Kelarutan (Solvasi) Dan Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

Kelarutan (Solvasi)

Solvasi adalah jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam pelarut pada suhu tertentu. Kelarutan diberi simbol s (solubility).

Zat pelarut dibedakan menjadi tiga berdasarkan polaritas, yaitu :

a. Pelarut Polar

Pelarut polar dapat mengekstrak senyawa polar dari tumbuhan, sekalipun tingkat kepolarannya lebih rendah. Senyawa polar adalah senyawa yang mudah larut dalam air dan pelarut polar lainnya. Senyawa polar bersifat hidrofilik (dapat berikatan dengan air karena bentuknya yang polar) atau lipofilik. Senyawa polar memiliki kutup positif dan negatif, serta memiliki pasangan elektron bebas.

Contoh : air, metanol, etanol dan asam asetat.

                                                                             

b. Pelarut Semi Polar

Pelarut semi polar dapat mengekstrak senyawa semi polar dari tumbuhan. Senyawa semi polar adalah senyawa yang dapat larut dalam pelarut polar maupun pelarut non polar.

Contoh : aseton dan etil asetat.

c. Pelarut Non Polar

Pelarut non polar dapat mengekstrak senyawa non polar yang tidak larut dalam pelarut polar, seperti minyak. Senyawa non polar bersifat hidrofobik (lebih mudah berikatan dengan molekul netral atau pelarut non polar daripada berikatan dengan air) atau lipofobik. Senyawa non polar tidak memiliki kutub positif dan negatif karena elektronnya telah terdistribusi secara merata. Senyawa non polar pun tidak memiliki pasangan elektron bebas.

Contoh : heksana dan eter.

Untuk mengetahui apakah senyawa atau molekul memiliki pasangan elektron bebas atau tidak dapat dipelajari dalam artikel Jenis-Jenis Molekul Dan Bentuk Molekul

Zat pelarut yang biasa digunakan dalam reaksi kimia adalah aquades atau air murni.

Umumnya, zat elektrolit dapat larut dengan sempurna dalam air, tetapi garam dan basa cukup sulit larut dalam air. Zat-zat yang sulit larut dalam air dikarenakan zat tersebut berada dalam kesetimbangan yang sangat kecil.

Tahapan kondisi larutan berdasarkan mudah tidaknya larutan melarutkan zat terlarut dibedakan menjadi tiga tahap, yaitu :

a. Larutan Tak Jenuh

Larutan tak jenuh adalah larutan dalam kondisi masih dapat melarutkan zat terlarut dalam suhu tertentu.

Apabila hasil kali konsentrasi ion lebih kecil dari pada tetapan hasil kali kelarutan (Ksp), maka larutan dinyatakan belum jenuh atau tak jenuh.

b. Larutan Jenuh

Larutan jenuh adalah larutan yang tidak dapat lagi melarutkan zat terlarut karena telah berada dalam kesetimbangan dengan fase padat/endapan dalam suhu yang maksimum.

Apabila hasil konsentrasi ion sama dengan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp), maka larutan dinyatakan jenuh.

c. Larutan Lewat Jenuh

Larutan lewat jenuh adalah larutan dalam kondisi sudah tidak dapat melarutkan zat terlarut karena sudah membentuk endapan dalam suhu tertentu. Larutan lewat jenuh mengandung zat terlarut dalam konsentrasi yang lebih banyak daripada seharusnya.

Apabila hasil konsentrasi ion lebih besar daripada tetapan hasil kali kelarutan (Ksp), maka larutan dinyatakan lewat jenuh atau mengendap.

Konsentrasi larutan adalah kuantitas relatif suatu zat terlarut dalam sebuah larutan. Konsentrasi menjadi faktor yang menentukan cepat atau lambatnya suatu reaksi kimia.

Semakin banyak zat terlarut dalam sebuah larutan, maka konsentrasi larutan semakin tinggi atau pekat. Semakin sedikit zat terlarut dalam sebuah larutan, maka konsentrasi larutan semakin rendah atau encer.

Reaksi dalam sebuah larutan terbagi menjadi dua, yaitu :

a. Reaksi Endoterm adalah reaksi yang menyerap energi dari lingkungan sekitar, hingga menghasilkan suhu dingin karena suhu dari campuran reaksi akan turun dan energi potensial dari zat-zat tersebut akan naik.

b. Reaksi Eksoterm adalah reaksi yang melepaskan energi selama reaksi tersebut berlangsung, hingga menghasilkan suhu panas karena suhu dari campuran reaksi akan naik dan energi potensial dari zat-zat tersebut akan turun.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Proses Pelarutan

- Suhu

Apabila suhu pelarut lebih tinggi, maka suatu zat akan lebih cepat terlarut karena ketika pemanasan, partikel suatu zat pada suhu tinggi akan bergerak lebih cepat. Benda padat akan lebih mudah larut dalam suhu yang tinggi.

- Ukuran Zat Terlarut

Semakin kecil ukuran zat terlarut, maka zat tersebut akan lebih mudah terlarut. Contoh : zat yang berbentuk serbuk.

- Volume Pelarut

Semakin besar volume pelarut, maka zat terlarut akan lebih mudah terlarut.

- Pengadukan

Pengadukan menyebabkan partikel-partikel dari zat terlarut dan zat pelarut saling bertabrakan, sehingga proses pelarutan semakin cepat.

Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

Tetapan hasil kali kelarutan adalah tetapan kesetimbangan antara garam dan basa yang sedikit larut. Hasil kali kelarutan merupakan hasil kali konsentrasi ion dalam larutan jenuh. Harga hasil kali kelarutan dipengaruhi oleh suhu, jenis zat terlarut (solute) dan jenis zat pelarut (solvent).

Simbol Qc mengartikan hasil kali konsentrasi ion yang terdapat dalam larutan digunakan untuk menentukan apakah suatu zat elektrolit masih dapat larut atau mengendap.

- Jika Qc < Ksp, maka larutan bersifat belum jenuh/tak jenuh. Apabila ditambahkan zat padat elektrolit ke dalam larutan, maka zat tersebut masih bisa larut.

- Jika Qc = Ksp, maka larutan bersifat jenuh. Apabila ditambahkan zat padat elektrolit ke dalam larutan, maka zat tersebut dapat mengendap.

- Jika Qc > Ksp, maka larutan bersifat lewat jenuh. Apabila ditambahkan zat padat elektrolit ke dalam larutan, maka zat tersebut akan mengendap.

Rumus :

Ksp =  [A^y+]^x[B^x-]^y

Keterangan :

y+ = muatan ion positif

x-  = muatan ion negatif

x   = koefisien ion A

y   = koefisien ion B

Menghitung Ksp dari zat elektrolit yang sulit larut dalam air 

a. Elektrolit Yang Menghasilkan Dua Ion 

CaCO₃  D  Ca²⁺ + CO₃^2-

Ksp = [Ca²⁺][CO₃^2-]

       = s x s

Maka berlaku rumus :

Ksp = s²

s = √Ksp

b. Elektrolit Yang Menghasilkan Tiga Ion

Mg(OH)₂  D  Mg²⁺ + 2OH^-

Ksp = [Mg²⁺][OH^-]²

       = s  x  (2s)²

Maka berlaku rumus :

Ksp = 4s³

s = √Ksp 

         4     

c. Elektrolit Yang Menghasilkan Empat Ion

Al(OH)3  D  Al³⁺  + 3OH^-

Ksp = [Al³⁺][OH^-]³

       = s x (3s)³

Maka berlaku rumus :

Ksp = 27s⁴

s = ⁴√Ksp

          27

Contoh 1:

Tentukan kelarutan AgCl dalam larutan CaCl₂ 0,01 M jika Ksp AgCl = 1,8 x 10^-10

Jawab :

Buat terlebih dahulu persamaan reaksi dari CaCl₂

CaCl₂  D  Ca²⁺  + 2Cl^-

Untuk bisa menentukan muatan ion suatu atom, maka harus diketahui elektron valensinya berdasarkan konfigurasi elektron.

Konfigurasi elektron dari Cl adalah 2 8 7

Konfigurasi elektron dari Ca adalah 2 8 8 2

Setelah itu, tentukan atom yang mana yang bermuatan positif dan yang bermuatan negatif. Karena atom Cl mendapat tambahan elektron sebanyak satu elektron untuk mencapai kestabilan sesuai hukum oktet, maka atom Cl bermuatan negatif.

Karena atom Ca melepaskan/kehilangan elektron sebanyak 2 elektron untuk mencapai kestabilan sesuai hukum oktet, maka atom Ca bermuatan positif. Antara atom Ca dan atom Cl terjadi ikatan ion.

Untuk lebih jelasnya mengenai konfigurasi elektron dapat dipelajari dalam artikel Cara Menentukan Konfigurasi Elektron Dan Elektron Valensi, sedangkan untuk lebih jelasnya mengenai ikatan ion dapat dipelajari dalam artikel Ion Dan Jenis-Jenis Ikatan Kimia.

CaCl₂  D  Ca²⁺  + 2Cl^-

0,01           0,01      0,02→ karena terdapat koefisien 2

AgCl  D Ag⁺  + Cl^-

  s             s          s

Konfigurasi elektron Ag berdasarkan kaidah Madelung adalah [Kr] 4d¹⁰5s¹

Maka, atom Ag kehilangan 1 elektron, sehingga atom Ag bermuatan positif.

*Setiap ikatan ion pasti terdapat ion bermuatan positif dan ion bermuatan negatif. Jadi, karena Cl sudah diketahui bermuatan negatif, maka Ag sudah pasti bermuatan positif. Namun, untuk mengetahui jumlah ionnya, maka dicari konfigurasi elektronnya.

Ksp             = [Ag⁺][Cl^-]

1,8 x 10^-10  = s x 0,02

s = 1,8 x 10^-10 / 0,02

   = 0,9 x 10^-9→ didapat dari 1,8 dibagi 2 = 90

* 90 dijadikan bilangan desimal menjadi 0,9. Oleh karena itu, jumlah pangkat pada angka 10. Menjadi berkurang satu.

Qc = 0,9 x 10^-9

Maka, diketahui bahwa Qc < Ksp, sehingga larutan bersifat belum jenuh/tak jenuh.

Contoh 2 :

Tentukan konsentrasi ion perak dan ion kromat dalam larutan jenuh Ag₂CrO₄ dengan Ksp = 4 x 10^-12

Jawab :

Ag₂CrO₄  D  2Ag⁺  + CrO₄^2-

     S                 2s           s  

Ksp = [Ag⁺]²[CrO₄^2-]

       = (2s)²  (s)

4 x 10^-12 = 4s³

10^-12       = s³

s              = 10^-4

 

Maka, [Ag⁺] = 2s = 2 x 10^-4 M   

Dan [CrO₄^2-] = s = 1 x 10^-4 M

Artikel Terkait :
Konsep Mol Dan Konsentrasi Larutan