Halaman
205Kimia XI SMATujuan Pembelajaran:Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapkan mampu:1. Menjelaskan kesetimbangan dalam larutan jenuh ataularutan garam yang sukar larut.2. Menuliskan ungkapan berbagai Kspelektrolit yang sukatlarut dalam air.3. Menghitung kelarutan suatu elektrolit yang sukar larut ber-dasarkan data harga Ksp atau sebaliknya.4. Menjelaskan pengaruh penambahan ion senama dalamlarutan dan penerapannya.5. Menjelaskan hubungan harga Ksp dengan pH.6. Memperkirakan terbentuknya endapan berdasarkan hargaKsp.Kelarutan Garam Sukar LarutBAB8Kata KunciKelarutan, tetapan hasil kali kelarutan(Ksp), larutan jenuh, mengendap, kon-sentrasi.Jika Anda memasukkan satu sendok gula ke dalam segelas air, kemudian Andaaduk, apa yang terjadi? Ya, gulanya larut dalam air. Tetapi jika Anda tambahkanlagi gula lalu diaduk, kemudian tambah gula lagi dan diaduk, begitu seterusnya,maka apa yang terjadi? Ya, larutan akan mencapai jenuh dan tidak dapat melarutkangula lagi.PengantarGambar Larutan
206Kimia XI SMAPeta KonsepGaram/ElektrolitSukar LarutKelarutan Garam SukarLarutdalamKesetimbangan IonKelarutanTetapan Hasil KaliKelarutanSuhumelibatkanmenentukanmemenuhipadadipengaruhiKelarutan Garam Sukar Larut
207Kimia XI SMA8.1 Kelarutan (Solubility)Istilahkelarutan (solubility) digunakan untuk menyatakan jumlah maksimalzat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut. Kelarutan (khususnya untukzat yang sukar larut) dinyatakan dalam satuan mol.L–1. Jadi, kelarutan (s) samadengan molaritas (M).8.2 Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)Dalam suatu larutan jenuh dari suatu elektrolit yang sukar larut, terdapatkesetimbangan antara zat padat yang tidak larut dan ion-ion zat itu yang larut.MxAy(s)⎯⎯→←⎯⎯xMy+(aq) + yAx–(aq)Karena zat padat tidak mempunyai molaritas, maka tetapan kesetimbanganreaksi di atas hanya melibatkan ion-ionnya saja, dan tetapan kesetimbangannyadisebuttetapan hasil kali kelarutan (Ksp) (James E. Brady, 1990).Ksp = [My+]x [Ax–]y Tuliskan rumus tetapan hasil kali kelarutan untuk senyawa Mg(OH)2!Jawab:Mg(OH)2dalam larutan akan terurai menjadi ion-ionnya,Mg(OH)2(s)⎯⎯→←⎯⎯ Mg2+(aq) + 2 OH–(aq)maka dari rumus umum Ksp diperoleh Ksp = [Mg2+][OH–]2Untuk senyawa-senyawa berikut ini, tuliskan persamaan tetapan hasil kali kelarutan-nya!a. AgCNb. Mn(OH)2c. AgIO3d. Ag2CO3e. BaSO4C o n t o h8.1Latihan 8.1
208Kimia XI SMA8.3 Hubungan Kelarutan (s) dengan Tetapan Hasil Kali Kelarutan(Ksp) Oleh karena s dan Ksp sama-sama dihitung pada larutan jenuh, maka antara sdanKsp ada hubungan yang sangat erat. Jadi, nilai Ksp ada keterkaitannya dengannilais.Secara umum hubungan antara kelarutan (s) dengan tetapan hasil kali kela-rutan (Ksp) untuk larutan elektrolit AxBy dapat dinyatakan sebagai berikut.AxBy(s)⎯⎯→←⎯⎯xAy+(aq) +yBx–(aq)sxsysKsp=[Ay+]x[Bx–]y=(xs)x (ys)yKsp = xxyys(x+y)Pada suhu tertentu, kelarutan AgIO3 adalah 2 × 10–6mol/L, tentukan harga tetapanhasil kali kelarutannya!Jawab:AgIO3⎯⎯→←⎯⎯Ag+ + IO3–ssskonsentrasi ion Ag+ = konsentrasi ion IO3– =s = kelarutan AgIO3= 2 × 10–6 mol/LKsp=[Ag+][IO3–]=(s)(s)= (2 × 10–6)(2 × 10–6) = 4 × 10–12Harga Ksp Ag2S adalah 10–49, berapa kelarutan senyawa ini dalam air?Jawab:Ag2S⎯⎯→←⎯⎯2 Ag+ + S2-s2ssKsp=[Ag+]2[S2–]=(2s)2 (s)=4s310–49=4s3s=493104−= 2,92 × 10–17maka kelarutan Ag2S sebesar 2,92 × 10–17M.C o n t o h8.2C o n t o h8.3Keenan, Kimia untuk Universitas Jilid 2, Erlangga, 1992.
209Kimia XI SMA1. Hitunglah kelarutan dari masing-masing garam perak berikut.a. AgCl (Ksp = 10–10)b. AgBr (Ksp = 5 × 10–13)c. Ag2CO3 (Ksp = 5 × 10–13)2. Jika Ksp CaCO3 = 2,5 × 10–9, berapa gram CaCO3 (Mr = 100) yang terkandung dalam500 mL larutan jenuh?3. Hitunglah konsentrasi ion perak dan ion kromat dalam larutan jenuh Ag2CrO4 (Ksp =4 × 10–12)!4. Hitunglah kelarutan SrCO3 bila KspSrCO3 = 5,4 × 10–10!5. Kelarutan perak bikromat (Ag2Cr2O7; Ar Ag = 108, Cr = 52, dan O = 16) pada suhu15 °C adalah 8,3 × 10–3 gram dalam 100 mL air. Tentukan Ksp Ag2Cr2O7!8.4 Pengaruh Ion Senama terhadap KelarutanDalam larutan jenuh Ag2CrO4 terdapat kesetimbangan antara Ag2CrO4 padatdengan ion Ag+ dan ion CrO42–.Ag2CrO4(s)⎯⎯→←⎯⎯ 2 Ag+(aq) + CrO42–(aq)Apa yang terjadi jika ke dalam larutan jenuh tersebut ditambahkan larutan AgNO3atau larutan K2CrO4? Penambahan larutan AgNO3 atau K2CrO4 akan memperbesarkonsentrasi ion Ag+ atau ion CrO42– dalam larutan.AgNO3(aq)⎯⎯→ Ag+(aq) + NO3–(aq)K2CrO4(aq)⎯⎯→ 2 K+(aq) + CrO42–(aq)Sesuai asas Le Chatelier tentang pergeseran kesetimbangan, penambahankonsentrasi ion Ag+ atau ion CrO42– akan menggeser kesetimbangan ke kiri.Akibatnya jumlah Ag2CrO4 yang larut menjadi berkurang. Jadi dapat disimpulkanbahwaion senama memperkecil kelarutan (Keenan, 1992).Kelarutan Ag2CrO4 dalam air adalah 10–4M. Hitunglah kelarutan Ag2CrO4 dalamlarutan K2CrO4 0,01 M!Jawab:Ksp Ag2CrO4 =4 s3 = 4(10–4)3 = 4 × 10–12Ksp Ag2CrO4 =[Ag+]2 [CrO42–]4 × 10–12 =[Ag+]2× 10–2[Ag+] = 2 × 10–5MAg2CrO4⎯⎯→ 2 Ag+ + CrO42–Kelarutan Ag2CrO4 =12 × 2 × 10–5 = 10–5MJadi, kelarutan Ag2CrO4 dalam larutan K2CrO4 adalah 10–5M.Latihan 8.2C o n t o h8.4
210Kimia XI SMA1. Kelarutan Ag2CrO4 dalam air adalah 10-4M. Hitunglah kelarutan Ag2CrO4 dalamlarutan AgNO3 0,01 M!2. Diketahui Ksp Fe(OH)2 = 8 × 10–16. Tentukan kelarutan Fe(OH)2 dalam:a. air murnib. larutan NaOH 0,01 M3. Hitunglah kelarutan Ag2SO4 (Ksp = 1,5 × 10–5) dalam:a. 0,2 M AgNO3b. 0,2 M Na2SO44. Hitunglah kelarutan BaCrO4 (Ksp = 2 × 10–10) dalam:a. air murnib. Na2CrO4 1,5 × 10–3M5. Hitunglah kelarutan SrCO3 (Ksp = 5,4 × 10–10) dalam:a. air murnib. 0,5 M Sr(NO3)28.5 Hubungan Ksp dengan pHHarga pH sering digunakan untuk menghitung Ksp suatu basa yang sukar larut.Sebaliknya, harga Ksp suatu basa dapat digunakan untuk menentukan pH larutan(James E. Brady, 1990).Jika larutan MgCl2 0,3 M ditetesi larutan NaOH, pada pH berapakah endapan Mg(OH)2mulai terbentuk? (Ksp Mg(OH)2 = 3 × 10–11)Jawab:Ksp Mg(OH)2=[Mg2+] [OH–]23 × 10–11= 3 × 10–11 [OH–]2[OH–]2=10–10[OH–]=10–5MpOH= 5pH= 14 – pOHpH= 14 – 5 = 9Latihan 8.3C o n t o h8.5
211Kimia XI SMA1. Berapa gram Zn(OH)2 (Mr = 100) yang dapat terlarut dalam 10 liter larutan denganpH = 9? (Ksp = 5 × 10–16)2. Larutan jenuh Mg(OH)2 mempunyai pH = 9. Tentukan harga Ksp Mg(OH)2 tersebut!3. Kelarutan Fe(OH)2 dalam air sebesar 2 × 10–14. Berapakah kelarutan Fe(OH)2 dalamlarutan yang mempunyai pH = 12 + log 2?4. Apakah terbentuk endapan Cu(OH)2 ketika 1,12 gram KOH (Ar K = 39, O = 16, danH = 1) dimasukkan dalam 1 liter Cu(NO3)2 10–3M (Ksp Cu(OH)2 = 2 × 10–20)?5. Larutan jenuh Ca(OH)2mempunyaipH = 12. Tentukan Ksp Ca(OH)2!8.6 Penggunaan Konsep Ksp dalam Pemisahan ZatHarga Ksp suatu elektrolit dapat dipergunakan untuk memisahkan dua ataulebih larutan yang bercampur dengan cara pengendapan. Proses pemisahan inidengan menambahkan suatu larutan elektrolit lain yang dapat berikatan denganion-ion dalam campuran larutan yang akan dipisahkan. Karena setiap larutanmempunyai kelarutan yang berbeda-beda, maka secara otomatis ada larutan yangmengendap lebih dulu dan ada yang mengendap kemudian, sehingga masing-masing larutan dapat dipisahkan dalam bentuk endapannya.Misalnya pada larutan jenuh MA berlaku persamaan:Ksp = [M+] [A–]Jika larutan itu belum jenuh (MA yang terlarut masih sedikit), sudah tentuharga [M+][A–] lebih kecil daripada harga Ksp. Sebaliknya jika [M+][A–] lebih besardaripada Ksp, hal ini berarti larutan itu lewat jenuh, sehingga MA akan mengendap.•Jika [M+] [A–] < Ksp, maka larutan belum jenuh (tidak terjadi endapan).•Jika [M+] [A–] = Ksp, maka larutan tepat jenuh (tidak terjadi endapan).•Jika [M+] [A–] > Ksp, maka larutan lewat jenuh (terjadi endapan).Jika dalam suatu larutan terkandung Pb(NO3)2 0,05 M dan HCl 0,05 M, dapatkahterjadi endapan PbCl2? (Ksp PbCl2 = 6,25 × 10–5)Jawab:[Pb2+] = 0,05 M[Cl–] = 0,05 M[Pb2+] [Cl–]2= 0,05 × (0,05)2= 1,25 × 10–4Oleh karena [Pb2+][Cl–]2 > Ksp PbCl2, maka PbCl2 dalam larutan itu akan mengendap.Latihan 8.4C o n t o h8.6
212Kimia XI SMA1. Tentukan konsentrasi minimum ion Ag+ yang diperlukan untuk mengendapkan AgCl(Ksp AgCl = 2 × 10–10) dari masing-masing larutan berikut.a. NaCl 0,1 Mb. CaCl2 0,1 M2. Sebanyak 200 mL larutan AgNO3 0,02 M dicampurkan dengan 300 mL larutanAl2(SO4)3 0,05 M. Jika Ksp Ag2SO4 = 1,5 × 10–5, apakah Ag2SO4 yang terbentuk akanmengendap?3. Periksalah apakah terjadi endapan CaF2, bila 100 mL larutan Ca(NO3)2 0,3 Mdireaksikan dengan 200 mL larutan NaF 0,06 M (Ksp CaF2 = 3,2 × 10–11)!4. Periksalah apakah terbentuk endapan PbI2, bila 200 mL larutan Pb(NO3)2 0,1 Mdicampur dengan 300 mL larutan NaI 0,1 M (Ksp PbI2 = 7,9 × 10–9)!5. Sebanyak 20 mL larutan Na2CrO4 0,5 M dicampur dengan 20 mL larutan Pb(NO3)20,2M. Hitunglah konsentrasi ion Pb2+ dalam larutan (Ksp PbCrO4 = 2 × 10–13)!1. Dalam 2 liter larutan jenuh terlarut 150 mg barium oksalat, BaC2O4 (Ar Ba = 137,C = 12, dan O = 16). Hitunglah Ksp barium oksalat tersebut!2. Tentukan kelarutan PbI2(Ksp = 1,6 ×10-5) dalam larutan Pb(NO3)2!3. Kelarutan Ag3PO4 dalam air adalah a mol/liter. Tentukan harga Ksp dari Ag3PO4tersebut!4. Kelarutan PbI2 dalam air adalah 1,5 × 10–3 molar. Berapakah tetapan hasil kali kelarutanPbI2 tersebut?5. Jika larutan MgCl2 2 × 10–3 M dinaikkan pH-nya, maka pada pH berapakah endapanMg(OH)2 mulai terbentuk? (Ksp Mg(OH)2 = 2 × 10–11)Latihan 8.5GambarEndapan PbI2(kiri) dan endapanCaF2(kanan). Sumber: Chemistry, TheMoleculer Nature of Matter And Change,Martin S. Silberberg, 2000.Latihan 8.6
213Kimia XI SMA1. Kelarutan menyatakan jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentupelarut.2. Tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) adalah hasil perkalian konsentrasi ion-ion dalamlarutan jenuh, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien ionisasinya3. Penambahan ion senama akan memperkecil kelarutan.4. Kelarutan juga dipengaruhi oleh pH.5. Pengendapan terjadi jika harga Kspterlampaui.6. Larutan jenuh adalah larutan di mana penambahan sedikit zat terlarut sudah tidakdapat melarut lagi.Rangkuman
214Kimia XI SMAI. Berilah tanda silang (X) huruf A, B, C, D, atau E pada jawaban yang paling benar!1. Diketahui:Ksp AgCN= 1,2 × 10–16mol.L–1Ksp Mg(OH)2= 1,2 × 10–12 mol.L–1Ksp AgIO3= 4 × 10–12 mol. L–1Ksp Mn(OH)2= 1,9 × 10–13mol. L–1Ksp AgBr= 5 × 10–13 mol.L–1Dari data di atas, senyawa yang paling besar kelarutannya dalam air adalah ... .A. AgCND. Mn(OH)2B. Mg(OH)2E. AgBrC. AgIO32. Jika hasil kali kelarutan (Ksp) Ag2SO4 = 3,2 × 10–5mol/liter, maka kelarutannyadalam 1 liter air adalah ... .A. 2 × 10–5 molB. 2 × 10–3 molC. 1 × 10–2,5 molD. 1 × 10–2 molE. 4 × 10–2 mol3. Di dalam suatu larutan terdapat ion X2+,Y2+, dan Z2+ dengan konsentrasi masing-masing 0,1 M. Ke dalam larutan ini ditambahkan NaOH padat, sehingga pHlarutan menjadi 8. Berdasarkan data:KspX(OH)2 = 2,8 × 10–10KspY(OH)2 = 4,5 × 10–11KspZ(OH)2 = 1,6 × 10–14maka hidroksida yang mengendap adalah ... .A.X(OH)2B.Y(OH)2C.Z(OH)2D.X(OH)2 dan Y(OH)2E.Y(OH)2 dan Z(OH)24. Diketahui Ksp CaCO3 = 4,0 × 10–10 dan Mr CaCO3 = 100. Kelarutan garam CaCO3dalam tiap 200 mL larutan adalah ... .A. 2 × 10–3 gramB. 4 × 10–4 gramC. 2 × 10–5 gramD. 4 × 10–6 gramE. 8 × 10–8 gram123456789012345678901212345678901234567890121234567890123456789012Uji Kompetensi
215Kimia XI SMA5. Dalam satu liter larutan terdapat campuran garam CuCl2, MgCl2, dan BaCl2 yangmasing-masing konsentrasinya 0,01 M. Jika ditambahkan 53 gram Na2CO3, makagaram yang mengendap adalah ... .(Mr Na2CO3 = 106; Ksp MgCO3 = 4 × 10–5, CuCO3 = 2,5 × 10–10, dan BaCO3 =1,0 × 10–9 pada suhu 25 °C)A. MgCO3B. CuCO3C. MgCO3dan CuCO3D. CuCO3dan BaCO3E. MgCO3dan CuCO36. Pada suhu tertentu, 0,35 g BaF2 (Mr = 175) melarut dalam air murni membentuk1 L larutan jenuh. Hasil kali kelarutan BaF2pada suhu ini adalah ... .A. 1,7 × 10–2B. 3,2 × 10–6C. 3,2 × 10–8D. 3,2 × 10–9E. 4,0 × 10–97. Jika konsentrasi Ca2+ dalam larutan jenuh CaF2 = 2 × 10–4mol/L, maka hasilkali kelarutan CaF2 adalah ... .A. 8,0 × 10–8B. 3,2 × 10–11C. 1,6 × 10–11D. 2,0 × 10–12E. 4,0 × 10–128. Garam dengan kelarutan paling besar adalah ... .A. AgCl, Ksp = 10–10B. AgI, Ksp = 10–16C. Ag2CrO4,Ksp = 3,2 × 10–12D. Ag2S,Ksp = 1,6 × 10–49E. Ag2C2O4,Ksp = 1,1 × 10–119. Jika kelarutan CaF2 dalam air sama dengan s mol/L, maka nilai Ksp garam iniadalah ... .A.14s3D. 2 s3B.12s3E. 4 s3C.s3
216Kimia XI SMA10. Larutan jenuh X(OH)2 mempunyai pH = 9, hasil kali kelarutan dari X(OH)2adalah ... .A10–10B. 5,0 × 10–11C. 10–15D. 5,0 × 10–16E. 10–1811. Kelarutan garam AgCl bertambah kecil dalam larutan ... .A. NaCl dan NaCNB. NaCN dan AgNO3C. AgNO3 dan NH4OHD. NaCl dan AgNO3E. NH4OH pekat12. Kelarutan PbSO4 dalam air adalah 1,4 × 10–4M pada suhu 30 °C. Bila dilarutkandalam K2SO4 0,05 M, maka kelarutan PbSO4 menjadi ... .A. 1,0 × 10–8MB. 0,2 × 10–6MC. 0,4 × 10–6MD. 1,2 × 10–5ME. 1,4 × 10–4M13. Kelarutan Ag3PO4 dalam air adalah a mol/L, hasil kali kelarutannya adalah ... .A. 27a4D. 9a3B. 3a3E. 32a3C. a414. Diketahui: Ksp AgCl = 1 × 10–10,Ksp AgBr = 1 × 10–13,Ksp AgI = 1 × 10–16. Jikas menyatakan kelarutan dalam mol/L, maka ... .A.sAgI > sAgBr > sAgClB.sAgI < sAgBr < sAgClC.sAgI < sAgBr > sAgClD.sAgI = sAgBr < sAgClE.sAgI > sAgBr < sAgCl15. Banyak mol MgCl2 yang harus ditambahkan ke dalam satu liter larutan NaOHdenganpH = 12, agar didapatkan larutan yang jenuh dengan Mg(OH)2 bila KspMg(OH)2 = 10–11 adalah ... .A. 10–11 molB. 10–10 molC. 10–9 molD. 10–8 molE. 10–7 mol
217Kimia XI SMA16. Larutan jenuh senyawa hidroksida M(OH)3 mempunyai pH = 9,0, harga Kspsenyawa ini adalah ... .A. 3,3 × 10–21B. 3,0 × 10–20C. 1,0 × 10–10D. 3,0 × 10–36E. 3,3 × 10–3717. Tetapan hasil kali kelarutan magnesium hidroksida adalah 2 × 10–11. Jika pHdari suatu MgCl2 dengan konsentrasi 2 × 10–3 molar dinaikkan, maka akan mulaiterjadi endapan pada pH ... .A. 8D. 11B. 9E. 12C. 1018. Kelarutan AgCl yang paling besar terdapat di dalam ... .A. air murni dinginB. larutan 0,1 M AgNO3C. larutan 0,1 M NaClD. larutan 0,1 M KClE. air murni panas19. Suatu larutan mengandung PbSO4 jenuh dengan Ksp PbSO4 = 1,2 × 10–10. Jikalarutan diencerkan 100 kali, maka daya melarut PbSO4 adalah ... .A. 1,2 × 10–10 mol/LB. 1,1 × 10–12 mol/LC. 1,1 × 10–5 mol/LD. 1,2 × 10–7 mol/LE. 1,2 × 10–8 mol/L20. Suatu larutan jenuh dengan AgCl, Ksp AgCl = 10–10. Jika larutan itu diberi NaClhingga kadarnya 10–3 molar, maka kelarutan AgCl adalah ... .A. 10–7 mol/LB. 10–5 mol/LC. 10–3 mol/LD. 10–13 mol/LE. 10–10 mol/LII. Kerjakan soal-soal berikut ini dengan benar!1. Sebanyak 100 mL larutan jenuh MgF2 pada suhu 18 °C diuapkan dan diperoleh7,6 gram MgF2. Hitunglah Ksp MgF2 pada suhu 18 °C! (ArMg = 24 dan F = 19)2. Diketahui Ksp Ag2CrO4 pada suhu 25 °C sebesar 2,4 × 10–12. Berapakah kelarutanmolar Ag2CrO4 pada 25 °C?
218Kimia XI SMA3. Periksalah dengan perhitungan, apakah terbentuk endapan Ca(OH)2, jika 10 mLlarutan CaCl2 0,2 M dicampur dengan 10 mL larutan NaOH 0,2 M (Ksp Ca(OH)2= 8 × 10–6)?4. Diketahui kelarutan Ag2CrO4 dalam air murni adalah 8,43 × 10–3 mol.L–1 padasuhu 25 °C. Tentukan kelarutan Ag2CrO4 itu dalam larutan AgNO3 0,1 M(KspAg2CrO4 = 2,4 × 10–12)!5. Tentukan hasil kali kelarutan BaSO4 pada suhu 25 °C, jika kelarutannya adalah1,1 × 10–5 mol!6. Tentukan hasil kali kelarutan Ag2CrO4, jika kelarutan pada suhu 25 °C adalah6,5 × 10–5M!7. Tentukan kelarutan AgCl dalam larutan NaCl ditambah AgCl yang memiliki Ksp= 1,78 × 10–10!8. Tentukan Ksp jika kelarutan CaSO4 adalah 13,6 gram/liter pada suhu 160 °C!9. Tentukan kelarutan AgBr, jika Ksp AgBr pada suhu 75 °C adalah 4,9 × 10–11!10. Suatu larutan mengandung Pb(NO3)2, Mn(NO3)2, dan Zn(NO3)2 masing-masing0,01 M. Pada larutan ini ditambahkan NaOH, sehingga pH menjadi 8.Berdasarkan data:Ksp Pb(OH3)2 = 3 × 10–15,Ksp Mn(OH3)2 = 5 × 10–14, dan KspZn(OH3)2 = 5 × 10–16, tentukan hidroksida-hidroksida yang mengendap!