KELARUTAN DAN HASIL KALI KELARUTAN A. Pengertian Kelarutan Kemampuan garam-garam larut dalam air tidaklah sama, ada garam yang mudah larut dalam air seperti natrium klorida (NaCl) 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 ditambahkan 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 x 10 1 mol dalam setiap liter larutan. 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 maksimumzat 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 atau 6,1 mol per liter (Mr NaCI = 58,5). AgCI hanya mampu larut sejumlah 1,45 mg dalam 1 liter larutan atau hanya 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 x 10 5 mol per liter, berarti jumlah maksimum AgCl yang dapat larut hanya 1,25 x 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) Dalam larutan jenuh AgCI terdapat ion Ag + sebanyak 1,25 x 10 5 mol per liter dan ion Cl sebanyak 1,25 x 10 5 mol per liter.
B. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kelarutan Besarnya kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut: 1. Suhu Kelarutan zat padat dalam air semakin tinggi bila suhunya dinaikkan. Adanya panas mengakibatkan semakin renggangnya jarak antar molekul zat padat, sehingga kekuatan gaya antarmolekulnya menjadi lemah dan mudah terlepas oleh gaya tarik dari molekul-molekul air. 2. Jenis pelarut a. Senyawa polar mudah larut dalam pelarut polar. Contoh: Garam dapur, gula, alkohol, dan semua asam merupakan senyawa polar, sehingga mudah larut dalam pelarut polar seperti air. b. Senyawa non-polar mudah larut dalam pelarut non-polar. Contoh: Lemak mudah larut dalam minyak. C. Hasil Kali Kelarutan 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 BaSO 4, AgCl, dan HgF 2, jika dimasukkan dalam air murni lalu diaduk, akan terlarut juga walaupun hanya sedikit sekali. Karena garamgaram ini adalah elektrolit, maka garam yang terlarut akan terionisasi, sehingga dalam larutan akan terbentuk suatu kesetimbangan ion. Contoh larutan BaSO 4 terjadi kesetimbangan sebagai berikut : BaSO 4(s) Ba 2+ (aq) + SO 4 2 (aq) Tetapan kesetimbangan untuk reaksi di atas adalah: = [Ba2+ ] [SO4 2- ] [BaSO4] Konsentrasi BaSO 4 relatif tetap, maka K[BaSO 4 ] = Ksp = [Ba 2+ ] [SO 4 2- ]
Ksp disebut tetapan hasil kali kelarutan, dan harganya tetap sekalipun terdapat zat-zat lain dalam larutan.harga Ksp merupakan hasil kali konsentrasi zat terlarut atau ion terlarut dalam keadaan jenuh pada suhu kamar, karena jika suhu berubah maka nilai Ksp nya pun berubah, sesuai pengaruh suhu pada suatu kesetimbangan.tabel 1. Harga Ksp beberapa garam Senyawa Ksp Senyawa Ksp Al(OH) 3 2,0 x 10-33 PbS 7,0 x10-27 Fe(OH) 2 2,0 x 10-15 Ag 2 CrO 4 1,9 x 10-12 Fe(OH) 3 1,1 x 10-36 AgCN 1,6 x 10-14 Mg(OH) 2 1,2 x 10-11 BaCrO 4 2,4 x 10-10 Mn(OH) 2 1,2 x 10-14 BaSO 4 1,5 x10-9 Sn(OH) 2 5,0 x10-26 PbCrO 4 1,8 x 10-14 BaF 2 1,7 x 10-6 MgC 2 O 4 8,6 x 10-6 BaCO 3 8,1 x 10-9 MgF 2 7,0 x 10-9 CdS 3,6 x 10-29 Hg 2 Cl 2 2,0 x 10-18 MnS 7,0 x10-16 HgS 1,6 x 10-54 NiS 2,0 x 10-21 CaSO 4 2,0 x 10-14 CoS 3,0 x 10-26 Ag 2 CO 3 8,2 x 10-12 CuS 8,5 x 10-36 AgCl 1,7 x 10-10 Cu 2 S 2,0 x 10-47 AgI 8,5 x 10-17 SnS 1,0 x 10-26 AgBr 5,0 x 10-13 ZnS 1,2 x 10-23 Ag 2 S 5,0 x 10-49 PbC 2 O 4 2,7 x 10-11 FeC 2 O 4 2,1 x 10-7 PbCrO 4 1,8 x 10-14 FeS 3,7 x 10-19 PbCl 2 1,6 x 10-5 PbSO 4 2,0 x 10-8 Hasil kali konsentrasi ion dalam larutan garam yang sukar larut dalam air setelah masing-masing konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien menurut persamaan ionisasinya tidak dapat melampaui harga Ksp-nya.Berarti, Ksp adalah batas maksimal hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh elektrolit yang sukar larut dalam air. Dalam perhitungan-perhitungan, jika hasil kali konsentrasi ion-ion: 1. kurang dari Ksp : berarti larutan belum jenuh; 2. sama dengan Ksp : berarti larutan tepat jenuh;
3. lebih dari Ksp : berarti larutan lewat jenuh dan terjadi pengendapan. D. Hubungan Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan Untuk mengetahui terjadinya pengendapan, belum jenuh, atau tepat jenuh dari pencampuran dua zat, maka harus dibandingkan dengan hasil kali konsentrasi ion-ion yang dicampurkan (Qc) dengan harga Ksp. Jika: 1. Qc>Kspmaka terjadi pengendapan. 2. Qc= Kspmaka larutan tepat jenuh. 3. Qc<Kspmaka larutan belum jenuh (tidak mengendap). Contoh: Konsentrasi ion kalsium dalam plasma darah adalah 0,0025 M. Jika konsentrasi ion oksalat 1,0 x 10-8 M. Apakah kalsium oksalat, CaC 2 O 4 membentuk endapan? (Diketahui Ksp= 2,3 x 10-9 ) Reaksi kesetimbangan kalsium oksalat CaC 2 O 4(s) Ca 2+ 2 (aq) + C 2 O 4 (aq) Ksp= [Ca +2 ] [C 2 O -2 4 ] Karena: [Ca +2 ] = 0,0025 = 2,5 x 10-3 M [C 2 O -2 4 ] = 1,0 x 10-8 M maka : K = [Ca +2 ] [C 2 O -2 4 ] = (2.5 x 10-3 ) ( 1 x 10-8 ) = 2,5 x 10-11 karena 2.5 x 10-11 < 2,3 x 10-9, maka tidak terjadi pengendapan. E. Kelarutan Garam dalam Air dengan: Apabila rumus umum garam AxBy, maka kelarutan garam dalam air dapat dinyatakan Kelarutan (s) = K sp. F. Pengaruh Ion Sejenis/Ion Senama Suatu zat elektrolit umumnya lebih mudah larut dalam pelarut air murni daripada dalam air yang mengandung salah satu ion dari elektrolit tersebut. Jika AgCl dilarutkan
dalam larutan NaCl atau larutan AgNO 3, ternyata kelarutan AgCl dalam larutan-larutan tersebut akan lebih kecil jika dibandingkan dengan kelarutan AgCl dalam air murni. Hal ini disebabkan karena sebelum AgCl (s) terionisasi menjadi Ag + (aq) atau Cl (aq), di dalam larutan sudah terdapat ion Ag + (dari AgNO 3 ) atau ion Cl (dari NaCl) AgCl (s) Ag + (aq) + Cl (aq) Sesuai dengan Asas Le Chatelier, penambahan Ag + atau Cl akan menggeser kesetimbangan ke kiri, sehingga AgCl yang larut makin sedikit. Dengan demikian, adanya ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit. Gejala pengaruh ion sejenis dapat dipakai untuk menerangkan mengapa ph berpengaruh pada kelarutan suatu zat. Sebagai contoh Mg(OH) 2 yang kesetimbangan kelarutannya digambarkan dengan persamaan reaksi berikut : Mg(OH) 2(s) Mg 2+ (aq) + 2OH (aq) Harga Ksp untuk Mg(OH) 2 ialah 1,2 x 10-12. Perhitungan kelarutan Mg(OH) 2 dengan cara seperti yang telah diperlihatkan pada contoh terdahulu, memberikanhasil bahwa kelarutan Mg(OH) 2 sebesar 1,44 x 10-4 mol/l. Jika Mg(OH) 2 padatberkesetimbangan dengan larutan yang dianggap pada ph=9, maka poh= 5 [OH - ] = 10-5 [Mg 2+ ] [OH - ] = Ksp [Mg 2+ ] [10-5 ] 2 = 1,2 x 10-12 [Mg 2+ ] = 1,2 x 10-1 Jadi, kelarutan Mg(OH) 2 sebesar 0,12 M. Penurunan ph menyebabkan kelarutan Mg(OH) 2 bertambah. Jika larutan dibuat asam, maka kelarutan Mg(OH) 2 lebih besar sesuai dengan pergeseran kesetimbangan kelarutan Mg(OH) 2 ke kanan akibat pengurangan [OH - ]. G. Penggunaan Konsep Ksp dalam Pemisahan Zat Harga Ksp suatu elektrolit dapat dipergunakan untuk memisahkan dua atau lebih larutan yang bercampur dengan cara pengendapan. Proses pemisahan ini dengan menambahkan suatu larutan elektrolit lain yang dapat berikatan dengan ion-ion dalam campuran larutan yang akan dipisahkan. Karena setiap larutan mempunyai kelarutan yang berbeda-beda, maka secara otomatis ada larutan yang mengendap lebih dulu dan ada yang mengendap kemudian, sehingga masing-masing larutan dapat dipisahkan dalam bentuk endapannya.
Misalnya pada larutan jenuh MAberlaku persamaan: Ksp = [M + ] [A ] Jika larutan itu belum jenuh ( MA yang terlarut masih sedikit), sudah tentu harga [M + ][A ] lebih kecil daripada harga Ksp. Sebaliknya jika [M + ][A ] lebih besar daripada Ksp, hal ini berarti larutan itu lewat jenuh, sehingga MAakan mengendap. Jika [M + ] [A ] <Ksp, maka larutan belum jenuh (tidak terjadi endapan). Jika [M + ] [A ] = Ksp, maka larutan tepat jenuh (tidak terjadi endapan). Jika [M + ] [A ] >Ksp, maka larutan lewat jenuh (terjadi endapan). Pemisahan kation-kation pada larutan yang mengandung campuran beberapa jenis kation dapat dilakukan berdasarkan perbedaan kelarutan garam-garam sulfida dari kation tersebut. Pada larutan yang mengandung kation Cu 2+ dan Ni 2+ misalnya, kation Cu 2+ dapat diendapkan dengan penambahan H 2 S dalam suasana asam, sementara Ni 2+ dapat diendapkan dengan penambahan H 2 S pada suasana basa. Dengan demikian maka kation Cu 2+ dan Ni 2+ dapat dipisahkan.