bab kelarutan

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.