Pengaruh Ion Senama (Ion yang sama) Dalam Reaksi Kesetimbangan Kelarutan
Suatu zat elektrolit umumnya lebih mudah larut dalam pelarut air murni daripada dalam air yang mengandung salah satu ion dari elektrolit tersebut. Jika AgCl dilarutkan dalam larutan NaCl, ternyata kelarutan AgCl dalam larutan tersebut akan lebih kecil jika dibandingkan dengan kelarutan AgCl dalam air murni.
sAgCl dalam larutan NaCl < sAgCl dalam air murni
Hal ini disebabkan di dalam larutan sudah terdapat ion Cl– (dari NaCl)
Reaksi kesetimbangan kelarutan AgCl :
AgCl (s) ⇄ Ag+(aq) + Cl–(aq)
Sesuai dengan Asas Le Chatelier, penambahan Cl– dari NaCl akan menggeser kesetimbangan ke kiri, sehingga AgCl yang larut makin sedikit.
Dengan demikian, adanya ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit.
Contoh soal:
Jika diketahui Ksp AgCl pada suhu 25oC adalah 2.10–10, bandingkanlah kelarutan AgCl dalam:
a. air murni (pada suhu yang sama)
b. larutan NaCl 0,1 M (pada suhu yang sama)
Jika 1 gram AgCl dimasukkan kedalam gelas A yang berisis 100 ml air murni dan ke dalam gelas B yang berisi 100 ml larutan NaCl 0,1 M, maka hitung :
a) Kelarutan AgCl dalam air murni
b) Kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,1 M
c) Tentukan masa endapan AgCl yang terbanyak digelas A atau B
Jawab:
a. Misal, kelarutan AgCl dalam air = s mol.L–1
AgCl (s) ⇄ Ag+(aq) + Cl–(aq)
s mol.L–1 s mol.L–1 s mol.L–1
Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
2. 10–10 = (s).(s)
2. 10–10 = s2
s = 1,41 . 10–5 mol.L–1
b. Kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,1 M
Didalam larutan sudah terdapat ion Na+ dan ion Cl-
NaCl (s) --> Na+(aq) + Cl– (aq)
0,1 mol.L–1 0,1 mol.L–1 0,1 mol.L–1
Misal kelarutan AgCl sebagai x mol.L–1
AgCl (s) ⇄ Ag+ (aq) + Cl– (aq)
x mol.L–1 x mol.L–1 (x + 0,1) mol.L–1
Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
2 . 10–10 = (X) (X+ 0,1)
2 . 10–10 = X2 + 0,1.X
X2 + 0,1.X - 2 . 10–10 = 0
nilai X = . . . .
Atau secara sederhana
Jika di dalam sistem terdapat:
[Ag+] = x mol.L–1
[Cl–] = (x + 0,1) mol.L–1
nilai x pada ion Cl- bisa diabaikan sehingga [Cl–] = (x + 0,1) = 0,1
Karena [Cl–] yang berasal dari AgCl sangat sedikit dibandingkan dengan [Cl–]yang berasal dari larutan NaCl, maka [Cl–] yang berasal dari AgCl dapat diabaikan,
sehingga:
Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
2 . 10–10 = (x) (0,1)
x = 2 . 10–9 mol.L–1
Kelarutan AgCl dalam air murni, 1,41.10-5 M jauh lebih besar daripada kelarutan AgCl dalam larutan NaCl yang besarnya hanya 2. 10–9 M.
sAgCl dalam larutan NaCl < sAgCl dalam air murni
Dengan demikian, telah terbukti bahwa adanya ion senama akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit.
Soal lain
1 Jika Ksp Ni(OH)2 = 1,8 x 10-14 = 18 x 10-15
a. Hitung kelarutan Ni(OH)2 dalam air murni
b. Hitung kelarutan Ni(OH)2 dalam larutan NaOH 0,03 M
c. Hitung kelarutan Ni(OH)2 dalam larutan Ba(OH)2 0,03 M
d. Hitung kelarutan Ni(OH)2 dalam larutan Ni(NO3)2 0,03 M
e. Dari jawaban soal a , b , c dan d maka tentukan kelarutan Ni(OH)2 terkecil dalam larutan . . . .
f. Dari jawaban soal b dan d maka tentukan kelarutan Ni(OH)2 terkecil dalam larutan . . . .
g. Jika 100 ml larutan NaOH 0,03 M + 100 ml larutan Ni(NO3)2 0,03 M maka hitung konsentrasi ion Ni2+ yang ada dalam larutan.
2 Diketahui nilai Ksp senyawa hidroksida
1. Ba(OH)2 5,0 x 10-3
2. Sr(OH)2 6 x 10-3
3. Ca(OH)2 5 x 10-6
4 Mg(OH)2 6 x 10-12
5. Ni(OH)2 5 x 10-16
Jika disediakan 5 larutan jenuh dari senyawa hidroksida diatas masing masing 100 ml tentukan senyawa yang mengendap jika :
a. Larutan jenuh Ba(OH)2 dicampur dengan larutan jenuh Ni(OH)2
b. Larutan jenuh Mg(OH)2 dicampur dengan larutan jenuh Sr(OH)2
c. Larutan jenuh Ca(OH)2 dicampur dengan larutan jenuh Mg(OH)2
Soal adanya ion senama
1. Kelarutan maksimal PbSO4 dalam air adalah 1,4.10-4 M pada suhu sekitar 25oC.
Bila dilarutkan dalam kalium sulfat 0,05 M maka kelarutan PbSO4 menjadi
A. 1,0.10-8 M D. 1,4.10-4 M
B. 1,2.10-5 M E. 0,2.10-6 M
C. 0,4.10-6 M
Jawab :
s = 1,4.10-4 maka Ksp PbSO4 = s2 = (1,4.10-4)2 = 196.10-10
Kelarutan PbSO4 dalam K2SO4 0,05 M (ada ion senama SO42- = 0,05 M)
PbSO4(s) ⇄ Pb2+ (aq) + SO42-(aq)
s s 0,05
Ksp = [Pb2+].[SO42-]
196.10-10 = (s).(0,05)
s = 196.10-10 / 0,05 = 3920x10-10
= 0,39.10-6 = 0,4.10-6= 4.10-7
(kelarutan PbSO4 dalam K2SO4 0,05M adalah menjadi 4.10-7 M)
Video Pembahasan Contoh soal No 5
Memperkirakan pengendapan
Nilai Ksp memiliki manfaat untuk menentukan:
1. Kelarutan maksimal dari zat elektrolit.
2. Konsentrasi maksimal yang dapat dibuat dari larutan zat elektrolit tersebut.
3. pH maksimal dari zat elektrolit tersebut.
4. Terjadi endapan atau masih larut dengan cara dibandingkan dengan nilai Qc.
Qc = tetapan kesetimbangan sementara
Qc = suatu nilai yang persamaannya sama dengan persamaan Ksp,
tetapi konsentrasi ion yang digunakan belum tentu konsentrasi saat setimbang.
Qc --> dapat diartikan sebagai tetapan kesetimbangan kelarutan sementara.
• Jika Qc < Ksp, larutan belum jenuh (tidak ada endapan)
• Jika Qc = Ksp, larutan tepat jenuh (belum ada endapan)
• Jika Qc > Ksp, larutan lewat jenuh (ada endapan)
Contoh soal:
500 mL larutan Pb(NO3)2 10–3 M dicampurkan dengan 1 liter larutan NaI 10–2 M.
Jika diketahui Ksp PbI2 = 6 . 10–9, tentukan apakah terbentuk endapan PbI2 atau tidak terjadi endapan?
Jawab:
Mol ion Pb2+ = V . M = 0,5 liter × 10–3 M = 5 . 10–4 mol
Mol ion I– = V . M = 1,0 liter × 10–2 M = 1.10–2 mol
Volume larutan menjadi 0,5 L + 1 L = 1,5 liter
Konsentrasi ion yang ada setelah pencampuran:
[Pb2+] = 5.10–4 mol / 1,5 L = 3,33.10–4 M
[I–] = 1.10–2 mol / 1,5 L = 6,67.10–3 M
Persamaan Qc sama dengan persamaan Ksp
Qc = [Pb2+][I–]2 = (3,33.10–4) (6,67.10–3)2
Qc = 148,148. 10–10
Qc = 1,48 .10-8 = 1,5 .10-8 = 15 . 10–9
Sedangkan nilai Ksp PbI2 = 6 . 10–9
Sehingga nilai Qc > Ksp maka terjadi endapan PbI2
Soal Latihan
1. Jika 100 mL Pb(NO3)2 10-3 M dicampur dengan 100 mL NaI 10-3 M maka tentukan :
a. Apakah terjadi endapan PbI2 jika Ksp PbI2 = 4.10-9
b. Jika terjadi endapan PbI2 maka hitung massa PbI2 yang mengendap (Mr = 461)
Pembahasan
Pb(NO3)2 + 2NaI --> PbI2 + 2NaNO3
Mol Pb2+ = 100 mL x 10-3 M = 0,1 mmol
Mol I- = 100 mL x 10-3 M = 0,1 mmol
[Pb2+] campuran = 0,1 mmol / 200 mL = 5.10-4 M
[I-] campuran = 0,1 mmol / 200 mL = 5.10-4 M
Persamaan Qc sama dengan persamaan Ksp
Qc = [Pb2+].[I-]2 = (5.10-4 ).(5.10-4 )2 = 125.10-12
Qc = 1,25.10-10
Sedangkan nilai Ksp = 4.10-9
Karena nilai Qc < Ksp maka tidak terjadi endapan PbI2
Terbentuk larutan belum jenuh