Jika Ksp Ag3PO4 = 2,16 x 10-18, kelarutan Ag3PO, dalam larutan NazPO, 0,01 M adalah ... 

Pada soal terdapat larutan \(Ag_3PO_4\) yang dilarutkan dalam air dengan data \(K_{sp}\)-nya. Pertanyaannya adalah kelarutan \(Ag_3PO_4\) di dalam larutan \(Na_3PO_4\). Kita dapat menentukannya dengan mencari kelarutan \(Ag_3PO_4\) dalam air terlebih dahulu. Kemudian, mencari kelarutan \(Ag_3PO_4\) dalam larutan \(Na_3PO_4\) yang memiliki ion senama dengan \(Ag_3PO_4\), yaitu \(PO_4^{3-}\). Oleh karena itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Pengaruh Ion Senama.

Identifikasi Konsep

Tetapan hasil kali kelarutan atau \(K_{sp}\) adalah tetapan kesetimbangan pada pelarutan suatu zat. \(K_{sp}\) merupakan perbandingan dari konsentrasi produk dan reaktan. Seperti tetapan kesetimbangan lain, nilainya bisa dicari dengan membagi konsentrasi produk dengan konsentrasi reaktannya. Misal kita memiliki kesetimbangan reaksi seperti ini.

\(A_xB_y \rightleftharpoons xA^{y+} + yB^{x-}\)

\(A_xB_y\) adalah zat yang terlarut, sementara \(A^{y+}\) dan \(B^{x-}\) adalah produknya (biasanya berupa ion). Nilai tetapan kesetimbangan dapat dicari dengan persamaan berikut.

\(K_{sp} = [A^{y+}]^x.[B^{-x}]^y\)

\(A_xB_y\) tidak dilibatkan dalam rumusan \(K_{sp}\) karena umumnya adalah zat berfasa padat, sehingga tidak memiliki konsentrasi. Nah, jika kita mengetahui kelarutan zat, kita bisa menentukan nilai \(K_{sp}\) ini. Kelarutan suatu zat menunjukkan kemampuan zat tersebut untuk dapat larut dalam air. Semakin besar nilainya, tentu semakin mudah zat dapat larut.

Kamu harus tahu, terdapat hubungan \(K_{sp}\) dan kelarutan. Misalnya terdapat senyawa yang terlarut dengan kesetimbangan berikut.

\(A_xB_y \rightleftharpoons xA^{y+} + yB^{x-}\)

Hubungan kelarutan dan \(K_{sp}\) ditunjukkan dalam persamaan berikut ini.

s = \(\sqrt[x+y]{\frac{K_{sp}}{x^x.y^y}}\)
\(K_{sp}\) = \(X^x.Y^y\ s^{x+y}\)

Contohnya kesetimbangan yang terjadi pada \(Ca_3(PO_4)_2\) berikut ini.

\(Ca_3(PO_4)_2 \rightleftharpoons 3Ca^{2+}+2PO_4^{3-}\)

Kita bisa mengetahui X dan Y dari koefisien reaksi, yaitu 3 dan 2. Jadinya, persamaan \(K_{sp}\)-nya bisa dituliskan seperti ini.

\(K_{sp}\) = \(3^3.2^2\ s^{(3+2)}\)
\(K_{sp}\) = \(108\ .\ s^{5}\)

Sementara itu, nilai s nya bisa dicari dengan persamaan berikut.

s = \(\sqrt[3+2]{\frac{K_{sp}}{3^3.2^2}}\)
s = \(\sqrt[5]{\frac{K_{sp}}{108}}\)

Salah satu faktor yang mempengaruhi kelarutan adalah adanya pengaruh ion senama. Ion senama dapat memperkecil kelarutan karena dapat menggeser kesetimbangan ke kiri (yaitu ke arah pembentukan senyawa). Ini terjadi karena terdapat kompetisi ion sejenis. Misalnya, larutan \(Ag_3PO_4\) di atas ditambahkan ke dalam larutan \(Na_3PO_4\) yang sama-sama mengandung ion \(PO_4^{3-}\). Jadinya, \(Ag_3PO_4\) akan mengalami penurunan kelarutan.

Diketahui dari soal:
\(K_{sp}\ Ag_3PO_4\ = 2,16\ .\ 10^{-18}\)  
Molaritas \(Na_3PO_4\) = 0,01 M

Ditanya:
Kelarutan \(Ag_3PO_4\) dalam larutan \(Na_3PO_4\)?

Berikut ini adalah perhitungan untuk menentukan kelarutan \(Ag_3PO_4\).

<b>1) Menentukan kelarutan \(Ag_3PO_4\) dalam air</b>
Senyawa \(Ag_3PO_4\) dapat mengalami kesetimbangan dalam air seperti ini.

\(Ag_3PO_4 \rightarrow 3Ag^{+} + PO_4^{3-}\)

Kelarutan \(Ag_3PO_4\) dapat dimisalkan s mol/L, sehingga kita bisa mengetahui konsentrasi ion-ion yang dihasilkan dari pelarutan senyawa tersebut melalui perbandingan koefisien. Ion \(Ag^{+}\) memiliki koefisien 3, sedangkan ion \(PO_4^{3-}\) memiliki koefisien 1. Secara jelas, bisa kamu lihat pada tabel berikut ini.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21IOCCKBK50/257.PNG" />

Perlu diingat, pada penulisan persamaan \(K_{sp}\), \(Ag_3PO_4\) tidak terlibat di dalamnya karena memiliki fasa padat (s). Zat padat tidak memiliki konsentrasi, sehingga kita anggap nilainya 1. Jadinya, persamaan nilai \(K_{sp}\) berlaku untuk ion-ion hasil yang dapat dituliskan sebagai berikut.

\(K_{sp} = \frac{[Ag^{+}]^3.[PO_4^{3-}]}{1}\)
\(K_{sp} = [Ag^{+}]^3.[PO_4^{3-}]\)
\(2,16\ .\ 10^{-18} = (3s)^3.(s)\)
\(s = 1,68\ .\ 10^{-5}\ mol/L\)

<b>2) Menentukan kelarutan \(Ag_3PO_4\) setelah dimasukkan ke dalam \(Na_3PO_4\)</b>
Setelah menentukan kelarutan senyawa dalam air, kita bisa mencari kelarutannya setelah dimasukkan ke dalam \(Na_3PO_4\). Senyawa \(Na_3PO_4\) dapat terionisasi dalam air seperti ini.

\(Na_3PO_4 \rightarrow 3Na^{+} + PO_4^{3-}\)

Konsentrasi larutan \(Na_3PO_4\) adalah 0,01 M. Koefisien \(Na_3PO_4\) adalah 1, begitu juga dengan \(PO_4^{3-}\). Jadinya, konsentrasi ion \(PO_4^{3-}\) tersebut sama dengan konsentrasi \(Na_3PO_4\), yaitu 0,01 mol/L. Nah, kita tuliskan terlebih dahulu konsentrasi zat mula-mula, pelarutan, dan kondisi setimbang.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-3/ChapId-82/LessonId-126/ModuleId-2/QuestionCode-21IOCCKBK50/258.PNG" />

Berdasarkan tabel di atas, penambahan \(Ag_3PO_4\) ke dalam \(Na_3PO_4\) membuat konsentrasi \(PO_4^{3-}\) dalam larutannya semakin besar, yaitu (0,01+s) mol/L. Karena nilai s sangat kecil, kita bisa mengabaikannya. Jadinya, konsentrasi \(PO_4^{3-}\) dalam kesetimbangan tersebut adalah 0,01 mol/L.

Kemudian, kita bisa memasukkan data di atas ke dalam persamaan \(K_{sp}\) berikut ini.

\(K_{sp} = \frac{[Ag^{+}]^3.[PO_4^{3-}]}{1}\)
\(K_{sp} = [Ag^{+}]^3.[PO_4^{3-}]\)
\(2,16\ .\ 10^{-18} = (3s)^3.(0,01)\)
\(s = 2\ .\ 10^{-6}\ mol/L\)

Jika dibandingkan, kelarutan \(Ag_3PO_4\) sebelum dimasukkan ke dalam larutan \(Na_3PO_4\) adalah \(1,68\ .\ 10^{-5}\ mol/L\). Nilainya lebih besar daripada setelah \(Ag_3PO_4\) dimasukkan ke dalam larutan \(Na_3PO_4\). Hal ini membuktikan bahwa pengaruh ion senama membuat kelarutan senyawa semakin rendah.

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, kelarutan senyawa \(Ag_3PO_4\) yang dimasukkan ke dalam \(Na_3PO_4\) adalah \(2\ .\ 10^{-6}\ mol/L\).