KELARUTAN Gula larut dalam air – ini berarti bahwa kita boleh melarutkan gula dalam jumlah yang banyak dalam air. Berapa banyak kuanti “yang banyak” ? Dalam sains, kita menggunakan istilah “kelarutan” (solubility) untuk menentukaan kuantiti bahan larut yang boleh dilarutkan dalam satu kuantitas pelarut pada suhu yang tertentu. Kelarutan NaCl, garam dapur/meja, adalah 36 g pada setiap 100 g air pada suhu 20oC.

KELARUTAN Apabila bahan tidak dapat dilarutkan (undissolved) dalam sesuatu pelarut, bahan tersebut tidak larut (insoluble). Banyak senyawa seperti AgCl, Hg2Cl2, PbCl2, BaSO4, SrSO4, PbSO4 tidak larut dalam air.

JENUH ATAU TIDAK JENUH Apabila larutan yang mengandungi bahan larut yang terlarut (dissolved solute) sebanyak sesuai jumlahnya pada suhu tertentu dan juga bahan larut yang tidak larut (undissolved solute) larutan tadi disebut sebagai larutan JENUH. CONTOH : Bila NaCl dimasukan dalam Beaker glass berisi air sebanyak 100 gram air. Diketahui kelarutan NaCl adalah 36 gram/100 gram air pada suhu 20oC. Namun apabila kita masukan sebanyak 40 gram NaCl dalam 100 gram air pada suhu pada 20oC, maka 36 gram akan larut dalam air tersebut.Yang selebihnya masih dalam keadaan yang tidak larut. Larutan ini adalah larutan JENUH. Kelarutan akan meningkat dengan kenaikan suhu.

JENUH ATAU TIDAK JENUH Oleh karena itu, ini berarti bahwa pada suhu yang lebih tinggi, kelarutan NaCl adalah meningkat melebihi 36 gram/100 gram. Jika kita tingkatkan suhu kepada 30oC, maka 4 gram NaCl yang tinggal akan melarut dalam larutan. Oleh karena itu pada 30oC, larutan ini menjadi larutan TIDAK JENUH

REAKSI PENGENDAPAN Banyak reaksi kimia yang digunakan dalam analisis anorganik kualitatif melibatkan pembentukan endapan. Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Kelarutan (s) didefinisikan sebagai konsentrasi molar dari larutan jenuhnya.

Konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan Misalkan larutan jenuh AxBy, maka dalam larutan terjadi kesetimbangan AxBy x Ay+ + y Bx–   Konstanta kesetimbangan dapat dituliskan [Ay+]x [By–]y ____________ K = [AxBy] Karena [AxBy] dapat dianggap konstant, maka dihasilkan konstanta hasil kali kelarutan. Ksp = [Ay+]x [Bx–]y

Konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan Ksp = HKK = hasil perkalian [kation] dengan [anion] dari larutan jenuh suatu elektrolit yang sukar larut menurut kesetimbangan heterogen. Kelarutan suatu elektrolit ialah banyaknya mol elektrolit yang sanggup melarut dalam tiap liter larutannya

Konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan Solubility Basics The Solubility Equilibrium Dissolution of an ionic compound is an equilibrium process CaF2 (s)  Ca2+ (aq) + 2 F- (aq) Ksp = Solubility Product = [Ca2+][F-]2 Remember, neither solids nor pure liquids (water) effect the equilibrium constant Dissolving and Reforming change proportionately to the amount of solid Solvent water is at such a high concentration as not to be effected The Solubility Product is an equilibrium constant, so it has only one value at a given temperature Solubility = the equilibrium position for a given set of conditions There are many different conditions that all must obey Ksp Common ions effect the solubility much as they effect pH

Kelarutan dan hasil kali kelarutan Misalkan larutan jenuh AgCl, maka dalam larutan terdapat kesetimbangan AgCl Ag+ + Cl–   Konstanta kesetimbangan dapat dituliskan [Ag+] [Cl–] ____________ K = [AgCl] Karena [AgCl] konstant maka didapat Ksp, konstanta hasil kali kelarutan Ksp = [Ag+] [Cl–]

Kelarutan dan hasil kali kelarutan Contoh: AgCl(s) Ag+(aq) + Cl-(aq) K = [Ag+] [Cl-] [AgCl] K x [AgCl] = [Ag+][Cl-] KspAgCl = [Ag+] [Cl-] Bila Ksp AgCl = 10-10 , maka berarti larutan jenuh AgCl dalam air pada suhu 25oC, Mempunyai nilai [Ag+] [Cl-] = 10-10   ________________

Pb(IO3)2 + H2O  Pb+2(aq) + 2IO3-1(aq) Contoh : The molar solubility of Lead II Iodate, Pb(IO3)2 at 26o C is 4.0 X 10-5. Determine the Ksp of Lead II Iodate - Pb(IO3)2 . Here is the procedure : Write the dissociation equation for Pb(IO3)2 Pb(IO3)2 + H2O  Pb+2(aq) + 2IO3-1(aq) Write the Ksp expression. Ksp = [Pb+2] [IO3]2 Identify the eq concentration of Lead II ion Since according to the dissociation equation in step 1 for every Pb(IO3)2 that dissolves or dissociates one Pb2+ is produced. Since the molar solubility is 4.0 X 10-5 then [Pb+2] = 4.0 X 10-5 Determine the equilibrium concentration of Iodate ion For every Pb(IO3)2 that dissolves two IO3- is produced [IO3-] = 2(4.0X 10-5) = 8.0 X 10-5

Plug in the equilibrium concentrations into expression developed in step 2 Ksp = [Pb+2] [IO3]2 Ksp = [4.0 X 10-5] [8.0 X 10-5]2 Solve for Ksp Ksp = 2.56 X 10-13

Lead II Iodide, PbI2 (Mr = 461) has a Ksp = 1.4 X 10-8. The solubility of a salt can be determined if you know the solubility product constant, Ksp. One uses an algebraic approach letting x = molar solubility. The molar solubility is defined as the maximum amount of solute that will dissolve in moles per liter. Here is an example: Lead II Iodide, PbI2 (Mr = 461) has a Ksp = 1.4 X 10-8. Determine the molar solubility Determine the solubility in grams/liter

Here is the procedure: Write the dissociation equation for Lead II Iodide PbI2  Pb+2 + 2I- Write the Ksp expression Ksp = [Pb+2 ] [ I- ] 2 Define the molar solubility Let x = molar solubility

Define the equilibrium concentration of Lead II ion and Iodide ion According to the balanced dissociation equation for every PbI2 that dissolves one Pb+2 will be produced  [Pb+2] = x For every PbI2 that dissolves two Iodide ions was formed  [I-] = 2x Plug the equilibrium concentrations and Ksp into the expression from step 2 Ksp = 1.4 X 10-8 = (x) (2x)2

Solve for x Ksp = 1.4 X 10-8 = 4x3 1.4 X 10-8 / 4 = x3 cube root (3.5 X 10-9) = x = 1.55 X 10 -3 M Convert moles to grams to get solubility on g/l 1.55 X 10-3 moles / liter X Mr of PbI2 / 1 mole 1.55 X 10-3 X 461 = 0,7 grams / liter

Kelarutan dan hasil kali kelarutan Untuk suatu garam AB yang sulit larut berlaku ketentuan, jika: [A+] x [B-] < Ksp larutan tak jenuh; tidak terjadi pengendapan (Q < Ksp  Unsaturated) [A+] x [B-] = Ksp  larutan tepat jenuh; larutan tepat mengendap (Q = Ksp  saturated) [A+] x [B-] > Ksp  larutan kelewat jenuh; terjadi pengendapan zat (Q > Ksp  supersaturated)

Larutan jadi agak keruh Larutan tetap jernih (bening) Jika larutan AgN03 dicampurkan dengan larutan NaCI, ada 3 kemungkinan yang akan terjadi: Larutan jadi agak keruh Larutan tetap jernih (bening) Timbul endapan putih Percobaan ini dilakukan pada suhu di atas 25 °C, dengan harga Ksp AgCI = 2,5 . 10-10 Informasi [Ag+ Campuran] [Cl- Campuran] = Qc Qc = Quotion Consentration

EXPERIMEN : Exp.1.: 10 X 10-5 10 X 10-5 Qc AgCl = 20 20 = 2,5 X 10-11 Percobaan ini dilakukan pada suhu di atas 25 °C, dengan harga Ksp AgCI = 2,5 . 10-10 Informasi [Ag+ Campuran] [Cl- Campuran] = Qc Qc = Quotion Consentration EXPERIMEN : 10 mL AgNO3 10-5 M dengan 10 mL NaCl 10-5 M 10 mL AgNO3 10-4 M dengan 10 mL NaCl 10-5 M 10 mL AgNO3 10-3 M dengan 10 mL NaCl 10-3 M Exp.1.: 10 X 10-5 10 X 10-5 __________ Qc AgCl = __________ 20 20 = 2,5 X 10-11

Exp.2. : 10 X 10-4 10 X 10-5 Qc AgCl = 20 20 = 2,5 X 10-10 Exp.3. : __________ __________ Qc AgCl = 20 20 = 2,5 X 10-10 Exp.3. : 10 X 10-3 10 X 10-3 __________ __________ Qc AgCl = 20 20 = 2,5 X 10-7 Bandingkan Qc masing-masing dengan harga Ksp AgCI = 2,5 X 10-10 MAKA BERARTI 

jika : (Qs AgCl < Ksp  Unsaturated, TIDAK TERJADI ENDAPAN, LARUTAN TIDAK JENUH) (Qs AgCl = Ksp  saturated, TERJADI ENDAPAN, LARUTAN TEPAT JENUH) (Qs AgCl > Ksp  supersaturated, TERJADI ENDAPAN, LARUTAN LEWAT JENUH))

SOAL: Selidiki, apakah terbentuk endapan Mg(0H)2 jika kedalam 1 L larutan MgCl2 10-4 ditambah 1 L larutan NH3 0,01 M. Ksp Mg(OH)2 = 1,8 X 10-11 Kb NH3=1 X 10-5 PENYELESAIAN :

Contoh SOAL : Ke dalam 100 mL larutan AgNO3 0,1M ditambahkan 1 tetes NaCl 0,1 M. Apakah yang terjadi pada percobaan ini? (Ksp AgCl = 1 x 10-10; 1 tetes = 0,05 mL) a. AgCl mengendap karena Qc > KSD b. AgCl mengendap karena Qc < Ksp c. AgCl tidak mengendap karena Qc < Ksp d. AgCl tidak mengendap karena Qc > KsP e. larutan tepat jenuh karena Qc = Ksp

Analisis masalah Ditentukan volume dan konsentrasi dua jenis larutan yang mengandung ion-ion yang dapat membentuk endapan, yaitu Ag+dan Cl-, kemudian diminta untuk menentukan terbentuk-tidaknya endapan. Perlu diingat bahwa endapan akan terjadi jika Qsp campuran melampaui nilai Ksp. Jadi, yang harus dilakukan adalah: Menentukan nilai [Ag+] dan [Cl-] dalam campuran. Menentukan nilai Qsp Membandingkan nilai Qsp dengan Ksp untuk menentukan terbentuk-tidaknya endapan.

Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan AgCl Ag+ + Cl– Contoh soal: Larutan jenuh AgCl (Mr=143,5) mengandung 0,0015g/L zat tersebut. Hitung kelarutan dan konstanta hasil kali kelarutan! Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan AgCl Ag+ + Cl–   Kelarutan AgCl = 0,0015 g/L x 1 mol/143,5 g = 0,0015/143,5 mol/L = 1,05x10-5 mol/L [Ag+] = 1,05x10-5 mol/L; [Cl-] = 1,05x10-5 mol/L Harga Ksp = [Ag+] [Cl–] = (1,05x10-5) x (1,05x10-5) = 1,09 x 10-10 (harga Ksp tanpa satuan)

AgCl(s)  Ag+(aq) + Cl-(aq) 2) Example: AgCl(s)  Ag+(aq) + Cl-(aq) Ksp = [Ag+] [Cl-] What is the Ksp for AgCl if 1.88 X 10-3 g of AgCl (Mr=143,5) dissolves to make 1.0 L of solution? Ksp = [Ag+] [Cl-]

1,88 X 10-3 g /L [Ag+] = [Cl–] = 143,4/mol = 1,31 X 10-5 M (mol/L) ________________ [Ag+] = [Cl–] = 143,4/mol = 1,31 X 10-5 M (mol/L) Ksp = [Ag+] [Cl–] = (1,31x10-5) x (1,31x10-5) = 1,72 x 10-10

3) MA2(s)  M2+(aq) + 2A-(aq) Ksp = [M2+] [A-]2 SrF2(s)  Sr2+(aq) + 2F-(aq) Ksp = [Sr2+] [F-]2 What is the Ksp of SrF2 if the solubility of SrF2 is 5.8 X 10-4 M?

Ksp = [Cu+][Br-] = [2.0 X 10-4][2.0 X 10-4] = 4 X 10-8 Example 1 : What is the Ksp of a CuBr solution with a solubility of 2.0 x 10-4 M ? CuBr (s)  Cu+ + Br- Ksp = [Cu+][Br-] = [2.0 X 10-4][2.0 X 10-4] = 4 X 10-8 Example 2 : What is the Ksp of Bi2S3 with solubility of 1.0 X10-15 M ?  hitung Example 3 : Find the solubility of Cu(IO3)2 (Ksp = 1.4 x 10-7) Cu (IO3)2  Cu2+ + 2 IO3- Ksp = [Cu2+][IO3-]2 = 1.4 x 10-7 (x) (2x)2 = 4x3 = 1.4 X 10-7 x = 3.3 X 10-3 M

Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+] [OH–]2 Contoh soal: Diketahui hasil kali kelarutan Mg(OH)2 adalah 3,4x10-11, hitung konsentrasi ion hidroksil dalam larutan jenuhnya! Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan Mg(OH)2 Mg2+ + 2 OH–   Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+] [OH–]2 misal [Mg2+] = x, maka [OH–] = 2x; sehingga 3,4x10-11 = (x) (2x)2 = 4x3 x = 2,04x10-4 karena [OH–] = 2x, maka [OH–] = 2 x 2,04 x 10-4 = 4,08x10-4 mol/L

Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan Contoh soal: Larutan jenuh Ag2S (Mr=248) mengandung 8,48x10-12 mg/L. Hitung kelarutan dan konstanta hasil kali kelarutan! Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan Ag2S 2 Ag+ + S2–   Kelarutan Ag2S = 8,48x10-12 mg/L x 1 mol/248 g = 3,42x10-17 mol/L [Ag+] = 2 x 3, 2x10-14 mol/L [S-] = 1 x 3,42x10-14 mol/L Harga Ksp = [Ag+]2 [S2–] = (2 x 3,42x10–14)2 x (3,42x10–14) = 1,6x10–40 (tidak diberi satuan)

Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan Contoh soal: Senyawa P2R3 mempunyai kelarutan 0,003 mol/L Hitung konstanta hasil kali kelarutan! Penyelesaian: Kesetimbangan dalam larutan P2R3 2 P3+ + 3 R2–   Kelarutan P2R3 = 0,003 mol/L [P3+] = 2 x 0,003 mol/L = 0,006 mol/L [R2-] = 3 x 0,003 mol/L = 0,009 mol/L Harga Ksp = [P3+]2 [R2–]3 = (0,006)2 x (0,009)3 = 2,62 x 10–11 (tidak diberi satuan)

Soal latihan: Larutan jenuh AgCl pada suhu tertentu mengandung 2 mg AgCl dalam 1 L. Hitung hasil kali kelarutan! (Mr AgCl = 143,5). Hitung hasil kali kelarutan Ag2CrO4, jika dalam 1 L larutan mengandung 3,57 x 10-2 g zat terlarut!. (Mr Ag2CrO4 = 331,7). Hasil kali kelarutan PbSO4 adalah 1,5 x 10-32 Hitung konsentrasi larutan jenuh dalam satuan g/L.

Harga Ksp beberapa garam sukar larut Al(OH)3 1.8 x 10–33 BaCO3 8.1 x 10–9 BaF2 1.7 x 10–6 BaSO4 1.1 x 10–10 Bi2S3 1.6 x 10–72 CdS 8.0 x 10–28 CaCO3 8.7 x 10–9 CaF2 4.0 x 10–11 Ca(OH)2 8.0 x 10–6 Ca3(PO4)2 1.2 x 10–26 Cr(OH)3 3.0 x 10–29 CoS 4.0 x 10–21 CuBr 4.2 x 10–8 CuI 5.1 x 10–12 Cu(OH)2 2.2 x 10–20 CuS 6.0 x 10–37 Fe(OH)2 1.6 x 10–14 Fe(OH)3 1.1 x 10–36 FeS 6.0 x 10–19 PbCO3 3.3 x 10–14 PbCl2 2.4 x 10–4 PbCrO4 2.0 x 10–14 PbF2 4.1 x 10–8 PbI2 1.4 x 10–8 PbS 3.4 x 10–28 MgCO3 4.0 x 10–5 Mg(OH)2 1.2 x 10–11 MnS 3.0 x 10–14 Hg2Cl2 3.5 x 10–18 HgS 4.0 x 10–54 NiS 1.4 x 10–24 AgBr 7.7 x 10–13 Ag2CO3 8.1 x 10–12 AgCl 1.6 x 10–10 Ag2SO4 1.4 x 10–5 Ag2S 6.0 x 10–51 SrCO3 1.6 x 10–9 SrSO4 3.8 x 10–7 SnS 1.0 x 10–26 Zn(OH)2 1.8 x 10–14 ZnS 3.0 x 10–23

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KELARUTAN ION SEJENIS ION TIDAK SEJENIS pH PEMBENTUKAN KOMPLEK PELARUT SUHU UKURAN PARTIKEL TEKANAN.

Efek ion sejenis The common ion effect affects solubility equilibria as it does other aqueous equilibria. The solubility of a slightly soluble ionic compound is lowered when a second solute that furnishes a common ion is added to the solution.

Efek ion sejenis Jika Larutan encer NaCl dimasukkan kedalam larutan AgNO3 maka akan terbentuk endapan/kekeruhan karena : Dengan adanya Cl- dari NaCI, menyebabkan sebagian Ag+ yang larut bereaksi membentuk endapan AgCI, jadi dengan adanya ion sejenis, Cl- dari AgCI dan Cl- dari NaCI, maka terjadi pergeseran kesetimbangan ke arah AgCI(s), sehingga kelarutan AgCI makin kecil. Kelarutan AgCI dalam larutan NaCI, atau dalam larutan AgNO3, lebih sedikit, jika dibandingkan dengan kelarutannya dalam air.

Efek ion sejenis

Contoh : a. Hitung kelarutan AgCl dalam air . b. Hitung kelarutan AgCl dalam AgNO3 0,1 M. Ksp for AgCl is 1.8 X 10 –10.

AgNO3  Ag+ (aq) + NO3- (aq) Example : Calculate the solubility of AgCl in g/L in a 6.5 X10-3 M AgNO3 solution. The Ksp for AgCl is 1.8 X 10 –10. AgNO3  Ag+ (aq) + NO3- (aq) AgN03 Ag+ N03- - 6,5X10-3M + 6,5X10-3M

x = 2.8 X 10-8 (assumption is ok.) AgCl Ag+ Cl- - x 6,5X10-3M + x x 1.8 X 10-10 = (6.5 X 10-3 + x) (x) Assume x << 6.5 X 10-3 1.8 X 10-10 = (6.5 X 10-3) (x) sehingga x = 1.8 X 10-10 divided by (dibagi dg.) 6.5 X 10-3 Atau = x = 2.8 X 10-8 (assumption is ok.)

The solution must be 2.8 x 10-8 M in Cl- and all these ions come from AgCl. So only 2.8 X 10-8 moles of AgCl can dissolve in the 1 L of 6.5 X 10-3 M AgNO3 solution.

Efek ion sejenis Contoh soal: Berapa konsentrasi ion perak yang tertinggal, setelah larutan AgNO3 ditambahkan HCl 0,05 M. Diketahui Ksp AgCl = 1,5x10-10 Penyelesaian: Reaksi kesetimbangan AgCl AgCl Ag+ + Cl–   Ksp = [Ag+] [Cl–] 1,5x10-10 = [Ag+] [0,05] [Ag+] = 3,9 x 10-9 mol/L

Penyelesaian: Reaksi kesetimbangan PbSO4 PbSO4 Pb2+ + SO42– Soal : Dalam 100 mL larutan mengandung 8,29 x 10-3 g ion timbel, ditambahkan 100 mL asam sulfat 10-3 M. Hitung timbel yang tidak terendapkan. Ksp PbSO4 = 2,2 X 10-8; Mr Pb=207 Penyelesaian: Reaksi kesetimbangan PbSO4 PbSO4 Pb2+ + SO42–   8,29 X 10-3 g X 1 X 1000 mL _______________________________________ [Pb2+] = 200 mL X 207 X 1 L [Pb2+]semula = 2 X 10-4 mol/L; setelah kesetimbangan [Pb2+] = ( 2 X 10-4 – x ) mol/L

Konsentrasi ion sulfat 100 mL X 10-3 mol [SO42–] = 200 mL 1 L _________________________ [SO42–] = 200 mL 1 L [SO42–]semula = 5 X 10-4 mol/L; Setelah kesetimbangan [SO42–] = ( 5 X 10-4 – x ) mol/L Ksp = [Pb2+] [SO42–] 2,2 X 10 – 8 = (2 X 10 – 4 – x) (5 X 10 – 4 – x ) Didapatkan x = 1,4 X 10 –4 [Pb2+] = ( 2 X 10-4 – 1,4 X 10 –4 ) = 6 X 10 – 5 mol/L

Efek pH