Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan [Kimia SMA]

Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan Kimia SMA – Ini adalah rangkuman dari Bab Kelarutan dan Hasil kali kelarutan pelajaran Kimia kelas 2 SMA. Hasil rangkuman ini bisa dimanfaatkan untuk bahan presentasi power point atau bahan makalah kimia.

·      Kelarutan

Kelarutan adalah jumlah maksimum suatu zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu atau dalam sejumlah larutan tertentu.

Kelarutan dilambangkan dengan s (solubility), dan dinyatakan dalam mol L^-1.

·      Hasil kali kelarutan

Pada suatu larutan elektrolit, zat-zat yang terlarut terionisasi menghasilkan kation dan anion. Jika keadaan sudah lewat jenuh, akan terdapat endapan dari zat tersebut. Antara ion-ion yang dihasilkan dan endapan yang terbentuk, maka akan terjadi kesetimbangan heterogen. Contoh:

a.       AgCl_(s)  Ag⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

b.      Ag₂CrO₄  2Ag⁺_(aq) + CrO₄^2-_(aq)

c.       Mg(OH)₂  Mg²⁺_(aq) + 2OH^-_(aq)

Jika terdapat larutan dan padatan pada suatu kesetimbangan heterogen, dalam penentuan harga tetapan kesetimbangan, hanya konsentrasi ion-ion saja yang diperhitungkan, maka pada:

a.       K₁ = [Ag⁺][Cl^-]

b.      K₂ = [Ag⁺]² [CrO₄^2-]

c.       K₃ = [Mg²⁺][ OH^-]²

Dari uraian diatas, maka tetapan kesetimbangan yang berlaku yaitu tetapan hasil kali kelarutan (solubility product constant) yang disingkat dengan K_sp. Dengan kata lain, tetapan hasil kali kelarutan  adalah tetapan kesetimbangan dari keseimbangan antara garam atau basa yang sedikit larut.

Maka pada:

a.       K_sp AgCl = [Ag⁺][Cl^-]

b.      K_sp Ag₂CrO₄  = [Ag⁺]² [CrO₄^2-]

c.       K_sp Mg(OH)₂  = [Mg²⁺][ OH^-]²

Harga K_sp merupakan perkalian antara konsentrasi kation dan konsentrasi anion pangkat koefisiennya. Perhatikanlah persamaan reaksi berikut:

              K_xA_{y (s)}   x K^y+ _(aq) + y A^x-_(aq)

Dari persamaan reaksi tersebut maka

             K_sp K_xA_y = [K^y+]^x [A^x-]^y

Dengan x = bilangan yang menunjukkan jumlah kation

              Y = bilangan yang menunjukkan jumlah anion

Contoh :

Tulislah rumusan K_sp garam-garam berikut ini:

a.       AgBr

b.      Ag₂CrO₄

c.       PbI₂

d.      Ba₃(PO₄)₂

Jawab:

a.       K_sp AgBr = [Ag⁺][Br^-]

b.      K_sp Ag₂CO₃  = [Ag⁺]² [CO₃^2-]

c.       K_sp PbI₂  = [Pb²⁺] [I^-]²

e.       K_sp Ba₃(PO₄)₂  = [Ba²⁺]³ [PO₄^3-]²

·      Hubungan kelarutan (s) dengan hasil kali kelarutan (K_sp)

Jumlah zat yang terlarut dapat dihitung dari harga K_sp, sedangkan harga K_sp dapat dapat ditentukan jika harga kelarutan (s) zat diketahui.

                      A_xB_{y (s)}   x A^y+ _(aq) + y B^x-_(aq)

Kelarutan:         s               xs             ys

K_sp A_xB_y  = [A^y+]^x [B^x-]^y

                 = [xs]^x[ys]^y

                 = x^x  s^x  y^y  s^y

                 = x^x   y^y  s^x+y

               s =

Contoh :

1.      Diketahui K_sp Ag₂CrO₄ pada suhu 25⁰C adalah 2,4  10^-12. Tentukanlah kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air pada suhu 25⁰C dan tentukan konsentrasi [Ag⁺] dalam keadaan jenuh!

Jawab :

s =  =   = 8,4 x 10-5 mol/L

Jadi, kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air adalah 8,4 x 10^-5 mol/L. Konsentrasi [Ag⁺] = 2s = 2 x 8,4 x 10^-5 mol/L = 1,68 x 10^-4 mol/L.

2.      Pada suhu tertentu, kelarutan Ca(OH)₂ adalah 0.074 g dalam 100 mL larutan. Tentukanlah K_sp Ca(OH)₂ jika Mr Ca(OH)₂ = 74.

Jawab:

Jumlah mol Ca(OH)₂ = 0.074  / 74 = 10^-3 mol

Kelarutan Ca(OH)₂ = 10^-3 mol / 0.1 L = 10^-2mol/L

s =   =

K_sp = 4s³ = 4 x (10^-2)³ = 4 x 10^-6 mol/L

Jadi, K_sp Ca(OH)₂ adalah 4 x 10^-6 mol/L

·         Pengaruh ion senama terhadap kelarutan

Jika suatu zat elektrolit yang bila dilarutkan dalam air menghasilkan larutan elektrolit, zat yang terlarut akan terionisasi membentuk ion-ionnya. Jika AgCl dimasukkan dalam larutan AgNO₃, berarti sebelum terbentuk ion Ag⁺ dan ion Cl^-, dalam larutan sudah terdapat ion Ag⁺ dari AgNO₃. Ion Ag⁺ yang sudah ada dalam larutan tersebut ion senama. Begitu juga jika kita melarutkan AgCl dalam larutan NaCl, ion Cl^- dalam larutan disebut ion senama.

Menurut asas kesetimbangan, keberadaan ion senama akan mempengaruhi reaksi kesetimbangan.

AgCl_(s) → Ag⁺_(aq) + Cl^-_(aq)

Jika dalam larutan sudah terdapat Ag⁺ atau sudah terdapat Cl^-, reaksi kekanan akan sukar, berarti elektrolit akan semakin sukar larut. Jadi, intinya dengan adanya ion senama akan memperkecil kelarutan.

Contoh soal:

Diketahui K_sp AgCl = 1,6 x 10^-10. Tentukanlah kelarutan AgCl dalam:

a.       Larutan AgNO₃ 0.1M

b.      Larutan NaCl 0.2M

Jawab:

a.       Larutan AgNO_{3 (aq)} → Ag⁺_(aq) + NO₃^- _(aq)

              0.1M                0.1M       0.1M

Konsentrasi  0.1M Ag⁺ dalam larutan merupakan konsentrasi awal. Kemudian, kedalam larutan ditambahkan AgCl. Jika yang larut adalah s, maka:

                               AgCl_(aq) → Ag⁺_(aq)  +  Cl^-_(aq)

 Mula²:                                       0.1M

Kelarutan:                  s                 sM              sM

Kesetimbangan:                       (s+0.1)M         sM

Pada keadaan setimbang, konsentrasi Ag⁺ =  (s+0.1)M. karena harga s kecil sekali sehingga dapat diabaikan, maka konsentrasi Ag⁺ menjadi 0.1M.

K_sp AgCl = [Ag⁺][Cl^-]

1,6 x 10^-10 = (0.1) (s)

s =  1,6 x 10^-9 M               

jadi, kelarutan AgCl dalam larutan  AgNO₃ 0.1M adalah 1,6 x 10^-9 M       

b.      Larutan NaCl

Ion senama adalah Cl^- yang memiliki konsentrasi 0.2M.

K_sp AgCl = [Ag⁺][Cl^-]

1,6 x 10^-10 = (s) (0.2)

s =  8 x 10^-10 M                 

jadi, kelarutan AgCl dalam larutan  NaCl 0.2M adalah 8 x 10^-10 M

·         Pengaruh pH terhadap kelarutan

Sesuai dengan pengaruh ion senama, suatu basa akan sukar larut dalam larutan bersifat basa, dan suatu asam akan sukar larut dalam larutan bersifat asam.

Contoh soal:

Berapa kelarutan Mg(OH)₂ dalam larutan yang memiliki pH= 12? K_sp Mg(OH)₂ = 6 x 10^-12.

Jawab:

pH = 12

pOH = 2

[OH^-] = 10^-2 (ion senama)

K_sp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺][OH^-]²

6 x 10^-12 = (s)(10^-2)²

s = 6 x 10^-8 M

jadi, kelarutan Mg(OH)₂ dalam larutan yang memiliki pH= 12 adalah 6 x 10^-8 M.

·         Pengendapan

Hasil kali kelarutan disebut Qc. Jadi jika dua jenis larutan elektrolit dicampur, maka ada 3 kemungkinan yang akan terajdi, yaitu:

1.      Jika Qc < K_spnya maka terbentuk larutan belum jenuh (tidak terbentuk endapan)

2.      Jika Qc = K_spnya, maka terbentuk larutan tepat jenuh (tidak terbentuk endapan)

3.      Jika Qc > K_spnya, maka terbentuk larutan lewat jenuh (terbentuk endapan)

Catatan: dalam perhitungan harus digunakan konsentrasi setelah pencampuran.

Contoh soal:

1.      Jika 500 mL larutan AgNO₃ 10^-4M dicampur dengan 500 mL larutan NaCl 2x 10^-6M dan Ksp AgCl = 1.6 x 10^-10, apakah terbentuk endapan AgCl?

Jawab:

Setelah dicampurkan:

[AgNO₃] = [Ag⁺] =  =  = 5 x 10^-5 M

[NaCl]=[Cl^-]=  =  = 10^-6 M

Qc AgCl = [Ag⁺]][Cl^-] = 5 x 10^-5 x 10^-6 = 5 x 10^-11

Qc < Ksp sehingga tidak terjadi endapan

2.      Diketahui K_sp Ag₂CrO₄ = 2.4 x 10^-12. Jika 25 mL larutan AgNO₃ 10^-3M dicampur dengan 75 mL larutan Na₂CrO₄ 10^-3M, apakah terjadi endapan?

Jawab:

Setelah dicampurkan:

[AgNO₃] = [Ag⁺] =  =  = 2.5 x 10^-4 M

[NaCl]=[Cl^-]=  =  = 7.5 x 10^-4 M

Qc AgCl = [Ag⁺]]²[CrO₄^2-] = (2.5 x 10^-4)² (7.5 x 10^-4) = 46.8 x 10^-12

Qc > Ksp sehingga  terjadi endapan Ag₂CrO₄

3.      Diketahui Ksp Ca(OH)₂ = 4 x 10^-6. Tentukanlah pH pada saat mulai terbentuk endapan jika pada larutan CaCl₂ 0.1M ditambahkan larutan NaOH!

Jawab:

Saat mulai terbentuk endapan merupakan keadaan tepat jenuh sehingga perkalian ion-ion akan sesuai dengan harga Ksp.

Ksp Ca(OH)₂ = [Ca²⁺][OH^-]²

4 x 10^-6 = [0.1] [OH^-]²

[OH^-]² =  = 4 x 10^-5

[OH^-]² = 2 x 10^-2.5M

pOH = 2.5 – log 2

pH = 11.5 + log 2 = 11.8

jadi, endapan mulai terbentuk pada pH 11.8.

Jika anda menginginkan soft artikel ini dalam bentuk ms.word, tuliskan saja permintaan anda dalam kolom komentar. Jika rangkuman materi Ksp atau Kelarutan dan Hasil kali kelarutan ini bermanfaat untuk teman-teman, silahkan anda share lewat akun socmed kalian dengan mengklik logo socmednya. Semoga bermanfaat.