2- 39. Dalam lima wadah yang berisi 5 jenis larutan yang mengandung ion S2, PO', Cro?:, Br, dan so. dengan volume dan molaritas yang sama, masing- masing wadah tersebut ditambahkan 200 mL larutan AgNO,0,02 M. Diketahui: Kp Ag₂s = 2 x 10-49 Ksp Ag,PO = 1 x 10-20 Kp Ag, Croc = 6 x 10-5 Kp AgBr = 5 x 10-13 Ky Ag,So= 3 x 10-5 Maka garam yang akan larut adalah .... A. Ags dan Ag3PO4 B. Ag,PO, dan AgBr C. AgBr dan Ag2SO4 D. Ag,S dan AgBr E. Ag, Cro, dan Ag2SO4 

Pada soal ini kita diberikan lima wadah berisi ion \(S^{2-}\), \(PO_4^{3-}\), \(CrO_4^{2-}\), \(Br^-\), dan \(SO_4^{2-}\) dengan volume dan konsentrasi yang sama, lalu ke dalam masing-masing wadah dimasukkan 200 mL \(AgNO_3\) 0,02 M. Nah, dari reaksi yang terjadi kan akan membentuk garam-garam yang sifatnya sukar larut seperti yang ditampilkan di soal serta nilai Ksp nya, lalu kita ditanya garam mana yang masih larut, maka konsep yang digunakan adalah memperkirakan kelarutan zat dan metode pengendapan selektif.

Penjelasan Konsep

Apa yang terjadi saat kita memasukkan satu sendok garam dapur ke dalam segelas air? Jawabannya adalah garam akan larut sempurna dalam air. Nah, bagaimana jika kita tambahkan terus-menerus garamnya ke dalam gelas tersebut? Ternyata garamnya masih bisa larut juga karena garam dapur memiliki kelarutan yang tak terbatas dalam air. Tapi beda halnya kalau misalkan kita melarutkan garam lain seperti kalsium sulfat \(CaSO_4\). Ketika kamu coba melarutkan \(CaSO_4\) dalam air, maka akan lebih banyak yang mengendap dibandingkan yang larut. Jadi, tidak semua zat elektrolit berupa garam atau basa itu punya kelarutan yang sama ya. Nah, dari tadi kan kita sudah ngomongin tentang kelarutan. Tapi kamu tahu gak sih apa itu kelarutan?

Kelarutan atau solubility (s) adalah jumlah maksimum zat terlarut yang dapat larut dalam pelarut tertentu dan pada suhu tertentu. Satuan dari kelarutan adalah mol/L. Molaritas juga memiliki satuan mol/L ya, jadi kita bisa mengartikan kelarutan juga sebagai konsentrasi zat yang masih bisa larut dalam peralut tertentu. 

Zat elektrolit berupa garam dan basa ada yang bersifat sukar larut. Jadi, ketika dilarutkan dalam air dalam jumlah tertentu maka lama-kelamaan ada yang larut menjadi ion-ion dan ada yang tidak larut, sehingga membentuk tiga kondisi yaitu:
<ul><li>Kondisi belum jenuh: masih bisa larut karena konsentrasinya belum melampaui kelarutannya</li><li>Kondisi jenuh: ketika zat tepat mulai mengendap karena konsentrasinya = kelarutannya</li><li>Kondisi lewat jenuh: sudah tidak bisa larut karena konsentrasinya melebihi kelarutannya.</li></ul>
Pada kondisi tepat jenuh zat elektrolit berada dalam kesetimbangan, yakni ada yang larut membentuk ion-ion dan ada yang tidak larut membentuk endapan, sehingga elektrolit yang sukar larut ini punya nilai tetapan kesetimbangan berdasarkan kelarutan yang disebut dengan hasil kali kelarutan atau Ksp. Yuk ingat lagi, untuk menentukan nilai kesetimbangan zat yang terlibat hanya yang fasanya aqueous dan gas ya. Jadi, kalau misalkan kita punya garam sukar larut \(X_2Y\) akan membentuk kesetimbangan berikut:

\(X_2Y (s) ⇌ 2X^+ (aq) + Y^{2-} (aq) \)

Bagaimana persamaan ksp untuk reaksi di atas?
\(Ksp = [X^+]^2 . [Y^{2-}]\)

Nah, karena disini kita lagi bahas tetapan kesetimbangan untuk zat yang sukar larut, maka konsentrasi yang dimasukkan adalah nilai kelarutannya. Kalau \(X_2Y\) punya kelarutan sebesar s, maka ion \(X^+\) akan memiliki kelarutan sebesar 2s dan ion \(Y^{2-}\) akan memiliki kelarutan sebesar s, sesuai dengan perbandingan koefisiennya, sehingga:

\(X_2Y (s) ⇌ 2X^+ (aq) + Y^{2-} (aq) \)
  
\(Ksp = [X^+]^2 . [Y^{2-}]\)
\(Ksp = [2s]^2 .  [2s]\)
\(Ksp = 4s^3\)

Dari contoh di atas, kita jadi tahu hubungan antara kelarutan dan hasil kali kelarutan (ksp). Ksp juga bisa diartikan sebagai hasil kali konsentrasi ion-ion zat elektrolit yang sukar larut pangkat koefisiennya masing-masing. Nah, besarnya Ksp ini sangat bergantung pada jumlah ion dalam elektrolitnya. Berikut adalah ringkasan persamaan Ksp dan s untuk masing-masing jumlah ion ya:

1) Untuk 2 ion:

Contoh: \(AgCl(s) ⇌ Ag^+ (aq) + Cl^- (aq)\)

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOOKNLCH/2 ion.png" />

2) Untuk 3 ion:

Contoh: \(Ag_2CrO_4 (s) ⇌ 2Ag^+ (aq) + CrO_4^{2-} (aq)\)

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOOKNLCH/ion.png" />

3) Untuk 4 ion:

Contoh: \(Al(OH)_3 (s) ⇌ 2Al^{3+} (aq) + 3OH^- (aq)\)

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOOKNLCH/4 ion.png" />

4) Untuk 5 ion:

Contoh: \(Ca_3(PO_4)_2 (s) ⇌ 3Ca^{2+} (aq) + 2PO_4^{3-} (aq)\)

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOOKNLCH/5 ion.png" />

Nilai konstanta hasil kali kelarutan (Ksp) bisa digunakan untuk meramalkan terbentuknya endapan lho. Jadi, semisal kita mencampurkan dua zat yang dapat membentuk/menghasilkan garam atau basa sukar larut maka garam atau basa yang terbentuk apakah masih bisa larut atau sudah mengendap bisa kita cek dengan nilai quosien reaksinya (Qc). Nilai Qc memiliki persamaan yang sama dengan Ksp, bedanya adalah kalau Qc itu belum tentu pada kondisi jenuh, sementara Ksp sudah pasti diukur pada saat tepat jenuh. Nah, untuk memprediksi apakah garam atau basa mengendap atau tidak bisa menggunakan ketentuan berikut:

<ul><li>Qc < Ksp: belum jenuh (masih bisa larut)</li><li>Qc = Ksp: tepat jenuh (tepat mulai terbentuk endapan)</li><li>Qc > Ksp: lewat jenuh (sudah mengendap)</li></ul>

Di soal ini kan ada lima wadah berisi ion \(S^{2-}\), \(PO_4^{3-}\), \(CrO_4^{2-}\), \(Br^-\), dan \(SO_4^{2-}\) dengan volume dan konsentrasi yang sama, lalu ke dalam masing-masing wadah dimasukkan 200 mL \(AgNO_3\) 0,02 M. Nah, dari reaksi yang terjadi kan akan membentuk garam-garam yang sifatnya sukar larut seperti yang ditampilkan di soal serta nilai Ksp nya, lalu kita ditanya garam mana yang masih larut. Nah, untuk menentukan mana garam yang masih larut, kita tidak perlu menghitung harga Qc-nya, karena disini konsentrasi dan volume ion-ionnya tidak disebutkan angkanya hanya dibilang sama. Jadi, kita cukup pilih garam dengan kelarutan terbesar. Untuk menentukan kelarutannya kita harus mengetahui jumlah ion pada masing-masing garamnya nih. Langsung saja yuk kita kerjakan satu-persatu:

Pertama-tama kita tentukan jumlah ion dalam garam ini ya. Caranya kita buat reaksi kesetimbangan ionisasinya:
\(Ag_2S (s) ⇌ 2Ag^+ (aq) + S^{2-} (aq)\)

Dari persamaan reaksi di atas ada 2 ion \(Ag^+\) dan ada 1 ion \(S^{2-}\), jadi totalnya ada 3 ion. Maka kita bisa menggunakan persamaan Ksp untuk 3 ion, atau kita juga bisa menjabarkan sendiri lho. Misal kelarutan \(Ag_2S\) dalam air adalah s, maka kelarutan ion \(Ag^+\) adalah 2s dan kelarutan ion \(S^{2-}\) adalah s sesuai perbandingan koefisiennya, sehingga:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOPWGEHG/ag2s.png" />

\(Ag_3(PO_4) (s) ⇌ 3Ag^+ (aq) + PO_4^{3-} (aq)\)

Dari persamaan reaksi di atas ada 3 ion \(Ag^+\) dan ada 1 ion \(PO_4^{3-}\), jadi totalnya ada 4 ion. Maka kita bisa menggunakan persamaan Ksp untuk 4 ion, atau kita juga bisa menjabarkan sendiri lho. Misal kelarutan \(Ag_3PO_4\) dalam air adalah s, maka kelarutan ion \(Ag^+\) adalah 3s dan kelarutan ion \(PO_4^{3-}\) adalah s sesuai perbandingan koefisiennya, sehingga:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOPWGEHG/ag3po4.png" />

\(Ag_2CrO_4 (s) ⇌ 2Ag^+ (aq) + CrO_4^{2-} (aq)\)

Dari persamaan reaksi di atas ada 2 ion \(Ag^+\) dan ada 1 ion \(CrO_4^{2-}\), jadi totalnya ada 3 ion. Maka kita bisa menggunakan persamaan Ksp untuk 3 ion, atau kita juga bisa menjabarkan sendiri lho. Misal kelarutan \(Ag_2CrO_4\) dalam air adalah s, maka kelarutan ion \(Ag^+\) adalah 2s dan kelarutan ion \(CrO_4^{2-}\) adalah s sesuai perbandingan koefisiennya, sehingga:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOPWGEHG/ag2cro4.png" />

\(AgBr(s) ⇌ Ag^+ (aq) + Br^- (aq)\)

Dari persamaan reaksi kesetimbangan AgBr di atas ada 1 ion \(Ag^+\) dan ada 1 ion \(Br^-\), jadi totalnya ada 2 ion, maka kita bisa menggunakan persamaan Ksp untuk 2 ion, atau kita juga bisa menjabarkan sendiri lho. Misal kelarutan \(AgBr\) dalam air adalah s, maka kelarutan ion \(Ag^+\) adalah s dan kelarutan ion \(Br^-\) adalah s sesuai perbandingan koefisiennya, sehingga:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOPWGEHG/agbr.png" />

\(Ag_2SO_4 (s) ⇌ 2Ag^+ (aq) + SO_4^{2-} (aq)\)

Dari persamaan reaksi di atas ada 2 ion \(Ag^+\) dan ada 1 ion \(SO_4^{2-}\), jadi totalnya ada 3 ion. Maka kita bisa menggunakan persamaan Ksp untuk 3 ion, atau kita juga bisa menjabarkan sendiri lho. Misal kelarutan \(Ag_2SO_4\) dalam air adalah s, maka kelarutan ion \(Ag^+\) adalah 2s dan kelarutan ion \(SO_4^{2-}\) adalah s sesuai perbandingan koefisiennya, sehingga:
<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOPWGEHG/ag2so4.png" />

Dari penjelasan di atas, bisa kita simpulkan kalau garam perak yang memiliki kelarutan paling besar adalah \(Ag_2CrO_4\) dan \(Ag_2SO_4\). Jadi yang masih bisa larut adalah kedua garam ini.

Pembahasan