Reaksi Pengendapan pada Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Reaksi Pengendapan
Misalkan kita ingin mengendapakan ion $Cl^-$ dalam larutan, maka dapat kita lakukan dengan cara menambah perak nitrat $(AgNO_3)$ ke dalam larutan. Ion $Cl^-$ akan bergabung dengan $Ag^+$ membentuk AgCl yang sukar larut dan mengendap.
Jika kita perhatikan, apakah endapan AgCl itu terbentuk ketika ada $Ag^+$ dimasukkan ke dalam larutan ??? Kita ingat kembali bahwa dalam air AgCl walaupun merupakan garam yang sukar larut, tapi masih akan mengion sedikit dalam air membentuk $Ag^+$ dan $Cl^-$ sampai mebentuk larutan jenuh sehinnga hasil kali konsentrasi ionnya sama dengan Ksp AgCl. Apabila dilakukan penambahan ion $Ag^+$ maka hasil kali ionnya akan lebih besar dibandingkan Kspnya. Akibatnya kelebihan ion $Ag^+$ akan bereaksi dengan ion $Cl^-$ membentuk endapan AgCl. Jadi penambahan ion $Ag^+$ ke dalam larutan yang mengandung $Cl^-$ akan mengakibatkan tiga hal terjadi sebagai berikut :
- Jika $[Ag^+][Cl^-]$ < Ksp AgCl = Larutan belum jenuh
- Jika $[Ag^+][Cl^-]$ = Ksp AgCl = Larutan tepat jenuh
- Jika $[Ag^+][Cl^-]$ > Ksp AgCl = Larutan Lewat Jenuh
Jika Hasil kali ion ini kita lambangkan dengan Qc maka didapat ketentuan sebagai berikut :
- Qc < Ksp = Larutan Belum jenuh = Tidak terjadi endapan
- Qc = Ksp = Larutan Tepat Jenuh = Belum Terjadi endapan
- Qc > Ksp = Larutan lewat Jenuh = terjadi endapan
Ketentuan ini dapat kita jadikan dasar untuk menentukan apakah campuran dua larutan yang membentuk garam yang sukar larut terjadi endapan atau tidak .Untuk lebih jelasnya perhatikanlah beberapa contoh soal berikut ini :
Contoh Soal 1:Mengecek apakah suatu larutan terbentuk endapan atau tidak
Periksalah dengan suatu perhitungan apakah terbentuk endapan $Ca(OH)_2$ jika 10 mL larutan $CaCl_2$ 0,2 M di reaksikan dengan 10 mL larutan NaOH 0,02 M. $(Ksp Ca(OH)_2 = 8 \times 10^{-6})$
Pembahasannya:
Langkah pertama adalah menentukan mol masing masing zat.
n $CaCl_2$ = M x V = 0,2 x 10 = 2 mmol
n NaOH = M x V = 0,02 x 10 = 0,2 mmol
Reaksi yang terjadi adalah:
$CaCl_2 + 2NaOH $→ $Ca(OH)_2 + 2NaCl$
$Ca(OH)_2$ adalah zat yang sukar larut yang jika terion menjadi :
$Ca(OH)_2$ → $Ca^{+2} + 2OH^-$
Jumlah mol ion $Ca^{+2} $ berasal dari $CaCl_2$ sedangkan jumlah mol ion $OH^-$ berasal dari NaOH, untuk itu kita cari konsentrasinya setelah larutan dicampur.
Vcampuran = 10 + 10 = 20 mL
$[Ca^{+2}] = \frac{2 }{20}$ = 0,1 M
$[OH^-] = \frac{0,2 }{20}$ = 0,01 M
Qc $Ca(OH)_2 = [Ca^{+2}]\times [OH^-]$
= 0,1 x 0,01
= 0,001
= $10^{-3}$
Qc > Ksp = $10^{-3}$ > $8 \times 10^{-6})$ = Terjadi endapan
Contoh soal 2 : Menentukan zat yang mengendap duluan
Dalam suatu larutan terdapat $CaCl_2$ dan $BaCl_2$ masing masing 0,01 M. Larutan ini ditetesi sedikit demi sedikit $Na_2SO_4$. Anggapah volume larutan tidak berubah dengan penambahan $Na_2SO_4$ 0,01 M tersebut . ion manakah yang akan diendapkan terlebih dahulu? [Ksp $CaSO_4 = 9,1 \times 10^{-6}$ dan Ksp $BaSO_4 = 1,1 \times 10^{-10}]$
Pembahasannya :
Reaksi yang terjadi adalah :
$CaCl_2 + Na_2SO_4$ → $CaSO_4 + 2 NaCl$
$BaCl_2 + Na_2SO_4$ → $BaSO_4 + 2 NaCl$
Garam yang diperkirakan akan mengendap adalah $CaSO_4$ dan $BaSO_4$ [Jika tidak tahu menentukan garam mana yang akan mengendap maka lihat saja data Kspnya]
Kita lihat dulu reaksi pertama = Garam $CaSO_4$
Garam ini akan mengion menjadi :
$CaSO_4$ → $Ca^{+2} + SO_4^{-2}$
Konsentrasi ion $Ca^{+2}$ didapat dari $CaCl_2$ = 0,01 M = $10^{-2}$M
Konsentrasi ion $SO_4^{-2}$ didapat dari $Na_2SO_4$ = 0,01 M = $10^{-2}$ M
Qc $CaSO_4 = [Ca^{+2}][ SO_4^{-2}]$
= $(10^{-2})( 10^{-2})$
= $10^{-4}$
Harga Qc untuk $CaSO_4$ akan sama dengan $BaSO_4$ karena memiliki konsentrasi yang sama yaitu $10^{-2}$
Dari hal ini dapat diambil kesimpulan:
Karena Qc > Ksp $CaSO_4$ dan Ksp $BaSO_4$ , maka kedua garam akan mengendap
Yang mengendap dahulu adalah yang Kspnya paling kecil yaitu $BaSO_4 (ion Ba^{+2})$
Contoh Soal 3 : Menentukan pH saat mulai terbentuk endapan
Ksp $Cu(OH)_2 = 8 \times 10^{-9}$. Jika larutan $CuCl_2$ 0,2 M dinaikkan pH nya dengan penambahan NaOH padat, endapan akan mulai terbentuk pada pH . . . .?
Pembahasannya
Ksp $Cu(OH)_2 = 1,2 \times 10^{-9}$
$CuCl_2$ → $Cu^{+2} + 2Cl^-$
0,2 M 0,2 M 0,4 M
$CuCl_2$ mulai terbentuk endapan ketika Ksp $Cu(OH)_2$ = Qc $Cu(OH)_2$
$Cu(OH)_2$ → $Cu^{+2} + 2OH^-$
s s 2s
Ksp $Cu(OH)_2 = [Cu^{+2}][OH^-]^2$
$ 8 \times 10^{-9} = (0,2)[OH-]^2$
$[OH^-]^2 = (0,2) . 8 \times 10^{-9}$
$[OH^-]^2 = 1,6 \times 10^{-9}$
$[OH^-]^2 = 16 \times 10^{-10}$
$[OH^-] = \sqrt{16 \times 10^{-10}}$
$[OH^-] = \sqrt{4^2 \times 10^{-10}}$
$[OH^-] = 4 \times 10^{-5}$
pOH = - log $[OH^-]$
pOH = - log $4 \times 10^{-5}$
pOH = 5 – log 4
pH = 14 – pOH
pH = $14- (5 - log 4)$
pH = 9 + log 4
Jadi $CuCl_2$ akan mengendap pada pH = 9 + log 8
Contoh Soal 4 : Menentukan Ksp jika campuran dua zat mengendap pada pH tertentu.
Ke dalam larutan $MgCO_3$ 0,02 M Ditambahkan NaOH sampai terbentuk endapan. Jika pH pada saat terbentuk endapan adalah 10 maka Ksp $Mg(OH)_2$ adalah . . . . .
Pembahasannya:
pH = 10
pOH = 14 – 10 = 4
$[OH^-] = 10^{-4}$
$MgCO_3$ ↔ $Mg^{+2} + CO_3^{-2}$
0,02 0,02 0,02
Mulai terbentuk endapan artinya Qc = Ksp
Qc $Mg(OH)^{-2} = [Mg^{+2}][ OH^-]^2$
Qc $Mg(OH)^{-2} = [0,02][10^{-4}]^2$
Qc $Mg(OH)^{-2} = 2 \times 10^{-10}$
Jadi Ksp $Mg(OH)^{-2}$ saat mulai terjadi endapan adalah $2 \times 10^{-10}$
