃)₂ 0,01 M. Jika ke dalam tiap wadah tersebut ditambahkan 100 mL larutan NaOH 0,01 M dan nilai K_sp Ba(OH)₂ = 4 x 10^-3; Ca(OH)₂ = 5 x 10^-6; Fe(OH)₂ = 5 x 10^-16 ; Mg(OH)₂ = 3 x 10^-12; Pb(OH)₂ = 3 x 10^-16. Maka pasangan senyawa yang berwujud larutan adalah …

Jawab:

Ketika Ca(NO₃)₂, Ba(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂, Fe(NO₃)₂ dan Pb(NO₃)₂ dicampur dengan NaOH maka akan terbentuk senyawa Ba(OH)₂, Ca(OH)₂, Fe(OH)₂, Mg(OH)₂, dan Pb(OH)₂ yang termasuk senyawa-senyawa sukar larut, hal ini diketahui dari K_sp senyawa-senyawa tersebut.

Perhitungan Q_sp cukup dilakukan sekali karena senyawa-senyawa tersebut mempunyai pola yang sama yaitu dengan indeks 1 untuk kation dan indeks 2 untuk anionnya.

Q_sp Ba(OH)₂ = [Ba²⁺] . [OH^-]²

Q_sp Ba(OH)₂ = 5 . 10^-3 . (5 . 10^-3)²

Q_sp Ba(OH)₂ = 5 . 10^-3 . 25 . 10^-6

Q_sp Ba(OH)₂ = 125 . 10^-9

Q_sp Ba(OH)₂ = 1,25 . 10^-7

Selanjutkan membandingkan nilai Q_sp masing-masing senyawa dengan K_sp nya, diperoleh:

K_sp Ba(OH)₂ = 4 x 10^-3; > Q_sp       (belum jenuh)

K_sp Ca(OH)₂ = 5 x 10^-6; > Q_sp       (belum jenuh)

K_sp Fe(OH)₂ = 5 x 10^-16 ; < Q_sp     (lewat jenuh atau mengendap)

K_sp Mg(OH)₂ = 3 x 10^-12; < Q_sp     (lewat jenuh atau mengendap)

K_sp Pb(OH)₂ = 3 x 10^-16; < Q_sp      (lewat jenuh atau mengendap)

Jadi, pasangan senyawa yang berwujud ldarutan adalah Ba(OH)₂ dan Ca(OH)₂.

E.     Pengaruh Ion Sejenis Terhadap Kelarutan

Biasanya jika kita melarutkan zat padat adalah dalam pelarut yaitu air. Namun bisa juga kita melarutkan zat padat ke dalam larutan lain. Jika zat padat yang sukar larut, dilarutkan dalam larutan yang mengandung ion sejenis atau ion yang sama, maka jumlah zat padat yang dapat larut menjadi semakin sedikit. Sehingga, adanya ion sejenis atau ion senama akan memperkecil nilai kelarutan.

Sebagai contoh, kelarutan senyawa AgCl dalam larutan NaCl 0,1 M lebih kecil jika dibandingkan dengan kelarutan senyawa AgCl dalam air.

Contoh soal:

Jika diketahui tetapan hasil kali kelarutan AgCl = 10^-10, tentukan kelarutan AgCl dalam:
a.       Air
b.      Larutan NaCl 0,1 M

Jawab:

Reaksinya:

	AgCl(s)	⇄	Ag+(aq)	+	Cl-(aq)
	s		s		s

a.       Kelarutan AgCl dalam air

K_sp AgCl = [Ag⁺] . [Cl^-]

10^-10 = s . s

10^-10 = s²

Jadi, kelarutan AgCl dalam air adalah 10^-5 mol/L

b.      Kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,1 M

Dalam larutan NaCl, terjadi reaksi ionisasi:

	NaCl(aq)	→	Na+(aq)	+	Cl-(aq)
	0,1 M		0,1 M		0,1 M

Ketika AgCl dimasukkan dalam larutan NaCl, maka terjadi reaksi kesetimbangan:

	AgCl(s)	⇄	Ag+(aq)	+	Cl-(aq)
	s		s		s

Dapat dilihat bahwa dalam larutan NaCl terdapat ion yang sama seperti pada kesetimbangan AgCl yaitu ion Cl^-. Sehingga molaritas ion Cl^- adalah total dari [Cl^-] yang berasal dari NaCl dan yang berasal dari AgCl. Namun nilai konsentrasi Cl^- yang berasalah dari AgCl terlalu kecil sehingga dapat diabaikan dan dianggap Cl^- hanya berasal dari NaCl saja yaitu sebesar 0,1 M.

K_sp AgCl = [Ag⁺] . [Cl^-]

10^-10 = s . (0,1)

s = 10^-9

Jadi, kelarutan AgCl dalam NaCl 0,1 M adalah 10^-9 mol/L.

Kesimpulan: kelarutan AgCl dalam NaCl 0,1 M jauh lebih kecil jika dibandingkan dengna kelarutan AgCl dalam air.

Demikian pembahasan tentang “Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan” materi kimia Kelas XI semester 2. Semoga mudah dipahami dan memberikan banyak manfaat. Kritik dan saran sangat saya harapkan untuk kesempurnaan tulisan ini. Terima kasih.