BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.6 Tinjauan tentang Materi Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Banyak proses alam yang terjadi disebabkan oleh pengendapan atau kelarutan garam yang sukar larut dalam air. Sebagai contoh terbentuknya stalaktit dan stalakmit dalam gua kapur atau terbentuknya batu ginjal dalam tubuh. Stalaktit dan Stalakmit terbentuk pada saat air merembes dari atas bukit gua melalui rongga-rongga dan melarutkan kapur sedikit-sedikit. Di dalam gua ini kapur ada yang jatuh dan menempel di atap gua sehingga dalam waktu ribuan tahun terbentuk stalaktit dan stalakmit. Stalaktit dan stalakmit yang terbentuk
23
Batu ginjal dalam tubuh akan terbentuk bila terjadi pengendapan garam kalsium fosfat atau kalsium oksalat secara perlahan-lahan. Pengendapan akan terjadi dalam proses pencernaan bila konsentrasi ion oksalatnya berlebihan dan menimbulkan terbentuknya kalsium oksalat. Ion kalsium dalam plasma darah yang berfungsi sebagai pengontrol gerak otot akan berkurang bila diikat oleh ion oksalat. Hal ini akan menyebabkan kekejangan yang mendadak. Pengendapan- pengendapan tersebut ada hubungannya dengan konsentrasi ion dan hasil kali kelarutan. Sebagai contoh batu ginjal terbentuk jika konsentrasi ion kalsium dan ion oksalat cukup besar.
2.6.1 Pengertian Kelarutan
Jika suatu senyawa ion dilarutkan ke dalam air, biasanya akan larut sebagai ion. Bagi senyawa yang sedikit larut akan terjadi kesetimbangan antara senyawa yang padat dan ion-ion dalam larutan jenuhnya. Larutan jenuh didefinisikan sebagai larutan yang telah mengandung zat terlarut dalam konsentrasi yang maksimum, tidak dapat ditambah lagi. Harga konsentrasi maksimum ini berbeda- beda untuk masing-masing senyawa. Konsentrasi maksimum yang dapat dicapai oleh suatu zat dalam suatu larutan disebut kelarutan.
2.6.2 Hasil Kali Kelarutan (Ksp)
Apabila kita melarutkan kapur ke dalam air sedikit demi sedikit, awalnya kapur larut dalam air. Tetapi, lama kelamaan kapur yang ditambahkan tidak bisa larut lagi. Keadaan pada saat pelarut sudah tidak mampu lagi melarutkan zat yang ditambahkan disebut keadaan jenuh. Seluruh zat elektrolit akan terionisasi
membentuk ion-ionnya. Pada keadaan jenuh terjadi kesetimbangan heterogen antara padatan dan ion-ion yang terlarut.
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.
Suatu larutan jenuh elektrolit AxBy dalam air yang berisi AxBy padat. Dalam larutan terjadi kesetimbangan ion.
AxBy(s) AxBy(aq) xAy+(aq) + yBx-(aq)
Berdasarkan reaksi kesetimbangan ini dapat dihitung harga tetapan kesetimbangan :
Di dalam larutan jenuh AxBy konsentrasi AxBy yang terlarut tidak berubah selama AxBy padat masih terdapat dalam larutan dan suhu percobaan tetap. Persamaan (1) dapat juga ditulis sebagai berikut:
Karena harga K tetap dan harga konsentrasi AxBy merupakan tetapan baru.
Tetapan baru ini dinyatakan dengan notasi Ksp, maka persamaan (2) dapat ditulis:
Keterangan:
Ksp zat AxBy = hasil kali kelarutan AxBy
25
2.6.3 Hubungan antara Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutaan (s dan Ksp)
Nilai kelarutan dapat dihitung berdasarkan hubungan antara Ksp dan kelarutan (s). Hubungan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut:
AxBy(s) AxBy(aq) xAy+(aq) + yBx-(aq)
s x s y s
Bila kelarutan zat AxBy adalah S (dalam satuan molar), secara stoikiometri
[Ay+] yang terbentuk adalah xS dan [Bx-] yang terbentuk adalah yS, maka
persamaan Ksp-nya menjadi:
Ksp = [Ay+]x[Bx-]y = (xs)x(ys)y
= (xxyy)s(x+y) atau S =
× +
2.6.4 Pengaruh Ion Senama atau Ion Sejenis
Kelarutan dalam air murni akan berbeda dengan kelarutan dalam suatu larutan. Seringkali kelarutan elektrolit dalam suatu larutan tidak hanya berasal dari satu sumber saja, melainkan terdapat sumber lain dari ion senama (sejenis) dalam larutan.
Coba kita perhatikan contoh berikut ini. Apakah yang akan terjadi apabila ke dalam larutan jenuh Ag2CrO4 kita tambahkan larutan AgNO3 atau larutan
K2CrO4?
Dalam larutan jenuh Ag2CrO4 terdapat kesetimbangan antara Ag2CrO4 padat
dengan ion Ag+ dan ion CrO42- :
Penambahan larutan AgNO3 atau K2CrO4 akan memperbesar konsentrasi
ion Ag+ atau ion CrO42- dalam larutan.
AgNO3 (aq) Ag+(aq) + NO3-(aq)
K2CrO4 (aq) 2K+(aq) + CrO42-(aq)
Sesuai dengan azas Le Chatelier tentang pergeseran kesetimbangan,
penambahan konsentrasi ion Ag+ atau ion CrO42- akan menggeser kesetimbangan
ke kiri. Akibat dari pergeseran itu, jumlah Ag2CrO4 yang larut menjadi berkurang.
Jadi, dapat disimpulkan bahwa keberadaan ion senama akan memperkecil kelarutan. Akan tetapi, sebagaimana halnya kesetimbangan pada umumnya, ion senama tidak mempengaruhi harga tetapan hasil kali kelarutan, asal suhunya tidak berubah.
2.6.5 pH dan Kelarutan
Beberapa zat padat hanya sedikit larut dalam air tetapi sangat larut dalam larutan asam. Sebagai contoh, bijih tembaga dan nikel sulfida dapat larut dengan asam kuat. Suatu fakta yang amat membantu dalam pemisahan dan pengambilan logam berharga ini dari bentuk unsurnya. Pengaruh pH terhadap kelarutan ditunjukkan secara dramatis pada kerusakan bangunan dan monumen oleh pengendapan asam. Ada sebagian senyawa ionik dengan kelarutan rendah mempunyai daya larut yang bergantung pada pH larutan. pH mempengaruhi daya larut ion hidroksida dan garam yang mengandung anion basa lemah. Untuk memahaminya, simak contoh berikut :
27
Kalsium karbonat (CaCO3) sukar larut dalam air, tetapi larut dalam HCl.
Fakta ini dapat diterangkan sebagai berikut: Dalam larutan jenuh CaCO3 terdapat
kesetimbangan sebagai berikut :
CaCO3 (s) CaCO3(aq) Ca2+ (aq) + CO32- (aq)
Saat asam kuat ditambahkan ke kalsium karbonat, ion hidrogen (H+) bereaksi dengan ion karbonat membentuk HCO3- atau H2CO3. H2CO3 selanjutnya akan
terurai membentuk CO2 dan H2O. Gelembung-gelembung gas karbon dioksida
akan timbul saat kalsium karbonat larut. Hal ini akan menggeser kesetimbangan di
atas ke kanan. Dengan kata lain, menyebabkan CaCO3 melarut.
2.6.6 Reaksi Pengendapan
Suatu ion dapat dikeluarkan dari larutannya melalui reaksi pengendapan. Sebagaimana telah dipelajari ketika membahas kesetimbangan kimia, hasil kali konsentrasi seperti dalam rumus tetapan kesetimbangan (bukan konsentrasi setimbang) disebut sebagai Qc. Jadi, apakah keadaan suatu larutan belum jenuh,
jenuh atau lewat jenuh, dapat ditentukan dengan memeriksa nilai Qc–nya dengan
ketentuan sebagai berikut:
AxBy(s) AxBy(aq) xAy+(aq) + yBx-(aq)
(1) Jika hasilkali konsentrasi ion-ion yang dipangkatkan dengan koefisien
masing-masing lebih kecil dari harga Ksp(Qc < Ksp) , maka larutan tersebut masih belum jenuh.
(2) Jika hasilkali konsentrasi ion-ion yang dipangkatkan dengan koefisien
masing-masing sama dengan harga Ksp (Qc = Ksp) , maka larutan tepat
(3) Jika hasilkali konsentrasi ion-ion yang dipangkatkan dengan koefisien masing-masing lebih besar dari harga Ksp (Qc > Ksp) , maka larutan lewat jenuh.