1. Pengertian kelarutan
Jika kita melarutkan padatan garam
dapur ke dalam air sedikit demi sedikit, pada awalnya NaCl larut seluruhnya
dalam air. Ketika sejumlah tertentu NaCl telah melarut dan ada sebagian yang
tidak larut (terbentuk endapan), maka larutan tersebut merupakan larutan
jenuh atau tepat jenuh. Konsentrasi zat terlarut di dalam larutan
jenuh sama dengan kelarutannya.
Dengan demikian, kelarutan (solubility)
–dengan lambang s– dapat didefinisikan sebagai jumlah maksimum
suatu zat yang dapat larut dalam pelarut tertentu. Satuan kelarutan
biasanya dinyatakan dalam gram/ Liter atau mol/ Liter. Besarnya kelarutan suatu
zat dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:
1. Suhu
Kelarutan zat padat dalam air semakin
tinggi bila suhunya dinaikkan. Adanya panas mengakibatkan semakin renggangnya
jarak aannttaarr mmoolleekkuull nzyaat pmadeantj,a sdei hleinmggaah kdeaknu
amtaund gaahy a terlepas oleh gaya tarik dari molekul-molekul air.
2. Jenis pelarut
a. senyawa polar mudah larut dalam
pelarut polar
Misal:
Garam dapur, gula, alkohol, dan semua
asam merupakan senyawa polar sehingga mudah larut dalam pelarut polar seperti
air
b. Senyawa non-polar mudah larut dalam
pelarut non-polar
Misal:
Lemak mudah larut dalam minyak Dalam
suatu larutan jenuh dari zat elektrolit yang sukar larut, terdapat
kesetimbangan antara zat padat yang tidak larut dengan ion-ion yang
terlarut. Secara umum, persamaan kesetimbangan untuk larutan garam AmBn
yang sedikit larut adalah:
AmBn (s) mAn+ (aq) + nBm– (aq)
Ksp AmBn = [An+]m [Bm–]n
2. Hasil
Kali Kelarutan
Dengan demikian, hasil kali kelarutan
(Ksp) menggambarkan perkalian konsentrasi ion-ion elektrolit yang sukar larut
dalam larutan jenuhnya, dipangkatkan koefisiennya masing-masing. Senyawa yang
mempunyai harga Ksp adalah senyawa elektrolit yang sukar larut. Senyawa
elektrolit yang mudah larut seperti NaCl, Na2SO4, KOH, HCl, atau H2SO4 tidak
mempunyai harga Ksp. Demikian pula senyawa-senyawa yang sukar larut, tetapi
non-elektrolit seperti benzen, minyak, eter, juga tidak mempunyai harga Ksp.
Besarnya harga Ksp dari suatu zat adalah tetap pada suhu tetap. Jika terjadi
perubahan suhu, maka harga Ksp-nya pun akan mengalami perubahan.
3. Hubungan kelarutan (s) dengan hasil kali kelarutan (Ksp)
Karena nilai kelarutan (s) dan hasil
kali kelarutan (Ksp) sama-sama dihitung pada larutan jenuh, maka terdapat
hubungan yang sangat erat di antara keduanya. Untuk senyawa AmBn yang terlarut,
maka ia akan mengalami ionisasi dalam sistem kesetimbangan:
AmBn (s) mAn+ (aq) + nBm– (aq)
Jika harga kelarutan dari senyawa AmBn
sebesar s mol L–1, maka di dalam reaksi kesetimbangan tersebut konsentrasi
ion-ion An+ dan Bm– adalah:
AmBn (s) mAn+ (aq) + nBm– (aq) s mol
L–1 ms mol L–1 ns mol L–1
sehingga harga hasil kali kelarutannya
adalah:
Ksp AmBn = [An+]m [Bm–]n
= (ms)m (ns)n
= mm .sm.nn.sn
= mm .nn.sm+n
Hubungan kelarutan dengan hasil kali
kelarutan dapat pula dinyatakan dengan persamaan berikut:
Ksp =
(n – 1)n–1 sn
dengan: n = jumlah ion dari elektrolit
s =
kelarutan elektrolit (mol.L–1)
Untuk elektrolit biner (n = 2):
4. macam – macam kelarutan
Ketika sejumlah tertentu NaCl telah
melarut dan ada sebagian yang tidak larut (terbentuk endapan), maka larutan
tersebut merupakan larutan jenuh atau
tepat jenuh, sedangkan larutan tak
jenuh adalah larutan dimana suatu zat terlarut yang dilarutkan dalam larutan
tersebut masih dapat larut.
5 . Pengaruh ion sejenis
Suatu zat elektrolit umumnya lebih
mudah larut dalam pelarut air murni daripada dalam air yang mengandung salah
satu ion dari elektrolit tersebut. Jika AgCl dilarutkan dalam larutan NaCl atau
larutan AgNO3, ternyata kelarutan AgCl dalam larutan-larutan tersebut akan
lebih kecil jika dibandingkan dengan kelarutan AgCl dalam air murni. Hal ini
disebabkan karena sebelum AgCl(s) terionisai menjadi Ag+(aq) atau Cl–(aq), di
dalam larutan sudah terdapat ion Ag+ (dari AgNO3) atau ion Cl– (dari NaCl)
AgCl (s) Ag+ (aq) + Cl– (aq)
Sesuai dengan Asas Le Chatelier,
penambahan Ag+ atau Cl– akan menggeser kesetimbangan ke kiri, sehingga AgCl yang
larut makin sedikit. Dengan demikian, adanya ion sejenis akan memperkecil
kelarutan suatu elektrolit.
Apabila
suatu zat kita larutkan ke dalam suatu pelarut, ternyata ada yang mudah
larut (kelarutannya besar), ada yang sukar larut (kelarutannya kecil),
dan ada yang tidak larut (kelarutannya dianggap nol). Sebenarnya, tidak
ada zat yang tidak larut dalam pelarut. Misalnya, dalam pelarut air semua zat
(termasuk logam) dapat larut, hanya saja kelarutannya sangat kecil. Jika suatu
zat terlarut dalam pelarut sangat sedikit, misalnya kurang dan 0,1 gram zat
terlarut dalam 1.000 gram pelarut, maka zat tersebut kita katakan tidak larut (insoluble).
Di sini, kita akan membicarakan zat padat yang sedikit kelarutannya dalam air.
Jika
suatu zat padat, contohnya padatan PbI 2, kita larutkan ke dalam air
maka molekul-molekul padatan PbI 2 akan terurai, selanjutnya melarut
dalam air. Untuk melarutkan PbI 2 ke dalam air akan ada dua proses
yang berlawanan arah (proses bolak-balik), yaitu proses pelarutan padatan PbI 2
dan proses pembentukan ulang padatan PbI 2 . Mula-mula, laju
pelarutan padatan PbI 2 sangat cepat dibandingkan dengan laju
pembentukan ulang padatan tersebut. Makin lama, konsentrasi PbI 2
yang terlarut meningkat dengan teratur dan laju pembentukan ulang padatan juga
meningkat. Pada saat laju pelarutan padatan PbI 2 sama dengan
pembentukan ulang padatan, proses yang saling berlawanan arah tersebut kita
katakan berada dalam kondisi kesetimbangan .
Pada
kondisi kesetimbangan ini, larutan PbI 2 pada kondisi tepat jenuh.
Jumlah PbI 2 yang dapat larut sampai dengan tercapainya kondisi
tepat jenuh dinamakan kelarutan PbI 2 . Secara umum,
pengertian kelarutan suatu zat dalam air adalah batas maksimum dari jumlah
suatu zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu air.
PbI
2 melarut dalam air dalam bentuk ion Pb 2+ dan 2 ion I -,
sehingga proses kesetimbangan PbI 2 dalam air merupakan
kesetimbangan ionisasi PbI 2 dalam air, yaitu sebagai berikut.
PbI
2 (s) --> Pb 2+ (aq) + 2 I - (aq)
Dalam
larutan PbI 2 jenuh terdapat reaksi ionisasi PbI 2 dalam
keadaan msetimbang. Tetapan kesetimbangan ini kita namakan tetapan hasil kali
kelarutan (solubility product constant) dan disimbolkan dengan K sp
.
Persamaan
tetapan kesetimbangan PbI 2 :
Persamaan
tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) adalah sebagai berikut.
Dari
persamaan K sp di atas dapat kita nyatakan pula bahwa nilai
dari K sp merupakan perkalian dari ion-ion yang melarut
dipangkatkan dengan koefisien masing-masing.
Besarnya
nilai hasil kali kelarutan mencerminkan mudah atau tidaknya larutan elektrolit
larut dalam air.