Mengetahui Kelarutan Zat

Larutkan 1 gram NaCl dan 1 gramCaC2O4 masing-masing dalam air

sampai volum larutan 100 mL, aduk dan apa yang terjadi!

Ion Na+ dan ion Cl–dalam larutan NaCl Kesetimbangan CaC2O4 padat,

ion Ca2+ dan ion C2O4 2-

A. Kesetimbangan KelarutanPada bab sebelumnya telah dipelajari contoh-contoh kesetimbangan homogen

dan heterogen.

Pada kesetimbangan homogen fase pereaksi dan hasil reaksinya sama.Contoh: Fe2+ (aq) + SCN- (aq) ↔Fe(SCN)2+ (aq)

Pada kesetimbangan heterogen fase pereaksi dan hasil reaksinya berbeda.Contoh: AgCl(s) ↔ Ag+ (ag) + Cl- (ag)

Konstanta kesetimbangan (K) untuk beberapa reaksi dapat dilihat pada tabelberikut.

Tabel 11.1 Konstanta kesetimbangan untuk beberapa reaksi

Reaksi Konstanta Kesetimbangan

1. Mg(OH)2 (s) ↔Mg2+ (ag) + 2 OH- (ag) K = [Mg2+ ] [OH– ]2

2. Ca3(PO4)2 (s) ↔ 3Ca2+ (ag) + 2 PO4 3- (ag) K = [Ca2+ ]3 [PO4 3- ]2

3. CH3COOH(aq) ↔ CH3COO– (aq) + H+ (aq) K= ¿¿

Jika suatu senyawa ion yang berwujud padat dimasukkan ke dalam air,biasanya akan larut membentuk ion-ion. Apakah semua senyawa ion mudah larut dalam air dan bagaimana hubungankonsep kesetimbangan dengan kelarutan zat? Lakukan kegiatan berikut!!

Na+ Cl-

Na+ Cl-

Ca2+ C2O4 2-

Ca2+ C2O4 2-

Pada percobaan, NaCl semua larut dalam air sedangkan CaC2O4 tidak larut semua. Pada pelarutan CaC2O4, tidak semua CaC2O4 larut dalam air, sehingga terdapat endapan CaC2O4. Pada larutan jenuhnya terdapat kesetimbangan antara CaC2O4 padat dengan ion-ionnya.

Reaksi: CaC2O4 (s) Ca2+ (aq) + C2O4 2- (aq)Harga kelarutan NaCl = 6,41 mol L-1

Harga kelarutan CaC2O4 = 4,7969.10-5 mol L-1

Maka NaCl dan CaC2O4 yang dapat larut dalam 100 mL larutan adalah :NaCl sebanyak = 0,641 x 58,5 g = 37,5 gCaC2O4 sebanyak = 0,479.10-5 x 128 g = 6,14.10-3 g = 6,14 mg

Dari percobaan tersebut dikatakan NaCl adalah senyawa yang mudah larut dalam air atau kelarutannya tinggi, sedangkan CaC2O4 adalah senyawa yang sukar larut dalam air atau kelarutannya rendah. Beberapa harga kelarutan zat dalam air dapat dilihat pada Tabel 11.2.

Tabel 11.2 Beberapa harga kelarutan zat dalam air

Senyawa Kelarutan (mol L-1)AgCl 1,3.10-5

Ca(OH)2 1,2.10-2

MgCO3 1,9.10-4

BaCrO4 1,4.10-5

PbSO4 1,3.10-4

Contoh Soal :

1. Di dalam 200 mL larutan terlarut 5,3 mg Ag2CrO4 (Mr = 332).a. Tulislah reaksi kesetimbangan Ag2CrO4 dalam air !

b. Berapakah kelarutan Ag2CrO4 dalam mol L-1 larutan ?

Penyelesaian :

a. Ag2CrO4 (aq) ↔ 2Ag+(aq) + CrO42– (aq)

b. 5,3 mg Ag2CrO4 = 5,310−3

332 mol = 1,6.10-5 mol

Kelarutan Ag2CrO4 : s = nV

= 1,6.10-5 mol ÷ 0,2 L = 8 x 10-5 mol L-1

2. Kelarutan PbI2 adalah 3,2.10-3 mol L-1. Berapa mol ion-ion Pb2+ dan I- yang terdapat dalam 50 mL larutan jenuh?

Penyelesaian :

Reaksi kesetimbangan PbI2 (s) ↔ Pb2+ (aq) + 2I- (aq)

Pb2+ = 501000

x 3,2.10-3 mol L-1 = 1,6 x 10-4 mol ion

I- = 501000

x 2 x 3,2.10-3 mol L-1 = 3,2 x 10-4 mol ion

B. Hasil Kali Kelarutan

Pada larutan jenuh terjadi kesetimbangan antara ion-ion dengan zat yang tidak larut. Proses ini terjadi dengan laju reaksi yang sama sehingga terjadi reaksi kesetimbangan. Contohnya reaksi kesetimbangan pada larutan jenuh CaC2O4 dalam air adalah:CaC2O4 (s) ↔ Ca2+ (aq) + C2O4 2- (aq)

Konstanta kesetimbangan: K = ¿¿¿

Oleh karena CaC2O4 yang larut dalam air sangat kecil maka konsentrasi CaC2O4 dianggap tetap. Sesuai dengan harga K untuk kesetimbangan heterogen, konstanta reaksi ini dapat ditulis :

Ksp = [Ca2+] [C2O42-]

Ksp atau konstanta hasil kali kelarutan adalah hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh, dipangkatkan masing-masing koefisien reaksinya. Rumus dan harga Ksp beberapa senyawa dapat dilihat pada Tabel 11.3.

Tabel 11.3 Beberapa harga Ksp senyawa

Rumus Reaksi Kesetimbangan Rumus Ksp Ksp

AgI AgI (s) ↔ Ag+ (aq) + I- (aq) Ksp = [Ag+] [I-] 1,5.10-16

AgCl AgCl(s) ↔ Ag+ (aq) + Cl–(aq) Ksp = [Ag+] [Cl-] 1,8.10-10

CaF2CaF2 (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2 F- (aq)

Ksp = [Ca2+ ] [F- ]2 3,9.10-11

Ag2CrO4 Ag2CrO4 (s) ↔ 2 Ag+ (aq) + CrO42- (aq) Ksp = [Ag+ ]2 [CrO4

2- ] 9,0.10-12

Mg(OH)2 Mg(OH)2 (s) ↔ Mg2+ (aq) + 2 OH- (aq) Ksp = [Mg2+] [OH- ]2 1,5.10-11

CaCO3 CaCO3 (s) ↔ Ca2+ (aq) + CO32- (aq) Ksp = [Ca2+ ] [CO3

2- ] 4,8.10-9

CaC2O4 CaC2O4 (s) ↔ Ca2+ (aq) + C2O42- (aq) Ksp = [Ca2+ ] [C2O4

2- ] 2,27.10-9

PbI2 PbI2 (s) ↔ Pb2+ (aq) + 2 I- (aq) Ksp = [Pb2+] [I- ]2 8,7.10-9

Ca3(PO4)2 Ca3(PO4)2 (s) ↔ 3Ca2+ (aq) + 2 PO43- (aq) Ksp = [Ca2+ ]3 [PO4

3– ]2 1.10-25

BaSO4 BaSO4 (s) ↔ Ba2+ (aq) + SO42- (aq) Ksp = [Ba2+ ] [SO4

2– ] 1,1.10-10

PbCl2 PbCl2 (s) ↔ Pb2+ (aq) + 2 Cl- (aq) Ksp = [Pb2+ ] [Cl-]2 1,7.10-5

Hubungan K SP dan Kelarutan

a.) Dalam Pelarut Air- Bivalen - Petravalen

AgCl → Ag+ + Cl- Ag3PO4 → 3Ag+ + PO43-

s s s s 3s sKSP : [Ag+ ] [Cl- ] KSP : [ Ag+ ]3 [PO4 3- ]

= (s) (s) = (3s)3 (s)

KSP = s2 → s= √KSP KSP = 27s4 → s = 4√KSP/27

- Trivalen Ag2CO3 → 2Ag+ + C03

2- s 2s s

KSP : [Ag+ ]2 [CO32- ]

= (2s)2 (s)

KSP = 4s3 → s = 3√KSP/ 4

Ca3 (PO4 )2 → 3Ca2+ + 2PO43-

s 3s 2sKSP : [Ca2+ ]3 [PO4

3- ]2

= (3s)3 (2s)2 → KSP = 108s5 → s= 5√KSP /108

Pentavalen

PbI4 → Pb4+ + 4I-

s s 4sKSP : [Pb4+ ] [I-]4

= (s) (4s)4 → KSP = 256s5 → s= 5√KSP /256

Contoh Soal :HITUNG KSP !!

1. a.) 4 mg Fe2(SO4 )3, Mr= 400. Dilarutkan dalam air sampai volume 100 ml b.) Ca(OH)2, Ph= 10 + log 4 c.) 0,001 M FeI3

Jawab :1. a.) Ada 2 cara penyelesaiannya : n Fe2(SO4)3 = 400 mg/mmol = 40000 mmol

M Fe2(SO4)3 = 4 mg/ 40000 mmol = 10-4

Fe2(SO4)3 → 2Fe3+ + 3SO42-

10-4 2.10-4 3.10-4

KSP = [Fe3+ ] [SO4 2-]= (2.10-4 M)2 (3.10-4 M)3

= 108.10-20 M5

= 1,08 . 10-18 M5

ATAU :

[Fe2 (SO4)3 ] = 4mg

400mgmmol

x100ml

= 10-4 M

KSP = 108s5

= 108 (10-4 M)5 = 108 x 10-20

= 108 x 10-18 M5

b.) Ada 2 cara penyelesaiannya :OH- = 4.10-4 → Ph = 10 + log4

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-

2.10-4 M 2.10-4 M 4.10-4 M

KSP = [Ca2+ ] [OH- ]= [2.10-4 ] [4.10-4 ]2

= 32.10-12 M3

ATAU :

KSP = 4s3

= 4(2.10-4 M)3

= 32.10-12 M3

c.) KSP = 27s4

= 21(10-3 M)4

= 27.10-12 M4

2. Berapa [I- ] pada larutan PbI2, KSP = 4.10-15 !!Jawab:s = 3√ksp /4 Jadi, PbI2 → Pb2+ + 2I-

10-5 2.10-5 M= 3√4.10−15 /4

= 10-5 M

3. Berapa massa kelarutan Ca(OH)2 dalam 100 ml air, Mr = 74 yang KSP = 1,2 x 10-12 !!Jawab :s = 3√ksp /4 Jadi, massa Ca(OH)2 :

m = S x V x Mr

= 3√ 1,2 x10−12

4= 6.694 x 10-5 x 0,1 L x 74 gr/mol

= 4,95356 x 10-4 g = 6,694 x 10-5 M

C. Penentuan Kelarutan Zat Berdasarkan Ksp atauSebaliknya

Kelarutan zat-zat yang sukar larut dapat ditentukan berdasarkan harga Ksp zat tersebut. Demikian pula harga Ksp dapat ditentukan jika konsentrasi ion-ion zat terlarut diketahui.

Contoh Soal

1. Hitung kelarutan garam AgCl dalam air, jika Ksp AgCl = 1,8.10-10.

Penyelesaian :

1. Misal kelarutan AgCl = X mol L-1

AgCl (s) ↔ Ag+ (aq) + Cl– (aq) X X X

Ksp AgCl = [Ag+ ] [Cl– ]1,8.10-10 = (X) x (X) = X2

X = √1,8 .10−10 = 1,34 x 10-5 mol L–1

Jadi, Kelarutan AgCl = 1,34 .10-5 mol L-1.

2. Suatu mineral mengandung kalsium fluorida CaF2. Hitung kelarutan garamtersebut (g L-1) jika KspCaF2 = 3,9.10-11.

Penyelesaian :

Misalkan [CaF2 ] = X mol L–1

CaF2 (s) ↔ Ca2+ (aq) + 2F– (aq) X X 2X

Ksp CaF2 = [Ca2+ ] [F– ]2

= (X) x (2X)2

= 4X3

4X3 = 3,9.10-11

X = 3√ . 3,9 .10−114= 2,1363 x 10-4 mol L–1

Jadi, Kelarutan CaF2 = (2,1363.10-4 mol L–1) x 78 = 1,67.10-2 g L–1.

3. Dalam suatu eksperimen 1,2.10-3 mol PbI2 terlarut dalam 1 liter larutan padasuhu 25℃. Berapa harga Ksp-nya?

Penyelesaian :PbI2 (s) ↔ Pb2+ (aq) + 2I– (aq)

1,2.10-3 2,4.10-3

KspPbI2 = [Pb2+ ] [I– ]2

= (1,2.10-3 ) x (2,4.10-3 )2

= 6,912.10-9

4. Kelarutan kalsium oksalat adalah 0,0061 g L-1 larutan. Hitung berapa hargaKsp CaC2O4 (ArCa = 40, C = 12, O = 16).

Penyelesaian :

[CaC2O4] = 0 ,0061128

= 4,8.10-5 mol L–1

CaC2O4 (s) ↔ Ca2+ (aq) + C2O42- (aq)

4,8.10-5 4,8.10-5

Ksp CaC2O4 = [Ca2+ ] [C2O42-]

= (4,8.10-5 ) x (4,8.10-5 )= 2,304 .10-9