Kimia : Pengaruh pH Terhadap Kelarutan

Pengaruh pH terhadap kelarutan

pH dan kelarutan basa 

Sesuai dengan efek dari ion senama, suatu basa akan lebih sukar larut dalam larutan yang bersifat basa daripada larutan yang bersifat netral. Kenapa? Karena dalam larutan basa akan terjadi peningkatan konsentrasi ion $OH^-$ sehingga kesetimbangan bergeser kearah pembentukan padatan basa yang sukar larut. Untuk memperlihatkan pengaruh ini marilah kita perhatikan contoh berikut :

Contoh Soal dan Pembahasannya

Soal 1 :

Diketahui Ksp $Fe(OH)_2 = 3,2 \times  10^{-14}$. Tentukanlah kelarutan $Fe(OH)_2$ dalam :

A. Aquades

B. Larutan NaOH 0,01 M

Pembahasannya:

A. Jika dilarutkan dalam air maka $Fe(OH)_2$  akan larut sesuai dengan persamaan reaksi :

$Fe(OH)_2$ ↔ $Fe^{+2}  + 2OH^-$

Jika kita misalkan kelarutan $Fe(OH)_2$  = s, maka

$Fe(OH)_2$ ↔ $Fe^{+2}  + 2OH^-$

      s                     s                2s

Ksp $Fe(OH)_2 = [Fe^{+2}  ][ OH^-]^2$

$3,2 \times  10^{-14} = (s)(2s)^2$

$3,2 \times  10^{-14} = 4s^3$

$s^{3}=\frac{32 \times  10^{-15}}{4}$

$s^{3}= 8 \times  10^{-15}$

$s = \sqrt[3]{2^{3} \times  10^{-15}}$

$s= 2 \times  10^{-5}$ mol $L^{-1}$

Jadi kelarutan $Fe(OH)_2$ dalam air adalah $2 \times  10^{-5}$ mol $L^{-1}$

B. Nah sekarang coba kita bandingkan kelarutannya dalam larutan NaOH 0,01 M

NaOH 0,01 M

Dalam air NaOH akan mengion menjadi :

NaOH → $Na^+ + OH^- $

0,01 M    0,01 M   0,01 M 

Dari reaksi si atas dapat dilihat bahwa $[OH^-]$ dalam larutan adalah = $0,01 M = 10^{-2}$ M

$Fe(OH)_2$ akan larut memebntuk larutan jenuh : misalkan saja kelarutannya dalam air adalah x mol $L^{-1}$ 

Maka :

$Fe(OH)_2$ ↔ $Fe^{+2}  + 2OH^-$

   x                   x               2x

Konsentrasi ion $OH^-$ dalam larutan adalah total konsentrasi ion $OH^-$ dari $Fe(OH)_2$ dan $NaOH = (10^{-2} + 2x ) M$

Oleh karena nilai x sangat kecil, maka harga kosentrasi ion $OH^- (10^{-2} + 2x )$  dapat kita anggap sama dengan = $10^{-2}$

Maka kelarutan $Fe(OH)_2$dalam larutan NaOH adalah :

Ksp $Fe(OH)_2 = [Fe^{+2} ][ OH^-]^2$

$3,2 \times  10^{-14}= (x)( 10^{-2})^2$

$3,2 \times  10^{-14}= x . 10^{-4}$

x = $\frac{3,2 \times  10^{-14}}{10^{-4}}$

x = $3,2 \times  10^{-11}$

x = $32,2 \times  10^{-10}$ mol $L^{-1}$

Jadi kelarutan $Fe(OH)_2$ dalam larutan NaOH adalah = $32,2 \times  10^{-10}$ mol $L^{-1}$ lebih kecil dibandingkan kelarutannya dalam air. Jadi sudah terlihat yan bahwa pengaruh pH terhadap kelarutan adalah memperkecil kelarutan itu sendiri karena adanya ion sejenis.

Agar lebih mengerti lagi jenis – jenis soal yang kemungkinan muncul menggunakan konsep Pengaruh pH terhadap kelarutan, mari kita lihat contoh berikut ini :

Soal 2:

Larutan jenuh $M(OH)_2$ mempunyai pH = 10. Tentukanlah kelarutan basa tersebut dalam larutan yang mempunyai pH = 13.

Pembahasannya:

Pertama tama kita tentukan terlebih dahulu berapa konsetrasi ion $OH^-$ dalam larutan jenuh $M(OH)_2$ yang mempunyai pH = 10.

Jika pH = 10, maka pOH = 14 – 10 = 4

Berarti :

[OH-] = 10-4

$M(OH)_2$     →  $ M^{+2} + 2OH^-$

$10^{-4}$                 $10^{-4}$     $2 \times 10^{-4}$

Ksp $M(OH)_2 = [M^{+2}][OH^-]^2 $
Ksp $M(OH)_2 = [10^{-4}][ 2 \times 10^{-2}]^2$

Ksp $M(OH)_2 = [10^{-4}][ 2 \times 10^{-4}]$

Ksp $M(OH)_2 = 2 \times 10^{-8}$

$M(OH)_2$ jenuh akan larut didalam air membentuk dan misalkan kelarutannya dalam air adalah x mol $L^{-1}$

$M(OH)_2$ → $M^{+2} + 2OH^-$

   x                    x             2x 

Sekarang jika dilarutkan dalam larutan yang $pH = 13 (pOH = 1, [OH^-] = 10-1)$, maka konsentrasi ion $OH^-$ dalam larutan adalah = $2x + 10^{-1} = 10^{-1}$  [karena nilai 2x sangat kecil]

Ksp $M(OH)_2 = [M^{+2}][OH^-]^2 $

$2 \times 10^{-8} = (x)( 10^{-1})^2$

x = $\frac{2 \times 10^{-8}}{10^{-2}}$

x = $2 \times 10^{-6}$

Jadi kelarutan $M(OH)_2$ dalam larutan yang pH = 13 adalah $2 \times 10^{-6}$

pH dan kelarutan garam 

Sebagai contoh Kalsium Carbonat $(CaCO_3)$ sukar larut dalam air, tetapi mudah larut dalam larutan HCl [larutan asam]. Fakta ini dapat dijelaskan sebagai berikut :

Dalam larutan jenuh $(CaCO_3)$ terdapat kesetimbangan sebagai berikut :

$CaCO_3$ ↔ $Ca^{+2} + CO_3^{2-}$

Dalam larutan asam ion $CO_3^{2-}$ akan diikat oleh ion $H^+$ dari asam membentuk $HCO_3^-$ atau $H_2CO_3$. $H_2CO_3$ selanjutnya akan terurai menjadi $CO_2$ dan $H_2O$. Hal ini akan mengakibatkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga $CaCO_3$ akan larut .