KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN

1. Kelarutan

Misalkan kita mempunyai 3 buah beaker glass, yang masing-masing berisi air 50, 100, dan 150 mL. Pada beaker glass pertama kita tambahkan gula pasir sedikit demi sedikit sambil diaduk hingga gula pasirnya larut. Gula pasir ini terus kita tambahkan pada beaker glass yang pertama hingga gula pasir itu tepat tidak dapat larut lagi dalam air. Kemudian jumlah gula pasir yang kita tambahkan kita catat, misalnya untuk mencapai keadaan tersebut kita memerlukan 25 gr gula pasir untuk beaker glass pertama dan masing-masing 50 dan 75 gr untuk beaker glass kedua dan ketiga.Dari percobaan diatas dapat di peroleh kesimpulan bahwa banyaknya gula pasir yang larut di dalam air tergantung dari jumlah air yang tersedia. Semakin besar jumlah air yang tersedia maka semakin banyak pula jumlah gula pasir yang dapat larut. Jadi dari sinilah kita merumuskan apa yang disebut dengan kelarutan (s).kelarutan didefinisikan sebagai jumlah maksimum suatu zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut pada temperature tertentu” (Purba, 2000 : 40).

2. Tetapan Hasil Kali Kelarutan

Sebagai contoh CuBr (Tembaga (I) Bromida). Kelarutan CuBr dalam 1 liter adalah 0,0287 gr pada 25 C. Di timbang CuBr sebanyak 0,0287 gr dan kemudian masukan ke dalam 1 L air. Pada saat awal CuBr di masukan ke dalam air, maka kation Cu⁺ dan anion Br^- belum terbentuk, dan dengan berlangsungnya proses pelarutan maka konsentrasi kedua ion tersebut akan meningkat. Proses disosiasi CuBr menjadi ion-ionnya dapat ditulis sebagai berikut:

CuBr_(s) Cu⁺_(aq) + Br^-_(aq)

Jumlah kation dan anion akan semakin meningkat sampai mencapai jumlah maksimum pada saat semua CuBr terlarut. Pada keadaan ini dimungkinkan ion Cu⁺ dan F^‑ bisa bertumbukan satu sama lain membentuk CuBr.

Cu⁺ _(aq) + Br^-_(aq) CuBr _(s)

Sehingga dalam keadaan ini dua proses akan salaing berkompetisi yaitu reaksi disosiasi dan kebalikannya, pada saat inilah keseimbangan dinamis tercapai dan reaksinya dapat kita tulis sebagai:

CuBr _(s) Cu⁺ _(aq) + Br^-_(aq)

Persamaan konstanta kesetimbangan pada reaksi diatas sebagai :

K = [Cu⁺][Br⁺] / [CuBr]

Perlu diingat bahwa CuBr adalah zat padat murni dan diangagap konsentrasinya adalah 1 maka persamaan diatas ditulis sebagai:

K = [Cu⁺][Br^-]

atau biasa ditulis

Ksp = [Cu⁺][Br^-]

Ksp disebut sebagai Konstanta hasil kali kelarutan atau biasanya disebut sabagai Hasil Kali Kelarutan. Jadi yang dimaksud dengan Hasil Kali Kelarutan adalah “ konstanta kesetimbangan zat ( garam atau basa) yang kelarutannya kecil di dalam air” (Purba, 2000 : 41).

3. Hubungan kelarutan dengan hasil kali kelarutan

Untuk mengitung Ksp diperlukan data kelarutan (s) dan sebaliknya. Rumus untuk menentukan Ksp tergantung dari jenis zat, disini akan dibagi beberapa kelompok zat berdasarkan AB, A₂B, dan A₂B₃. Sebenarnya tidak perlu menghafal rumus rumus ini akan tetapi yang harus dipahamai adalah bagaimana menguraikan zat-zat tersebut.

a) Zat bertipe AB

Contoh senyawaan yang tergolong ini adalah AgCl, CuBr, CaCO3, BaSO₄. Sebagai contoh AgCl, dalam keadaan larutan jenuh konsentrasi AgCl adalah s, maka konsentrasi ion Ag⁺ dan Cl^- adalah:

AgCl_(s) Ag⁺_(aq) + Cl^-_(aq)
s s s

Dengan demikian nilai Ksp AgCl dapat dikaitkan dengan harga kelarutan (s) adalah

Ksp AgCl = [Ag⁺][Cl^-]

Ksp AgCl = s.s

Ksp AgCl = s²

b) Zat bertipe A₂ Batau AB₂

Contoh zat ini adalah Ag₂CrO₄, CuI₂, MgF₂, Ba(OH)₂, PbCl₂,dll

MgF_2(s) Mg²⁺_(aq) + 2F^-_(aq)
s s 2s

Ksp MgF₂ = [Mg²⁺][F^-]²
Ksp MgF₂ = s. (2s) ²
Ksp MgF₂ = s. 4s²
Ksp MgF₂ = 4s³

c) Zat bertipe A₂ B₃ atau A₃ B₂

Contoh zat ini adalah Ca₃(PO₄)₂, Co₂S₃ , Fe₂S_3, dll

Ca₃(PO4)_2(s) 3Ca²⁺ _(aq) + 2PO^3- _(aq)
s 3s 2s

Ksp Ca₃(PO₄)₂ = [Ca²⁺] ³[PO^3- ]²
Ksp Ca₃(PO₄)₂ = (3s)³ . (2s)²
Ksp Ca₃(PO₄)₂ = 9s3 . 4s2
Ksp Ca₃(PO₄)₂ = 36s⁵

d) Zat bertipe AB₃ atau A₃ B

Contoh Fe(OH)₃ , Cr(OH)₃ , Al(OH)₃ , Co(OH)₃ dll

Co(OH) _{3 (s)} Co³⁺ _(aq) + 3OH^- _(aq)
s s 3s

Ksp Co(OH)₃ = [Co³⁺][OH^-]³
Ksp Co(OH)₃ = s . (3s) ³
Ksp Co(OH)₃ = s. 27s³
Ksp Co(OH)₃ = 27s⁴

Setelah dilihat rumus-rumus diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa rumus Ksp sangat bergantung pada jenis zat, dan secara mudah dapat ditulis bila mengetahui cara menguraikan zat tersebut dan kemudian menuliskan persamaan kesetimbangannya (Purba, 2000: 43).

4. Pengaruh ion senama terhadap kelarutan

Kelarutan senyawa ion yang dapat berkurang bila dalam larutan terdapat ion sejenis yang berasal dari senyawa lain, misalnya: Kelarutan AgCl akan lebih kecil dalam larutan yang mengandung ion Ag⁺ atau Cl^- dari senyawa lain, seperti AgNO₃ dan NaCl. Hal ini disebabkan oleh ion sejenis menggeser kesetimbangan AgCl ke kiri,

AgCl _(s) Ag⁺ _(aq) + Cl^- _(aq)

Sehingga kelarutan AgCl berkurang.

Contoh Soal : Hitunglah kelarutan PbI₂ (Ksp = 1,6 x 10^-8) dalam larutan Pb(NO₃)₂ 0,1M!

Jawab:

Pb(NO₃)_{2 (s)} Pb²⁺ _(aq) + 2NO^3-_(aq)

0,1 M 0,1 M 0,2 M

PbI_2(s) Pb²⁺_(aq) + 2^I-_(aq)

s s 2s

Ksp PbI₂ = [Pb²⁺][I^-]²

1,6 x 10^-8 = [10^-1] [I^-]²

[I^-]² = 16 x 10^-8

[I^-] = 4 x 10^-4 M

PbI² = ½ x 4 x 10^-4 = 2x 10^-4 M (Purba, 2000 : 44)

5. Pengaruh pH terhadap kelarutan

Tingkat keasaman larutan (pH) dapat mempengaruhi kelarutan dari berbagai jenis zat. Suatu basa umumnya lebih larut dalam larutan yang bersifat asam dan sebaliknya lebih sukar dalam larutan yang bersifat basa. Garam-garam yang berasal dari asam lemah akan lebih mudah larut dalam larutan yang bersifat asam kuat.

Contoh soal

Larutan jenuh Zn(OH)₂ mempunyai pH 9. Hitunglah Ksp Zn(OH)₂!

Jawab:

Zn(OH)₂ Zn²⁺ + 2OH^-

pOH = 14 – 9 = 5

[OH^-] = 10^-5

[Zn²⁺] = ½ x 10^-5 = 5 x 10^-6 M

Ksp = [Zn²⁺][OH^‑]²

= [5 x 10^-6][10^-5]²

= 5 x 10^-16

6. Reaksi pengendapan

Untuk membedakan reaksi yang dapat mengendap atau tidak tinggal membandingkan nilai Ksp dengan nilai Qc nya saja, Qc dicari dengan cara menggunakan rumus yang sama pada waktu mencari Ksp akan tetapi konsentrasi spesies yang terlibat dicari terlebih dahulu setelah terjadi pencampuran, sehingga volumenya sekarang yang dipakai adalah volume total.

Contoh : dicampurkan 100 mL MgCl₂ 0,01 M dengan 100 mL larutan K₂CO₃ 0,001M. jika diketahui Ksp MgCO₃ = 3,5 x 10^-5 jelaskan dengan perhitungan apakah MgCO₃ mengendap?

Jawab

Didalam campuran terdapat :

MgCl_2(aq) à Mg²⁺_(aq) + 2Cl^-_(aq)

1 mmol 1mmol 2 mmol (dalam 200 ml larutan)

K₂CO_3(aq) à 2K⁺_(aq) + CO₃^2-_(aq)

0,01 mmol 0,2 mmol 0,1 mmol(dalam 200 ml larutan)

Sehingga terjadi kesetimbangan sebagai berikut :

MgCl_2(aq) Mg²⁺_(aq) + 2Cl^-_(aq)

1 mmol 0,1 mmol

Setelah dicampur :

(Mg²⁺) = = 5 x 10^-3M

(CO^3-) = = 5 x 10^-4M

Qsp MgCO₃ = (Mg²⁺)(CO₃^3-) = (5x10^-3)(5x10^-4)

= 25 x 10^-7 = 2,5 x 10^-6

Karena Qsp MgCO₃ <>3 maka MgCO₃ belum mengendap

Untuk suatu garam AB yang sukar larut berlaku ketentuan, jika:

[A+] x [B-] <	Larutan tak jenuh; tidak terjadi pengendapan
[A+] x [B-] = Ksp	Larutan tepat jenuh; larutan tepat mengendap
[A+] x [B-] > Ksp	Larutan kelewat jenuh; di sini terjadi pengendapan zat

(Purba, 2000 : 44)