Cara Menghitung Kelarutan

Dalam kimia, kelarutan digunakan untuk menjelaskan sifat-sifat senyawa padat yang dicampur dan sepenuhnya larut dengan suatu cairan tanpa menyisakan partikel yang tidak larut. Hanya senyawa berion (bermuatan) yang bisa larut. Supaya lebih praktis, Anda cukup menghafalkan beberapa aturan atau merujuk ke suatu daftar untuk mengetahui apakah sebagian besar senyawa padat akan tetap padat ketika dimasukkan ke dalam air atau akan larut dalam jumlah besar. Kenyataannya, sejumlah molekul akan larut bahkan sekalipun Anda tidak bisa melihat perubahannya. Agar eksperimen bisa berlangsung secara presisi, Anda harus tahu cara menghitung jumlah yang larut itu.

Metode 1

Metode 1 dari 2:

Menggunakan Aturan Cepat

Unduh PDF

1
Pelajari senyawa-senyawa ionik. Secara normal tiap atom memiliki sejumlah elektron. Akan tetapi, terkadang atom mendapatkan tambahan atau kehilangan elektron. Hasilnya adalah suatu ion yang bermuatan listrik. Apabila ion bermuatan negatif (memiliki satu elektron ekstra) bertemu dengan ion bermuatan positif (kehilangan satu elektron), kedua ion tersebut saling berikatan seperti kutub positif dan negatif magnet, menghasilkan suatu senyawa ionik.
- Ion bermuatan negatif disebut anion, sedangkan ion bermuatan positif disebut kation.
- Dalam keadaan normal, jumlah elektron seimbang dengan jumlah proton dalam suatu atom sehingga meniadakan muatan listriknya.
2
Pahami bahasan kelarutan. Molekul air (H₂O) memiliki struktur yang tidak biasa sehingga mirip dengan magnet. Salah satu ujung memiliki muatan positif, sementara ujung lainnya bermuatan negatif. Apabila senyawa ionik dimasukkan ke dalam air, "magnet" air akan mengelilinginya dan mencoba untuk menarik serta memisahkan ion-ion positif dan negatif. Ikatan pada sejumlah senyawa ionik tidak terlalu kuat. Senyawa semacam itu larut dalam air karena air akan memisahkan ion-ionnya dan melarutkannya. Beberapa senyawa lainnya memiliki ikatan yang lebih kuat sehingga tidak larut dalam air meskipun dikepung oleh molekul-molekul air.^{[1]XTeliti sumber}
- Berbagai senyawa lainnya memiliki ikatan internal yang sama kuatnya dengan kekuatan air menarik molekul-molekulnya. Senyawa-senyawa semacam itu disebut sedikit larut dalam air karena sejumlah besar bagian senyawa ditarik oleh air, tetapi sisanya masih menyatu.
3
Pelajari aturan tentang kelarutan. Interaksi antaratom cukup kompleks. Senyawa yang larut atau tidak larut dalam air tidak bisa sekadar dilihat secara intuitif. Temukan ion pertama pada senyawa untuk dicari dalam daftar di bawah ini agar bisa mengetahui perilakunya. Selanjutnya, cek berbagai pengecualian yang ada untuk memastikan bahwa ion kedua tidak memiliki interaksi yang tidak biasa.
- Sebagai contoh, untuk mengecek Strontium Klorida (SrCl₂), cari Sr atau Cl pada langkah-langkah yang dicetak tebal berikut. Cl "biasanya larut dalam air," sehingga periksa yang berikutnya jikalau ada pengecualian. Sr tidak termasuk dalam pengecualian sehingga SrCl₂ pasti larut dalam air.
- Pengecualian paling umum terhadap tiap aturan tertulis di bawahnya. Ada beberapa pengecualian lainnya, namun kemungkinan tidak akan ditemui di laboratorium atau pelajaran kimia pada umumnya..
4
Senyawa dapat dilarutkan jika mengandung logam alkali, termasuk Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, and Cs⁺. Unsur-unsur tersebut juga dikenal sebagai unsur golongan IA: litium, natrium, kalium, rubidium, dan cesium. Hampir semua senyawa yang mengandung salah satu dari ion-ion tersebut dapat larut dalam air.
- Perkecualian: Li₃PO₄ tidak larut dalam air.
5
Senyawa-senyawa NO₃^-, C₂H₃O₂^-, NO₂^-, ClO₃^-, dan ClO₄^- larut dalam air. Secara berurutan namanya adalah ion nitrat, asetat, nitrit, klorat, dan perklorat. Perhatikan bahwa asetat sering disingkat menjadi OAC.^{[2]XTeliti sumber}
- Perkecualian: Ag(OAc) (Perak asetat) dan Hg(OAc)₂ (raksa asetat) tidak larut dalam air.
- AgNO₂^- and KClO₄^- hanya "sedikit larut dalam air."
6
Senyawa-senyawa Cl^-, Br^-, dan I^- biasanya sedikit larut dalam air. Ion klorida, bromida, dan iodida selalu membentuk senyawa yang larut dalam air yang disebut sebagai garam halida.
- Perkecualian: Jika salah satu ion tersebut mengikat ion perak Ag⁺, raksa Hg₂²⁺, atau timbal Pb²⁺, senyawa yang dihasilkan tidak larut dalam air. Hal yang serupa juga berlaku bagi senyawa yang kurang begitu umum yakni pasangan Cu⁺ dan talium Tl⁺.
7
Senyawa-senyawa yang mengandung SO₄^2- umumnya larut dalam air. Ion sulfat biasanya membentuk senyawa yang larut dalam air, akan tetapi ada beberapa perkecualian.
- Perkecualian: Ion sulfat membentuk senyawa yang tidak larut dalam air dengan: strontium Sr²⁺, barium Ba²⁺, timbal Pb²⁺, perak Ag⁺, kalsium Ca²⁺, radium Ra²⁺, dan perak diatomik Ag₂²⁺. Perhatikan bahwa perak sulfat dan kalsium sulfat akan cukup larut sehingga sebagian orang menyebutnya sedikit larut dalam air.
8
Senyawa-senyawa yang mengandung OH^- atau S^2- tidak dapat larut dalam air. Ion-ion di atas bernama hidroksida dan sulfida.
- Perkecualian: Ingat tentang logam alkali (Golongan I-A) dan betapa ion-ion dari unsur di golongan tersebut mudah membentuk senyawa yang larut dalam air? Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, dan Cs⁺ akan membentuk senyawa yang larut dalam air dengan ion-ion hidroksida atau sulfida. Selain itu, hidroksida juga membentuk garam yang larut dalam air dengan ion-ion alkali tanah (Golongan II-A): kalsium Ca²⁺, strontium Sr²⁺, dan barium Ba²⁺. Perhatikan bahwa senyawa yang dihasilkan dari hidroksida dan alkali tanah masih memiliki cukup molekul yang saling berikatan sehingga terkadang disebut "sedikit larut dalam air."
9
Senyawa-senyawa yang mengandung CO₃^2- atau PO₄^3- tidak larut dalam air. Satu pengecekan lagi untuk ion-ion karbonat dan fosfat. Anda semestinya sudah tahu apa yang akan terjadi dengan senyawa dari ion-ion tersebut.
- Perkecualian: Ion-ion tersebut membentuk senyawa yang larut dalam air dengan logam alkali, yakni Li⁺, Na⁺, K⁺, Rb⁺, and Cs⁺, sebagaimana pula dengan amonium NH₄⁺.
Iklan

Metode 2

Metode 2 dari 2:

Menghitung Kelarutan Melalui K_sp

Unduh PDF

1
Cari konstanta kelarutan produk K_sp. Tiap senyawa memiliki konstanta yang berbeda, Anda harus mencarinya pada tabel di buku teks atau secara daring. Karena nilainya ditentukan secara eksperimental, tabel yang berbeda bisa menampilkan konstanta yang berbeda-beda pula. Sangat dianjurkan Anda menggunakan tabel di buku teks jika ada. Kecuali ditentukan lain, sebagian besar tabel mengasumsikan bahwa temperaturnya adalah 25ºC.
- Sebagai contoh, jika yang dilarutkan adalah timbal iodida PbI₂, tulis konstanta kelarutan produknya. Jika merujuk pada tabel di bilbo.chm.uri.edu, gunakan konstanta 7,1×10^–9.
2
Tulis persamaan kimianya. Pertama, tentukan proses berpisahnya senyawa menjadi ion-ion ketika dilarutkan. Kemudian, tulis persamaan kimia dengan K_sp pada satu sisi dan ion-ion pembentuknya di sisi yang lain.
- Sebagai contoh, suatu molekul PbI₂ berpecah menjadi ion Pb²⁺, I^-, dan ion I^-. (Anda hanya perlu mengetahui atau mencari muatan pada satu ion karena senyawa sebagai satu kesatuan memiliki muatan netral.)
- Tulis persamaannya 7,1×10^–9 = [Pb²⁺][I^-]²
3
Ubah persamaannya untuk menggunakan variabel. Tulis ulang persamaannya sebagai suatu soal aljabar sederhana dengan menggunakan pengetahuan tentang jumlah molekul dan ion. Dalam persamaan ini x adalah dengan banyaknya senyawa yang larut. Tulis kembali variabel-variabel yang merepresentasikan jumlah masing-masing ion dalam bentuk x.
- Dalam contoh ini, persamaan ditulis ulang sebagai 7,1×10^–9 = [Pb²⁺][I^-]²
- Karena ada satu ion timbal (Pb²⁺) dalam senyawa, jumlah molekul senyawa yang larut setara dengan jumlah ion timbal yang bebas. Sekarang kita bisa menuliskan [Pb²⁺] terhadap x.
- Karena ada dua ion iodin (I^-) untuk tiap ion timbal, jumlah atom iodin bisa ditulis sebagai 2x.
- Sekarang persamaannya adalah 7,1×10^–9 = (x)(2x)²
4
Perhitungkan ion-ion lain yang biasanya ada jika memungkinkan. Lewati langkah ini jika senyawa dilarutkan dalam air murni. Jika senyawa dilarutkan ke dalam larutan yang sudah mengandung satu atau lebih ion penyusun ("ion umum") kelarutannya akan naik secara signifikan.^{[3]XTeliti sumber} Efek ion umum paling bisa dilihat pada senyawa yang sebagian besarnya tidak larut dalam air. Dalam hal ini bisa diasumsikan bahwa sebagian besar ion pada kesetimbangan berasal dari ion yang sudah ada dalam larutan. Tulis ulang persamaan reaksi untuk memasukkan konsentrasi molar yang diketahui (mol per liter atau M) pada ion yang telah ada dalam larutan, sehingga menggantikan nilai x yang digunakan untuk ion tersebut .^{[4]XTeliti sumber}
- Sebagai contoh, jika senyawa timbal iodida dilarutkan dalam larutan yang memiliki timbal klorida sebanyak 0,2 M (PbCl₂) maka persamaannya akan menjadi 7,1×10^–9 = (0,2M+x)(2x)². Kemudian, karena 0,2 M adalah konsentrasi yang lebih pekat daripada x, persamaan bisa ditulis lagi menjadi 7,1×10^–9 = (0,2M)(2x)².
5
Pecahkan persamaannya. Pecahkan x untuk mengetahui seberapa larut senyawa tersebut dalam air. Karena konstanta kelarutan sudah ditetapkan, jawabannya adalah dalam bentuk jumlah mol senyawa yang larut per liter air. Mungkin Anda akan membutuhkan kalkulator untuk menghitung jawaban akhirnya.
- Jawaban berikut adalah untuk kelarutan dalam air murni, tanpa ion-ion umum.
- 7,1×10^–9 = (x)(2x)²
- 7,1×10^–9 = (x)(4x²)
- 7,1×10^–9 = 4x³
- (7,1×10^–9) ÷ 4 = x³
- x = ∛((7,1×10^–9) ÷ 4)
- x = 1,2 x 10^-3 mol per liter akan larut. Jumlah ini sangat kecil sehingga pada intinya senyawa ini tidak larut dalam air.
Iklan

Hal yang Anda Butuhkan

Tabel konstanta kelarutan produk senyawa (K_sp)

Tips

Jika Anda memiliki data eksperimental tentang nilai kelarutan suatu senyawa, gunakan data itu pada persamaan yang sama untuk menghitung konstanta kelarutan K_sp.^{[5]XTeliti sumber}

Peringatan

Tidak ada definisi yang diterima secara universal terhadap berbagai istilah dalam konteks ini, tetapi para ahli kimia bersepakat pada sebagian besar senyawa. Beberapa senyawa dengan kasus ekstrem yang sejumlah besar molekulnya larut dan tidak larut mungkin dijelaskan secara berbeda pada berbagai tabel kelarutan.
Beberapa buku teks yang lebih tua memasukkan NH₄OH sebagai senyawa yang larut dalam air. Klasifikasi itu tidak tepat karena sejumlah kecil ion NH₄⁺ dan OH^- bisa dideteksi, namun tidak bisa diisolasi untuk membentuk suatu senyawa.^{[6]XTeliti sumber}