Kelarutan dan Ksp

Apa itu kelarutan dan Ksp???

Kelarutan setiap zat dalam air tidaklah sama, ada yang mudah larut an ada yang sukar. Bila konsentrasi zat dalam larutan sudah maksimum, maka larutan tidak dapat lagi melarutkan zat (menghasilkan enadapan). Besarnya kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh jenis pelarut dan suhunya. Kelarutan zat dalam air akan semakin besar jika suhunya dinaikan.

1. Kelarutan

Kelarutan atau daya larut (s = solubility) adalah jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah pelarut tertentu dan pada suhu tertentu. Satuan kelarutan dinyatakan dalam mol/eter = M. jadi kelarutan sama dengan kemolaan dari larutan jenuhnya. Di dalam air, zat-zat yang sukar larut berada dalam kesetimnangan dengan ion-ion nya dengan harga tetapan kesetimbangan yang sangat kecil.

Suatu zat dibedakan menjadi tiga tahap, yaitu :

1.                    Larutan belum jenuh, keadaan dimana larutan masih dapat melarutkan zat tertentu.

2.                    Larutan tepat jenuh, keadan dimana larutan sudah tidak dapat melarutkan zat tertentu.

3.                  Larutan lewat jenuh,keadaaan dimana larutan sudah tidak dapat melarutkan zat terlarut sehingga mengahasilkan endapan.

2. Hasil kali kelarutan (K_SP)

Pada suatu larutan elektrolit, zat-zat yang terlarut akan terionisasi dan menghasilkan kation dan anion. Antara ion-ion yang dihasilkan dan padatan yang tidak terlarut, terjadi kesetimbangan heterogen.

Perhatikan persamaan berrikut :

Reaksi  : AgCl _(s)       ------>             Ag ⁺ _(aq)  + Cl ^– _(aq) 

Jika terdapat larutan dan padatan pada suatu kesetimbangan heterogen, dalam penentuan harga tetapan kesetimbangan, hanya konsentrasi ion-ion saja yang diperhitungkan. Jadi ksp nya dapat dituliskan :

K_SP AgCl = [Ag ⁺] [Cl ^–]

Harga K_SP merupakan perkalian antara konsentrasi kation dan konsentrasi anion dipangkatkan koefisiennya. Secara umum K_SP dapat dirumuskan sebagai berikut:

Ax By _(s)                ------->         xA^y+  _(aq)   = yB^x- _(aq)

Ksp = [A ^y+]^x [b^x-]^y

Kelarutan dalam Air

Jika garam seperti AgCl dilarutkan daam air, maka garam tersebut akan terionisai dengan sempurna. Kelarutan suatu zat dalam air adalah konsentrasi maksimum zat dalam air saat tercapai keadaan tepat jenuh. Jumlah zat terlarut dapat dihitung dari harga K_SP dan sebaliknya, K_SP dapat ditentukan jika harga kelarutan diketahui.  

Hubungan kelarutan (S) dan Tetapan Hasil Kali Kelarutan (KSP)

Jika harga K_SP besar, maka kelarutannya juga besar (mudah larut). Jika harga K_SP kecil, maka kelarutan juga kecil (sukar larut).

Secara umum dapat ditulis :

Ksp = (n-1) n-1  S n

                                                   Keterangan : n = jumlah ion dari elektrolit

                                                                        S = kelarutan elektrolit (M)

Pengaruh ion senama terhadap kelarutan

Keberadaan ion sejenis akan memperkecil kelarutan suatu elektrolit, makin banyak ion sejenis yang ada dalam larutan, makin kecil kelarutan elektrolit tersebut. Contoh, AgCl dilarutkan dalam ion NaCl atau AgNo₃

AgCl _(s)           ------>             Ag ⁺ _{(aq)  +} Cl ^– _(aq) 

Sesuai asas le chateleir, penambahan Ag ⁺  atau Cl ^–  akan menggeser kesetimbangan ke kiri, sehinghga AgCl yang larut makin sedikit.

Cara menghitung kelarutan elektrolit jika ada ion sejenis, sebagai berikut :

1. Melalui persamaan ksp, hitunglah konsentrasi ion yang tidak memiliki ion sejenis.
2. melalui koefisien reaksi ionisasi, hitunglah kelarutan elektrolit.

 Hubungan Ksp dan PH

Beberapa senyawa aasm atau basa ada yang sukar larut dalam air. Senyawa tersebut membentuk larutan dengan PH jenuh. Besarnya PH jenuh terebut sesuai dengan banyaknya ion H⁺ dan OH^- yang terlarut. Konsentrasi ini sangat bergantung pada besarnya harga Ksp sehingga kelarutan akan semain besar.  

Contoh :

Larutan jenuh Zn(OH)₂ dengan PH 10, hitunglah Ksp Zn(OH)₂ !

Jawab:

Karena PH= 10, maka POH = 14 – 10 = 4

[OH^-] = 10^-4

Zn(OH)_{2                          ------>}    Zn²⁺       + 2OH^-

[Zn²⁺] = ½ . 10^-4 = 5. 10^-5 M

Ksp Zn(OH)₂   = [Zn²⁺] . [OH^-]²

                        = (5. 10^-5) . (10^-4)

                        = 5. 10^-13 M

Pengendapan

pengendapan

Salah satu cirri reaksi kimia dalah menghasilkan endapan. Reaksi ini terjadi jika dua larutan dicampur dan salah satu hasil reaksi berupa endapan. Sebagai contoh AgNO3 dan NaCl yangn dilarutkan di dalam air. Kedua senyawa ini larut denga baik dalam air, artinya dalam larutan AgNO3 terdapat ion Ag⁺ dan NO^3- dan didalam larutan NaCl terdapat ion Na⁺ dan Cl^-. Ketika dicampurkan, akan terbentuk larutan natrium nitrat dengan endapan  perak klorida.

Dalam proses yang memungkinkan terbentuknya enadapan A_xB_y, dapat dibagi menjadi tiga, yaitu :

            a.      Jika [A^y+]^x [B^x-]^y > Ksp , pencampuran menghasilkan endapan.

b.      Jika [A^y+]^x [B^x-]^y  = Ksp , pencampuran belum menghasilkan endapan (keadaan tepat jenuh/mulai mengendap)

                     c.       Jika [A^y+]^x [B^x-]^y  < Ksp , pencampuran tida menghasilkan endapan.

Catatan : Dalam perhitungan, harus digunakan konsentrasi setalah pencampuran.

Larutan Penyangga

Apakah larutan penyangga itu?

Diagram kesetimbangan

“Larutan penyangga atau dikenal juga dengan nama larutan buffer adalah larutan yang dapat mempertahankan nilai pH apabila larutan tersebut ditambahkan sejumlah asam atau basa maupun diencerkan dengan menambah sejumlah volume air”

Jadi apabila suatu larutan penyangga ditambahkan asam atau basa ataupun diencerkan maka nilai pH larutan penyangga tersebut akan tetap. Andaikan kita memiliki larutan penyangga ber-pH 6.5 kemudian kedalam larutan penyangga itu kita tetesi sejumlah asam (misalnya HCl) lalu pH larutan tersebut kita ukur pH nya maka pH larutan tersebut akan tetap 6.5. Hal yang sama juga terjadi bila larutan penyangga itu kita tetesi basa (misalnya KOH) ataupun kita tambahkan air sehingga volumenya menjadi 3 kali volume semula, pHnya akan tetap menunjukan 6.5.

Berapa banyak asam atau basa yang bisa kita tambahkan ke dalam larutan penyangga sehingga nilai pH larutan penyangga tersebut akan tetap? Jumlah asam atau basa yang dapat kita tambahkan ke dalam suatu larutan penyangga adalah terbatas dan hal ini tergantung dari konsentrasi komponen penyususn larutan penyangga itu sendiri.

Jadi setiap larutan penyangga memiliki batasan sampai berapa banyak dia mampu menampung asam atau basa yang ditambahkan kepadanya sehingga larutan penyangga tersebut mampu mempertahankan nilai pH seperti semula. Hal inilah yang kita kenal dengan istilah “Kapasitas Larutan Penyangga”.

Komponen Larutan Penyangga

Secara umum,  larutan penyangga digambarkan sebagai campuran yang terdiri dari:

• Asam lemah (HA) dan basa konjugasinya (ion A^-), campuran ini menghasilkan larutan bersifat asam.
• Basa lemah (B) dan basa konjugasinya (BH⁺), campuran ini menghasilkan larutan bersifat basa.
  
  

Komponen larutan penyangga terbagi menjadi:

1. Larutan penyangga yang bersifat asam

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah asam (pH < 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari asam lemah dan garamnya yang merupakan basa konjugasi dari asamnya. Adapun cara lainnya yaitu mencampurkan suatu asam lemah dengan suatu basa kuat dimana asam lemahnya dicampurkan dalam jumlah berlebih. Campuran akan menghasilkan garam yang mengandung basa konjugasi dari asam lemah yang bersangkutan. Pada umumnya basa kuat yang digunakan seperti natrium, kalium, barium, kalsium, dan lain-lain.

2. Larutan penyangga yang bersifat basa

Larutan ini mempertahankan pH pada daerah basa (pH > 7). Untuk mendapatkan larutan ini dapat dibuat dari basa lemah dan garam, yang garamnya berasal dari asam kuat. Adapun cara lainnya yaitu dengan mencampurkan suatu basa lemah dengan suatu asam kuat dimana basa lemahnya dicampurkan berlebih.

Cara kerja larutan penyangga

Pada bahasan sebelumnya telah disebutkan bahwa larutan penyangga mengandung komponen asam dan basa dengan asam dan basa konjugasinya, sehingga dapat mengikatbaik ion H⁺ maupun ion OH^-. Sehingga penambahan sedikit asam kuat atau basa kuat tidak mengubah pH-nya secara signifikan. Berikut ini cara kerja larutan penyangga:

1. Larutan penyangga asam

Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung CH₃COOH dan CH₃COO^- yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

• Pada penambahan asam

Penambahan asam (H⁺) akan menggeser kesetimbangan ke kiri. Dimana ion H⁺ yang ditambahkan akan bereaksi dengan ion CH₃COO^- membentuk molekul CH₃COOH.

 CH₃COO^-(aq)  + H⁺(aq)  → CH₃COOH(aq)

• Pada penambahan basa

Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka ion OH^- dari basa itu akan bereaksi dengan ion H⁺ membentuk air. Hal ini akan menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan sehingga konsentrasi ion H+ dapat dipertahankan. Jadi, penambahan basa menyebabkan berkurangnya komponen asam (CH₃COOH), bukan ion H⁺. Basa yang ditambahkan tersebut bereaksi dengan asam CH₃COOH membentuk ion CH₃COO^- dan air.

 CH₃COOH(aq) + OH^-(aq)  → CH₃COO^-(aq)  +  H₂O(l) 

2. Larutan penyangga basa
Adapun cara kerjanya dapat dilihat pada larutan penyangga yang mengandung NH3 dan NH4+ yang mengalami kesetimbangan. Dengan proses sebagai berikut:

• Pada penambahan asam

Jika ditambahkan suatu asam, maka ion H⁺ dari asam akan mengikat ion OH^-. Hal tersebut menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Disamping itu penambahan ini menyebabkan berkurangnya komponen basa (NH₃), bukannya ion OH^-. Asam yang ditambahkan bereaksi dengan basa NH₃ membentuk ion NH₄⁺.

NH₃ (aq)  +  H⁺(aq)  →  NH₄⁺ (aq)

• Pada penambahan basa

Jika yang ditambahkan adalah suatu basa, maka kesetimbangan bergeser ke kiri, sehingga konsentrasi ion OH^- dapat dipertahankan. Basa yang ditambahkan itu bereaksi dengan komponen asam (NH₄⁺), membentuk komponen basa (NH₃) dan air.

NH₄⁺ (aq) +  OH^-(aq)  →  NH₃ (aq)  +  H₂O(l) 

Menghitung pH Larutan Penyangga

1. Larutan penyangga asam

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H⁺ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[H⁺] = Ka x a/g
atau
pH = p Ka - log a/g

dengan, Ka = tetapan ionisasi asam lemah
               a  = jumlah mol asam lemah
               g  = jumlah mol basa konjugasi

2. Larutan penyangga basa

Dapat digunakan tetapan ionisasi dalam menentukan konsentrasi ion H⁺ dalam suatu larutan dengan rumus berikut:

[OH^-] = Kb x b/g
atau
pH = p Kb - log b/g

dengan, Kb = tetapan ionisasi basa lemah
               b  = jumlah mol basa lemah
               g  = jumlah mol asam konjugasi

Fungsi Larutan Penyangga

obat Tetes mata

Adanya larutan penyangga ini dapat kita lihat dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat-obatan, fotografi, industri kulit dan zat warna. Selain aplikasi tersebut, terdapat fungsi penerapan konsep larutan penyangga ini dalam tubuh manusia seperti pada cairan tubuh.
Cairan tubuh ini bisa dalam cairan intrasel maupun cairan ekstrasel. Dimana sistem penyangga utama dalam cairan intraselnya seperti H₂PO₄^- dan HPO₄^2- yang dapat bereaksi dengan suatu asam dan basa. Adapun sistem penyangga tersebut, dapat menjaga pH darah yang hampir konstan yaitu sekitar 7,4.
Selain itu penerapan larutan penyangga ini dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari seperti pada obat tetes mata.

Cyanobacteria (alga hijau-biru)

Cyanobacteria

Cyanobacteria merupakan organisme fotosintetik (bersifat autotrof) yang dapat membentuk karbohidrat dan oksigen. Karbohidrat merupakan sumber makanan bagi organisme lainnya, sedangkan oksigen dalam kadar yang cukup digunakan untuk respirasi sel.

Dahulu Cyanobacteria dikenal dengan nama alga hijau-biru, dan digolongkan kedalam kingdom plantae karena mampu berfotosintesis. Akan tetapi, Cyanobacteria mempunyai struktur sel prokariotik yang sama dengan bakteri. Oleh sebab itu, Cyanobacteria digolongkan kedalam kingdom monera. Klorofil pada Cyanobacteria tidak terletak didalam kloroplas. Klorofilnya tersebar dalam pigmen pigmen lainya didalam sitoplasma.

Cyanobacteria memiliki dua pigmen fotosintesis yang tidak dimiliki tumbuhan eukarotik. Pigmen tersebut adalah Fikosianin dan Fikoeritrin, secara kesatuan disebut Fikobilin. Fikobilin ialah pigmen biru yang membuat Cyanobacteria berwarna biru-hijau. Fikoeritrin ialah pigmen merah yang membuat Cyanobacteria berwarna merah atau coklat. Cyanobacteria juga memiliki klorofil dan karatenoid yang terletak didalam lamela fotosintetis(kantong pipih). Sedangkan fikobilin terletak didalam butiran (granula) dan diantara lamela fotosintesis.

Cyanobacteria berkembang biak secara aseksual, yaitu dengan pembelahan biner, fragmentasi, pertunasan, dan pembelahan ganda. Pmbelahan biner terjadi pada Cyanobacteria berbentuk benang(filamen), atau koloni bersel satu. Pertunasan dimulai dengan pembengkakan diatas sel Cyanobacteria dan membesar menjadi sel masak. Pembelahan ganda terjadi saat sel membesar dsan membelah beberapa kali. Dinding sel induk kemudian pecah dan sel anak keluar.

Cyanobacteria merupakan sumber protein bagi organisme lain, karena mampu memfiksasi nitrogen dari udara membentuk protein tubuhnya. Cyanobaceria terdiri atas lima genus, yaitu:

Anabaena

nostoc

 1. Nostoc, merupakan Cyanobacteria berbentuk koloni bola lendir yang saling memempel, sehingga membentuk filamen lingkaran tunggal seperti rantai kalung. Nostoc berkembang biak dengan cara fragmentasi.

2. Anabaena, merupakan genus Cyanobacteria yang bentuk tubuhnya menyerupai nostoc. Perbedaanya adalah, anabaena dapat bersinbiosis dengan akar tumbuhan. Anabaena bereproduksi dengan spora.

3. Gloeocapsa, merupak genus Cysanobacteria yang dapat ditmukan pada batu yang basah atau pot tanaman. Sel nya berbentuk bulat hingga oval dengan warna hijau dan biru tersebar di sekitar dinding selnya.

Gloeocapsa

Oscillatoria

4. Oscillatoria, berbentuk filamen dengan bentuk menyempit dan tersusun oleh sel yang berbentuk cawan. Banyak ditemukan dikolam dan air tawar.

Rivularia

5. Rivularia, merupakan genus Cyanobacteria yang berbentuk cambuk.