Ke Setim Bang An

download Ke Setim Bang An

of 13

Transcript of Ke Setim Bang An

Garam-garam alkali seperti garam natrium dan garam kalium merupakan garam yang mudah larut dalam air, sedangkan garam-garam yang lain misalnya garam tembaga, garam besi, garam perak, garam timah kebanyakan sukar larut dalam air. Apa yang terjadi bila NaCl dimasukkan ke dalam air ? Bandingkan dengan sedikit CaCO3 yang dimasukkan ke dalam air. Mengapa garam dapur yang dijual masih dalam bentuk kristal besar dan agak gelap warnanya biasanya rasanya lebih asin dari pada garam meja yang halus dan warnanya putih bersih? Mengapa mencuci ikan asin dengan jalan direndam beberapa menit dalam air justru lebih asin bila dibandingkan dengan direndam beberapa menit dalam air garam ? Anda masih ingat mengapa garam NaCl mudah larut dalam air ?Mengapa jika garam ditambahkan ke dalam air mula-mula garam akan larut, namun jika garam terus ditambahkan lama-kelamaan garam tidak mau larut lagi (larutan jenuh). Setelah larutan menjadi jenuh meskipun ditambahkan lagi zat terlarut namun konsentrasi ion-ion terlarut tidak berubah. Mengapa banyaknya endapan akan bertambah jika ditambahkan lagi garam dan banyaknya endapan akan berkurang jika ditambahkan lagi air? Berikut ini akan dijelaskan begaimana proses pelarutan garam NaCl dalam air. Apabila larutan telah menjadi jenuh, kecepatan molekul air mengelilingi ion-ion positip dan ion negatip sama dengan kecepatan terlepasnya kembali ion-ion dari molekul air kembali membentuk kristal, maka terjadilah keadaan setimbang sehingga jumlah endapan tidak berubah. Jumlah endapan yang tidah berubah ini memberikan indikasi bahwa konsentrasi ion positip (kation) dan ion negatip (anion) dalam tidak berubah. Terjadinya reaksi kesetimbangan pada garam-garam yang sukar larut dalam air, misalnya proses pelarutan perak klorida (AgCl) dalam air dapat dijelaskan sebagai berikut AgCl(s) + H2O(l) Ag+(aq) + Cl-(aq)Keadaan setimbang tercapai jika terbentuk larutan jenuh AgClPada keadaan setimbang : Karena [AgCl(s)] dan [H2O(l)] tetap, maka K [AgCl(s)] [H2O(l)] = [Ag+] [Cl-] = TetapHarga K [AgCl(s)] [H2O(l)] merupakan tetapan yang disebut Ksp (Tetapan Hasil Kali Kelarutan) Jadi dalam larutan jenuh AgCl : [Ag+] [Cl-] = KspJika dalam suatu larutan [Ag+][Cl-] = Q, maka apabila : Q Ksp akan terbentuk endapan sehingga bertahan Q = Ksp Secara umum kesetimbangan kelarutan dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut : AxBy(s) + H2O(l) x Ay+(aq) + y B x-(aq)Atau biasa ditulis sebagai persamaan : AxBy(s) x Ay+(aq) + y Bx-(aq)Untuk larutan jenuh AxBy : [Ay+]x [Bx-]y = Kspa. Kelarutan Molar Jika larutan jenuh terbentuk dengan melarutkan garam dalam air sehingga garam yang terlarut dalam 1 liter larutan sebanyak a gram, dapat dikatakan bahwa kelarutan garam tersebut dalam air = a gram liter-1. Kelarutan suatu garam dapat dinyatakan sebagai kelarutan molar.Contoh :Jika kelarutan PbI2 dalam air = a gram liter-1, kelarutan molar PbI2 dapat ditentukan sebagai berikut : PbI2(s) Pb2+(aq) + 2 I-(aq)Kelarutan PbI2 = a gram liter-1Jadi kelarutan molar PbI2 =Jika PbI2 yang terlarut sebanyak a mol akan membentuk a mol Pb2+ dan 2 a mol I- , sehingga akan diperoleh : [Pb 2+] [I-] b. Hubungan Ksp dan Kelarutan Apabila kelarutan suatu zat diketahui, maka harga tetapan hasil kali kelarutan dapat ditentukan, sebaliknya dengan diketahui harga tetapan hasil kali kelarutan dapat ditentukan besarnya kelarutan.Contoh Soal :1). Jika kelarutan SrSO4 dalam air = 6 x 10-4 mol liter-1 , tentukan harga Ksp SrSO4Penyelesaian :Dalam larutan jenuh SrSO4 : SrSO4(s) Sr+(aq) + SO4=(aq) Ksp SrSO4 = [Sr2+] [SO4= ]Jika SrSO4 yang terlarut 6 x 10-4 mol liter-1 akan diperoleh[Sr2+] = 6 x 10-4 mol liter-1 = 6 x 10-4 M[SO42-] = 6 x 10-4 mol liter-1 = 6 x 10-4 M Ksp SrSO4 = [Sr2+] [SO4= ] = (6 x 10-4) (6 x 10-4) = 3,6 x 10-72). Jika diketahui Ksp MgF2 pada suhu 25oC adalah 6,4 x 10-9, tentukan kelarutan molar MgF2 serta konsentrasi molar Mg2+ dan F- dalam larutan jenuh MgF2.Penyelesaian :Dalam larutan jenuh MgF2 : MgF2(s) Mg2+(aq) + 2 F-(aq) Ksp MgF2 = [Mg2+] [F-]2 [MgF2] [Mg2+] [F-]Awal (M) N/A 0 0Terlarut (M) x x 2 xSetimbang (M) N/A - x x 2x Misal kelarutan MgF2 = x MKsp MgF2 = [Mg2+] [F-]2 = (x)(2x)2 = 6,4 x 10-9 4 x3 = 6,4 x10-9 x Jadi kelarutan molar MgF2 = 1,2 x 10-3 MDalam larutan jenuh MgF2 : [Mg2+] = 1,2 x 10-3 M [F-] = 2,4 x 10-3 M3). Jika diketahui pada suhu 25oC harga Ksp Mg(OH)2 = 1,8 x 10-11, tentukan kelarutan molar Mg(OH)2 serta konsentrasi molar Mg2+ dan OH- dalam larutan jenuh Mg(OH)2.Penyelesaian :Dalam larutan jenuh Mg(OH)2 : Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) Ksp = [Mg2+] [OH-]2Misal kelarutan Mg(OH)2 = x mol liter-1 [Mg(OH)2] [Mg2+] [OH-]Awal (M) N/A 0 0Terlarut (M) x x 2 xSetimbang (M) N/A - x x 2 x Dalam larutan jenuh : [Mg2+] [OH-]2 = Ksp = 1,8 x 10-11 (x) (2 x)2 = 1,8 x 10-11 x = = x = 1,7 x 10-6Jadi kelarutan molar Mg(OH)2 = 1,7 x 10-6 MDalam larutan jenuh Mg(OH)2 : [Mg2+] = 1,7 x 10-6 M [OH-] = 3,4 x 10-6 M Harga tetapan hasil kali kelarutan beberapa senyawa pada suhu 25oC seperti pada Tabel berikut :2. Pengaruh Ion Sekutua. Pengaruh ion sekutu terhadap kelarutan Pada contoh di atas garam ion Mg2+ mudah bereaksi dengan ion F- membentuk garam MgF2 yang sukar larut dalam air. Dalam hal ini ion F- disebut sebagai ion sekutu dari ion Mg+. Apa yang terjadi jika ke dalam larutan SrSO4 ditambahkan larutan garam Na2SO4? Larutan jenuh Ag2SO4 dalam air akan mengalami kesetimbangan kelarutan sebagai berikut : Ag2SO4(s) Ag+(aq) + SO4=(aq)Jika pada kesetimbangan tersebut ditambahkan ion sulfat akan mengakibatkan konsentrasi ion SO42- bertambah sehingga harga [Ag+] [SO4]2- > Ksp. Menurut asas Le Chatelier jika dalam suatu system kesetimbangan diberikan suatu aksi, maka kesetimbangan akan memberikan reaksi untuk mengurangi aksi tersebut sehingga tercapai kesetimbangan kembali. Berdasarkan asas Le Chatelier jika pada kesetimbangan [SO4]2- bertambah maka system kesetimbangan akan berusaha mencapai kesetimbangan kembali dengan bergeser ke arah kiri sehingga [Ag2+] berkurang dan [Ag+] [SO4]2- = Ksp. Hal ini akan mengakibatkan kelarutan Ag2SO4 dalam larutan Na2SO4 lebih rendah dari pada kelarutan dalam air seperti diilustrasikan pada (Gambar 4).Gambar 4. Kesetimbangan Ag2SO4 dalam air dan dalam larutan Na2SO4Contoh :1). Jika diketahui Ksp Ba(IO3)2 = 1,57 x 10-9. tentukan : a). kelarutan Ba(IO3)2 dalam air b). konsentrasi molar Ba2+ dan konsentrasi molar IO3- dalam air c). kelarutan Ba(IO3)2 dalam larutan Mg(IO3)2 0,033 M d). konsentrasi molar Ba2+ dan konsentrasi molar IO3- dalam larutan Mg(IO3)2 0,033 M.Penyelesaian :a). Dalam larutan jenuh Ba(IO3)2 : Ba(IO3)2(s) Ba2+(aq) + 2 IO3-(aq) Ksp Ba(IO3)2 = [Ba2+] [IO3-]Misal kelarutan Ba(IO3)2 dalam air = x mol liter-1 [Ba(IO3)2] [Ba2+] [IO3-] Awal (M) N/A 0 0Terlarut (M) x x 2 xSetimbang (M) N/A - x x 2 x Dalam larutan jenuh Ba(IO3)2 : [Ba2+] [IO3-] = Ksp (x) (2x)2 = 1,57 x 10-9 x == 2,906 x 10-4Jadi kelarutan Ba(IO3)2 dalam air = 2,906 x 10-4 Mb). Dalam larutan jenuh Ba(IO3)2 dalam air : [Ba2+] = 2,906 x 10-4 M [IO3-] = 5,812 x 10-4 Mc). Misal kelarutan Ba(IO3)2 dalam larutan Mg(IO3)2 0,033 M = y mol liter-1 Ba(IO3)2(s) Ba2+(aq) + IO3-(aq) Mg(IO3)2 (aq) Mg2+(aq) + IO3- (aq) Dalam larutan Mg(IO3)2 0,033 M terdapat [Mg2+] = 0,033 M dan [IO3- ] = 0,066 M, sehingga jika Ba(IO3)2 dilarutkan ke dalam larutan Mg(IO3)2 0,033 M

[Ba2+] [IO3-]2 = Ksp (y) (2 y + 0,066)2 = 1,57 x 10-9Jika diasumsikan bahwa 2 y NH4Cl 0,1 M.Makin besar konsentrasi ion sekutu makin memperbesar harga [Mg2+][OH-]2, sehingga urutan kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan : NH4Cl 0,1 M. > NH4OH 0,1 M > NaOH 0,1 M Pengunaan ion sekutu sering dilakukan untuk menghilangkan atau mengurangi konsentrasi ion-ion tertentu dalam larutan. Misalnya jika ke dalam larutan CaCl2 ditambahkan larutan Na2CO3, akan terjadi reaksi antara ion Ca2+ dengan ion CO32- sehingga apabila [Ca2+] [CO32-] > Ksp CaCO3 akan terbentuk endapan CaCO3.Contoh soal : Jika ke dalam 0,5 liter larutan CaCl2 0,1 M ditambahkan 0,5 liter larutan Na2CO3 0,1 M, tentukan apakah terbentuk endapan CaCO3 ? Berapa mol liter-1 ion Ca2+ tetap tinggal dalam larutan ? Ksp CaCO3 = 4,8 x 10-9Penyelesaian : 0,5 liter CaCl2 0,1 M = 0,05 mol CaCl2 0,05 mol Ca2+ 0,5 liter Na2CO3 1 M = 0,05 mol Na2CO3 0,05 mol CO32- Ca2+(aq) + CO32- (aq) CaCO3(s)Akan terbentuk endapan CaCO3 jika [Ca2+] [CO32-] > Ksp CaCO3Jika setelah tercapai kesetimbangan [Ca2+] yang tinggal dalam larutan = x M [Ca2+] + [CO32- ] [CaCO3]Awal (M) 0,05 0,05 0Bereaksi (M) 0,05 x 0,05 x 0,05 xSetimbang (M) x x 0,05 xSetelah ditambahkan larutan Na2CO3 : [Ca2+] [CO32-] = (0,05) (0,05) > Ksp CaCO3Jadi dapat terbentuk endapan CaCO3.Setelah terjadi kesetimbangan : [Ca2+] [CO32-] = (x) (x) = 4,8 x 10-9 x = 4,8 x 10-9 = 6,9 x 10-5Karena Ca2+ yang tinggal dalam larutan sangat sedikit (6,9 x 10-5 M), praktis dapat dianggap habis. Konsep ini dapat digunakan sebagai dasar untuk menghilangkan suatu kation yang tidak diinginkan, misalnya untuk menghilangkan kesadahan tetap dan mengurangi kadar kalsium serta magnesium dalam garam dapur kotor.c. Penggunaan ion sekutu untuk pengendapan selektif Unsur-unsur satu golongan pada umumnya dapat membentuk garam yang mengandung ion sejenis, baik yang sukar larut maupun mudah larut dalam air. Misalnya CaCl2, MgCl2, BaCl2, CaCO3, MgCO3, dan BaCO3 ; Cu(NO3)2, Cd(NO3)2, CuS, dan CdS. Beberapa unsur yang tidak terletak dalam satu golongan dapat membentuk garam - garam sukar larut, misalnya CuS, ZnS, dan FeS, Zn(OH)2, Fe(OH)3, dan Mn(OH)2. Berdasarkan harga Ksp keberadaan ion-ion tersebut dalam larutan dapat dipisahkan dengan cara pengendapan selektif seperti contoh pada Gambar 5 Gambar 5. Larutan yang Mengandung Ion Cl- dan ion I- ditambah Larutan AgNO3Gambar 5 tersebut memberikan ilustrasi bahwa jika ke dalam larutan yang mengandung ion Cl- dan ion I- dengan konsentrasi yang sama ditambahkan larutan AgNO3 tetes demi tetes, terbentuk endapan AgI setelah [Ag+] [I-] > Ksp AgI, dan terbentuk endapan AgCl setelah [Ag+] [Cl-] > Ksp AgCl. Karena [I-] = [Cl-] dan Ksp AgCl > Ksp AgI, maka untuk membentuk endapan AgCl diperlukan diperlukan larutan AgNO3 lebih banyak dari pada untuk membentuk endapan AgI. Dengan kata lain, pada penambahan larutan AgNO3 ke dalam larutan yang mengandung ion I- dan Cl- yang konsentrasinya sama, endapan AgI akan terbentuk lebih dulu sebelum terbentuk endapan AgCl.Contoh soal :1). Jika suatu larutan mengandung ion Fe3+ 0,1 M dan ion Mg2+ 0,1 M, cara manakah yang lebih baik untuk memisahkan kedua ion tersebut ? Dengan menambahkan larutan NaOH hingga 0,1 M atau NH4OH 0,1 M atau campuran NH4OH 0,01 M dan NH4Cl 0,1 M ?Ksp Fe(OH)3 = 1,1 x 10-36, Ksp Mg(OH)2 =1,8 x 10-11Penyelesaian : Fe(OH)3(s) Fe3+(aq) + 3 OH-(aq) Mg(OH)2(s) Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) Ksp Fe(OH)3 = [Fe3+] [OH-]3 Ksp Mg(OH)2 = [Mg2+] [OH-]2Agar terbentuk endapan Fe(OH)3 : [OH-] > = 2,2 x 10-12Agar tidak terbentuk endapan Mg(OH)2 : [OH-] = = 1,6 x 10-22Jadi agar CuS mengendap dan ZnS belum mengendap penambahan larutan H2S harus diatur sehingga 8,0 x 10-27 < [S2-] < 1,6 x 10-22Larutan H2S dapat membentuk kesetimbangan sebagai berikut : H2S(aq) H+(aq) + HS-(aq) Ka1 = 1,1 x 10-7 HS-(aq) H+(aq) + S2-(aq) Ka2 = 1,0 x 10-14 x = Ka1 x Ka2Karena harga Ka2