Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan - Materi Kimia Kelas 11

Sobat Pijar pasti pernah mencampur gula dan air, ‘kan? Nah, aktivitas ini ada kaitannya dengan materi yang akan kita bahas kali ini yaitu pelajaran Kimia materi kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan.

Gula merupakan senyawa yang sangat larut dalam air. Ketika kita mencampurkan gula ke dalam air, gula akan larut dan membentuk larutan gula jadi peristiwa ini dikenal dengan Kelarutan. Sedangkan untuk Hasil Kali Kelarutan, dalam hal ini tidak berlaku karena gula larut dalam air dengan baik dan tidak terdapat ion yang tidak larut.

Masih bingung ya, Sobat Pijar? Yuk, langsung aja kita baca artikel ini hingga selesai biar lebih paham!

Baca juga: Konsep Mol: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soalnya

Kelarutan

Pengertian Kelarutan

Kelarutan adalah kemampuan suatu zat untuk melarut dalam sejumlah pelarut atau bisa dikatakan jika kelarutan menyatakan banyaknya zat terlarut dalam tiap satu liter larutan pada suhu tertentu. Jika suatu zat padat secara terus menerus ditambahkan ke dalam zat pelarut, maka pada suatu saat kita akan mendapati zat tersebut tidak akan larut lagi. 

Itu artinya, pada saat itu sudah mencapai konsentrasi maksimum. Larutan yang sudah mengandung konsentrasi maksimum itu, disebut sebagai larutan jenuh dan harga konsentrasi maksimum itu dinamakan kelarutan. 

Hasil Kali Kelarutan

Pengertian Hasil Kali Kelarutan

Hasil kali kelarutan (Ksp) adalah suatu konstanta kesetimbangan ion yang menunjukkan tingkat kelarutan suatu senyawa ionik dalam air pada suhu tertentu. Dalam konteks kimia, ketika suatu senyawa ionik larut dalam air, itu terdisosiasi menjadi ion-ion konstituen, dan terdapat suatu kesetimbangan dinamis antara senyawa tersebut dan ion-ionnya dalam larutan.

Sebagai contoh, pertimbangkan senyawa ionik AB yang larut dalam air, menghasilkan ion Aⁿ⁺ dan ion Bⁿ⁻. Persamaan kesetimbangan atau rumus hasil kali kelarutan dapat dituliskan sebagai berikut:

$AB_{(aq)} \Leftrightarrow A^{n+}_{(aq)} + B^{n-}_{(aq)}$

Hasil kali kelarutan (Ksp) untuk senyawa ini dinyatakan oleh persamaan : 

$Ksp = [A^{n+}]^m.[B^{n-}]^n$

Keterangan: 

Ksp adalah hasil kali kelarutan

$[A^{n+}]$ adalah konsentrasi ion $A^{n+}$ dalam larutan

$[B^{n-}]$ adalah konsentrasi ion $B^{n-}$ dalam larutan

m dan n adalah koefisien stoikiometri dari ion-ion dalam senyawa AB

Nilai Ksp memberikan gambaran tentang seberapa jauh suatu senyawa dapat larut dalam air sebelum mencapai titik jenuh dan terbentuknya endapan. Jika Ksp sangat besar, senyawa tersebut cenderung sangat larut dalam air. Sebaliknya, jika Ksp kecil, senyawa tersebut kurang larut dan lebih cenderung membentuk endapan.

Dengan mengetahui nilai Ksp, kita dapat memprediksi apakah suatu senyawa akan mengalami presipitasi atau tetap larut dalam kondisi tertentu, seperti perubahan suhu atau penambahan ion tertentu ke dalam larutan.

Nilai hasil kali kelarutan (Ksp) dapat bervariasi tergantung pada sumber dan suhu.

$Ag_2SO_4$ (Perak Sulfat)

Harga hasil kali kelarutan $Ag_2SO_4$ sekitar $1,2 \times 10^{-5}$

$CaOH_2$ (kalsium hidroksida)

Hasil kali kelarutan $CaOH_2$ sekitar $5,5 \times 10^{-6}$

$CaSO_4$ (kalsium Sulfat)

Hasil kali kelarutan $CaSO_4$ sekitar $2,4 \times 10^{-5}$

Hubungan Kelarutan dengan Hasil Kali Kelarutan

Berdasarkan Definisi

1. Kelarutan: Mengacu pada kemampuan suatu zat untuk larut dalam pelarut tertentu pada kondisi tertentu, seperti suhu dan tekanan.
2. Ksp: Konstanta kesetimbangan ion yang mengukur tingkat kelarutan suatu senyawa ionik dalam air pada suhu tertentu. Ksp diekspresikan dalam bentuk persamaan kesetimbangan ion untuk suatu senyawa ionik yang larut dalam air.

Persamaan Kesetimbangan Ion

Ketika senyawa ionik larut dalam air, terjadi disosiasi ion. Sebagai contoh, untuk senyawa ionik AB:

$AB_{(aq)} \Leftrightarrow A^{n+}_{(aq)} + B^{n-}_{(aq)}$

Persamaan ini mencerminkan keseimbangan antara senyawa yang larut dan ion-ionnya dalam larutan.

Pentingnya Nilai Ksp

1. Ksp memberikan gambaran tentang seberapa jauh suatu senyawa dapat larut sebelum mencapai titik jenuh dan terjadi presipitasi.
2. Semakin tinggi nilai Ksp, semakin besar kelarutan senyawa dalam air, dan sebaliknya.

Kelarutan yang Tercermin dalam Ksp

1. Kelarutan suatu senyawa dapat dilihat dari nilai Ksp-nya. Nilai Ksp yang tinggi menunjukkan kelarutan yang tinggi, sedangkan nilai Ksp yang rendah menunjukkan kelarutan yang rendah.
2. Sebagai contoh, jika Ksp suatu senyawa sangat besar, itu berarti senyawa itu memiliki kecenderungan untuk larut dengan baik dalam air.

Hubungan dengan Faktor-Faktor Pengaruh Kelarutan

1. Faktor-faktor seperti suhu, tekanan, dan keberadaan ion senama dapat mempengaruhi kelarutan suatu senyawa. Nilai Ksp mencerminkan kondisi kesetimbangan pada suhu tertentu.
2. Kenaikan suhu umumnya meningkatkan kelarutan, dan keberadaan ion senama dapat mengurangi kelarutan karena adanya tolakan antar-ion.

Pemahaman Terhadap Presipitasi

Dengan memahami Ksp suatu senyawa, kita dapat memprediksi apakah suatu senyawa akan mengalami presipitasi atau tetap larut dalam kondisi tertentu, seperti perubahan suhu atau penambahan ion tertentu ke dalam larutan.

Jika nilai ion hasil kali kelarutan melebihi nilai Ksp, endapan akan terbentuk, menunjukkan bahwa larutan sudah jenuh dan tidak dapat menampung lebih banyak senyawa ionik.

Pengaruh Ion Sejenis Terhadap Kelarutan

Pengaruh penambahan ion sejenis terhadap kelarutan suatu senyawa dapat memiliki dampak signifikan pada kelarutan senyawa tersebut. Dampaknya dapat dijelaskan dalam beberapa poin:

Pengurangan Kelarutan

1. Penambahan ion sejenis dengan muatan yang sama dapat mengurangi kelarutan suatu senyawa. Ini terjadi karena adanya tolakan elektrostatis antara ion-ion sejenis.
2. Contohnya, pertimbangkan senyawa AB yang terdisosiasi menjadi ion Aⁿ⁺ dan ion Bⁿ⁻. Jika kita menambahkan ion Aⁿ⁺ dalam larutan yang sudah mengandung senyawa AB, ion-ion Aⁿ⁺ tersebut dapat bersaing dengan ion Bⁿ⁻ untuk tempat di dalam larutan, mengurangi kelarutan senyawa AB.

Prinsip Le Chatelier

1. Penambahan ion sejenis dapat memicu pergeseran kesetimbangan ion dalam larutan, sesuai dengan Prinsip Le Chatelier.
2. Misalnya, jika kita memiliki suatu senyawa ionik yang larut dan mencapai keseimbangan ion, penambahan lebih banyak ion sejenis dapat mendorong reaksi berbalik untuk membentuk senyawa padatan, menyebabkan presipitasi.

Pembentukan Presipitasi

1. Jika penambahan ion sejenis menyebabkan keluaran ion-ion senyawa yang kurang larut, dapat terjadi presipitasi.
2. Sebagai contoh, jika kita memiliki larutan yang sudah mengandung ion Aⁿ⁺ dan kita menambahkan lebih banyak ion Aⁿ⁺, ini dapat menyebabkan presipitasi senyawa yang mengandung ion Aⁿ⁺, tergantung pada nilai hasil kali kelarutan (Ksp) senyawa tersebut.

Penggunaan untuk Pengendalian Kelarutan

1. Dalam beberapa kasus, penambahan ion sejenis dapat digunakan untuk mengendalikan kelarutan suatu senyawa dalam suatu larutan.
2. Misalnya, dalam pengolahan limbah atau pengendalian tingkat kandungan logam berbahaya dalam air, penambahan ion sejenis dapat digunakan untuk mengendalikan kelarutan dan mencegah presipitasi senyawa beracun.

Efek pada Pembentukan Kompleks

1. Penambahan ion sejenis juga dapat mempengaruhi pembentukan kompleks dalam larutan.
2. Dalam beberapa kasus, penambahan ion sejenis dapat membantu dalam pembentukan kompleks yang lebih larut, meningkatkan kelarutan senyawa tertentu.

Pengaruh pH Terhadap Kelarutan

Pengaruh pH terhadap kelarutan adalah fenomena yang penting dalam kimia larutan, terutama karena perubahan pH dapat memengaruhi ionisasi senyawa dan keseimbangan kesetimbangan ion dalam larutan. Berikut adalah beberapa hal penting yang menjelaskan pengaruh pH terhadap kelarutan:

Ionisasi Senyawa Asam-Basa

1. Suatu senyawa dapat berada dalam bentuk asam atau basa tergantung pada pH larutan. Senyawa yang bersifat asam dapat melepaskan ion hidrogen (H⁺) dalam larutan asam, sementara senyawa yang bersifat basa dapat menerima ion hidrogen.
2. Ionisasi senyawa ini dapat mempengaruhi kelarutan, terutama jika senyawa tersebut berinteraksi dengan ion-ion dalam larutan.

Kelarutan Asam dan Basa Lemah

1. Asam lemah dan basa lemah memiliki kelarutan yang dapat dipengaruhi oleh pH.
2. Misalnya, asam lemah dapat lebih mudah larut dalam larutan basa, dan basa lemah dapat lebih mudah larut dalam larutan asam.

Pengendalian Kelarutan dalam Pertanian

Dalam pertanian, pH tanah mempengaruhi ketersediaan nutrisi bagi tanaman. Tanaman memiliki preferensi pH tertentu untuk mendapatkan nutrisi yang optimal. Penyesuaian pH tanah dapat dilakukan dengan penambahan bahan kimia seperti kapur untuk meningkatkan kelarutan nutrisi tertentu.

Koagulasi dalam Pengolahan Air

Dalam pengolahan air, penyesuaian pH dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi proses koagulasi. Koagulasi membantu dalam pengendapan partikel padatan dan pemisahan zat-zat terlarut dalam air.

Pengaruh pH pada Logam

pH juga dapat mempengaruhi kelarutan logam dalam air. Misalnya, logam berat seperti besi dan aluminium cenderung lebih larut dalam air ber-pH rendah (asam), yang dapat berdampak pada kualitas air dan ekosistem sungai.

Kelarutan Garam dalam Air

Beberapa garam memiliki kelarutan yang sangat pH-dependen. Sebagai contoh, karbonat, fosfat, dan sulfida dapat mengalami presipitasi atau larut tergantung pada pH larutan.

Pengaruh pada Obat-Obatan

pH juga dapat mempengaruhi kelarutan obat-obatan. Beberapa obat lebih larut dalam lingkungan asam lambung, sementara yang lain lebih larut dalam lingkungan alkali di dalam usus.

Pengaruh pada Proses Pencernaan

pH dalam lambung memiliki peran penting dalam pencernaan. Enzim-enzim pencernaan bekerja pada pH tertentu, dan perubahan pH dapat mempengaruhi kelarutan dan pencernaan nutrisi.

Perkiraan Pengendapan

Pengendapan adalah proses pembentukan endapan, yaitu penumpukan partikel-partikel padatan atau zat terlarut dari suatu larutan atau medium. Proses ini umumnya terjadi ketika kecepatan gerak partikel-partikel tersebut menjadi terlalu kecil untuk tetap terapung dalam larutan atau medium tersebut. Beberapa faktor yang dapat menyebabkan pengendapan melibatkan perubahan kondisi fisik atau kimia dari suatu sistem. Berikut adalah penjelasan lebih lanjut:

Penyebab Pengendapan

Kecepatan Turun

Pengendapan terjadi ketika kecepatan turun partikel-partikel padatan lebih besar daripada kecepatan angkat atau pelepasan mereka. Ini dapat disebabkan oleh berbagai faktor seperti gravitasi, gaya sentrifugal, atau gaya elektromagnetik dalam sistem tertentu.

Perubahan Kondisi

Perubahan kondisi fisik atau kimia dapat memicu pengendapan. Misalnya, pendinginan suatu larutan dapat menyebabkan endapan senyawa yang larut pada suhu tinggi tetapi menjadi kurang larut pada suhu rendah.

Reaksi Kimia

Pengendapan juga dapat terjadi sebagai hasil dari reaksi kimia yang membentuk senyawa yang kurang larut dan kemudian mengendap.

Proses Pengendapan

Nucleation (Nukleasi)

Ini adalah tahap awal pembentukan endapan dimana partikel-partikel padatan atau molekul-molekul larutan yang terlarut mulai berkumpul dan membentuk nukleus atau inti kecil.

Growth (Pertumbuhan)

Nukleus tersebut tumbuh dengan menangkap partikel-partikel lain dari larutan atau medium sekitarnya. Proses ini dapat menghasilkan endapan yang lebih besar dan lebih padat.

Settling (Pengendapan)

Endapan yang telah terbentuk akan mengendap ke bagian bawah sistem karena gaya gravitasi atau gaya lainnya yang bekerja pada partikel-padatan tersebut.

Contoh Soal Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Suatu senyawa AB memiliki hasil kali kelarutan (Ksp) sebesar $2 \times 10^{-6}$ pada suhu tertentu. Jika kita memiliki larutan yang mengandung (A) dan (B). Tentukan apakah larutan tersebut jenuh atau tidak jika $[A] = 3 \times 10^{-4}$ dan $[B] = 5 \times 10^{-5} M$.

Diketahui: Hasil kali kelarutan (Ksp) = $2 \times 10^{-6}$

Ditanya: Tentukan apakah larutan tersebut jenuh atau tidak jika $[A] = 3 \times 10^{-4}$ dan $[B] = 5 \times 10^{-5}$ M

Jawaban : 

Perhatikan persamaan Ksp untuk senyawa AB : 

$Ksp = [A]^m.[B]^n$

m dan n adalah koefisien stoikiometri, maka persamaan menjadi : 

$2 \times 10^{-6} = (3 \times 10^{-4})^m.(5 \times 10 ^{-5})^n$

Kita perlu memeriksa apakah larutan tersebut jenuh atau tidak. Jika $K_{larutan}>Ksp$ maka larutan itu jenuh

$K_{larutan} = (3 \times 10^{-4})^m . (5 \times 10^{-5})^n$

___________________________________

Baca juga: Hukum-Hukum Dasar Kimia

Semoga artikel ini membuka wawasanmu mengenai kelarutan dan hasil kali kelarutan ya, Sobat Pijar. Eits, jika ingin belajar lebih dalam lagi, tentunya artikel ini belum cukup, lho! Yuk, langsung belajar di Pijar Belajar sekarang juga! Kamu bisa mengakses ratusan video materi, rangkuman, hingga latihan soal! Lengkap banget, ‘kan?

Tunggu apa lagi? Yuk, mulai belajar di Pijar Belajar sekarang juga!