Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan ( ) Garam dan sebagian basa yang sukar larut dalam air
Larutan
Tetapan Hasil Kali Kelarutan
Kelarutan
Hubungan Kelarutan dengan Ksp
Satuan Kelarutan
Faktor yang Mempengaruhi Kelarutan
Jenis Larutan
Reaksi Pengendapan
Sejenis produk apakah gambar di samping? Pernahkah kalian mengkonsumsi sejenis produk di samping?
”
Larutan“ itu apa sih?
LARUTAN Pelarut
Zat Terlarut
Gambar.2 larutan NaCl
Gambar.3 persiapan melarutkan suatu zat terlarut dalam suatu pelarut
Satuan kelarutan suatu senyawa biasa dinyatakan dalam gram/100gram air (untuk zat yang mudah larut) atau mol/liter (mo/L) (untuk zat yang sukar larut). Contoh: Untuk Zat Mudah yang Larut Kelarutan NaCl dalam air pada suhu 25°C adalah 38,5 gram/100 gram air. Artinya jumlah maksimal NaCl yang dapat dilarutkan dalam 100 gram air pada suhu 25°C adalah 38,5 gram. Bagamana jika sebanyak 40 gram NaCl dilarutkan dalam 100 gram air pada suhu 25°C?
Contoh:
Untuk Zat Sukar yang Larut Kelarutan Ca(OH)2 dalam air pada suhu 25°C adalah 1,2 x 10-2 mol/L. Artinya jumlah maksimal Ca(OH)2 yang dapat dilarutkan dalam 1 liter air pada suhu 25°C adalah 1,2 x 10-2 mol.
Bagamana jika sebanyak 1 mol Ca(OH)2 dilarutkan dalam 1 liter air pada suhu 25°C?
Berdasarkan kelarutan suatu zat, maka larutan dapat dibedakan menjadi :
a.Larutan tak jenuh b.Larutan jenuh c.Larutan lewat jenuh
Bagaimana menentukan suatu senyawa itu “mudah larut” atau “sukar larut”?
Senyawa mudah larut
) L / l o m ( n a t u r a l e k
0
0,020 mol/L
Senyawa sukar larut
1. Sebanyak 4,35 mg Ag2CrO4 dapat larut dalam 100ml air. Nyatakan kelarutan Ag2CrO4 tersebut dalam mol L-1. (Ar O=16; Cr=52; Ag=108)
Jawab : Jumlah mol Ag2CrO4 =
s = solubility = kelarutan
Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp) Hasil kali kelarutan menggambarkan perkalian konsentrasi ion-ion suatu elektrolit yang sukar larut atau kurang larut dalam larutan jenuhnya yang dipangkatkan dengan masing-masing koefisiennya. Contoh:
Misalkan [AgCH3COO] = s Coba tuliskan Ksp dari proses pelarutan di atas!
Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp) Secara umum, untuk larutan jenuh dari senyawa ion AxBy dalam air akan membentuk kesetimbangan sebagai berikut :
AxBy(s)
xAm+(aq) + yBn-(aq)
Berdasarkan persamaan kimia diatas, maka hasil kali kelarutan untuk AxBy dapat ditentukan dengan persamaan berikut :
Ksp = [Am+]x[Bn-]y
Hubungan Kelarutan dengan Ksp Jika harga kelarutan dari senyawa AxBy sebesar s mol L –1, maka di dalam reaksi kesetimbangan tersebut konsentrasi ion-ion Am+ dan Bn- adalah: AxBy(s) s mol L –1 Ksp AxBy
= [Ay+]x x [Bx –]y = (xs)x (ys)y = xx.sx.yy.sy = xx.yy.sx+y
sx+y
= Ksp
xx.yy s
xAm+(aq) + x.s mol L –1
=
yBn-(aq) y.s mol L –1
Hubungan Kelarutan dengan Ksp Hubungan kelarutan dengan hasil kali kelarutan
dapat pula dinyatakan dengan persamaan berikut : Ksp = (n – 1)n –1 sn dengan: n = jumlah ion dari elektrolit s = kelarutan elektrolit (mol.L –1) Untuk elektrolit biner (n = 2):
Ksp = s2 atau s = Untuk elektrolit terner (n = 3):
Ksp = 4s3 atau s =
Contoh soal Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) 4. Sebanyak 100mL larutan jenuh magnesium flourida (MgF2) pada 18oC diuapkan dan diperoleh 7.6 mg MgF2 padat. Berapakah Ksp MgF2 pada18o C? (Ar Mg =24; F = 19) Jawab: Jumlah mol
s Ksp MgF2
s = [Mg2+ ] . [F- ]2 = s . (2s)2 = 4s3 = 4 (0.0012)3 = 6.9 x 10-9
2s
Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp) Tidak semua senyawa mempunyai Ksp. Senyawa-senyawa elektrolit yang mudah larut dalam air tidak mempunyai Ksp. Contoh senyawa-senyawa elektrolit yang mudah larut dalam air contohnya NaCl; NaOH; HCl.
Tetapan Hasil Kali Kelarutan ( Ksp) Senyawa-senyawa yang mempunyai Ksp adalah senyawasenyawa elektrolit yang sukar larut dalam air. Contoh senyawa-senyawa elektrolit yang sukar larut dalam air contohnya Mg(OH)2; Ca(OH)2; AgCl.
Faktor yang Mempengaruhi Kelarutan garam dan sebagian basa yang sukar larut dalam air
Faktor yang mempengaruhi kelarutan garam dan basa yang sukar larut dalam air ada 6 :
1.Suhu 2.Keberadaan ion senama 3.pH
Suhu
Keberadaan Ion Senama “Suatu zat elektrolit umumnya lebih mudah larut dalam pelarut air murni daripada dalam air yang mengandung salah satu ion dari elektrolit tersebut.” “ Adanya ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit .”
Gambar.13 larutan jenuh AgCH3COO(kiri), larutan jenuh AgCH3COO ditambah 1M AgNO3(kanan)
Contoh soal pengaruh Keberadaan Ion Senama terhadap kelarutan 2. Kelarutan Ag2CrO4 dalam air murni yaitu 8.43 x 10 -5 mol L-1 pada 25oC. Tentukanlah kelarutan Ag2CrO4 (Ksp Ag2CrO4 = 2.4 x 10-12) itu dalam larutan AgNO3 0.1 M Jawab : Larutan AgNO3 0.1 M mengandung 0.1 M ion Ag+ dan 0.1 M ion NO3- . 0.1 M 0.1 M 0.1 M Jika ke dalam larutan ditambahkan Ag 2CrO4 padat, maka Kristal itu akan larut hingga larutan jenuh . Misal kelarutan Ag 2CrO4 = s mol L-1 maka konsentrasi ion CrO42- yang dihasilkan = s mol L-1 dan ion Ag+= 2s mol L-1 s 2s s Jadi, konsentrasi total ion Ag + = 0.1 + 2s mol L-1. Oleh karena nilai s relatif kecil, yaitu lebih kecil dari kelarutannya dalam air (s< 8.43 x 10 -5 maka konsentrasi ion Ag+ dapat dianggap = 0.1 mol L -1 (0.1 + 2s ekivalen dengan 0.1) dalam larutan jenuh Ag 2CrO4 berlaku: [Ag+]2[CrO42-] = Ksp Ag2CrO4 (0.1)2 s =2.4 x 10-12 s = 2.4 x 10-10 Jadi, kelarutan Ag2CrO4 dalam larutan AgNO 3 0.1 M = 2.4 x 10-10 mol L-1. Kira-kira 351 ribu kali lebih kecil dibandingkan kelarutannya dalam air murni.
Pengaruh pH terhadap kelarutan Tingkat keasaman larutan (pH) dapat mempengaruhi kelaruan dari berbagai jenis zat. Suatu basa umumnya lebih larut dalam larutan yang bersifat asam atau netral, dan sebaliknya lebih sukar larut dalam larutan yang bersifat basa. Garam-garam yang berasal dari asam lemah akan lebih mudah larut dalam larutan yang bersifat asam kuat.
Bisakah kalian hubungkan konsep ini dengan konsep pengaruh ion senama terhadap kelarutan?
Contoh soal Pengaruh pH terhadap kelarutan 3. Diketahui tetapan hasil kali kelarutan Mg(OH) 2 = 2 x 10 -12. Tentukanlah kelarutan Mg(OH)2 dalam: a. akuades (air murni) b. larutan dengan pH = 12 Jawab : a. dalam air, Mg(OH)2 akan larut hingga terjadi larutan jenuh dimana [Mg2+] [OH-]2 = Ksp Mg(OH)2 Misal kelarutan Mg(OH)2 = s mol L -1 s [Mg2+] . [OH-]2 s . (2s)2 4s3 s
s
2s = Ksp Mg(OH)2 = 2 x 10 -12 = 2 x 10 -12 = 7.94 x 10 -5 mol L-1
Jadi, kelarutan Mg(OH)2 dalam air sebesar 7.94 x 10 -5 mol L-1
Contoh soal pengaruh pH terhadap kelarutan b. dalam larutan pH = 12 pH= 12 maka POH = 2 [OH-] = 1 x 10 -2 mol L-1 Mg(OH)2 akan larut hingga terjadi larutan jenuh; misalkan kelarutan Mg(OH) 2 = x mol L -1 x x 2x konsentrasi ion OH- dalam larutan = (1 x 10 -2) + 2x. Substitusi data ini ke dalam persamaan tetapan kesetimbangan Mg(OH)2 menghasilkan persamaan sebagai berikut: [Mg2+] . [OH-]2 = Ksp Mg(OH)2 x . {(1 x 10-2) + 2x}2 = 2 x 10-12 oleh karena dapat diduga bahwa x << 1 x 10 -2, maka (1x 10-2) + 2x ekivalen dengan 1 x 10 -2. Persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut. (x) . (1 x 10 -2)2 = 2 x 10 -12 x = 2 x 10-8 Jadi, kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan dengan pH = 12 adalah 2 x 10 -8 mol L-1. Kelarutan ini kira-kira 4000 kali lebih kecil daripada kelarutan Mg(OH) 2 dalam akuades.
Hubungan Ksp dengan Pengendapan Dengan membandingkan harga Ksp dengan harga hasil kali konsentrasi ion-ion (Qsp) yang ada dalam larutan yang dipangkatkan dengan koefisien reaksi masing-masing, maka ada tiga kemungkinan yang akan terjadi jika dua buah larutan elektrolit dicampurkan, yaitu:
Jika Qsp < Ksp, larutan belum jenuh
Jika Qsp = Ksp, larutan tepat jenuh
Jika Qsp > Ksp, terjadi pengendapan
Hubungan Ksp dengan Pengendapan Harga Ksp suatu elektrolit dapat digunakan untuk memperkirakan apakah elektrolit tersebut dapat larut atau mengendap dalam suatu larutan. Semakin besar harga Ksp suatu senyawa, maka semakin mudah larut senyawa tersebut.
Reaksi Pengendapan Kita dapat mengeluarkan suatu ion dari larutannya melalui reaksi pengendapan. Misalnya, ion kalsium (Ca2+) dapat dikeluarkan dengan menambahkan larutan Na 2CO3. Dalam hal ini, ion Ca2+ akan bergabung dengan ion karbonat (CO32-) membentuk CaCO3, suatu garam yang sukar larut, sehingga mengendap.
Video
Coba tuliskan reaksi pengendapan yang terjadi!
Reaksi Pengendapan Contoh lainnya yaitu mengendapkan ion Cl - dari air laut dengan menambahkan larutan perak nitrat (AgNO3). Ion Cl- akan bergabung dengan ion Ag + membentuk AgCl yang sukar larut.
Video
Coba tuliskan reaksi pengendapan yang terjadi!
Contoh soal reaksi pengendapan 4. Periksalah dengan suatu perhitungan, apakah terbentuk endapan Ca(OH) 2 jika 10 mL larutan CaCl2 0,2 M dicampur dengan 10 mL karutan NaOH 0,02 M. (Ksp Ca(OH) 2 = 8 x 10-6 Jawab: Ketika 10 mL larutan CaCl 2 0,2 M dicampurkan dengan 10 mL larutan NaOH 0,02 M, masingmasing zat itu mengalami pengenceran dua kali, sehingga konsentrasi CaCl 2 dalam larotan menjadi 0,1 M dan konsentrasi NaOH menjadi 0,01 M. oleh karena CaCl 2 dan NaOH tergolong elektrolit kuat, keduanya mengion sempurna.
0,1 M
0,01 M
0,1 M
0,01 M
0,2 M
0,01 M
Jadi, konsentrasi ion Ca 2+ dalam campuran = 0,1 M dan konsentrasi ion OH - = 0,001 M
Qsp untuk Ca(OH)2 = [Ca2+] . [OH-] 2 = 0,1 . (0,01) 2 = 1 x 10 -5 Karena Qsp > Ksp, maka pada pencampuran itu terbentuk endapan Ca(OH)
Aplikasi konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan dalam kehidupan sehari-hari 1. Barium Sulfat (BaSO4) Barium sulfat adalah zat yang sukar larut yang dikonsumsi secara oral sebelum “stomach x-ray”. Pengkonsumsian barium sulfat ini dikarenakan atom barium dapat menyerap sinar X dengan baik sehingga akan memberikan visualisasi isi perut yang jelas. Walaupun ion barium sedikit beracun, barium sulfat masih dapat dikonsumsi secara oral tanpa menimbukan bahaya. Senyawa barium sulfat sangat sukar larut (s BaSO4 = 0,0025 gram/1 L air pada suhu 25°C) sehingga dia akan melewati sistem pencernaan (pada dasarnya) tanpa perubahan. Ksp BaSO 4 = 1,1 x 10-10
X-Ray
Gambar.16 mengkonsumsi barium sulfat sebelum melakukan “stomach x-ray”
Gambar.17 foto x-ray dari sistem pencernaan manusia. Ion barium pada BaSO menyerap radiasi sinar X
Aplikasi konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan dalam kehidupan sehari-hari 2. Kalsium Karbonat (CaCO3) di bawah tanah “Sinkhole” terbentuk ketika mineral batu kapur, umumnya CaCO3, yang berada di bawah tanah terlarut oleh air yang ada di alam yang mungkin bersifat asam. Ksp CaCO3 = 4,8 x 10-9
3. PbCrO4 sebagai Cat untuk Lukisan PbCrO4 berwarna kuning digunakan sebagai cat untuk lukisan karena sukar larut dalam air. Ksp PbCrO4 = 1,8 x 10-14
Gambar.18 sinkhole
Aplikasi konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan dalam kehidupan sehari-hari 4. Hidroksiapatit (Ca5(PO4)3OH) Email terdiri dari senyawa hidroksiapatit (Ca 5(PO4)3OH). Senyawa ini sedikit larut dalam suasana asam karena mengalami reaksi sebagai berikut:
Suasana asam dapat terjadi karena pengaruh bakteri dalam mulut ketika menguraikan sisa-sisa makanan yang terselip di gigi. Hal ini akan menyebabkan terjadinya demineralisasi email, dan email akan rusak. Kerusakan ini dapat dicegah dengan menyikat gigi secara teratur, terutama sehabis makan. Salah satu cara yang lain adalah menambahkan senyawa fluorida ke dalam pasta gigi. Menyikat gigi dengan pasta gigi yang mengandung fluorida (F -) dapat mengubah senyawa hidroksiapatit menjadi fluoroapatit.
Senyawa fluoroapatit lebih sukar larut dalam suasana asam.
Gambar.20 pasta gigi
Gambar.21 menyikat gigi
Aplikasi konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan dalam kehidupan sehari-hari 5. Kalsium Karbonat (CaCO3) pada kulit telur dan mineral Pada proses yang dikenal dengan sebutan “biomineralisasi”, beberapa organisme menghasilkan padatan yang secara alami pun ada terbentuk sebagai mineral. Kalsium karbonat, CaCO3, pada kulit telur mempunyai struktur kristal yang sama dengan kalsium karbonat yang terkandung dalam mineral calcite. Ksp CaCO 3 = 4,8 x 10-9
Gambar.23 kulit telur
Gambar.24 struktur kristal kalsium karbonat
Gambar.25 mineral calcite sebagai salah satu sumber
