MATERI KULIAH KIMDAS (Kelarutan) 2020 Pertemuan-9 [PDF]

Citation preview

Pertemuan-9



KELARUTAN



Kelarutan (Solubilitas)  Kelarutan adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent)  Kelarutan dinyatakan dlm jumlah maksimum zat terlarut yg larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan.



 Larutan hasil disebut larutan jenuh



 Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yg dapat berupa zat murni ataupun campuran.  Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat.



 Titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yg disebut lewat jenuh (supersaturated)



Kelarutan Endapan  Endapan merupakan zat yg memisahkan diri sebagai suatu fasa padat yang keluar dari larutan  Endapan bisa berupa kristal (kristalin) atau koloid, & dapat dikeluarkan dari larutan dengan cara penyaringan atau pemusingan (centrifuge)  Endapan terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dg zat tsb.



LARUTAN :  Larutan adalah campuran homogen antara dua zat atau lebih.  Zat yang jumlahnya banyak disebut pelarut dan zat yang jumlahnya sedikit disebut zat terlarut.



 Larutan = pelarut + zat terlarut  Pelarut = biasanya air, jumlahnya banyak  Zat terlarut = jumlahnya lebih sedikit



 Larutan jenuh adalah larutan dimana



pelarut tidak dapat melarutkan zat terlarut lagi shg terdapat zat terlarut yg tidak larut (mengendap) ex: 100 g NaCl dilarutkan ke dalam 100 ml air, maka sebagian NaCl akan tdk larut. Pada kondisi ini larutan dikatakan “jenuh”.  Kelarutan (s) suatu zat biasanya dinyatakan dalam satuan mol/L atau M. Akan tetapi dpt pula g/L atau mol/L



Contoh Soal kelarutan Dalam 500 ml larutan jenuh kalsium fluorida (CaF₂) terdapat 8,2 mg CaF₂. Tentukan kelarutan CaF₂ dalam mol/L. Pembahasan: Kelarutan molar=molaritas larutan jenuh; s=n/v Jadi massa zat terlarut harus dikonversikan menjadi jumlah mol zat terlarut. Lalu molaritas larutan ditentukan dr jumlah mol zat terlarut per satuan volum larutan. Jumlah mol CaF₂= massa CaF₂ = 8,2x10¯ᶟ g = 1,1x10¯⁴ mol massa molar CaF₂ 78 g/mol Kelarutan CaF₂= s = jumlah mol CaF₂ =1,1x10¯⁴mol=2,2x10¯⁴mol/l volum larutan 0,5 L



Faktor yang mempengaruhi kelarutan suatu zat  Jenis pelarut



- Senyawa polar (mempunyai kutub muatan) akan mudah larut dalam senyawa polar. Mis. Gula, NaCl, alkohol, & semua asam merupakan senyawa polar. - Senyawa non polar akan mudah larut dalam senyawa non polar, mis. Lemak mudah larut dalam minyak. Senyawa non polar umum nya tidak larut dalam senyawa polar, mis. NaCl tidak larut dalam minyak tanah.



 Suhu



- Kelarutan zat padat dalam air semakin tinggi bila suhu dinaikkan - Adanya panas (kalor)→ jarak antara molekul zat padat semakin renggang→ kekuatan gaya antar molekul tsb menjadi lemah→ mudah terlepas oleh gaya tarik molekul-molekul air



Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)  Dalam larutan jenuh, semua zat terlarut yg berwujud



padat jg masih akan terus melarut. Namun, secara bersamaan jg ada zat terlarut yg telah larut berubah kembali menjadi padat dg laju yg sama. Dengan kata lain, dlm larutan jenuh terdpt kesetimbangan dinamis zat terlarut yg padat dg yang larut.  Contoh, pada larutan jenuh BaSO₄ terdapat



kesetimbangan antara proses pelarutan padatan BaSO₄ sehingga terdisosiasi menjadi ion-ion Ba²⁺ dan SO₄²¯ dengan proses pengendapan BaSO₄ dari interaksi elektrostatik tarik-menarik ion Ba²⁺ dengan ion SO₄²¯



BaSO₄(s) = Ba²⁺(aq) + SO₄²¯(aq)  Tetapan kesetimbangan kelarutan padatan ionik dengan ion-ionnya yg terlarut disebut “Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Solubility product constant), Ksp”.  Tetapan hasil kali kelarutan untuk BaSO₄, yaitu: Ksp= *Ba²⁺+ *SO₄²¯+  Secara umum, persamaan Ksp untuk senyawa ionik AxBy adalah: AxBy(s) = xAᵐ⁺(aq) + yBᵑ¯(aq) Ksp=*Aᵐ⁺+ᵡ *Bᵑ¯+ꙷ



 Nilai Ksp hanya bergantung pada temperatur, sama spt tetapan kesetimbangan lainnya. Tabel berikut menunjukkan nilai Ksp dr bbrp senyawa ionik pada suhu 25ᴼC.



 Senyawa ionik yg mudah larut spt NaCl & KNO₃ memiliki nilai Ksp yg sangat besar namun tdk akurat shg tdk terdaftar dlm tabel.  Rendahnya akurasi disebabkan oleh tingginya konsentrasi ion-ion pd larutan jenuhnya, shg larutan menjadi tdk ideal.



Hubungan Kelarutan (s) dan Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)  Kelarutan dari suatu zat dapat berubah bergantung pada



beberapa faktor. Misalnya, kelarutan dari senyawa hidroksida seperti Mg(OH)2, bergantung pada pH larutan. Kelarutan zat juga dipengaruhi oleh konsentrasi ion-ion lain dalam larutan, khususnya ion-ion senama. Dengan kata lain, nilai kelarutan dari suatu zat terlarut akan berubah jika spesi lain dalam larutan berubah.  Hal ini berbeda dengan Ksp, nilai Ksp dari suatu zat terlarut selalu tetap pada setiap temperatur yang spesifik.



 untuk memahami hubungan Kelarutan (s) dan Ksp,



perhatikan kesetimbangan kelarutan dalam larutan jenuh Ag2CO3 berikut. Ag2CO3(s) ⇌ 2Ag+(aq) + CO32−(aq)  Konsentrasi ion Ag+ dan ion CO32− dalam larutan jenuh



pada saat setimbang dapat dikaitkan dengan kelarutan Ag2CO3 sesuai dengan stoikiometri perbandingan koefisien reaksi. Jika kelarutan Ag2CO3 dinyatakan dengan s, maka konsentrasi ion Ag+ sama dengan 2s dan konsentrasi ion CO32− sama dengan s.



Dengan demikian, hubungan S dan Ksp Ag2CO3 dapat dinyatakan sebagai berikut.



Contoh : 1. BaSO₄ ↔ Ba²⁺ + SO₄²¯ Ksp=*Ba²⁺+ *SO₄²¯+ 2. Ca(OH)₂ ↔ Ca²⁺+ 2OH¯ Ksp=*Ca²⁺+ *OH¯+² 3. Ag₂SO₄ ↔ 2Ag⁺ + SO₄²¯ Ksp=*Ag⁺+² *SO₄²¯+ 4. Al₂(CO₃)₃ ↔2Alᶾ⁺ + 3CO₃²¯ Ksp=[Alᶾ⁺+²*CO₃²¯+ᶾ 5. Mg₃(PO₄)₂ ↔3Mg²⁺+ 2PO₄ᶾ¯ Ksp=*Mg²⁺+ᶾ*PO₄ᶾ¯]²



1. Larutan belum jenuh: larutan yang jumlah zat terlarut dalam larutan lebih kecil daripada kelarutannya pada suhu tertentu (Qc < ksp) 2. Larutan jenuh (tepat jenuh): larutan yg jumlah zat terlarut dalam larutan sama dengan kelarutannya pada suhu tertentu ( Qc=ksp) 3. Larutan lewat jenuh : larutan yang jumlah zat terlarut dalam larutan lebih besar daripada kelarutannya pada suhu tertentu (Qc > ksp)



Pengaruh Ion Senama terhadap Kelarutan  Berdasarkan asas Le Châtelier, bila pada campuran yang



berada dalam kesetimbangan dinaikkan konsentrasi salah satu reaktannya maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pengurangan jumlah reaktan tersebut. Jadi, kelarutan dari suatu senyawa ionik akan berkurang dengan adanya zat terlarut lain yang memiliki ion senama.  Sebagai contoh, kelarutan AgCl dalam air murni akan lebih besar dibanding kelarutan AgCl dalam larutan NaCl.



 Pada kesetimbangan kelarutan AgCl dalam larutan NaCl



akan menyebabkan terbentuknya lebih banyak endapan AgCl jika dibanding dengan dalam air murni. Garam NaCl merupakan elektrolit kuat yang mudah terdisosiasi menjadi ion Na+ dan ion Cl−. Ion Cl− yang merupakan ion senama jika konsentrasinya bertambah, maka akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke arah pembentukan endapan AgCl. Akibatnya, kelarutan AgCl menjadi berkurang



5 x 10¯¹ L



Pengaruh pH terhadap Kelarutan  Tingkat keasaman larutan (pH) dapat mempengaruhi kelarutan dari berbagai jenis zat, terutama senyawa hidroksida dan garam dari asam lemah yang sukar larut. Untuk lebih jelasnya, perhatikan kedua contoh berikut.



 Kelarutan Mg(OH)₂ dalam larutan buffer pH 9,0 adalah 0,18 mol/L. Hal ini menunjukkan bahwa kelarutan Mg(OH)₂ meningkat seiring dengan penurunan pH larutan.  Secara umum, jika pH mengalami penurunan, maka kelarutan senyawa hidroksida akan meningkat



=1,8x10¯⁵g/L



Contoh Soal 3:



Sebanyak 100 ml Ca(NO₃)₂ 0,3 M dicampurkan dengan 200 ml larutan NaF 0,06 M. Jika Ksp CaF₂= 3,2x10¯¹¹, Apakah akan terbentuk endapan CaF₂ ? Pembahasan: Untuk mengetahui terbentuk atau tidaknya endapan CaF₂, perlu membandingkan nilai Q terhadap Ksp CaF₂. Sebelum menentukan nilai Q, perlu mencari konsentrasi ion Ca²⁺ dan ion F¯ dalam campuran. Dalam 100 ml Ca(NO₃)₂ 0,3 M, jumlah mol Ca(NO₃)₂ = (0,3 mol/L)(0,1 L)= 0,03 mol Dalam 200 ml NaF 0,06 M, jumlah mol NaF= (0,06 mol/L)(0,2 L)= 0,012 mol •



Ca(NO₃)₂ (aq)→ Ca²⁺(aq) + 2NO₃¯ (aq) 0,03 mol



•



0,03 mol



0,06 mol



NaF (aq) → Na⁺(aq) + F¯(aq) 0,012 mol 0,012 mol 0,012 mol



Setelah pencampuran *Ca²⁺+= 0,03 mol 0,1 L+ 0,2 L



= 0,1 mol/L & [F¯]= 0,012 mol = 0,04 mol/L 0,1 L+ 0,2 L



Q= *Ca²⁺+ *F¯+²



= (0,1) (0,04)² = 1,6 x 10¯⁴



Karena Q > Ksp setelah pencampuran terbentuk endapan CaF₂



SELESAI