Postingan ini membahas contoh soal hasil kali kelarutan Ksp dan pembahasannya. Kelarutan menyatakan jumlah maksimal zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut. Satuan kelarutan yaitu mol/L. Jadi kelarutan sama dengan molaritas.
Tetapan hasil kali kelarutan Ksp
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 MxAy yang sedikit larut sebagai berikut:
MxAy (s) → x My+ + y Ax-
Karena zat pada tidak mempunyai molaritas, maka tetapan kesetimbangan reaksi diatas hanya melibatkan ion-ionnya saja, dan tetapan kesetimbangannya disebut tetapan hasil kali kelarutan (Ksp).
Ksp = [My+]x [Ax-]y
Hubungan Kelarutan dengan Ksp
Secara umum, hubungan antara kelarutan (s) dengan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) untuk larutan elektrolit AxBy sebagai berikut:
AxBy (s) ⇄ x Ay+ + y Bx-
Ksp = [Ay+]x [Bx-]y
Ksp = (xs)x (ys)y atau Ksp = xx yy sx + y
Catatan tambahan:
- Penambahan ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit.
- Harga Ksp suatu basa dapat digunakan untuk menentukan pH larutan. Sebaliknya harga pH sering digunakan untuk menghitung besarnya nilai Ksp.
Misalkan larutan jenuh MA dengan persamaan Ksp = [M+] [A–] maka:
- Jika Qsp [M+] [A–] < Ksp maka larutan belum jenuh atau tidak terjadi endapan.
- Jika Qsp [M+] [A–] = Ksp maka larutan tepat jenuh dan tidak terjadi endapan.
- Jika Qsp [M+] [A–] > Ksp maka larutan lewat jenuh dan terjadi endapan.
Contoh soal dan pembahasan
Contoh soal 1
Untuk senyawa-senyawa berikut ini, tuliskan persamaan tetapan hasil kali kelarutannya.
- AgCN
- Mn(OH)2
- Ag2CO3
- BaSO4
Pembahasan
- AgCN ⇄ Ag+ + CN– sehingga Ksp = [Ag+] [CN–]
- Mn(OH)2 ⇄ Mn2+ + 2 OH– sehingga Ksp = [Mn2+] [OH–]2
- Ag2CO3 ⇄ 2 Ag+ + CO32- sehingga Ksp = [Ag+]2 [CO3–]
- BaSO4 ⇄ Ba2+ + SO42- sehingga Ksp = [Ba2+] [SO42-]
Contoh soal 2
Hitunglah kelarutan dari masing-masing garam perak berikut:
- AgCl (Ksp = 10-10)
- Ag2CO3 (Ksp = 5 x 10-13)
Pembahasan
Jawaban soal 1 sebagai berikut:
AgCl | ⇄ | Ag+ | Cl– |
s | s | s |
Ksp = [Ag+] [Cl–] = s x s = s2
10-10 = s2
s = √ 10-10 = 10-5
Jawaban soal 2 sebagai berikut:
Ag2CO3 | ⇄ | 2 Ag+ | CO32- |
s | 2 s | s |
Ksp = [Ag+]2 [CO32-] = (2s)2 . s = 4s3
5 x 10-13 = 4 s3
s3 = 1,25 x 10-13 = 125 x 10-15
s = ∛ 125 x 10-15 = 5 x 10-5
Contoh soal 3
Jika Ksp CaCO3 = 2,5 x 10-9, berapa gram CaCO3 (Mr = 100) yang terkandung dalam 500 mL larutan jenuh.
Pembahasan
CaCO3 | ⇄ | Ca2+ | CO32- |
s | s | s |
Ksp = s x s = s2
s = √ Ksp = √ 2,5 x 10-9 = 5 x 10-5
Kelarutan (s) = molaritas sehingga untuk menentukan massa kita gunakan rumus molaritas dibawah ini:
M =5 x 10-5 =
gr = 2,5 x 10-3 gram
Jadi massa CaCO3 sebesar 2,5 x 10-3 gram.
Contoh soal 4
Hitunglah kelarutan SrCO3 bila Ksp SrCO3 = 5,4 x 10-10.
Pembahasan
SrCO3 | ⇄ | Sr2+ | CO32- |
s | s | s |
Ksp = s x s = s2
s = √ Ksp = √ 5,4 x 10-10 = 2,324 x 10-5
Contoh soal 5
Hitunglah kelarutan Ag2SO4 (Ksp = 1,5 x 10-5) dalam:
- 0,2 M AgNO3
- 0,2 M Na2SO4
Pembahasan
Jawaban soal 1 sebagai berikut:
AgNO3 ⇄ Ag+ + NO3–
0,2 M 0,2 M 0,2 M
Ag2SO4 ⇄ [Ag+]2 + SO42-
Ksp = [Ag+]2 . [SO42-]
1,5 x 10-5 = (0,2)2 . [SO42-]
[SO42-] = 1,5/0,04 x 10-5 = 37,5 x 10-5
Ag2SO4 ⇄ 2 Ag+ + SO42-
Karena koefisien Ag2SO4 = SO42- = 1 maka kelarutan Ag2SO4 sebesar 37,5 x 10-5
Jawaban soal 2:
Na2SO4 ⇄ 2Na+ + SO42-
0,2 0,4 0,2
Ag2SO4 ⇄ 2 Ag+ + SO42-
Ksp = [Ag+]2 . [SO42-]
1,5 x 10-5 = [Ag+]2 . 0,2
[Ag+]2 = 1,5/0,2 x 10-5 = 7,5 x 10-5
[Ag+] = √ 7,5 x 10-5 = 8,66 x 10-3
Ag2SO4 ⇄ 2 Ag+ + SO42-
Koefisien Ag2SO4 = 1 dan Ag+ = 2 sehingga kelarutan Ag2SO4 setengah dari Ag+ = 1/2 x 8,66 x 10-3 = 4,33 x 10-3
Contoh soal 6
Diketahui Ksp Fe(OH)2 = 8 x 10-16, tentukan kelarutan Fe(OH)2 dalam:
- Air murni
- Larutan NaOH 0,01 M
Pembahasan
Kelarutan Fe(OH)2 dalam air murni sebagai berikut:
Fe(OH)2 ⇄ Fe2+ + 2 OH–
Ksp = s . (2s)2 = 4s3
s3 = 8/4 x 10-16
s = ∛ 2 x 10-16 = 5,48 x 10-6
Kelarutan Fe(OH)2 dalam NaOH 0,01 sebagai berikut:
NaOH ⇄ Na+ + OH–
0,01 0,01 0,01
Fe(OH)2 ⇄ Fe2+ + 2 OH–
Ksp = [Fe2+] [OH–]2
8 x 10-16 = [Fe2+] . (0,01)2
[Fe2+] = 8 x 10-16 : 10-4 = 8 x 10-12
Fe(OH)2 ⇄ Fe2+ + 2 OH–
Karena koefisien Fe(OH)2 = Fe2+ = 1 maka kelarutan Fe(OH)2 = 8 x 10-12
Contoh soal 7
Larutan jenuh Mg(OH)2 mempunyai pH = 9. Tentukan Ksp Mg(OH)2 tersebut.
Pembahasan
pH + pOH = 14
pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5
pOH = – log [OH–]
5 = – log [OH–]
[OH–] = 10-5
Mg(OH)2 ⇄ Mg2+ + 2 OH–
0,5 x 10-5 10-5
Ksp = [Mg2+] [OH–]2
Ksp = 0,5 x 10-5 . (10-5)2 = 0,5 x 10-15
Contoh soal 8
Berapa gram Zn(OH)2 (Mr = 100) yang dapat terlarut dalam 10 liter larutan dengan pH = 9 (Ksp = 5 x 10-16).
Pembahasan
pH + pOH = 14
pOH = 14 – pH = 14 – 9 = 5
pOH = – log [OH–]
5 = – log [OH–]
[OH–] = 10-5
Ksp Zn(OH)2 ⇄ [Zn2+] + [OH–]2
5 x 10-16 = [Zn2+] . (10-5)2
[Zn2+] = 5 x 10-6
Untuk menghitung gram Zn(OH)2 yang terlarut dalam 10 liter larutan menggunakan rumus molaritas dibawah ini:
M =5 x 10-6 =
gr = 5 x 10-6 x 10 x 100 = 5 x 10-3 = 0,005 gram
Jadi Zn(OH)2 yang terlarut sebanyak 0,005 gram.
Contoh soal 9
Periksalah dengan perhitungan, apakah terbentuk endapan Ca(OH)2, jika 10 mL larutan CaCl2 0,2 M dicampur dengan larutan NaOH 0,2 M (Ksp Ca(OH)2 = 8 x 10-6)
Pembahasan
Pada soal ini diketahui:
- n CaCl2 = 10 mL x 0,2 M = 2 mmol
- n NaOH = 10 mL x 0,2 M = 2 mmol
- Ksp Ca(OH)2 = 8 x 10-6
CaCl2 | 2NaOH | → | Ca(OH)2 | 2NaCl | |
Awal | 2 mmol | 2 mmol | |||
Reaksi | 1 mmol | 2 mmol | 1 mmol | 2 mmol | |
Sisa | 1 mmol | – | 1 mmol | 2 mmol |
Ca(OH)2 ⇄ Ca2+ + 2 OH–
0,05 0,05 0,1
Qsp Ca(OH)2 ⇄ [Ca2+] . [OH–]2 = 0,05 x (0,1)2 = 5 x 10-4
Karena Qsp Ca(OH)2 > Ksp Ca(OH)2 maka terbentuk endapan.
Contoh soal 10
Tentukanlah konsentrasi minimum ion Ag+ yang diperlukan untuk mengendapkan AgCl (Ksp = 2 x 10-10) dari masing-masing larutan berikut.
- NaCl 0,1 M
- CaCl2 0,1 M
Pembahasan
Jawaban soal 1
Konsentrasi minimum jika Qsp larutan = Ksp AgCl.
NaCl ⇄ Na+ + Cl–
0,1 0,1 0,1
Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
2 x 10-10 = [Ag+] 0,1
[Ag+] = 2 x 10-9
Jadi konsentrasi minimum Ag+ = 2 x 10-9
Jawaban soal 2
CaCl2 ⇄ Ca2+ + 2 Cl–
0,1 0,1 0,2
Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
2 x 10-10 = [Ag+] 0,2
[Ag+] = 10-9
Jadi konsentrasi minimum Ag+ = 10-9.
Daftar Pustaka:
- Utami, Budi, Kimia Untuk SMA/MA Kelas XI Program Ilmu Alam. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.
- Permana, Irvan. Kimia SMA/MA Untuk Kelas XI Semester 1 dan 2 Program Ilmu Pengetahuan Alam. Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 2009.