20.13  Solubility  No comments

KELARUTAN

Kelarutan adalah kuantitas maksimal suatu zat kimia terlarut (solut) untuk dapat larut pada pelarut tertentu membentuk larutan homogen. Kelarutan suatu zat dasarnya sangat bergantung pada sifat fisika dan kimia solut dan pelarut pada suhu, tekanan dan pH larutan. Secara luas kelarutan suatu zat pada pelarut tertentu merupakan suatu pengukuran konsentrasi kejenuhan dengan cara menambahkan sedikit demi sedikit solut pada pelarut sampai solut tersebut mengendap (tidak dapat larut lagi).

Rentang kelarutan sangat bervariasi. Ada banyak sekali zat kimia yang mempunyai kelarutan tak terbatas, dan hasilnya bercampur sempurna (miscible), misalnya adalah etanol dalam air. Ada pula zat kimia yang sama sekali tidak larut, sebagai contoh adalah perak klorida dalam air. Namun kebanyakan suatu zat dapat terlarut dalam pelarut sampai tepat jenuh, setelah itu mengendap seperti NaCl dalam air.

Maka dari itu, ilmuwan telah banyak meneliti kelarutan suatu solut pada pelarut, yang dikenal dengan aturan kelarutan. Pada keadaan tertentu, kesetimbangan kelarutan dapat menjadi berlebih sehingga disebut dengan larutan superjenuh atau metastabil.

Pengertian kelarutan sebaiknya tidak dikacaukan dengan kemampuan melarutkan atau mencairkan suatu zat, karena larutan juga dapat dibuat dengan mereaksikan suatu zat. Sebagai contoh adalah zink yang tak dapat larut dalam asam klorida. Tetapi karena adanya reaksi antara gas hidrogen dengan zink klorida menyebabkannya seperti larut. Kelarutan tidak bergantung pada ukuran partikel atau faktor kinetik lainnya, maupun waktu pelarutan.

Pengaruh Kelarutan – Sebelum lebih jauh mempelajari apa saja faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kelarutan pada suatu zat, mungkin akan lebih afdhol jika kita mempelajari dan memahami terlebih dahulu definisi atau pengertian kelarutan. Karena tidak mungkin kan? Kita mempelajari berbagai penyebab atau faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan, namun kita tidak paham apa arti dari kelarutan itu sendiri. Dan tentunya, setelah kita mengerti definisi tersebut, maka akan memudahkan kita untuk mempelajari berbagai faktor yang dapat mempengaruhinya.

Dalam Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas dijelaskan tentang kelarutan atau solubilitas yaitu kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent). Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut. Contohnya adalah etanol di dalam air. Sifat ini lebih dalam bahasa Inggris lebih tepatnya disebut miscible.

Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran. Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam air. Istilah “tak larut” (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh (supersaturated) yang metastabil.

Kelarutan suatu zat adalah jumlah zat yang dapat melarut dalam satu liter larutan jenuh pada suhu tertentu

Kelarutan suatu zat dalam air adalah batas maksimum dari jumlah zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu air.

Kelarutan  atau daya larut adalah banyaknya zat maksimum yang dapat larut dalam sejumlah  volume tertentu. Larutan yang mengadung zat terlarut maksimum disebut larutan jenuh.

Hasil kali kelarutan (Ksp) adalah  hasil kali  konsentrasi ion-ion dalam larutan jenuh yang dipangkatkan dengan masing-masing koefisien reaksinya.

Hasil kali kelarutan(Ksp)  adalah perkalian konsentrasi ion-ion elektrolit yang sukar larut dalam  larutan jenuhnya dipangkatkan koefisiennya masing-masing.

Misal  : Zat elektrolit sukar larut  yang membentuk system kesetimbangan:

A_xB_y  ⇄ x A^y+  + y B^x-

Ksp A_xB_y = [A^y+]^x  [B^x-]^y 

Contoh : 1. PbCl_2(s)  ⇄ Pb²⁺(aq) + 2 Cl^- (aq)

Ksp PbCl₂ = [Pb²⁺][Cl^-]².

2.  Mg(OH)₂ ⇄ Mg²⁺ + 2 OH^-

Ksp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺][OH^-]².

3.  Ag₃PO₄  ⇄3Ag⁺ + PO₄^3-

Ksp Ag₃PO₄ = [Ag⁺]³[PO₄^3-].

UJI KEPAHAMAN :

Tuliskan rumusan Ksp untuk reaksi berikut:

a.    Ag₂S          e. Ag₃AsO₄             i. Ni(OH)₂,

b.    CaF₂             f. Hg₂C₂O₄            j. CrF₃,

c.    Fe(OH)₃,    g. Ca₃(PO₄)₂         k. PbCrO₄, 

d.    Bi₂S₃           h. Cu₃(PO₄)₂     l. PbBr₂

Read More

20.10  Solubility  No comments

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KELARUTAN

Faktor yang paling berpengaruh terhadap kelarutan adalah suhu dan tekanan.

1.      Suhu

Kelarutan suatu solut pada pelarut tertentu sangat bergantung pada suhu. Pada sebagian besar padatan yang dapat larut dalam air, kelarutan akan semakin meningkat jika suhu dinaikkan melebihi 100º C. Solut ionik yang terlarut pada air bersuhu tinggi (mendekati suhu kritis) cenderung berkurang karena perubahan sifat dan struktur molekul air. Selain itu, tetapan dielektrik menyebabkan pelarut kurang polar.

Kelarutan senyawa organik selalu meningkat dengan naiknya suhu. Inilah yang mendasari teknik pemurnian dengan rekristalisasi yang memanfaatkan perbedaan kelarutan solut pada suhu rendah dan tinggi.

Suhu mempengaruhi kelarutan suatu zat. Bayangkan dalam gedung bioskop yang banyak penonton sedang asyik menonton film dan tiba-tiba gedung tersebut terbakar. Pasti keadaan orang-orang tersebut akan berbeda, dari keadaan tenang menjadi saling berdesakan dan menyebar. Demikian pula pada suhu tinggi partikel-partikel akan bergerak lebih cepat dibandingkan pada suhu rendah. Akibatnya kontak antara zat terlarut dengan pelarut menjadi lebih sering dan efektif. Hal ini menyebabkan zat terlarut menjadi lebih mudah larut pada suhu tinggi.

Kelarutan KNO₃ sangat berpengaruh oleh kenaikan suhu, sedangkan KBr kecil sekali. Jika campuran ini dimasukkan air panas, maka kelarutan KNO₃ lebih besar daripada KBr sehingga KBr lebih banyak mengkristal pada suhu tinggi, dan KBr dapat dipisahkan dengan menyaring dalam keadaan panas.

Jika kelarutan zat padat bertambah dengan kenaikan suhu, maka kelarutan gas berkurang bila suhu dinaikkan, karena gas menguap dan meninggalkan pelarut. Ikan akan mati dalam air panas karena kelarutan oksigen berkurang. Minuman akan mengandung CO₂ lebih banyak bila disimpan dalam lemari es dibandingkan di udara terbuka.

Pengadukan Pengadukan juga menentukan kelarutan zat terlarut. Semakin banyak jumlah pengadukan, maka zat terlarut umumnya menjadi lebih mudah larut.

Luas Permukaan Sentuhan Zat Kecepatan kelarutan dapat dipengaruhi juga oleh luas permukaan (besar kecilnya partikel zat terlarut). Luas permukaan sentuhan zat terlarut dapat di diperbesar melalui proses pengadukan atau penggerusan secara mekanis. Gula halus lebih mudah larut daripada gula pasir. Hal ini karena luas bidang sentuh gula halus lebih luas dari gula pasir, sehingga gula halus lebih mudah berinteraksi dengan air.

2.       Tekanan

Pada fase terembun, tekanan sangat berpengaruh terhadap kelarutan; namun biasanya lemah dan diabaikan pada praktiknya dimana indeks i merupakan komponen, N_i adalah fraksi mol komponen ke i, P adalah tekanan, indeks T menyatakan suhu kosntan, V_i,cr adalah volume molar parsial komponen ke i, dan R merupakan tetapan gas universal.

3.       Daya Hantar Listrik

Dalam kehidupan sehari-hari mungkin Anda pernah menjumpai orang yang kurang bertanggung jawab terhadap lingkungan, yaitu menangkap ikan dengan menggunakan strom listrik. Dengan alat tersebut mereka memasukkan aliran listrik ke dalam air sungai atau air laut. Mengapa air sungai tersebut dapat menghantarkan arus listrik dan ikan dapat tertraik oleh aliran listrik tersebut? Dalam air sungai terdapat zat-zat terlarut dan ternyata sebagian dari zat terlarut itu ada yang dapat menghantarkan arus listrik. Hal itu terbukti dengan adanya ikan yang mati akibat sengatan arus listrik.

Air murni merupakan penghantar listrik yang buruk. Akan tetapi jika dalam air tersebut ditambahkan zat terlarut maka sifat daya hantarnya akan berubah sesuai dengan jenis zat yang dilarutkan. Contoh, jika dalam air ditambahkan garam dapur, maka larutan ini akan dapat menghantarkan listrik dengan baik. Tetapi jika dalam air ditambahkan gula pasir, maka daya hantar listriknya tidak berbeda dengan air murni.

Read More

20.09  Solubility  No comments

Hubungan Ksp dengan pH

Harga pH dapat digunakan untuk menghitung Ksp suatu basa yang sukar larut atau sebaliknya harga Ksp suatu  basa dapat digunakan untuk menentukan pH larutan.

      Contoh :

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

           Jawab :   PH = 9   maka POH = 14- 9 = 5

                          [OH^-] = 10^-5 M.

                         Zn(OH)₂ ® Zn²⁺ + 2OH^- ,

                          maka [Zn²⁺] = ½ x 10^-5 M = 5x10^-6 M.

                         Ksp Zn(OH)₂ = [Zn²⁺][OH^-]²    

                                               = (5 x 10^-6)(10^-5)²  = 5 x 10^-16

      2.  Hitunglah kelarutan Mg(OH)₂(Ksp = 3 x 10^-11)dlm larutan jenuh memiliki pH =12.

           Jawab : pH = 12 Þ pOH = 14 –12 = 2 

                                                  [OH^-] = 10^-2 M.

           Ksp Mg(OH)₂  = [Mg²⁺][OH^-]²⁺ 

                             3 x 10^-11   = [Mg²⁺][ 10^-2]²  

                      [Mg²⁺]  = 3 x 10^-7 M.

     3.   Diketahui Ksp Mg(OH)₂ = 6 x 10^-12.

           Tentukan  :

a.    kelarutan Mg(OH)₂ dalam air 

b.    pH larutan  Mg(OH)₂.

           Jawab : a. s = 1,14 x 10^-4 Mol/liter.

b.   Mg(OH)₂ ® Mg²⁺ + 2 OH^-‑.

      [OH^-] = 2 x 1,14 x 10^-4‑M  = 2,28 x 10^-4M

                             pOH = - log 2,28 x 10^-4 = 4 – log 2,28          

                             pH = 10 + log 2,28 = 10,36.

4.    pH larutan jenuh  M(OH)₂ = 9.

      Tentukan: a. kelarutan  M(OH)₂ dalam air.       b.  Ksp M(OH)₂ .

          Jawab : a. pH = 9 berarti pOH = 14 – 9 = 5 Þ [OH^-] = 10^‑5M.

                           M(OH)₂ ® M²⁺  + 2 OH^-    

                           [M²⁺] = ½  x 10^-5 M. Maka kelarutan M(OH)₂ = ½ x 10^-5 M = 5 x 10^-6 M.

                       b. Ksp M(OH)₂ = [M²⁺][OH^-]²

                                                 = ( 5 x 10^-6)(10^-5)² = 5 x 10^-16.

                                  

5.    Diketahui kelarutan Mg(OH)₂ dalam 100 ml larutan sama dengan 0,58 mgram.. 

      Tentukan :

a.    pH larutan jenuh Mg(OH)₂.   

b.    Ksp Mg(OH)₂.

                  Jawab : 

                 a.  Mg(OH)₂® Mg²⁺ + 2OH^-  Þ [OH^-] = 2 x 10^-4 M.

                      POH = 4 – log 2   

                      maka pH = 14- (4-log 2) = 10 + log 2 = 10,3.

                 b. Ksp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺][OH^-]²   = (10^-4)(2 x 10^-4)^2.  

                     Maka  Ksp Mg(OH)₂= 4x10^-12.

Read More

20.07  Solubility  No comments

KSP DAN REAKSI PENGENDAPAN

Harga hasil kali konsentrasi ion-ion dalam larutan (Qc) dapat digunakan untuk meramalkan apakah campuran terjadi endapan dengan cara membandingkan nilai Qc dengan Ksp dengan ketentuan sebagai berikut:

Qc < Ksp larutan belum jenuh (belum terbentuk endapan).

Qc = Ksp larutan tepat jenuh tak terjadi endapan /mulia akan mengendap)

Qc > Ksp larutan lewat jenuh(  terbentuk endapan )

Contoh :

       1.  Jika dalam suatu larutan terkandung 0,05 M Pb(NO­₃)₂ dan HCl 0,05 M. Apakah terbentuk endapan     jika     PbCl₂ (Ksp PbCl₂ = 6,25 x 10^-5 ).

             Jawab:

              Qc = [ 0,05][0,05]²   = 1,25 x 10^-4.         

              Maka Qc > Ksp (terbentuk endapan ).

 2.   Sebanyak 200 ml larutan AgNO₃ 0,02 M dicampurkan dengan 300 ml larutan 

     Al₂⁽_­­SO₄)₃ 0,05 M  (Ksp   Ag₂SO₄ = 1,5 x 10^-5. Apakah terbentuk endapan Ag₂SO₄ ?.

              Jawab :         

               QC = (8 x 10^-3 )² (9 x 10^-2) Þ Qc = 5,76 x10^-6 .

               Maka Qc < Ksp (belum mengendap)

  3.  Apakah terjadi endapan BaSO₄ ,jika kedalam 80 ml larutan Na₂SO­₄ 0,2 M ditambahkan 20 ml larutan BaCl₂   0,1 M ( Ksp BaSO₄ = 1,08 x 10^-10)

              Jawab : Qc = [2 x10^-2][16 x 10^-2]  = 32 x 10^-4

maka Qc > Ksp

Þ Jadi terbentuk endapan.

          4.  1 liter larutan AgNO₃ 10^-4M dicampur dengan 1 liter larutan NaBr  10^-6 M

               Jika Ksp AgBr = 4 x 10^-13.Apakah terbentuk endapan.

                Jawab :  [ Ag⁺] = 10^-4 x ½  = 5 x 10^-6  M    dan    [Br^- ] = 10^-6  x ½  =  5 x 10^-7 M  

QC = [5 x10^-6][5 x10^-7]  = 2,5  x10^-12   QC > Ksp maka terbentuk mengendap

         5.  Apakah terbentuk endapan Ca(OH)₂ ,jika 10 ml CaCl₂ 0,2 M dicampur dengan 10     ml larutan NaOH 0,02 M  Ksp Ca(OH)₂ = 8 x 10^-6.

             

               Jawab: [Ca²⁺]dalam campuran = ½ .0,2 M = 0,1M 

                        dan [OH^-]dalam campuran = ½ x 0,02M = 0,01M.

                       Qc = [Ca²⁺][OH^-]² Þ Qc = (0,1)(0,01)²  = 1 x 10^-5. Maka   Qc > Ksp 

( terbentuk endapan).

          6.  Suatu larutan 0,01 M CdCl₂ mengandung 0,01M  NH₃. Berapa konsentrasi ion

NH₄⁺ dari NH₄Cl yang diperlukan untuk mencegah pengendapan Cd(OH)₂  (Kb

NH₄OH = 1,8 x 10^-5 Ksp Cd(OH)₂ = 2 x 10^-14. 

                Jawab : [Cd²⁺] dalam CdCl₂ = 0,01 M 

                            Cd(OH)₂ ⇄Cd²⁺ + 2 OH^-  

                             Ksp Cd(OH)₂ = [Cd²⁺][OH^-]²

                             2 x 10^-14  = (0,01)(OH^-)² 

                              NH₃ + H₂O ⇄ NH₄⁺ + OH^-

                             [NH₄⁺] = 1,3 x 10^-1M     

          7.  Diketahui Ksp Mg(OH)₂ = 6 x 10^-12. Berapakah pH saat akan mulai terbentuk endapan Mg(OH)₂ pada larutan MgCl₂ 0,06 M.

               Jawab :  Ksp Mg(OH)₂ = [Mg²⁺][OH^-]²

                                      6 x 10^-12 = [6 x 10^-2][OH^-]²   

                                      pOH = 5   maka pH = 9.

          8.   Kedalam 1 liter air murni dimasukkan 0,01 mol MgCl₂ , 0,01 mol NH₄OH dan 0,01 mol NH₄Cl  (Ksp Mg(OH)₂ 8,9 x 10^-12   Kb NH₄OH = 1,8 x10^-5). Apakah terbentuk endapan.

                 Jawab : Dalam larutan terjadi kesetimbangan  ion :

                              MgCl₂ ⇄ Mg²⁺ + 2Cl^-                 

                               0,01           0,01      0,02   

                               campuran NH₄OH dan NH₄Cl merupakan larutan buffer.                                                                

                               NH₄Cl ⇄ NH₄⁺  + Cl^-                    

                                0,01           0,01       0,01       

                                

                              [OH^-] = 1,8 x 10^-5 x  0,01 / 0,0

                              [OH^-]= 1,8 x 10^-5M    

                              NH₄OH ⇄ NH₄⁺  + OH^-            

                              0,01 – x       x             x          

         

                            Mg(OH)₂ ⇄ Mg²⁺ + 2OH^-

                              [Mg²⁺] dari MgCl₂ = 0,01 mol/liter.

                             Qc = [Mg²⁺][OH^-] = (0.01)( 1,8 x10^-5)²

                                                   = 3,24 x 10^{-12. ,} Karena  Qc < Ksp. (tidak terbentukmengendap).

Read More