Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis

Video Pembelajaran  Kelarutan dan Hasil kali Kelarutan

Kemampuan garam-garam larut dalam air tidaklah sama, ada garam yang mudah larut dalam air seperti natrium klorida dan ada pula garam yang sukar larut dalam air seperti perak kloida (AgCl). Apabila natrium klorida dilarutkan ke dalam air, mula-mula akan larut. Semakin banyak natrium klorida ditambahkan ke dalam air, semakin banyak endapan yang diperoleh. Larutan yang demikian itu disebut larutan jenuh artinya pelarut tidak dapat lagi melarutkan natrium klorida. Perak klorida sukar larut dalam air, tetapi dari hasil percobaan ternyata jika perak klorida dilarutkan dalam air diperoleh kelarutan sebanyak  mol dalam setiap liter larutan.

Berdasarkan contoh diatas dapat diketahui bahwa selalu ada sejumlah garam yang dapat larut didalam air. Bagi garam yang sukar larut dalam air, larutan akan jenuh walau hanya sedikit zat terlarut dimasukkan, sebaliknya bagi garam yang mudah larut dalam air, larutan akan jenuh setelah banyak zat terlarut dilarutkan. Ada sejumlah maksimum garam sebagai zat terlarut yang selalu dapat dilarutkan kedalam air. Jumlah maksimum zat terlarut dalam pelarut disebut kelarutan.

B. PENGERTIAN HASIL KALI LARUTAN

          Hasil kali kelarutan ialah hasil kali konsentrasi ion-ion dari larutan jenuh garam yang sukar larut dalam air, setelah masing-masing konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien menurut persamaan ionisasinya.

Garam-garam yang sukar larut seperti  , AgCl , HgF2. Jika dimasukkan dalam air murni lalu diaduk, akan terlarut juga walaupun hanya sedikit sekali. Karena garam-garam ini adalah elektrolit, maka garam yang terlarut akan terionisasi, sehingga dalam larutan akan terbentuk suatu kesetimbangan.

Pernahkan kalian mencampurkan minyak dengan air? Jika pernah, pasti kalian telah mengetahui bahwa minyak dan air tidak dapat bercampur. Sebab, minyak merupakan senyawa non-polar, sedangkan air merupakan senyawa polar. Senyawa non-polar tidak dapat larut dalam senyawa polar, begitu juga sebaliknya. Jadi, bisa disimpulkan bahwa kedua zat bisa bercampur, asalkan keduanya memiliki jenis yang sama.

Kalian sudah mengetahui bahwa gula lebih cepat larut dalam air panas daripada dalam air dingin, bukan? Kelarutan suatu zat berwujud padat semakin tinggi, jika suhunya dinaikkan. Dengan naiknya  suhu larutan, jarak antarmolekul zat padat menjadi renggang. Hal ini  menyebabkan ikatan antarzat padat mudah terlepas oleh gaya tarik molekul-molekul air, sehingga zat tersebut mudah larut.

Dari pengalaman sehari-hari, kita tahu bahwa gula lebih cepat larut dalam air jika diaduk. Dengan diaduk, tumbukan antarpartikel gula dengan pelarut akan semakin cepat, sehingga gula mudah larut dalam air.

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis

3.  Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

·       Adalah nilai tetapan kesetimbangan garam atau basa yang sukar larut dalam larutan jenuh

·       Dapat dikaitkan dengan kelarutan sesuai dengan stokiometri reaksi

Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara ion-ion dengan zat yang tidak larut. Proses ini terjadi dengan laju reaksi yang sama sehingga terjadi reaksi kesetimbangan. Contohnya reaksi kesetimbangan pada larutan jenuh CaC2O4 dalam air adalah:

CaC2O4(s) ↔ Ca2+ (aq) + C2O4(aq)

Oleh karena CaC2O4 yang larut dalam air sangat kecil maka konsentrasi CaC2O4dianggap tetap. Sesuai dengan harga K untuk kesetimbangan heterogen, konstanta reaksi ini dapat ditulis:

Ksp atau konstanta hasil kali kelarutan adalah hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh, dipangkatkan masing-masing koefisien reaksinya.

Rumus dan harga Ksp  beberapa senyawa dapat dilihat pada Tabel

 

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis

·       Ion senama memperkecil kelarutan

·       Ion senama dari elektrolit yang sukar larut dapat diabaikan

Dalam larutan jenuh Ag2CrO4 terdapat kesetimbangan antara Ag2CrO4 padat dengan ion Ag+ dan ion CrO42–.

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis
Apa yang terjadi jika ke dalam larutan jenuh tersebut ditambahkan larutan AgNO3 atau larutan K2CrO4? Penambahan larutan AgNO3 atau K2CrO4 akan memperbesar konsentrasi ion Ag+ atau ion CrO42– dalam larutan.

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis
Sesuai asas Le Chatelier tentang pergeseran kesetimbangan, penambahan konsentrasi ion Ag+ atau ion CrO42– akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Akibatnya jumlah Ag2CrO4 yang larut menjadi berkurang. Jadi dapat disimpulkan bahwa ion senama memperkecil kelarutan (Keenan, 1992).

·       Qc < Ksp              : larutan belum jenuh

·       Qc = Ksp        : larutan tepat jenuh

·       Qc > Ksp              :  terjadi pengendapan

6. Hubungan Ksp dengan pH

 Harga pH sering digunakan untuk menghitung Ksp suatu basa yang sukar larut. Sebaliknya, harga Ksp suatu basa dapat digunakan untuk menentukan pH larutan (James E. Brady, 1990).

Pembahsan Soal Kelarutan dan Hasil kali Kelarutan

1. Diketahui Ksp AgCl = 1,8 x 10 -10 .

a. kelarutan AgCl dalam air!

b. kelarutan AgCl dalam HCl 0,01 M!

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis

 2.100 ml larutan MgCl 2 0,01 M dicampurkan dengan 100 ml K 2 CO 3 0,001 M. Jika Ksp MgCO 3 = 3,5 x 10-5, apakah MgCO 3 yang terbentuk sudah mengendap?

 

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis

3. Diketahui Ksp Ag2CrO4 pada suhu 25C adalah 2,4 x 10–12. Tentukan kelarutan Ag2CrO4 dalam air pada suhu 25C dan konsentrasi Ag+ dalam keadaan jenuh. Jawab: Ag2(CO3)2 —> 2Ag+ + CO3- s                    2s           s

Ksp Ag2CO3 = [Ag+]2 [CO3-]

 Konsentrasi [Ag+] = 2s = 2 (8,4 x 10–5) = 1,68 x 10–4 mol/L

4. Ke dalam 5000 ml air dilarutkan glukosa sampai jenuh. Ternyata massa glukosa yang terlarut adalah 9 gram glukosa (Mr=180), tentukan kelarutan glukosa tersebut! Jawab:n = gr/Mr n = 9/180

n = 0.05 molV = 5000 ml

        = 5 Ls = n/v s = 0.05/5

s = 0.01 mol/liter

5.Apakah  terjadi  pengendapan  CaCO3.  jika  ke  dalam  1  liter  0.05  M Na2CO3 ditambahkan  1  liter  0.02  M  CaCl2,  dan  diketahui  harga  Ksp untuk CaCO3 adalah 10-6.

[Ca2+] x [CO32-] = 2.5 x 10-2 x 10-2

[Ca2+] x [CO32-] > Ksp CaCO3, maka akan terjadi endapan CaCO3 

Tetapan hasil kali kelarutan (ksp) untuk larutan lif ditulis

Ketika melarutkan sedikit garam menggunakan air dengan volume tertentu pada suhu ruang, pada awalnya semua garam akan larut dalam air. Jika garam ditambahkan terus menerus, lama kelamaan ada garam yang tidak larut. Hal ini berkaitan dengan kelarutan garam tersebut dalam air. Apa itu kelarutan, bagaimana hubungannya dengan hasil kali kelarutan, bagaimana memperkirakan pengendapan garam, bagaimana pengaruh pH terhadap kelarutan, serta bagaimana pengaruh penambahan ion sejenis akan dibahas pada artikel ini.

Kelarutan

Kelarutan (s) adalah jumlah maksimum zat terlarut (dalam gram atau mol) yang dapat larut dalam pelarut tertentu pada suhu tertentu. Besarnya kelarutan dapat dinyatakan dalam g/L atau mol/L. Zat yang hanya dapat larut kurang dari 0,1 g/L pada suhu 25oC disebut insoluble (tidak larut). Zat yang dapat larut hingga 10 g/L disebut soluble (larut), sedangkan zat yang memiliki kelarutan 0,1 – 10 g/L disebut slightly soluble (sedikit larut). Beberapa data kelarutan senyawa ionik dalam air pada suhu 25oC dinyatakan dalam tabel berikut [1].

Gambar 1. Kelarutan beberapa senyawa ionik pada suhu ruang[1]

Untuk memperkirakan kelarutan garam dengan anion tertentu dapat digunakan beberapa aturan berikut [2].
1. Garam yang mengandung kation dari Golongan IA (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) dan NH4+ dapat larut.
2. Garam yang mengandung anion asetat (CH3COO–), nitrat (NO3–), dan perklorat (ClO4–) dapat larut.
3. Garam yang anion klorida (Cl–), bromide (Br–), dan iodide (I–) umumnya dapat larut, kecuali AgCl, PbBr2, dan Hg2Cl2 yang tidak dapat larut.
4. Garam sulfat (SO42-) umumnya dapat larut, kecuali garam BaSO4, PbSO4, Ag2SO4, dan SrSO4 yang tidak dapat larut.
5. Garam hidroksida (OH–) umumnya sedikit larut. Garam hidroksida dari Golongan IA dapat larut, sedangkan garam hidroksida dari Golongan IIA (Ca2+, Sr2+, Ba2+) sedikit larut. Garam hidroksida dari logam transisi dan Al3+ tidak dapat larut.
6. Garam sulfida (S2-) dengan logam transisi umumnya tidak larut.
7. Garam Karbonat (CO32-) umumnya tidak larut
8. Garam kromat (CrO42-), fosfat (PO43-), dan florida (F–) umumnya tidak larut.

Besarnya kelarutan juga dipengaruhi oleh suhu. Sebagian besar pelarutan garam merupakan reaksi endotermik (membutuhkan panas), sehingga umumnya garam menunjukkan kelarutan yang lebih besar pada suhu yang lebih tinggi, kecuali garam sesium sulfat (Ce2(SO4)3) yang menunjukkan kelarutan yang lebih rendah pada suhu yang lebih tinggi [1,2].

Gambar 2. Pengaruh suhu terhadap kelarutan [2]

Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

Ketika garam yang sukar larut seperti perak klorida (AgCl) dilarutkan dalam air, maka pada kondisi tepat jenuh akan diperoleh kesetimbangan antara proses pelaruran dan pembentukan endapan, dengan reaksi kesetimbangan sebagai berikut.

Berdasarkan persamaan tersebut diperoleh persamaan kesetimbangan Ksp = [Ag+][Cl–], dimana “sp” bermakna “solubility product” atau produk kelarutan. Padatan AgCl tidak dimasukkan dalam persamaan kesetimbangan karena jumlah padatan murni AgCl tidak mempengaruhi kesetimbangan. Ksp atau hasil kali kelarutan ini adalah hasil kali ion-ion dalam larutan pada keadaan jenuh dipangkatkan koefisien. Data tetapan hasil kali kelaruran (Ksp) diperoleh melalui percobaan. Beberapa data tetapan hasil kali kelarutan garam-garam tertentu pada suhu 25oC ditunjukkan dalam tabel berikut [1].

Gambar 3. Data tetapan hasil kali kelaruan (Ksp) beberapa garam pada suhu ruang

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Kelarutan (s) garam dalam air berbeda dengan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp). Kelarutan padatan dinyatakan sebagai konsentrasi padatan terlarut dalam larutan jenuh, sehingga besarnya konsentrasi padatan yang dapat larut tersebut berkaitan dengan nilai Ksp. Jika kelarutan garam AgCl dinyatakan sebagai S, maka ion-ion yang terbentuk pada proses pelarutan, yaitu Ag+ dan Cl– juga akan memiliki konsentrasi sebesar S (berdasarkan stoikoiometri) [1,2].

Jika diketahui tetapan hasil kali kelarutan AgCl pada 25oC dalam air adalah 1,6 x 10-10, maka banyaknya AgCl yang dapat larut dalam air (kelarutan AgCl) dapat ditentukan sebagai berikut.

Ksp = [Ag+][Cl-] = (S)(S) = S2 = 1,6 x 10-10

S = 1,26 x 10-5 M = 1,26 x 10-5 mol/L x 143,3 g/mol = 1,8 x 10-3 g/L

Sehingga banyaknya AgCl yang dapat dilarutan dalam 1 L air pada suhu 25oC adalah 1,8 x 10-3 gram.

Gambar 4. Hubungan kelarutan dan hasil kali kelarutan beberapa jenis garam

Perkiraan Pengendapan

Misalkan suatu larutan garam, AgNO3 ditambahkan larutan garam lain (NaCl), apakah garam AgCl yang terbentuk akan larut atau mengendap setelah pencampuran kedua garam tersebut? Untuk memperkirakan apakah garam baru yang terbentuk akan mengendap atau tidak, dapat ditentukan dengan membandingkan quotient reaksi (Q) dengan Ksp garam tersebut. Quotient reaksi (Q) adalah hasil kali konsentrasi ion-ion garam terlarut dipangkatkan koefisien [1,2].

Q < Ksp = larutan belum jenuh; garam larutQ = Ksp = larutan tepat jenuh; garam belum mengendap

Q > Ksp = larutan lewat jenuh; garam mengendap