KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN

A.

KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN (Ksp)

B.

HUBUNGAN KELARUTAN (s) DENGAN Ksp

C.

PENGARUH ION SEJENIS TERHADAP KELARUTAN

D. HUBUNGAN Ksp DENGAN PH LARUTAN

E.

HUBUNGAN Ksp DENGAN PENGENDAPAN

KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN

7

Saat kita membuat segelas teh manis, mula-mula kita masukkan dua sendok gula ke dalam gelas, tambahkan air teh, lalu kita aduk, maka gula akan larut dengan mudah dalam air teh tersebut.

- Bila air teh yang kita buat terasa kurang manis, maka kita dapat menambahkan sejumlah gula lagi.

Larutan (air teh) yang masih dapat melarutkan lagi zat terlarut (gula) ini disebut larutan belum jenuh.

Apakah gula itu akan tetap larut? Walaupun kita aduk sampai kapan pun gula itu tidak larut semua. Nah, kondisi larutan seperti ini dikatakan larutan dalam keadaan lewat jenuh (zat yang terlarut mencapai maksimum, dan di dalamnya sudah ditemukan adanya endapan kristal zat terlarutnya). - Bila larutan lewat jenuh tersebut kita saring, sehingga larutan dan

kristal-nya terpisah maka larutan yang diperoleh ini dikatakan dalam keadaan tepat jenuh.

Jadi larutan tepat jenuhadalah larutan di mana zat yang terlarut di dalam-nya mencapai maksimum tetapi belum ditemukan adadalam-nya endapan dari zat terlarut tersebut.

Pada bab berikut ini kita akan mempelajari tentang kelarutan dan hasil kali kelarutan serta aspek-aspek yang berkaitan dengan hal tersebut. Dalam mem-berikan gambaran serta hal-hal yang dapat menjelaskannya, terlebih dahulu kita pahami peta konsep mengenai Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan.

Peta konsep kesetimbangan kelarutan

A.

KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN (Ksp)

Jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut/larutan disebut kelarutan (solubility), yang diberi lambang s. Kelarutan ini biasa dinyatakan dalam satuan molar atau gram/liter. Masing-masing zat mempunyai harga kelarutan tertentu.

KESETIMBANGAN

KELARUTAN

pada

elektrolit yg sukar larut

hasil kali kelarutan

kelarutan dipengaruhi

pengendapan PH

ion sejenis suhu

memenuhi

dapat menentukan dapat

menentukan

Contoh soal 7.1

1. Kelarutan larutan NaCl = 6,1 M, ini berarti dalam 1 liter larutan maksi-mal NaCl yang dapat larut = 6,1 mol atau 6,1 x 58,5 = 357 gram (s = 357 g/l).

2. Kelarutan larutan AgCl = 10-5_{, artinya dalam 1 liter larutan maksimal}

AgCl yang dapat larut = 10-5_{mol atau 10}-5 _{x 143,5 gram = 1,435 . 10}-3

gram.

Dari kedua contoh di atas dapat disimpulkan bahwa semakin besar harga kelarutan suatu zat semakin mudah zat tersebut untuk larut.

Dalam suatu larutan jenuh dari suatu elektrolit yang sukar larut dalam air terdapat kesetimbangan antara zat padat yang tidak larut dengan ion-ion zat itu yang larut.

PQ_{(s) ←} → P+

(aq)+ Q-(aq)

maka tetapan kesetimbangannya adalah

Karena PQ yang terlarut sangat sedikit, sehingga (jumlahnya dianggap tetap) dan K juga suatu tetapan maka dijadikan satu, menjadi:

K [PQ] = [P+_{] [Q}-_{] selanjutnya K [PQ] disebut Ksp PQ}

Ksp (solubility product constant): = tetapan hasil kali kelarutan yang harga-nya khas untuk setiap zat, dan hargaharga-nya dipengaruhi oleh suhu

Contoh menuliskan rumus Ksp AgCl_{(s) ←} → Ag+

(aq)+ Cl-(aq)

Ksp AgCl = [Ag+_][Cl-_]

Ag₂CrO_4(s)←→2Ag+

(aq)+ CrO42-(aq)

Ksp Ag₂CrO₄= [Ag+_]2_[CrO 42-]

Al(OH)_3(s)←→Al3+

(aq)+ 3OH-(aq)

Ksp Al(OH)₃= [Al3+_][OH-_]3

Ca₃(PO₄)_2(s)←→3Ca2+

(aq)+ 2PO43-(aq)

Ksp Ca₃(PO₄)₂= [Ca2+_]3_[PO 43-]2

Ksp PQ = [P+_{] [Q}-_]

K P Q

PQ

=[ +][ −]

Dari contoh-contoh di atas dapat disimpulkan bahwa:

B. HUBUNGAN KELARUTAN (s) DENGAN Ksp

Karena s dan Ksp sama-sama dihitung pada saat larutan tepat jenuh, maka antara keduanya dapat dihubungkan sebagai berikut.

1. AgCl memiliki kelarutan s mol/liter. Berapakah Ksp AgCl? Jawab:

AgCl_(s)←→Ag+

(aq)+ Cl-(aq)

Bila AgCl yang terlarut (terionisasi) adalah s maka dalam larutan tersebut terdapat ion Ag+ _{sebanyak s dan ion Cl}- _{juga sebanyak s.}

(berlaku perbandingan koefisien) AgCl_(s)←→Ag+

(aq)+ Cl-(aq)

s s s

Maka Ksp AgCl = [Ag+_][Cl-_]

= s . s = s2

2. Bila kelarutan masing-masing zat berikut sama dengan s molar, tentukan harga Ksp dari masing-masing zat berikut:

a. PbCl₂ c. Al(OH)₃ b. Ag₂CrO₄ d. Ba₃(PO₄)₂ Jawab:

Bila n = jumlah ion atau jumlah koefisien, maka untuk reaksi a. PbCl_2(s)←→Pb2+

(aq)+ 2Cl-(aq) ⇒n = 3

kelarutan s s 2s ⇒berlaku perbandingan koefisien

Ksp = [Pb2+_{] [Cl}-_]2

= s (2s)2

= ₂2_s3 = 4s3

b. Ag₂CrO_4(s)←→2Ag+

(aq)+ CrO42-(aq) ⇒n = 3

kelarutan s 2s s Ksp = (2s)2_{. s}

= = 4s3

c. Al(OH)_3(s)←→Al3+

(aq)+ 3OH-(aq) ⇒n = 4

kelarutan s s 3s Ksp = s (3s)3

= = 27s4

d. Ba₃(PO₄)_2(s)←→3Ba2+

(aq)+ 2PO43-(aq) ⇒n = 5

kelarutan s 3s 2s Ksp = (3s)3_(2s)2

= 108s5

Dari contoh tersebut secara umum hubungan s dengan Ksp dapat dirumuskan:

n = jumlah ion atau jumlah koefisien persamaan ionisasinya (tidak berlaku untuk n > 4) Dari rumus di atas dapat disimpulkan, untuk senyawa-senyawa yang memiliki n sama berlaku

1. makin besar Ksp makin besar kelarutannya

2. makin besar kelarutan berarti makin sukar mengendap.

Contoh soal 7.2

1. Diketahui Ksp BaSO₄= 1 x 10-10_{, Mr = 233}

a. Berapakah kelarutan BaSO₄dalam air? b. Tentukan konsentrasi ion Ba2+_{dan ion SO}

42-pada keadaan jenuh!

c. Berapakah gram BaSO₄yang terkandung dalam 100 ml larutan ini? Jawab:

BaSO_4(s)←→Ba2+

(aq)+ SO42-(aq)

a. BaSO₄ (n = 2)

Ksp = (2 - 1)(2-1)_s2

Ksp = S2

S = = 10-5_mol/liter.

Jadi, kelarutan BaSO₄dalam air = 10-5_mol/liter.

Ksp = 10−10

Ksp=( – )n 1( – )n 1 sn

33_s4

b. BaSO_4(s)→_← Ba2+

(aq)+ SO42-(aq)

kelarutan s s s [Ba2+_{] = [SO}

42-] = s = 10-5M

c. Banyaknya zat yang terkandung dalam larutan = besarnya kelarutan (s) zat tersebut atau (M = s)

Jadi, dalam 100 ml larutan tersebut terdapat 1,165 x 10-3 _{gram BaSO} 4

2. Diketahui beberapa harga Ksp Ksp PbSO₄= 2 . 10-8

Ksp PbI₂= 9 . 10-9

Ksp AgCl = 1,6 . 10-10

Ksp PbCO₃= 1 . 10-13

Ksp Ag₂CO₃= 8 . 10-12

Berdasarkan harga Ksp-nya, tentukan senyawa mana yang paling mudah larut!

Jawab:

Untuk senyawa-senyawa yang n-nya sama, makin besar Ksp makin mudah larut. Maka senyawa-senyawa tersebut dikelompokkan berdasarkan harga n-nya.

Dari masing-masing kelompok, pilih yang Ksp-nya terbesar! untuk n = 2, Ksp terbesar

Ksp Ag₂CO₃= 8. 10-12

Dari 2 yang terbesar ini carilah harga kelarutan (s)nya sesuai rumus:

Jadi, senyawa yang paling mudah larut adalah PbI₂

C. PENGARUH ION SEJENIS TERHADAP KELARUTAN

Bila diketahui Ksp AgCl = 10-10 _{maka besarnya kelarutan senyawa ini}

adalah = s.

Harga sebesar 10-5_{mol/liter ini adalah bila AgCl tersebut dilarutkan dalam}

pelarut air murni saja.

Sekarang bagaimana bila AgCl tersebut dilarutkan dalam larutan yang di dalamnya mengandung ion sejenis? (ion sejenis AgCl adalah ion Ag+

atau ion Cl-_{yang berasal dari senyawa lain yang mudah larut)} Contoh soal 7.3

Berapa kelarutan AgCl (Ksp AgCl = 10-10_{) bila dilarutkan dalam larutan}

AgNO₃1 M. Jawab: a.

- Sebelum AgCl dimasukkan ke dalam larutan AgNO₃, dalam larutan AgNO₃sudah ada ion Ag+_{dari reaksi ionisasi}

AgNO_3(aq)⎯→Ag+

(aq)+ NO3-(aq)

1 M 1 M 1 M

kristal AgCl

Larutan AgNO3 1M

( Sebagai pelarut )

- Pada waktu kristal AgCl dimasukkan ke dalam larutan AgNO₃, AgCl ini sangat kecil sekalai (sangat sedikit sekali) yang larut dan terionisasi. Misal kelarutan AgCl = s M.

AgCl_(s)←→Ag+

(aq)+ Cl-(aq)

Kelarutan s s s

Dengan demikian ion Ag+_{dalam larutan berasal dari 2 sumber, yaitu}

pelarut dan terlarut. Sehingga bila dijumlahkan: pelarut = AgNO_3(aq) → Ag+

-(aq)+ NO3-(aq)

1 M 1 M 1 M terlarut = AgCl_{(s) ←}→ Ag+

(aq)+ Cl-(aq)

s s s ₊

Maka konsentrasi ion yang ada dalam larutan menjadi:

a. [Ag+_{] = (1 + s) M, harga s sangat kecil dibandungkan 1 maka diabaikan}

b. [Cl-_{] = s M, harga s meskipun sangat kecil tidak boleh diabaikan}

karena tidak ada Cl-_{yang lain}

c. [NO₃-_{] = 1 M, tidak diperhatikan karena tidak ada kaitannya dengan}

Ksp AgCl

Bila konsentrasi ion-ion kita masukkan dalam Ksp menjadi Ksp AgCl = [Ag+_{] [Cl}-_]

10-10_{= (1) (s)}

s = 10-10_M.

Bandingkan harga s dalam pelarut air! Dari contoh tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa adanya ion sejenis dapat memperkecil kelarutan suatu senyawa.

Bagaimanakah hal ini bisa terjadi? Jika AgCl dilarutkan dalam larutan AgNO₃ menyebabkan kelarutan AgCl menjadi lebih kecil. Hal ini disebabkan adanya ion sejenis yang ada dalam larutan. Ion Ag+ _dari

AgNO₃akan mempengaruhi kesetimbangan.

AgCl_(s)←→Ag+

(aq)+ Cl-(aq)

Sesuai dengan asas Le Chatelier, penambahan Ag+ _{atau Cl}- _dapat

Latihan

1

1. Hitunglah kelarutan AgCl (Ksp AgCl = 10-10_{) dalam}

a. larutan NaCl 1 M b. larutan CaCl₂1 M c. larutan NaCl 2 M

2. Menurut hasil perhitungan soal nomor 1, bagaimana kesimpulanmu? Jelaskan!

D. HUBUNGAN Ksp DENGAN pH LARUTAN

Kebanyakan senyawa basa mempunyai sifat sukar larut dalam air. Dari basa yang sukar larut ini kita bisa menentukan besarnya pH larutan tersebut, yang pada akhirnya dapat digunakan untuk menghitung harga Ksp dari basa itu (dan sebaliknya).

Hubungan pH dan Ksp dapat digambarkan dalam alur berikut.

Contoh soal 7.4

1. pH larutan jenuh Mg(OH)₂adalah 9. Berapakah Ksp Mg(OH)₂? Jawab:

Mg(OH)₂adalah basa

pH = 9 ⇒pOH = 14 – 9 = 5 ⇒[OH-_{] = 10}-5_M

Kelarutan (s) = ...?

Mg(OH)_{2 ←}→ Mg2+_{+ 2OH}

-Kelarutan 1_⁄

2.10-5 1⁄2.10-5 10-5

s = 5 . 10-6

n = 3 Ksp = 4s3

= 4(5 . 10-6₎3

= 4 . 125 . 10-18

= 5 . 10-16_M

Jadi Ksp Mg(OH)₂= 5 . 10-16_M

pH _←→ pOH _{← [ΟΗ}→ −_{] →← Kelarutan (s) ←} → _Ksp

2. Diketahui Ksp M(OH)₃ = 2,7 . 10-15_{. Berapakah pH larutan jenuh}

E. HUBUNGAN Ksp DENGAN PENGENDAPAN

Dalam suatu larutan, akan kita temukan adanya endapan apabila zat terlarut yang kita masukkan ke dalam pelarut itu melebihi daya larut dari pelarut (melebihi harga kelarutannya). Karena kelarutan (s) berhubungan dengan Ksp berarti ada hubungan antara Ksp, dengan peristiwa mengendapnya suatu zat.

Senyawa elektrolit yang sukar larut dalam air (misal LA), dalam air terdapat kesetimbangan

LA_(s)←→L+

(aq)+ A-(aq)

Bila hasil kali konsentrasi ion-ion yang terdapat dalam larutan ini dimisalkan sama dengan Q_C, kemudian harga Q_C ini kita bandingkan de-ngan harga Ksp senyawa tersebut maka ada 3 kemungkinan yang terjadi. 1. Bila Q_C> Ksp maka larutan ini sudah ditemukan endapan (larutannya

2. Bila Q_C = Ksp maka dalam larutan ini belum ditemukan adanya endapan (larutannya tepat jenuh)

3. Bila Q_C< Ksp maka dalam larutan belum ada endapan (belum jenuh)

Contoh soal 7.5

Duaratus lima puluh milimeter larutan Pb(NO₃)₂10-2_{M dicampur dengan}

750 ml larutan KI 10-3_{M. Apakah dalam campuran ini sudah ditemukan}

adanya endapan? (Ksp PbI₂= 6 . 10-9₎

Jawab:

Pb(NO₃)_2(aq)⎯→Pb2+

(aq)+ 2NO3-(aq)

2,5 mmol 2,5 mmol 5 mmol

KI_(aq) ⎯→ K+

(aq) + I-(aq)

7,5.10-1_{mmol 7,5.10}-1_{mmol 7,5.10}-1_mmol

Volum larutan setelah dicampur = 1000 ml maka:

QPbI₂= [Pb2+_][I-_]2

= 2,5 . 10-3_{. 7,5 . 10}-4

= 1,875 . 10-6

Bandingkan QPbI₂dengan Ksp PbI₂

QPbI₂= 1,875 . 10-6

Ksp PbI₂= 6 . 10-9

Karena harga QPbI₂> Ksp PbI₂maka dalam larutan sudah ada endapan

Kelarutan CuS dalam liter air sebanyak 10-22_mol.

a. Berapa konsentrasi ion tembaga (II) yang ada dalam 100 mL larutan yang berisi 0,01 mol (NH₄)₂S?

b. Berapa banyak ion terdapat dalam 100 mL larutan jenuh CuS?

c. Bila dalam 1 L larutan jenuh CuS ditambah 0,1 mol HgCl₂. Apakah HgS mengendap. Jelaskan! K_spHgS = 3 x 10-53

[ ] , , .

[ ] , . , .

Pb

I

2 3

1

4

2 5

2 5 10

7 5 10

7 5 10

+ −

− − −

= =

= =

mmol

1000 ml M

mmol

1000 ml M

Larutan lewat jenuh Larutan tepat jenuh Larutan belum jenuh Kelarutan

Ksp

- Larutan jenuh: larutan di mana zat ter-larut sudah mencapai maksimum tetapi belum ada endapan

- Larutan lewat jenuh: zat yang terlarut sudah mencapai maksimum dan sudah terdapat endapan

- Larutan belum jenuh: larutan yang masih dapat melarutkan lagi zat terlarut

- Kelarutan (s): jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut - Semakin besar harga kelarutan suatu zat

semakin mudah zat tersebut untuk larut - Ksp: tetapan hasil kali konsentrasi ion-ion

dari senyawa elektrolit yang sukar larut dalam larutan jenuhnya yang masing-masing dipangkatkan koefisiennya menurut persamaan reaksi ionisasinya A x By_{(s) ←}→Ay+

q)+ YBx-(q)

Ksp AxBy = [Ay+_]x_[Bx-_]y

- Makin besar Ksp makin besar kelarutan-nya

- Makin besar kalarutan makin mudah senyawa larut

- Penambahan ion sejenis, memperkecil kelarutan zat

- Q_C= hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan

- Q_C> Ksp: larutan lewat jenuh

Q_C= Ksp: larutan tepat jenuh Q_C< Ksp: larutan belum jenuh

- Ksp = (n - 1)n-1_sn _{→ n = jumlah ion/}

jumlah koefisien

RANGKUMAN

KK

KK

aa

aa

tt

tt

aa

aa

KK

KK

uu

uu

nn

I. Pilihlah jawaban yang tepat!

ELATIHAN SOAL

P

P

1. Di antara garam berikut yang paling mudah larut dalam air adalah ....

2. Kelarutan Zn(OH)₂dalam air = 5 . 10-6 _{mol/liter. Hasil kali}

kelarutannya adalah .... a. 5 . 10-18 _{d. 2,5 . 10}-12

b. 1,25 . 10-16 _{e. 2,5 . 10}-11

c. 5 . 10-16

3. Konsentrasi ion Florida dalam larutan jenuh MgF₂ adalah .... (Ksp MgF₂= 7 . 10-9₎

a. 1,205 . 10-9 _{d. 2,205 . 10}-3

b. 2,410 . 10-9 _{e. 2,410 . 10}-3

c. 1,750 . 10-3

4. Bila kelarutan garam Ca₃(PO₄)₂ dalam air = x Molar, maka Ksp Ca₃(PO₄)₂adalah .... CaSO₄yang terkandung dalam 100 ml larutan jenuhnya adalah ... gram.

a. 1,73 . 10-3 _{d. 13,6}

b. 1,73 . 10-2 _{e. 23,5}

c. 2,35 . 10-2

6. Lima gelas kimia berisi larutan AgNO₃ dengan volum sama. Jika ke dalam masing-masing gelas kimia ditambahkan sejumlah perak bromida maka perak bromida padat paling sukar larut dalam gelas kimia yang berisi larutan ....

a. AgNO₃0,05 M b. AgNO₃0,1 M c. AgNO₃0,2 M d. AgNO₃0,3 M e. AgNO₃0,5 M

7. Kelarutan AgCl dalam air adalah 1,3 . 10-5 _{M, maka}

kelarutan AgCl dalam larutan CaCl₂ 0,01 M adalah ... mol/liter.

a. 8,45 . 10-9 _{d. 1,69 . 10}-8

b. 8,45 . 10-8 _{e. 1,3 . 10}-5

c. 1,69 . 10-10

8. Larutan jenuh L(OH)₃dalam air memiliki pH 10, maka Ksp basa tersebut adalah ....

a. 1 . 10-16 _{d. 3,3 . 10}-17

b. 1 . 10-17 _{e. 2,7 . 10}--15

c. 3,3 . 10-16

9. Kelarutan Ca(OH)₂ dalam 100 ml air adalah 0,074 gram, maka pH larutan jenuh Ca(OH)₂ tersebut adalah .... (Mr Ca(OH)₂= 74)

10. Diketahui

Ksp CaSO₄= 2,4 . 10-10

Ksp BaSO₄= 1,1 . 10-10

Ksp SrSO₄= 2,5 . 10-7

Ksp PbSO₄= 1,7 . 10-8

Bila dalam suatu larutan terkandung ion-ion Ca2+_{, Ba}2+_,

Sr2+_{, dan Pb}2+ _dengan

konsen-trasi sama, kemudian ditetesi larutan K₂SO₄ tetes demi tetes, maka ion yang paling akhir diendapkan adalah ....

a. Pb2+ _{d. Sr}2+

b. Ba2+ _{e. Ca}2+_{dan Ba}2+

c. Ca2+

II. Jawablah pertanyaan di bawah ini!

1. Tuliskan persamaan Ksp untuk masing-masing larutan jenuh: a. MgF₂

b. Ag₂Cr₂O₇ c. Ca(IO₃)₂

d. Fe₃(PO₄)₂

2. Apakah pengaruh ion sejenis terhadap besarnya kelarutan dari senyawa elektrolit yang sukar larut dalam air? Jelaskan!

3. Diketahui

Ksp Ag₂CO₃= 3,2 . 10-11

Ksp PbCl₂= 6 . 10-5

Ksp BaSO₄= 1,1 . 10-10

Kasp AgCl = 1 . 10-10

Ksp Ag₂S = 5 . 10-10

Buatlah urutan senyawa-senyawa garam tersebut mulai dari yang paling mudah larut sampai pada yang paling sukar larut!

4. Hitunglah kelarutan AgCl dalam larutan AgNO₃2 M! (Ksp AgCl = 1 . 10-10₎

5. Dicampurkan 100 ml larutan Pb(NO₃)₂ 0,1 M dengan 100 ml larutan KCl 0,01 M. Bila Ksp PbCl₂= 6 . 10-5_{. Apakah sudah ditemukan adanya}