Tampilkan posting dengan label kelarutan. Tampilkan semua posting
Tampilkan posting dengan label kelarutan. Tampilkan semua posting

Selasa, 20 Desember 2016

Pengaruh Ion Senama pada Kelarutan Suatu Zat

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Pengaruh Ion Senama pada Kelarutan Suatu Zat. Bagaimana jika kita melarutkan suatu zat ke dalam larutan yang mengandung ion yang sejenis dengan salah satu ion pembentuk zat tersebut? Dalam kesetimbangan antara zat padat dan ion-ionnya dalam air, dapat terjadi salah satu ion konsentrasinya jauh lebih besar dari ion lain yang menjadi pasangannya. Misalkan 0,01 mol NaF ditambahkan ke dalam larutan CaF$_2$. Untuk CaF$_2$ berlaku kesetimbangan :
$ CaF_2 \rightleftharpoons Ca^{2+}(aq) + 2F^-(aq) $

         Penambahan NaF memperbesar konsentrasi ion F$^-$ sebesar 0,01 mol/liter. Berdasarkan asas Le Chatelier maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri, yaitu ke arah pembentukan CaF$_2$. Ini akan menyebabkan kelarutan CaF$_2$ berkurang. Penambahan ion sejenis menyebabkan berkurangnya kelarutan suatu senyawa disebut dengan pengaruh ion sejenis (common ion effect).

Perhatikanlah contoh berikut ini:
Bila diketahui Ksp CaF$_2$ adalah $ 4 \times 10^{-10}$, maka tentukan kelarutan CaF$_2$ dalam larutan CaCl$_2$ 0,01 M!
Penyelesaian :
$ \begin{align} K_{sp} \, CaF_2 & = [Ca^{2+}][F^-]^2 \\ 4 \times 10^{-10} & = (x+0,01) \times (2x)^2 \\ \text{bentuk } & (x + 0,01) \, \text{ diabaikan nilai x nya} \\ 4 \times 10^{-10} & = 0,01 \times 4x^2 \\ 4 \times 10^{-10} & = 10^{-2} \times 4x^2 \\ 4 \times 10^{-10} & = 10^{-2} \times 4x^2 \, \, \, \, \, \, \text{(bagi dengan } 4 \times 10^{-2}) \\ 10^{-8} & = x^2 \\ x & = \sqrt{10^{-8}} \\ x & = 10^{-4} \end{align} $
Jadi, kelarutan CaF$_2$ dalam larutan CaCl$_2$ adalah sebesar $ 10^{-4} \, $ M.

Sehingga, dapat disimpulkan bahwa ion yang senama akan sangat mempengaruhi kelarutan suatu zat.

       Demikian pembahasan materi Pengaruh Ion Senama pada Kelarutan Suatu Zat dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan "kelarutan".


Kelarutan Garam dalam Air

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Kelarutan Garam dalam Air sebagai kelanjutan dari artikel "kelarutan". Rumus yang akan digunakan terkait langsung dengan rumus yang ada pada materi "hubungan Ksp dengan kelarutan", sehingga ada baiknya teman-teman baca dulu artikel tersebut.

Apabila rumus umum garam A$_x$B$_y$, maka kelarutan garam dalam air dapat dinyatakan dengan:
$\begin{align} \text{Kelarutan } (s) = \sqrt[x+y]{\frac{K_{sp}}{x^x \times y^y}} \end{align} $


Contoh soal kelarutan garam dalam air :
1). Bila Ksp AgCl = $ 10^{-10} \, $ mol L$^{-1}$, maka tentukan kelarutan AgCl dalam air!
Penyelesaian :
*).Bentuk Umum garamnya : $ Ag_xCl_y = AgCl \, $ sehingga $ x = 1 \, $ dan $ y = 1 $.
$\begin{align} s & = \sqrt[x+y]{\frac{K_{sp}}{x^x \times y^y}} \\ & = \sqrt[1+1]{\frac{K_{sp}}{1^1 \times 1^1}} \\ & = \sqrt{K_{sp}} \\ & = \sqrt{10^{-10} } \\ & =10^{-5} \, mol \, L^{-1} \end{align} $

2). Bila Ksp CaCO$_3 = 9 \times 10^{-8} \, $ mol L$^{-1}$, maka berapa gram kelarutan CaCO$_3$ dalam 250 mL air (Mr CaCO$_3$ = 100)?
Penyelesaian :
*). Bentuk Umum garamnya : $ Ca_x(CO_3)_y = CaCO_3 \, $ sehingga $ x = 1 \, $ dan $ y = 1 $.
$\begin{align} s & = \sqrt[x+y]{\frac{K_{sp}}{x^x \times y^y}} \\ & = \sqrt[1+1]{\frac{K_{sp}}{1^1 \times 1^1}} \\ & = \sqrt{K_{sp}} \\ & = \sqrt{9 \times 10^{-8} } \\ & = 3 \times 10^{-4} \, mol \, L^{-1} \end{align} $
*). Besarnya kelarutan dalam 250 mL air :
$ \begin{align} \text{Kelarutan dalam 250 mL air } & = \frac{250 \, mL}{1.000 \, mL} \times 3 \times 10^{-4} \, mol \\ & = \frac{3}{4} \times 3 \times 10^{-4} \, mol \times 100 \\ & = 7,5 \times 10^{-3} \, gram \\ & = 7,5 \, mg \end{align} $

       Demikian pembahasan materi Kelarutan Garam dalam Air dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan "pengaruh ion senama pada kelarutan suatu zat".


Senin, 19 Desember 2016

Reaksi Pengendapan

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahas materi Reaksi Pengendapan dimana materi ini masih terkait dengan "hasil kali kelarutan (Ksp)". Salah satu ciri reaksi kimia adalah terbentuknya endapan. Konsep Ksp dapat digunakan untuk meramalkan apa suatu reaksi menghasilkan endapan atau tidak. Terbentuknya endapan atau tidak pada akhir proses reaksi tergantung pada molaritas ionion dipangkatkan dengan koefisiennya. Hasil kali molaritas awal dari ion-ion dalam larutan, dengan asumsi larutan terionisasi sempurna disebut kuotion reaksi. Kuotion reaksi disimbolkan "Qc". Jika harga Ksp dan Qc dibandingkan, maka dapat diketahui apakah reaksi kimia membentuk endapan atau tidak.

         Untuk mengetahui apa larutan dalam keadaan belum jenuh, tepat jenuh atau terbentuk endapan dapat dilihat dari harga Qc-nya, dengan ketentuan sebagai berikut.
a. Qc < Ksp berarti larutan belum jenuh, belum terbentuk endapan.
b. Qc = Ksp berarti larutan tepat jenuh, tetapi belum terbentuk endapan.
c. Qc > Ksp berarti larutan lewat jenuh terbentuk endapan.


Contoh Soal reaksi pengendapan :
Sebanyak 500 mL larutan AgNO$_3 \, \, 1 \times 10^{-4}$ M dicampurkan dengan 500 mL larutan NaCl $ \, 2 \times 10^{-6}$ M. Jika diketahui Ksp AgCl = $1,6 \times 10^{-10}$, apakah akan terbentuk endapan ?
Jawab
*). AgNO$_3$ terionisasi sempurna :
$AgNO_3(aq) \rightarrow Ag^+(aq) + NO_3^-(aq)$
Jumlah mol AgNO$_3 = 0,5 L \times (1 \times 10^{-4} \, mol \, L^{-1}) = 5 \times 10^{-5}$ mol
Jumlah mol ion Ag$^+ = \frac{1}{1} \times (5 \times 10^{-5} \, mol ) = 5 \times 10^{-5} \, $ mol.
*). NaCl terionisasi sempurna :
$ NaCl(a) \rightarrow Na^+(aq) + Cl^-(aq) $
Jumlah mol NaCl $ = 0,5L \times (2 \times 10^{-6} \, mol \, L^{-1}) = 1 \times 10^{-6} \, $ mol
Jumlah mol ion Cl$^- = \frac{1}{1} \times 1 \times 10^{-6} = 1 \times 10^{-6} \, $ mol
*). Molaritas Ag$^+$ dan Cl$^-$ dapat ditentukan dengan cara berikut,
Volume total larutan adalah 1000mL atau 1L.
$ [Ag^+] = \frac{5\times 10^{-5} \, mol}{1L} = 5\times 10^{-5} \, mol \, L^{-1} $
$ [Cl^-] = \frac{1\times 10^{-6} \, mol}{1L} = 1\times 10^{-6} \, mol \, L^{-1} $
*). Qc dapat dihitung dengan cara berikut :
$ \begin{align} Q_c & = [Ag^+][Cl^-] \\ & = (5\times 10^{-5} \, mol \, L^{-1}) \times (1\times 10^{-6} \, mol \, L^{-1}) \\ & = 5\times 10^{-11} \, mol^2 \, L^{-2} \end{align} $
*). Pada soal diketahui Ksp AgCl = $1,6 \times 10^{-10}$ dan kita memperoleh nilai $ Q_c = 5\times 10^{-11} $. Ini artinya $ Q_c < K_{sp} $.
Karena $ Q_c < K_{sp} $ , maka tidak terbentuk endapan.

       Demikian pembahasan materi Reaksi Pengendapan dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan "kelarutan garam dalam air".


Hubungan Ksp dengan Kelarutan

         Blog KoKim - Setelah mempelajari artikel "kelarutan" dan "hasil kali kelarutan (Ksp)", sekarang kita lanjutkan dengan pembahasan materi Hubungan Ksp dengan Kelarutan. Coba kalian ingat kembali penulisan persamaan reaksi kesetimbangan secara umum. Misal larutan jenuh senyawa ion A$_m$B$_n$. Senyawa A$_m$B$_n$ akan larut atau terionisasi dalam sistem kesetimbangan. Jika kemolaran zat dalam larutan sama dengan harga kelarutannya dalam mol L$^{-1}$, maka persamaan reaksinya dapat dituliskan:
$ A_mB_n(s) \rightleftharpoons mA^{n+}(aq) + nB^{m-}(aq) $

Jika dalam sistem kesetimbangan A$_m$B$_n$ dengan kelarutan s, maka persamaan reaksi kesetimbangan dapat dituliskan sebagai berikut:

Hubungan antara tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) dan kelarutan (s) adalah sebagai berikut:
$ \begin{align} K_{sp} & = [A^{n+}]^m[B^{m-}]^n \\ K_{sp} & = (ms)^m(ns)^n \\ K_{sp} & = (m^m \times n^n) s^{m+n} \end{align} $

Jadi, harga tetapan hasil kali kelarutan suatu larutan jenuh dengan kemolaran zat di dalam larutan sebesar $s$ mol L$^{-1}$ dapat dihitung dengan rumus berikut:
$ \begin{align} K_{sp} & = (m^m \times n^n) s^{m+n} \end{align} $
Keterangan :
$ m $ dan $ n $ = koefisien reaksi
Ksp = tetapan hasil kali kelarutan
$s$ = kelarutan (mol L$^{-1}$)

Dari rumus Ksp tersebut dapat ditentukan nilai kelarutannya dengan rumus berikut:
$ \begin{align} s = \sqrt[m+n]{\frac{K_{sp}}{m^m \times n^n}} \end{align} $

Contoh soal hubungan Ksp dengan kelarutan
Hitunglah kelarutan dari larutan jenuh AgBr jika diketahui $ K_{sp} \, AgBr = 5,0 \times 10^{-13} $.
Penyelesaian :
*). Reaksi kesetimbangannya :
$ AgBr (s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Br^-(aq) $
*). Misalkan kelarutan AgBr = $s$ mol L$6{-1}$, maka [Ag$^+$]=[Br$^-$]=$s$ mol L$6{-1}$.
*). Menghitung $s$ dari rumus Ksp :
$ \begin{align} K_{sp} & = [Ag^+][Br^-] \\ 5,0 \times 10^{-13} & = s \times s \\ 5,0 \times 10^{-13} & = s^2 \\ s & = \sqrt{5,0 \times 10^{-13} } \\ s & = 6,33 \times 10^{-6} \end{align} $
Jadi, kelarutan dari larutan jenuh AgBr sebesar $ 6,33 \times 10^{-6} $ mol L$^{-1}$.

       Demikian pembahasan materi Hubungan Ksp dengan Kelarutan dan contoh-contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan "reaksi pengendapan".


Minggu, 18 Desember 2016

Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

         Blog KoKim - Setelah mempelajari "kelarutan secara umum", kita lanjutkan pembahasan submateri pertama kita yaitu Hasil Kali Kelarutan (Ksp). Senyawa ion yang terlarut dalam air akan terurai menjadi ion positif dan ion negatif. Jika dalam larutan jenuh ditambahkan kristal senyawa ion, maka kristal tersebut tidak akan melarut tetapi mengendap. Berarti kristal tidak mengalami ionisasi.

         Bagaimana jika dalam sistem tersebut ditambahkan air, apa yang terjadi? Kristal akan larut dan terionisasi. Jika larutan Kristal dipanaskan kembali, maka akan terbentuk endapan kristal. Sehingga dapat dikatakan dalam sistem tersebut terjadi kesetimbangan. Perhatikan persamaan reaksi kesetimbangan AgCl berikut.
$ AgCl(s) \rightleftharpoons Ag^+(aq) + Cl^-(aq) $

Tetapan kesetimbangannya dapat dituliskan sebagai berikut:
$ \begin{align} K_c & = \frac{[Ag^+][Cl^-]}{[AgCl]} \\ K_c [AgCl] & = [Ag^+][Cl^-] \end{align} $

         Apabila pada keadaan kesetimbangan heterogen terdapat larutan dan padatan, maka hanya molaritas ion-ion saja yang diperhitungkan dalam menentukan harga tetapan kesetimbangan. Hal itu disebabkan molaritas padatan di dalam larutan jenuh selalu sama. Tetapan kesetimbangan yang berlaku disebut tetapan hasil kali kelarutan dan disimbolkan Ksp. Jadi, persamaan tetapan kesetimbangan di atas dapat dituliskan sebagai berikut:
$ \begin{align} K_{sp} & = [Ag^+][Cl^-] \end{align} $

Jika pada larutan jenuh senyawa ion A$_m$B$_n$ ditambahkan air, maka senyawa ion AmBn akan terionisasi dan terjadi reaksi kesetimbangan. Persamaan reaksi kesetimbangan secara umum dapat dituliskan sebagai berikut:
$ A_mB_n(s) \rightleftharpoons mA^{n+}(aq) + nB^{m+}(aq) $
Harga tetapan hasil kali kelarutannya dapat dirumuskan sebagai berikut.
$ \begin{align} K_{sp} & = [A^{n+}]^m[B^{m+}]^n \end{align} $
Keterangan :
$ m,n $ = koefisien reaksi
Ksp = tetapan hasil kelarutan
[A$^{n+}$]= molaritas ion A$^{n+}$ (M)
[B$^{m+}$] = molaritas ion B$^{m+}$ (M)

Harga tetapan hasil kali kelarutan beberapa larutan pada suhu 25 $^\circ$C disajikan dalam Tabel berikut ini:

Sumber: All values are from Martell, A. E.; Smith, R. M. Critical Stability Constants, Vol. 4. Plenum Press: New York, 1976. Unless otherwise stated, values are for 25 $^\circ$C and zero ionic strength.

Contoh Soal :
Tuliskan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) untuk larutan AL(OH)$_3$ jenuh.
Penyelesaian :
*). Kita tuliskan reaksi kesetimbangan dan menyetarakannya,
$ Al(OH)_3(s) \rightleftharpoons AL^{3+}(aq) + 3OH^-(aq) $
*). Menentukan Ksp :
$ \begin{align} K_{sp} & = [A^{3+}][OH^-]^3 \end{align} $ .

       Demikian pembahasan materi Hasil Kali Kelarutan (Ksp) dan contohnya. Silahkan juga baca materi lain yang berkaitan dengan "hubungan Ksp dengan kelarutan".


Kelarutan Secara Umum

         Blog KoKim - Pada artikel ini kita akan membahasa materi terkait kelarutan dengan judul artikel Kelarutan Secara Umum. Pernahkah kalian melarutkan garam dapur ke dalam air? Ketika kita melarutkan satu sendok garam dapur ke dalam satu gelas air, maka garam tersebut akan larut. Bagaimana jika ditambahkan garam dapur lebih banyak lagi? Apakah garam dapur tersebut dapat larut juga?

         Di dalam air, garam dapur (NaCl) melarut dan terdisosiasi menjadi ion-ionnya (Na$^+$ dan Cl$^-$). Penambahan kristal garam dapur lebih lanjut akan menyebabkan molaritas ion-ionnya dalam larutan semakin tinggi.

         Tahukah kalian, apakah kelarutan itu? Kelarutan menyatakan jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam jumlah tertentu larutan atau pelarut. Kelarutan disimbolkan "s". Kelarutan suatu zat bisa juga dinyatakan sebagai massa dalam gram yang dapat melarut dalam 100 gram pelarut membentuk larutan jenuh pada suhu tertentu atau mol per liter larutan.

         Jika kita melarutkan garam, misal AgCl, kita akan memperoleh larutan garam AgCl. Bagaimana jika kita menambahkan AgCl secara terus-menerus? Apa yang terjadi? Penambahan AgCl secara terus-menerus akan membuat larutan menjadi dalam keadaan jenuh. Seperti yang kita ketahui, di dalam air, larutan AgCl melarut dan terdisosiasi menjadi ion-ionnya, yaitu Ag$^+$ dan Cl$^-$. Penambahan lebih lanjut akan mengakibatkan molaritas ion Ag$^+$ dan Cl$^-$ menjadi semakin tinggi, akibatnya larutan menjadi jenuh. Setelah mencapai keadaan jenuh ternyata tetap terjadi proses melarut, tetapi pada saat yang sama terjadi pula proses pengkristalan dengan laju yang sama. Dengan kata lain, dalam keadaan jenuh terdapat kesetimbangan antara zat padat tidak larut dengan larutannya.

Kalian telah belajar materi kelarutan di artikel sebelumnya. Masih ingatkah kalian faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan? Salah satunya adalah suhu. Perhatikan gambar berikut:
Gambar: kelarutan beberapa zat pada suhu tertentu

         Pada gambar terlihat bahwa semakin tinggi suhu larutan, maka kelarutan suatu zat semakin besar. Misal suatu zat padat dilarutkan dalam air yang suhunya dinaikan, maka kelarutan zat padat tersebut semakin tinggi. Hal ini dikarenakan molekul zat padat menjadi renggang sehingga gaya antarmolekulnya kecil. Bagaimana kelarutan gas dalam air? Jika suhu dinaikan, maka kelarutan gas dalam air berkurang. Hal ini dikarenakan gas yang terlarut dalam air akan menguap jika suhu dinaikan.

Adapun submateri yang terkait dengan Kelarutan yang akan kita bahas yaitu :
*). hasil kali kelarutan (Ksp)
*). hubungan Ksp dengan kelarutan
*). reaksi pengendapan
*). kelarutan garam dalam air
*). pengaruh ion senama pada kelarutan suatu zat.

       Demikian pembahasan materi Kelarutan Secara Umum dan contohnya. Untuk mempelajari secara lebih mendalam materi kelarutan ini, sebaiknya teman-teman mengikuti link submaterinya di atas, atau bisa langsung membaca materi pada artikel terkait di bagian bawah setiap bacaan. Semoga bermanfaat. Terima kasih.