Bab 8 Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Gambar 8.1 Larutan Sumber: Hamparan Dunia Ilmu Time-Life

Pada bab kedelapan ini akan dipelajari tentang pengertian kelarutan dan hasil kali kelarutan, hubungan kelarutan dan hasil kali kelarutan, kelarutan garam dalam air, dan pengaruh ion sejenis.

BAB 8

KELARUTAN DAN HASIL

Kemampuan garam-garam larut dalam air tidaklah sama, ada garam yang mudah larut dalam air seperti natrium klorida dan ada pula garam sukar larut dalam air seperti perak klorida (AgCl). Apabila natrium klorida dilarutkan ke dalam air, mula-mula akan larut. Akan tetapi, jika natrium klorida ditambah-kan terus-menerus ke dalam air, pada suatu saat ada natrium klorida yang tidak dapat 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 1,25 ˜ 10–1 _{mol dalam setiap liter larutan.}

A. Pengertian Kelarutan

Tujuan Pembelajaran

Setelah mengikuti diskusi informasi, diharapkan siswa mampu:

1. Menjelaskan kesetimbangan dalam larutan jenuh atau larutan garam yang sukar larut.

2. Menghubungkan tetapan hasil kali kelarutan dengan tingkat kelarutan atau pengendapannya.

3. Menjelaskan pengaruh penambahan ion senama dalam larutan dan penerapannya. 4. Menjelaskan hubungan harga K_sp dengan pH.

5. Memperkirakan terbentuknya endapan berdasarkan harga K_sp.

Bab 8

Berdasarkan contoh di atas dapat diketahui bahwa selalu ada sejumlah garam yang dapat larut di dalam 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 ke dalam air. Jumlah maksimum zat terlarut yang dapat larut dalam pelarut disebut kelarutan.

Selain bergantung pada jumlah zat yang dapat larut, kelarutan juga bergantung pada jenis zat pelarutnya. Natrium klorida yang mudah larut dalam air, ternyata sukar larut dalam pelarut benzena. Suatu zat terlarut tidak mungkin memiliki konsentrasi yang lebih besar daripada harga kelarutannya. Dalam 1 liter larutan dapat terlarut 357 gram NaCl, maka ada

357

58,5 mol per liter atau 6,1 mol per liter (Mr NaCI = 58,5).

AgCI hanya mampu larut sejumlah 1,45 mg dalam 1 liter larutan,

maka hanya 0,00145

143,5 atau 10

–5 _{mol per liter.}

Kelarutan NaCI sangat besar dalam air, sedangkan AgCI kelarutannya sangat kecil atau AgCI sukar larut dalam air. Apabila daIam elektrolit dikenal garam yang tidak larut, itu berarti bukan tidak larut sama sekali, melainkan jumlah yang larut sangat sedikit. Kelarutan AgCI = 1,25 ˜ 10–5 _{mol per liter, berarti jumlah} maksimum AgCl yang dapat larut hanya 1,25 ˜ 10–5 _{mol dalam} 1 liter larutan. AgCI yang terlarut dalam air terurai menjadi ion-ionnya, yakni Ag+ _{dan Cl}–_{. Larutan AgCI yang mengandung AgCI} padat adalah Iarutan jenuh, dan kesetimbangan reaksi ionnya sebagai berikut.

AgCl(s) Ag+_{(aq) + Cl}–_(aq)

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 BaSO₄, AgCl, dan HgF₂, jika dimasukkan dalam air murni lalu diaduk, akan terlarut juga walaupun hanya sedikit sekali. Karena garam-garam ini adalah elektrolit, maka garam-garam yang terlarut akan terionisasi, sehingga dalam larutan akan terbentuk suatu kesetimbangan ion.

Contoh:

Suatu larutan jenuh elektrolit A_xB_y dalam air yang berisi A_xB_y padat. Dalam larutan terjadi kesetimbangan ion.

A_xB_y(s) xAy+_{(aq) + yB}x–_(aq)

Berdasarkan reaksi kesetimbangan ini dapat dihitung harga tetapan kesetimbangan: tidak berubah selama A_xB_y padat masih terdapat dalam larutan dan suhu percobaan tetap.

Persamaan (1) dapat juga ditulis sebagai:

K˜ [A_xB_y] = [Ay+_]x_{˜ [B}x–_]y _...(2)

Karena harga K tetap dan harga konsentrasi A_xB_y merupakan tetapan baru. Tetapan baru ini dinyatakan dengan notasi K_sp, maka persamaan (2) dapat ditulis:

K_sp A_xB_y = [Ay+_]x ˜ _[Bx–_]y

Hasil kali konsentrasi ion dalam larutan garam yang sukar larut dalam air setelah masing-masing konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien menurut persamaan ionisasi-nya tidak dapat melampaui harga K_sp-nya. Berarti, K_sp adalah batas maksimal hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh elektrolit yang sukar larut dalam air.

Dalam perhitungan-perhitungan, jika hasil kali kon-sentrasi ion-ion:

1. kurang dari K_sp : berarti larutan belum jenuh; 2. sama dengan K_sp : berarti larutan tepat jenuh; 3. lebih dari K_sp : berarti larutan lewat jenuh dan

terjadi pengendapan garamnya.

Untuk mengetahui terjadinya pengendapan, belum jenuh, atau tepat jenuh dari pencampuran dua zat, maka harus dibandingkan dengan hasil kali konsentrasi ion-ion yang dicampurkan (Q_c) dengan harga K_sp.

Jika:

1. Q_c > K_sp maka terjadi pengendapan. 2. Q_c = K_sp maka larutan tepat jenuh.

3. Q_c < K_sp maka larutan belum jenuh (tidak mengendap).

Contoh soal:

1. Bila kelarutan AgCl = 10–5 _{M, maka tentukan hasil kali} kelarutan AgCl!

Jawab: AgCl Ag+ _{+ Cl}– 10–5 _{M 10}–5_{M 10}–5_M

K_sp AgCl = [Ag+_] ˜ _[Cl– _] = (10–5_{) ˜ (10}–5₎ = 10–10 _molL–1

2. Buktikan dengan perhitungan apakah terjadi endapan bila 10 mL larutan CaCl₂ 0,2 M dicampurkan dengan 10 mL larutan NaOH 0,02 M jika diketahui K_sp Ca(OH)₂ = 8 ˜ 10–6_!

Jawab: [CaCl₂] = 10 mL

20 mL u 0,2 M = 0,1 M

[Ca2+] = 10–1 M

[NaOH] = 10 mL

20 mL u 0,02 M = 0,01 M

[OH–] = 0,01 M Q_c = [Ca2+] ˜ [OH– ]2

= (10–1) ˜ (10–2)2 = 10–5

Karena Q_c > K_sp maka campuran larutan akan mengendap.

Apabila rumus umum garam A_xB_y, maka kelarutan garam dalam air dapat dinyatakan dengan:

Kelarutan (s) = Jadi, kelarutan dalam 250 mL air:

= 250 mL

Penambahan ion sejenis akan menurunkan kelarutan (sukar larut).

Contoh soal:

E. Pengaruh Ion Sejenis/Ion Senama

Hasil Kali Kelarutan Kalsium Hidroksida

Tujuan: Mengamati kelarutan kalsium hidroksida dalam air dan pengaruh ion sejenis.

Alat dan bahan:

1. tabung reaksi 2. rak tabung reaksi 3. pipet tetes

4. larutan jenuh kalsium hidroksida dalam: a. air suling

b. larutan natrium hidroksida 0,025 M

c. larutan natrium hidroksida 0,05 M

d. larutan asam klorida 0,1 M

e. indikator fenolftalein

Cara Kerja:

1. Teteskan 25 tetes larutan Ca(OH)₂ dalam air suling dalam tabung reaksi dengan pipet tetes.

2. Tambahkan 1 tetes indikator fenolftalein, kemudian titrasi larutan dengan HCl 0,1 M (hentikan penetesan jika warna larutan tepat hilang).

3. Ulangi titrasi ini sampai diperoleh sekurang-kurangnya dua hasil tetap.

4. Ulangi prosedur di atas dengan larutan-larutan Ca(OH)₂ dalam berbagai larutan natrium hidroksida.

K_sp CaF₂ = [Ca2+_] ˜ _[F– _]2 4 u 10–10 _{= (x + 0,01) u (2x)}2

p

diabaikan

4 u 10–10 _{= 10}–2u _4x2

x = 10–4_M

Jadi, kelarutan CaF₂ dalam larutan CaCl₂ = 10–4 _M.

Hasil Pengamatan:

Pertanyaan:

1. Hitung dan isikan dalam tabel!

2. Bagaimana pengaruh NaOH terhadap kelarutan Ca(OH)₂? 3. Berapakah kelarutan Ca(OH)₂ dalam:

a. air;

b. larutan NaOH 0,025 M; c. larutan NaOH 0,05 M?

4. Berapa harga hasil kali kelarutan Ca(OH)₂? 5. Buatlah kesimpulannya!

1. Kelarutan suatu garam atau basa ditentukan oleh hasil kali kelarutannya pada suhu tertentu, yaitu hasil kali konsentrasi ion-ionnya yang terdapat dalam larutan jenuh.

Larutan jenuh Ca(OH)₂ dalam

air

NaOH 0,025 M

NaOH 0,050 M

Rata-rata hasil tetap Jumlah tetes larutan HCl 0,1 M

1 2 3 4

Larutan jenuh Ca(OH)₂ dalam

Jumlah tetes HCl 0,1 M yang digunakan [OH–_{] dalam larutan (moldm}–3₎

[OH–_{] dari Ca(OH)}

2 (moldm–3) [Ca2+_{] dalam larutan (moldm}–3₎ [Ca2+_{] ˜ [OH}–_]

2. Kelarutan suatu zat adalah jumlah maksimum zat itu yang dapat larut dalam pelarut pada suhu tertentu. Semakin banyak jumlah ion yang terdapat dalam larutan, semakin besar kelarutannya, berarti sukar mengendap.

3. Terbentuk atau tidaknya endapan dari campuran larutan elektrolit bergantung pada hasil kali konsentrasi ion-ionnya.

A+_{(aq) + B}–_{(aq) AB(s)} [A+_][B–_{] < K}

sp, larutan belum jenuh, tak terjadi endapan.

[A+_][B–_{] = K}

sp, larutan tepat jenuh, tepat mulai terbentuk endapan.

[A+_][B–_{] > K}

sp, larutan lewat jenuh, endapan semakin banyak.