Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan Ksp – Belajar Kimia

Dalam postingan ini , mari membahas materi tentang Hasil Kali Kelarutan Ksp.

Pengertian Kelarutan

Kelarutan s adalah jumlah partikel zat terlarut dalam larutan jenuh yang mempunyai satuan mol/liter.

Larutan Jenuh berada pada keadaan di mana pelarut hanya dapat menampung jumlah maksimum yang mungkin melarut dari zat terlarut. Jika partikel zat terlarut ditambahkan lagi ke dalam larutan, maka partikel tersebut akan mengendap. Beberapa senyawa ion, seperti garam dan basa, yang kelarutannya rendah dalam air akan mudah membentuk larutan jenuhnya.

Zat elektrolit yang sukar larut dalam air, pada keadaan jenuh akan membentuk kesetimbangan dinamis antara ion-ion yang terlarut dan zat padat yang mengendap. Kesetimbangan ini disebut Kesetimbangan kelarutan.

Banyaknya zat terlarut dalam gram atau mol setiap liter larutan jenuh pada temperatur tertentu disebut kelarutan solubility.

Kelarutan suatu zat elektrolit dipengaruhi oleh tiga faktor berikut:

  • Jenis zat terlarut (asam, basa, dan garam).
  • Jenis pelarut (polar atau nonpolar).
  • Temperatur (kenaikan temperatur mempercepat proses pelarutan).

Contoh 1
Sebanyak 14,35 gram AgCl dilarutkan dalam 100 mL air pada temperatur tertentu. Berapakah kelarutan AgCl dalam mol/liter ?
Pembahasan:
Mr AgCl = (1 x Ar Ag) + (1 x Ar Cl) = 108 + 35.5 = 143,5
Mol AgCl = massa/massa molar = 14,35/143,5 = 0,1 mol
Volume larutan = 0,1 L
Maka kelarutan AgCl = 0,1 mol/0,1 L = 1 mol/liter

Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

Hasil Kali Kelarutan (Ksp) adalah jumlah ion-ion dalam larutan jenuh yag dipangkatkan koefisiennya dalam kesetimbangan, menunjukkan tetapan kesetimbangan bentuk padatan zat terlarut dengan ionnya dalam larutan

Saat daya hantar listrik larutan konstan, dalam larutan terjadi proses kesetimbangan. Kesetimbangan tersebut terjadi antara padatan elektrolit dengan ion-ionnya. Saat keadaan larutan jenuh, dianggap terjadi kesetimbangan dinamis antara zat terlarut padat dan ion-ionnya larut dalam air. Sebagai contoh, dalam larutan jenuh BaSO4 terjadi kesetimbangan dinamis berikut.

BaSO4(s) ↔ Ba2+(aq) + SO42-(aq)­

Persamaan di atas menerangkan bahwa dalam suatu larutan jenuh terkandung zat padat yang tidak larut bentuksolid. Zat padat yang tidak larut ini berada dalam kesetimbangan dengan ion barium dan sulfat yang larut bentukaqueos. Oleh karena reaksi merupakan bentuk kesetimbangan maka pembentukan zat padat sama dengan pembentukan ion-ion dalam larutan.

Menurut hukum kesetimbangan kimia, perbandingan [Ba2+] dan [SO42-] terhadap [BaSO4] berharga tetap. Tetapan kesetimbangan reaksi di atas dapat dituliskan sebagai berikut:

Konsentrasi BaSO4 padat tetap sehingga :
Kc [BaSOs] = [Ba2+aq][SO42-aq]
Ksp = [Ba2+][SO42-]

Catatan :
AxB→ xAy+ + yBx-
Ksp = [Ay+][Bx-]y

Untuk senyawa elektrolit dengan jumlah ion n :
n =1 → Ksp = s2
n = 2 → Ksp = 4s3
n = 3 → Ksp = 27s4
Untuk Ksp dengan jumlah ion = n, maka Ksp = n–1n−1 sn

Contoh 2
Tentukan Ksp larutan jenuh
1. AgCl
2. MgOH­2
3. Ca3(PO4)2
Pembahasan :
AgCls­ ↔ Ag+aq + Claq
Ksp = [Ag+][Cl]

MgOH­2s­ ↔ Mg2+aq + 2OHaq
Ksp = [Mg2+][OH]2

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

Contoh 3
Hitunglah hasil kali kelarutan jika kelarutan Ag2S adalah 2a mol/liter.
Pembahasan :
Ag2Ss  → 2Ag+s + S2-aq
  s              2s           s
Ksp Ag2Saq = [Ag+]2[S2-]
= 2s2s
Ksp Ag2Saq = 4s3 = 42a3 = 32a3

Pengaruh Ion Sejenis pada Kelarutan

Ion sejenisadalah suatu ion yang ditambahkan ke dalam larutan yang sudah mengandung sejumlah ion yang sama. Sebagai contoh, penambahan sejumlah ion OH ke dalam larutan BaOH2.

Bagaimana menerangkan perubahan yang terjadi tersebut? Kelarutan suatu senyawa elektrolit dalam air yang mengandung ion sejenis lebih kecil daripada kelarutannya dalam air murni. Sebagai contoh, penambahan larutan KBr 0,01 M ke dalam larutan jenuh AgBr dalam keadaan jenuh berikut:

AgBr(s) ↔ Ag+(s) + Br(aq)

Penambahan larutan KBr 0,01 M akan memperbesar ion Br sebesar 0,01 M

Sesuai dengan azas Le Chatelier, penambahan ion Br akan menggeser kesetimbangan ke kiri dan sejumlah AgBr yang ada dalam larutan jenuh mengendap akibat penambahan KBr. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa penambahan ion sejenis menyebabkan berkurangnya kelarutan suatu senyawa. Hal ini sering disebut sebagai Pengaruh ion sejenis.

Contoh 4
Berapakah kelarutan AgCl (Ksp AgCl = 1,7 x 10-10) dalam air dan dalam larutan yang mengandung ion Cl sebanyak 10-2 M?
Pembahasan :
AgCl ↔ Ag+ + Cl­-
Misalkan kelarutan AgCl = s mol L-1
Ksp AgCl = [Ag+][Cl]
1,7 x 10-10 = s x s
s2 =  1,7 x 10-10
             s  =  1,3 x 10-5
Kelarutan AgCl dalam air = 1,3 x 10-5 mol L-1, jika larutan terdapat 10-2 M Cl, maka
Ksp AgCl = [Ag+][Cl]
1,7 x 10-10 = s x 10-2
              s  = 1,7 x 10-8

Ksp dan Pengendapan Zat Terlarut

Seperti telah kalian ketahui bahwa apabila ke dalam larutan jenuh ditambahkan kembali sejumlah tertentu zat terlarut, akan terjadi endapan. Demikian halnya kalau kamu mencampurkan dua larutan lewat jenuh akan menghasilkan endapan.

Contohnya terjadi pada reaksi larutan lewat jenuh perak nitrat dengan barium klorida. Agar campuran kedua larutan tersebut membentuk endapan perak klorida maka hasil kali kelarutan ion Ag+ dan Cl dalam larutan harus melebihi harga tetapan hasil kali kelarutan AgCl (Ksp AgCl).

Perhatikan reaksi kesetimbangan kelarutan perak klorida berikut:

AgCls ↔ Ag+aq + Claq
Ksp (25oC) = 1,7 x 10-10 = [Ag+][Cl]

Persamaan di atas menjelaskan bahwa pada suhu 25oC larutan yang mengandung ion Ag+ dan Cl memiliki harga hasil kali kelarutan ion tidak lebih dari 1,7 x 10-10. Jika harga hasil kali kelarutan (Ksp) lebih besar dari 1,7 x 10-10 maka ion Ag+ dan Cl akan bergabung membentuk padatan AgCls.

Makin besar harga Ksp suatu zat kelarutan zat tersebut semakin besar sehingga semakin mudah larut. Jika hasil kali konsentrasi ion-ion yang ada dalam larutan dipangkatkan koefisiennya lebih kecil dari Ksp, larutan belum jenuh. Sebaliknya, jika hasil kalinya lebih besar sama dengan Ksp, akan terbentuk larutan jenuh.

Secara ringkas, pernyataan-pernyataan di atas dapat dinyatakan sebagai berikut:

AxBy ↔ xAy+ + yBx-
[Ay+]x [Bx-]y < Ksp → AxB    tidak mengendap
[Ay+]x [Bx-]y = Ksp → AxBy     larutan jenuh
[Ay+]x [Bx-]y > Ksp → AxBy     mengendap

Contoh 5
Apakah PbSOmengendap, jika 100 mL larutan Pb(NO3)2 0,003 M ditambahkan ke dalam 400 mL larutan Na2SO4 0,04 M Jika Ksp PbSO4 = 2,0 x 10-8
Pembahasan :
Pb(NO3)2 + Na2SO4 → PbSO4 + 2NaNO3
Pb(NO3)2 = V x M = 100 mL x 0,003 M = 0,3 mmol = 3 x 10-4 mol
Pb(NO3)2 ↔ Pb2+ + 2NO3
Pb2+ = 3 x 10-4 mol

Na2SO→ 2Na+ + SO42-
Na2SO4 = V x M = 400 mL x 0,04 M = 16 mmol = 1,6 x 10-2 mol
SO42- = 1,6 x 10-2 mol

Jadi, PbSO4 ↔ Pb2+ + SO42-
[Pb2+][SO42-]  = (6 x 10-4)(3,2 x 10-2)
Ksp PbSO4    = 2,0 x 10-8
Harga [Pb2+][SO42-]  > Ksp PbSO4   
Oleh karena itu PbSOmengendap