Dasar Teori
Reaksi kimia adalah perubahan spontan pereaksi menjadi hasil reaksi menuju kesetimbangan. Suatu kesetimbangan kimia mempunyai konstanta kesetimbangan yang nilainya bergantung pada suhu dan jenis kesetimbangan. Keadaan setimbang sistem dengan lingkungan yang ditandai kesamaan gaya, suhu, atau potensial listrik disebut dengan kesetimbangan statis karena tidak terjadi perpindahan materi antara sistem ke lingkungan. Sedangkan kesetimbangan yang terjadi dalam sistem itu sendiri dan bukan sistem dengan lingkungan disebut kesetimbangan dinamis, karena di dalam sistem terus berlangsung perubahan. (Syukri, 1999)
Kesetimbangan kimia merupakan proses dinamik. Bila laju reaksi maju dan reaksi balik sama besar dan konsentrasi reaktan dan produk tidak lagi berubah seiring berjalannya waktu, maka tercapailah kesetimbangan kimia (chemical equilibrium). Kesetimbangan kimia melibatkan zat-zat yang berbeda untuk reaktan dan produknya. Kesetimbangan antara dua fasa dari zat yang sama dinamakan kesetimbangan fisis (physical equilibrium) karena perubahan yang terjadi hanyalah proses fisis.
Sistem kesetimbangan dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Kesetimbangan Homogen (homogeneus equilibrium), berlaku untuk reaksi yang semua spesi bereaksinya berada pada fasa yang sama. Contoh dari kesetimbangan fasa gas homogen adalah penguraian N2O4.
2. Kesetimbangan Heterogen (heterogeneus equilibrium), reaksi reversibel yang melibatkan reaktan dan produk yang fasanya berbeda. Sebagai contoh, ketika kalsium karbonat dipanaskan dalam wadah tertutup, kesetimbangan berikut akan tercapai:
CaO (s) + CO2 (g)DCaCO3 (s)
(Raymond Chang, 2001).
Kelarutan suatu senyawa dalam suatu pelarut didefinisikan sebagai jumlah terbanyak (yang dinyatakan baik dalam gram atau dalam mol) yang akan larut dalam kesetimbangan dalam volume pelarut tertentu. Meskipun pelarut-pelarut selain air digunakan dalam banyak aplikasi, larutan dalam air adalah yang paling penting dan bagus disini. Garam menunjukkan interval kelarutan yang besar dalam air. (Oxtoby, 2001)
Kelarutan dapat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Suatu larutan lewat jenuh merupakan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan itu dapat bergeser bila suhu dinaikkan. Pada umumnya kelarutan zat padat dalam larutan bertambah bila suhu dinaikkan, karena umumnya proses pelarutan bersifat endotermik. Akan tetapi ada zat yang bersifat eksotermik dalam melarut. Sedangkan pengaruh tekanan udara, tekanan udara di atas cairan berpengaruh kecil sekali terhadap kelarutan zat padat dan cair dalam pelarut cair. Akan tetapi kelarutan suatu gas bertambah dalam larutan bila tekanan parsial gas tersebut di permukaan bertambah besar. (Syukri, 1999)
Larutan jenuh suatu garam, yang juga mengandung garam tersebut yang tak larut, dengan berlebihan, merupakan suatu sistem kesetimbangan terhadap mana hukum kegiatan massa dapat diberlakukan. Misalnya, jika endapan perak klorida ada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuhnya, maka kesetimbangan yang berikut terjadi :
Ag + + Cl -D AgCl
Ini merupakan kesetimbangan heterogen, karena AgCl ada dalam fase padat, sedang ion Ag + dan Cl – ada dalam fase terlarut. Tetapan kesetimbangan dapat ditulis sebagai
Konsentrasi perak klorida dalam fase padat tak berubah, dan karenanya dapat dimasukkan ke dalam suatu tetapan baru, Ksp, yang dinamakan hasil kali kelarutan :
Ksp = [Ag+] [Cl-]
Jadi, dalam larutan jenuh perak klorida, pada suhu konstan (dan tekanan konstan), hasil kali konsentrasi ion perak dan ion klorida, adalah konstan.
Apa yang telah dikatakan untuk perak klorida, dapat diperluas secara umum. Untuk larutan jenuh suatu elektrolit AvABvB, yang ter-ion menjadi ion-ion vAAm+ dan vBBn- :
vAAm+ + vBBn-D AvABvB
Hasil kali kelarutan (Ksp) dapat dinyatakan sebagai :
Ksp = [Am+]vA x [Bn-]vB
Jadi dapat dinyatakan, bahwa dalam larutan jenuh suatu elektrolit yang sangat sedikit larut, hasil kali konsentrasi dari ion-ion pembentuknya untuk setiap suhu tertentu adalah konstan, dengan konsentrasi ion pangkat dengan bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion bersangkutan yang dihasilkan oleh disosiasi dari satu molekul elektrolit. Prinsip ini mula-mula dinyatakan oleh W.Nerst pada tahun 1889. (Svehla, 1999)
Hasil kali kelarutan dihitung hanya untuk garam-garam yang sedikit dapat larut, karena hubungan Ksp berlaku tepat hanya untuk larutan encer. Kebanyakan garam ini dapat disebut tak-dapat-larut. Jika substitusi konsentrasi-konsentrasi ion yang diketahui ke dalam rumus hasil kali kelarutan menghasilkan harga perhitungan yang kurang dari Ksp untuk garam tersebut, dapatlah disimpulkan bahwa tak terbentuk endapan. Jelas dari hubungan hasil kali kelarutan bahwa suatu ion tak dapat sepenuhnya dibuang dari larutan dengan membentuk endapan tak-dapat-larut dengan suatu ion lain. Tetapi, penambahan satu ion dengan sangat berlebihan dapat mengurangi konsentrasi ion lain sampai ke titik yang dapat diabaikan. (Keenan,1992)
Apabila larutan jenuh dibuat pada suhu tertentu kemudian suhu diturunkan maka akibatnya adalah pengendapan kelebihan zat terlarut dalam larutan. Tetapi dalam beberapa kejadian semua zat terlarut tetap dalam keadaan larut. Karena kuantitas zat terlarut dalam hal ini lebih besar daripada larutan jenuh normal pada suhu tertentu, larutan demikian dinamakan larytan lewat jenuh (supersaturated). (Petrucci, 1999)
Pertanyaan mendasar yang dapat diajukan mengenai reaksi pengendapan ialah apakah reaksi ini dapat terjadi pada suatu keadaan tertentu. Jika Q adalah nilai hasil kali ion-ion yang terdapat dalam larutan, maka kesimpulan yang lebih umum mengenai pengendapan dasar larutan adalah :
Pengendapan terjadi jika Q > Ksp
Pengendapan tak terjadi jika Q < Ksp
Larutan tepat jenuh jika Q = Ksp
(Petrucci, 1999)
Kelarutan dan hasil kali kelarutan memiliki perbedaan, yaitu kelarutan menunjukkan posisi kesetimbangan suatu zat dalam larutan, pada suhu tertentu nilainya bervariasi bergantung dari jumlah pelarut, dan ada tidaknya ion sejenis di dalam larutan, sedangkan hasil kali kelarutan merupakan suatu konstanta keseimbangan, nilainya tetap pada suhu tertentu atau dapat dikatakan memiliki satu nilai pada satu temperatur, dan tidak dipengaruhi oleh jumlah pelarut dan jumlah ion senama yang terdapat dalam larutan. (Anonim, 2008)
Faktor-faktor penting yang mempengaruhi kelarutan padatan kristalin, yaitu:
1. Suhu, kebanyakan garam anorganik akan bertambah kelarutannya apabila suhu dinaikkan.
2. Pelarut, kebanyakan garam anorganik lebih larut dalam air daripada dalam pelarut organik. Air mempunyai momen dwikutub besar dan tertarik ke kedua kation dan anion untuk membentuk ion terhidrat.
3. Pengaruh ion sama, sebuah endapan biasanya lebih larut dalam air murni daripada dalam sebuah larutan yang mengandung salah satu ion dalam endapan.
4. Pengaruh Ion-Aneka Ragam, banyak endapan menunjukkan peningkatan kelarutan apabila garam yang tidak mengandung ion yang sama dengan endapan yang ada dalam larutan.
5. Pengaruh pH, kelarutan garam dari asam lemah bergantung pada pH larutan. Ion hidrogen bereaksi dengan anion garam untuk membentuk asam lemah, dengan demikian meningkatkan kelarutan garam.
6. Pengaruh hidrolisa, kelarutan demikian rendah hingga pH air tidak berubah secara nyata oleh hidrolisa dan kelarutan cukup besar hingga sumbangan ion hidroksida dari air dapat diabaikan.
7. Pengaruh kompleks, kelarutan suatu garam yang sedikit larut tergantung pada konsentrasi dari zat-zat yang membentuk kompleks dengan kation garam. Banyak endapan membentuk kompleks yang larut dengan ion dari pereaksi pengendapan sendiri. Kelarutan mula-mula turun, karena efek ion sama, melewati minimum dan kemudian naik karena pembentukan kompleks menjadi nyata.
(Day and Underwood, 2002)
Kesimpulan
Kesetimbangan kimia merupakan proses dinamik. Bila laju reaksi maju dan reaksi balik sama besar dan konsentrasi reaktan dan produk tidak lagi berubah seiring berjalannya waktu, maka tercapailah kesetimbangan kimia (chemical equilibrium). Kesetimbangan kimia melibatkan zat-zat yang berbeda untuk reaktan dan produknya. Kesetimbangan antara dua fasa dari zat yang sama dinamakan kesetimbangan fisis (physical equilibrium) karena perubahan yang terjadi hanyalah proses fisis.
Sistem kesetimbangan dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Kesetimbangan Homogen (homogeneus equilibrium), berlaku untuk reaksi yang semua spesi bereaksinya berada pada fasa yang sama. Contoh dari kesetimbangan fasa gas homogen adalah penguraian N2O4.
2. Kesetimbangan Heterogen (heterogeneus equilibrium), reaksi reversibel yang melibatkan reaktan dan produk yang fasanya berbeda. Sebagai contoh, ketika kalsium karbonat dipanaskan dalam wadah tertutup, kesetimbangan berikut akan tercapai:
CaO (s) + CO2 (g)DCaCO3 (s)
(Raymond Chang, 2001).
Kelarutan suatu senyawa dalam suatu pelarut didefinisikan sebagai jumlah terbanyak (yang dinyatakan baik dalam gram atau dalam mol) yang akan larut dalam kesetimbangan dalam volume pelarut tertentu. Meskipun pelarut-pelarut selain air digunakan dalam banyak aplikasi, larutan dalam air adalah yang paling penting dan bagus disini. Garam menunjukkan interval kelarutan yang besar dalam air. (Oxtoby, 2001)
Kelarutan dapat dipengaruhi oleh suhu dan tekanan. Suatu larutan lewat jenuh merupakan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan itu dapat bergeser bila suhu dinaikkan. Pada umumnya kelarutan zat padat dalam larutan bertambah bila suhu dinaikkan, karena umumnya proses pelarutan bersifat endotermik. Akan tetapi ada zat yang bersifat eksotermik dalam melarut. Sedangkan pengaruh tekanan udara, tekanan udara di atas cairan berpengaruh kecil sekali terhadap kelarutan zat padat dan cair dalam pelarut cair. Akan tetapi kelarutan suatu gas bertambah dalam larutan bila tekanan parsial gas tersebut di permukaan bertambah besar. (Syukri, 1999)
Larutan jenuh suatu garam, yang juga mengandung garam tersebut yang tak larut, dengan berlebihan, merupakan suatu sistem kesetimbangan terhadap mana hukum kegiatan massa dapat diberlakukan. Misalnya, jika endapan perak klorida ada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuhnya, maka kesetimbangan yang berikut terjadi :
Ag + + Cl -D AgCl
Ini merupakan kesetimbangan heterogen, karena AgCl ada dalam fase padat, sedang ion Ag + dan Cl – ada dalam fase terlarut. Tetapan kesetimbangan dapat ditulis sebagai
Konsentrasi perak klorida dalam fase padat tak berubah, dan karenanya dapat dimasukkan ke dalam suatu tetapan baru, Ksp, yang dinamakan hasil kali kelarutan :
Ksp = [Ag+] [Cl-]
Jadi, dalam larutan jenuh perak klorida, pada suhu konstan (dan tekanan konstan), hasil kali konsentrasi ion perak dan ion klorida, adalah konstan.
Apa yang telah dikatakan untuk perak klorida, dapat diperluas secara umum. Untuk larutan jenuh suatu elektrolit AvABvB, yang ter-ion menjadi ion-ion vAAm+ dan vBBn- :
vAAm+ + vBBn-D AvABvB
Hasil kali kelarutan (Ksp) dapat dinyatakan sebagai :
Ksp = [Am+]vA x [Bn-]vB
Jadi dapat dinyatakan, bahwa dalam larutan jenuh suatu elektrolit yang sangat sedikit larut, hasil kali konsentrasi dari ion-ion pembentuknya untuk setiap suhu tertentu adalah konstan, dengan konsentrasi ion pangkat dengan bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion bersangkutan yang dihasilkan oleh disosiasi dari satu molekul elektrolit. Prinsip ini mula-mula dinyatakan oleh W.Nerst pada tahun 1889. (Svehla, 1999)
Hasil kali kelarutan dihitung hanya untuk garam-garam yang sedikit dapat larut, karena hubungan Ksp berlaku tepat hanya untuk larutan encer. Kebanyakan garam ini dapat disebut tak-dapat-larut. Jika substitusi konsentrasi-konsentrasi ion yang diketahui ke dalam rumus hasil kali kelarutan menghasilkan harga perhitungan yang kurang dari Ksp untuk garam tersebut, dapatlah disimpulkan bahwa tak terbentuk endapan. Jelas dari hubungan hasil kali kelarutan bahwa suatu ion tak dapat sepenuhnya dibuang dari larutan dengan membentuk endapan tak-dapat-larut dengan suatu ion lain. Tetapi, penambahan satu ion dengan sangat berlebihan dapat mengurangi konsentrasi ion lain sampai ke titik yang dapat diabaikan. (Keenan,1992)
Apabila larutan jenuh dibuat pada suhu tertentu kemudian suhu diturunkan maka akibatnya adalah pengendapan kelebihan zat terlarut dalam larutan. Tetapi dalam beberapa kejadian semua zat terlarut tetap dalam keadaan larut. Karena kuantitas zat terlarut dalam hal ini lebih besar daripada larutan jenuh normal pada suhu tertentu, larutan demikian dinamakan larytan lewat jenuh (supersaturated). (Petrucci, 1999)
Pertanyaan mendasar yang dapat diajukan mengenai reaksi pengendapan ialah apakah reaksi ini dapat terjadi pada suatu keadaan tertentu. Jika Q adalah nilai hasil kali ion-ion yang terdapat dalam larutan, maka kesimpulan yang lebih umum mengenai pengendapan dasar larutan adalah :
Pengendapan terjadi jika Q > Ksp
Pengendapan tak terjadi jika Q < Ksp
Larutan tepat jenuh jika Q = Ksp
(Petrucci, 1999)
Kelarutan dan hasil kali kelarutan memiliki perbedaan, yaitu kelarutan menunjukkan posisi kesetimbangan suatu zat dalam larutan, pada suhu tertentu nilainya bervariasi bergantung dari jumlah pelarut, dan ada tidaknya ion sejenis di dalam larutan, sedangkan hasil kali kelarutan merupakan suatu konstanta keseimbangan, nilainya tetap pada suhu tertentu atau dapat dikatakan memiliki satu nilai pada satu temperatur, dan tidak dipengaruhi oleh jumlah pelarut dan jumlah ion senama yang terdapat dalam larutan. (Anonim, 2008)
Faktor-faktor penting yang mempengaruhi kelarutan padatan kristalin, yaitu:
1. Suhu, kebanyakan garam anorganik akan bertambah kelarutannya apabila suhu dinaikkan.
2. Pelarut, kebanyakan garam anorganik lebih larut dalam air daripada dalam pelarut organik. Air mempunyai momen dwikutub besar dan tertarik ke kedua kation dan anion untuk membentuk ion terhidrat.
3. Pengaruh ion sama, sebuah endapan biasanya lebih larut dalam air murni daripada dalam sebuah larutan yang mengandung salah satu ion dalam endapan.
4. Pengaruh Ion-Aneka Ragam, banyak endapan menunjukkan peningkatan kelarutan apabila garam yang tidak mengandung ion yang sama dengan endapan yang ada dalam larutan.
5. Pengaruh pH, kelarutan garam dari asam lemah bergantung pada pH larutan. Ion hidrogen bereaksi dengan anion garam untuk membentuk asam lemah, dengan demikian meningkatkan kelarutan garam.
6. Pengaruh hidrolisa, kelarutan demikian rendah hingga pH air tidak berubah secara nyata oleh hidrolisa dan kelarutan cukup besar hingga sumbangan ion hidroksida dari air dapat diabaikan.
7. Pengaruh kompleks, kelarutan suatu garam yang sedikit larut tergantung pada konsentrasi dari zat-zat yang membentuk kompleks dengan kation garam. Banyak endapan membentuk kompleks yang larut dengan ion dari pereaksi pengendapan sendiri. Kelarutan mula-mula turun, karena efek ion sama, melewati minimum dan kemudian naik karena pembentukan kompleks menjadi nyata.
(Day and Underwood, 2002)
Kesimpulan
- Larutan jenuh adalah suatu larutan yang mengandung zat terlarut dalam jumlah yang diperlukan untuk adanya kesetimbangan antara zat terlarut yang dapat larut dan padatan yang tidak dapat larut.
- Kelarutan adalah banyaknya zat terlarut yang dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu sehingga menghasilkan suatu larutan tepat jenuh.
- Tetapan hasil kali kelarutan adalah tetapan kesetimbangan antara larutan jenuh dengan padatannya pada suhu tertentu yang diperoleh dari hasil kali ion-ion pada kondisi tersebut.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2009, Kelarutan dan Ksp
http://belajarkimia.com/category/kelarutan-dan-Ksp/
Diakses tanggal 30 November 2008
Chang, Raymond, 2005, Kimia Dasar Konsep-Konsep Dasar Inti, edisi ketiga Jilid 2, hlm 66-70, Erlangga, Jakarta.
Day,R.A.Jr and AL. Underwood, 2002, Analisa Kimia Kuantitatif, edisi keempat, hlm 227-237, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Keenan, 1992, Kimia Untuk Universitas, jilid 2, hlm 9, Erlangga, Jakarta.
Oxtoby, 2001, Prinsip-Prinsip Kimia Modern, edisi keempat, jilid I, hlm 345, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Petrucci, Ralph. H, 1999, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, jilid II, hlm 29 dan 337, Penerbit Erlangga, Jakarta.
Svehla,G, 1990, Vogel Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, edisi V, hlm 73-74, Penerbit Kalman Media Pustaka, Jakarta.
Syukri,S, 1999, Kimia Dasar, jilid II, hlm 316 dan 360-361, Penerbit ITB, Bandung.
ARIYANTI, DWITA.2010.KESETIMBANGAN : HASIL KALI KELARUTAN(online).
diakses pda tgl 18 des 2010
0 komentar:
Posting Komentar