Daftar Pustaka 1.
Yahya, H. (2004), Alquran dan Sains, Edisi Pertama, Penerbit Dzikra, Bandung, 5 − 12.
2.
Dryden, G.,Vos, J. (2004), Revolusi Cara Belajar, Bagian II, Penerbit Kaifa, Bandung, 299
3.
Hawkes, S. J. (1998), What Should We Teach Beginners about Solubility and Solubility Products?, J. Chem. Educ., 75, 1179−1181.
4.
Marzzacco, C. J. (1998), The Effect of Salts and Nonelectrolytes on the Solubility of Potassium Bitartrate, J. Chem. Educ., 75, 1628−1629.
5.
Petrucci, R.H.(1992), Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern, Diterjemahkan oleh Suminar, Edisi Keempat, Jilid 2, Penerbit Erlangga, Jakarta, 59335.
6.
Purba, M.(2007), Kimia untuk SMA Kelas XI, Jilid 2B, Penerbit Erlangga, Jakarta. 138.
7.
Vogel, A. I., Svehla, G.(1990), Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimikro, Diterjemahkan oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Penerbit PT. Kalman Media Pusaka, Jakarta, 26 − 72.
8.
Day, R. A., Underwood, A. L. (1986), Analisis Kimia Kuantitatif, Diterjemahkan oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta, 69 − 238.
9.
Bassett, J., Denney, R.C., Jeffery, G.H., Mendham, J. (1994), Kimia Analisis Kuantitatif Anorganik, Diterjemahkan oleh Aloysius Hadyana Pudjaatmaka, Edisi Keempat, Penerbit Buku Kedokteran EGC, Jakarta, 259− 290.
10. Hill, J. W., Petrucci, R. H. (2002), General Chemistry, Third Edition, Prentice-Hall, New Jersey, 702−703. 11. Willey, J. D. (2004), The Effect of Ionic Strength on the Solubility of an Electrolyte, J. Chem. Educ., 81, 1644−1646. 12. Harle, H.D., Ingram, J.A., Leber, P.A., Hess, K.R., Yoder, C.H.(2003), A Simple Method for Determination of Solubility in the First-Year Laboratory, J. Chem. Educ., 80, 560. 13. Witherden, F. (2007), Determination of Solubility of Calcium Hydroxide, dari http://www.witherden.org/~freddie/Calcium%20Hydroxide.pdf, Diakses pada 3 April 2008.
40
14. Fritz, J.S., Schenk, G.H. (1987), Quantitative Analytical Chemistry, Fifth Edition, Allyn and Bacon Inc, Toronto, 578 − 579. 15. Achmad, H. (1996), Penuntun Belajar Kimia Dasar, Kimia Larutan, Penerbit PT. Citra Aditya Bakti, Bandung, 157-158 16. Mellor, J.W. (1946), A Comprehensive Treatise On Inorganic and Theoretical Chemistry, Volume III, Longmans, Green and Co, 677. 17. Wood,C.W., Holliday,A.K. (1972), Inorganic Chemistry, An Intermediate Text, Third Edition, The English Language Book Society and Butterworths, London. 68. 18. Surakhmad, W. (1986), Metodologi Pengajaran Nasional, Penerbit Jemmars, Bandung, 87 − 91. 19. Hansen,L.D., Garner,J.L., Wilson,B.J., Cluff,C.L., and Nordmeyer,F.R. (1996), Teaching Concepts in Beginning Chemistry with Simple Exploratori Experiments, J.Chem.Educ., 73, 840. 20. Blackwell R.Q dan Fosdick L.S (1954), Studies on the Physicochemical Phenomena Related to Dental Caries (The effect of sucrose upon the solubility of human dental enamel), of Chemistry, Northwestern Unijversity Dental School, Chicago, Di akses pada 3 April 2008 dari http://jdr.iadrjournals.org/cgi/content/abstract/35/2/210 21. Weast.R.C.(1977), Handbook of Chemistry and Physics, 88th. CRC Press.
41
Lampiran Lampiran A
Data Kalibrasi Buret dan Pipet Volume
1. Kalibrasi Buret 25 mL
Data hasil kalibrasi terhadap buret 25 mL dengan skala 0,05 mL disajikan selengkapnya dalam Tabel A.1 berikut: Tabel A. 1 Data hasil kalibrasi buret 25 mL No. 1 2 3 4
Volume Baca (mL) 5,05 10,00 15,00 25,00
Massa Air (gram) 4,9818 9,8799 14,8284 24,7260
Volume Nyata (mL) 5,002 9,919 14,888 24,825
Koreksi (mL) -0,048 -0,081 -0,112 -0,175
Kalibrasi dilakukan pada suhu 25˚C, dan pada suhu tersebut 1 gram air mempunyai volume 1,004 mL.(21) Adapun grafik regresi hubungan antara volum baca dengan koreksi dapat dilihat pada Gambar A.1. Volume baca (mL)
0 -0,02 0
5
10
15
20
25
30
-0,04
Koreksi
-0,06 -0,08 -0,1 -0,12 -0,14 -0,16 -0,18
y = -0,0063x - 0,0167 2
R = 0,9998
-0,2
Gambar A. 1 Grafik hubungan antara volum baca dengan koreksi Untuk y = koreksi dan x = volum baca, persamaan regresi yang diperoleh adalah: y = - (0,0063 x + 0,0167)
(29)
Maka: Volume nyata = Volume baca + y
42
Sebagai contoh: Dari titrasi diperoleh volume baca 5,15 mL Maka koreksi (y) = - (0,0063 x 5,15 + 0,0167) = - 0,05 Jadi: Volume nyata = 5,15 -0,05 mL = 5,10 mL Jadi setiap pengukuran volum larutan menggunakan buret 25 mL dilakukan koreksi . Tabel A.2 berikut menyajikan daftar koreksi pengukuran volum larutan menggunakan buret. Tabel A. 2 Daftar volum baca dan besarnya koreksi dari pengukuran volum larutan menggunakan buret Volum Baca 4,1 4,15 4,2 4,25 4,3 4,35 4,4 4,45 4,5 4,55 4,7 4,75 4,8 4,85 5 5,05 5,1
Koreksi -0,04 -0,04 -0,04 -0,04 -0,04 -0,04 -0,04 -0,04 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05
43
Volum nyata 4,06 4,11 4,16 4,21 4,26 4,31 4,36 4,41 4,45 4,50 4,65 4,70 4,75 4,80 4,95 5,00 5,05
Tabel A. 2. (Lanjutan) 5,15 5,2 5,25 5,3 5,35 5,4 5,45 5,5 5,55 5,8 5,85 5,9 5,95 6,15 6,2 6,3 6,35 6,4 6,45 6,6 6,65 7,7 7,75 8,6 8,65 9,85 10,15 10,2 10,25 10,3 10,35 10,4 14,5 14,55 14,6
-0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,05 -0,06 -0,06 -0,06 -0,06 -0,06 -0,06 -0,06 -0,06 -0,07 -0,07 -0,07 -0,07 -0,08 -0,08 -0,08 -0,08 -0,08 -0,08 -0,08 -0,11 -0,11 -0,11
44
5,10 5,15 5,20 5,25 5,30 5,35 5,40 5,45 5,50 5,75 5,80 5,85 5,90 6,09 6,14 6,24 6,29 6,34 6,39 6,54 6,59 7,63 7,68 8,53 8,58 9,77 10,07 10,12 10,17 10,22 10,27 10,32 14,39 14,44 14,49
2. Data Hasil Kalibrasi Pipet Volum 25 mL
Data hasil kalibrasi pipet volum 25 mL disajikan dalam Tabel A.3 berikut ini: Tabel A. 3 Data hasil kalibrasi pipet volum 25 mL Ulangan 1 2 3
Volume Baca (mL) 25 25 25
Massa Air (gram) 24,8949 24,8983 24,9238
Volume Nyata (mL) 24,987 24,990 25,016
Kalibrasi ini dilakukan pada suhu 24˚C dan pada suhu tersebut volume 1 gram air adalah 1,0037 mL.(21) Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa volum nyata dari pipet volum 25 mL tersebut adalah 24,998 mL . Hasil tersebut relatif sama; jadi 24,998 ≈ 25,00. 3. Data Hasil Kalibrasi Pipet Volum 10 mL
Tabel A.4 berikut ini menyajikan data hasil kalibrasi pipet volum 10 mL Tabel A. 4 Data hasil kalibrasi pipet volum 10 mL Ulangan 1 2 3
Volume Baca (mL) 10 10 10
Massa Air (gram) 9,9725 9,9748 9,9682
Volume Nyata (mL) 10,009 10,012 10,005
Kalibrasi ini dilakukan pada suhu 24˚C dan pada suhu tersebut volume 1 gram air adalah 1,0037 mL.(21) Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa volum nyata dari pipet volum 10 mL tersebut adalah 10,009 mL . Hasil tersebut relatif sama; jadi 10,009 ≈ 10,0
45
Lampiran B Data Standarisasi Larutan HCl dengan Na2CO3
Larutan HCl dibuat dengan melarutkan 10 mL larutan HCl pekat dalam akuades sehingga volumenya menjadi 1 liter. Natrium karbonat sebanyak 1 gram dikeringkan dalam oven selama 2 jam pada suhu 110˚C.
Selanjutnya dibuat dua larutan natrium karbonat yaitu masing-
masing dengan melarutkan 0,2023 dan 0,2046 gram natrium karbonat dalam 50 mL akuades. Tabel B.1 menyajikan data hasil titrasi larutan natrium karbonat dengan larutan asam klorida. Tabel B. 1 Data hasil titrasi larutan natrium karbonat dengan HCl
Larutan Na2CO3 0,2023 gram Na2CO3 dalam 50 mL akuades 0,2046 gram Na2CO3 dalam 50 mL akuades
Volume Larutan Na2CO3 yang dipipet (mL) 10 10 10 10 10 10
Volume Larutan HCl (mL) yang dibutuhkan Baca
Nyata
Konsentrasi Larutan HCl (mol/L)
10,15 10,20 10,15 10,25 10,30 10,25
10,07 10,12 10,07 10,17 10,22 10,17
0,0758 0,0754 0,0758 0,0759 0,0755 0,0759
Jadi konsentrasi rata-rata larutan HCl adalah 0,076 mol/L
46
Lampiran C
Kurva Titrasi Larutan Jenuh Ca(OH)2 dengan Larutan HCl
Tabel C.1 berikut ini menyajikan data pengukuran pH pada setiap penambahan volum larutan HCl 0,078 M ke dalam 30 mL larutan jenuh kalsium hidroksida pada suhu ruang 25˚C. Indikator yang digunakan adalah larutan fenolftalein. Tabel C. 1 Data pengukuran pH pada titrasi larutan jenuh Ca(OH)2 dengan larutan HCl No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29.
Volume Larutan HCl 0,078 M yang ditambahkan (mL) 0 2 4 7 10 12 14 14,1 14,2 14,3 14,4 14,5 14,6 14,7 14,8 14,9 15 15,1 15,2 15,3 15,35 15,4 15,45 15,5 15,55 15,6 15,65 15,7 15,75
47
pH hasil pengukuran 12,67 12,54 12,5 12,4 12,21 11,98 11,62 11,58 11,53 11,49 11,45 11,4 11,35 11,3 11,24 11,17 11,09 10,97 10,86 10,68 10,61 10,47 10,33 10,13 9,8 9,5 9,16 8,64 7,8
Tabel C.1. (Lanjutan) 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54.
15,8 15,85 15,9 15,95 16 16,1 16,2 16,3 16,5 16,6 16,7 16,8 16,9 17 17,5 18 19 20 22 24 26 28 30 35 40
7,57 7,44 7,24 7,12 6,99 6,65 6,3 6,01 5,15 4,52 4,02 3,48 3,13 2,78 2,54 2,38 2,2 2,08 1,92 1,79 1,71 1,65 1,6 1,51 1,42
Perubahan warna indikator terjadi pada saat volum larutan HCl tepat 15,70 mL dan pH campurannya adalah 8,64.
48
Berdasarkan data dalam Tabel C.1 maka dapat disajikan dalam bentuk kurva titrasi yaitu pada Gambar C.1. 14 13 12 11 10 9 pH
8 7 6 5 4 3 2 1 0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Volume larutan HCl 0,078 M (mL)
Gambar C. 1 Kurva titrasi larutan jenuh Ca(OH)2 dengan larutan HCl 0,078 M
49
Lampiran D
Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Air
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam air pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel D.1.
Tabel D. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam air
Labu
1
2
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL) 10 10 10 10 10 10
Volume Larutan HCl 0,076 M (mL) Baca Nyata 5,35 5,40 5,35 5,40 5,30 5,35 5,35 5,40 5,35 5,40 5,35 5,40
Kelarutan Ca(OH)2 (M)
0,0203
Jadi kelarutan Ca(OH)2 dalam air pada suhu ruang 25˚C adalah 0,0203 mol/L.
50
Lampiran E
Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan NaOH
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel E.1. Tabel E. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH
Labu
1
Konsentrasi pelarut NaOH (M) 0,0988
2
0,0988
3
0,06498
4
0,06498
5
0,03952
6
0,03952
7
0,00988
8
0,00988
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Volume Larutan HCl 0,076M (mL) Baca
Nyata
14,55 14,55 14,50 14,60 14,55 14,55 10,40 10,40 10,35 10,40 10,40 10,40 7,70 7,75 7,80 7,75 7,75 7,75 5,85 5,85 5,85 5,85 5,85 5,85
14,44 14,44 14,39 14,49 14,44 14,44 10,32 10,32 10,27 10,32 10,32 10,32 7,63 7,68 7,73 7,68 7,68 7,68 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80 5,80
51
Kelarutan Ratarata Ca(OH)2 (M)
0,0055
0,0067
0,0094
0,0171
Lampiran F
Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan CaCl2
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel F.1. Tabel F. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2
Labu
1
Konsentrasi pelarut CaCl2 (M) 0,1
2
0,1
3
0,08
4
0,08
5
0,04
6
0,04
7
0,01
8
0,01
Volume Larutan HCl 0,078M (mL)
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
52
Baca
Nyata
4,10 4,10 4,10 4,10 4,10 4,10 4,25 4,20 4,15 4,15 4,20 4,25 4,30 4,35 4,35 4,30 4,35 4,35 4,70 4,75 4,70 4,70 4,75 4,70
4,06 4,06 4,06 4,06 4,06 4,06 4,21 4,16 4,11 4,11 4,16 4,21 4,26 4,31 4,31 4,26 4,31 4,31 4,65 4,70 4,65 4,65 4,70 4,65
Kelarutan Rata-rata Ca(OH)2 (M)
0,0158
0,0162
0,0167
0,0182
Lampiran G Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan NaCl
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel G.1. Tabel G. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl
Labu
1
Konsentrasi pelarut NaCl (M)
0,1
2
0,1
3
0,08
4
0,08
5
0,04
6
0,04
7
0,01
8
0,01
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL)
Volume Larutan HCl 0,076 M (mL)
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
53
Baca
Nyata
6,40 6,40 6,40 6,35 6,40 6,40 6,20 6,20 6,15 6,15 6,15 6,15 5,90 5,90 5,85 5,85 5,85 5,85 5,55 5,50 5,50 5,50 5,55 5,50
6,34 6,34 6,34 6,29 6,34 6,34 6,14 6,14 6,09 6,09 6,09 6,09 5,85 5,85 5,80 5,80 5,80 5,80 5,50 5,45 5,45 5,45 5,50 5,45
Kelarutan Rata-rata Ca(OH)2 (M)
0,0241
0,0232
0,0221
0,0208
Lampiran H
Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan Ca(NO3)2
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan Ca(NO3)2 pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel H.1.
Tabel H. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan Ca(NO3)2
Labu
1
Konsentrasi pelarut Ca(NO3)2 (M) 0,1
2
0,1
3
0,08
4
0,08
5
0,04
6
0,04
7
0,01
8
0,01
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Volume Larutan HCl 0,078M (mL)
54
Baca
Nyata
4,25 4,30 4,30 4,25 4,30 4,30 4,35 4,35 4,35 4,35 4,35 4,35 4,45 4,40 4,40 4,45 4,40 4,40 4,80 4,80 4,85 4,85 4,80 4,80
4,21 4,26 4,26 4,21 4,26 4,26 4,31 4,31 4,31 4,31 4,31 4,31 4,41 4,36 4,36 4,41 4,36 4,36 4,75 4,75 4,80 4,80 4,75 4,75
Kelarutan Rata-rata Ca(OH)2 (M)
0,0165
0,0168
0,0171
0,0186
Lampiran I Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan Urea
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan urea pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel I.1.
Tabel I. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan urea
Labu
1
Konsentrasi pelarut Urea (M)
0,1
2
0,1
3
0,08
4
0,08
5
0,04
6
0,04
7
0,01
8
0,01
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Volume Larutan HCl 0,076M (mL)
55
Baca
Nyata
5,10 5,10 5,15 5,10 5,10 5,15 5,20 5,20 5,15 5,20 5,20 5,15 5,30 5,30 5,25 5,30 5,30 5,25 5,40 5,40 5,35 5,40 5,40 5,35
5,05 5,05 5,10 5,05 5,05 5,10 5,15 5,15 5,10 5,15 5,15 5,10 5,25 5,25 5,20 5,25 5,25 5,20 5,35 5,35 5,30 5,35 5,35 5,30
Kelarutan Rata-rata Ca(OH)2 (M)
0,0193
0,0195
0,0199
0,0203
Tabel I.2 berikut ini menyajikan hasil titrasi terhadap campuran 10 mL larutan urea 0,1 M dan 10 mL larutan NaOH 0,084M. Tabel I. 2 Hasil titrasi campuran larutan urea dan NaOH dengan HCl.
Perco. 1 2 3
Volume Larutan Urea 0,1M (mL) 10 10 10
Volume Larutan NaOH 0,084 M (mL) 10 10 10
Volume HCl 0,078 yang dibutuhkan 19,75 10,75 10,75
Perhitungan : Jumlah mol NaOH = 10 x 0,084 mmol = 0,84 mmol Jumlah mol HCl = 10,75 x 0,078 mmol = 0,84 mmol Jumlah mol NaOH sama dengan jumlah mol HCl, jadi tidak ada reaksi antara urea dengan HCl. Dengan kata lain konsentrasi ion OH dalam larutan urea 0,1 mol/L tidak dapat ditentukan dengan titrasi menggunakan HCl 0,078 M.
56
Lampiran J
Data Hasil Pengukuran Kelarutan Ca(OH)2 dalam Larutan Sukrosa
Data titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan sukrosa pada suhu ruang 25˚C disajikan selengkapnya dalam Tabel J.1. Tabel J. 1 Hasil titrasi pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan sukrosa
Labu
Konsentrasi pelarut sukrosa (M)
1
0,1
2
0,08
3
0,04
4
0,01
Volume Larutan Ca(OH)2 (mL)
Volume Larutan HCl 0,078M (mL)
10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
Baca
Nyata
9,90 9,90 9,85 8,60 8,65 8,65 6,65 6,65 6,60 5,40 5,35 5,35
9,82 9,82 9,77 8,53 8,58 8,58 6,59 6,59 6,54 5,35 5,30 5,30
Kelarutan Rata-rata Ca(OH)2 (M) 0,0382 0,0334
0,0256 0,0207
Tabel J.2 menyajikan hasil titrasi terhadap campuran 10 mL larutan sukrosa 0,1 M dan 10 mL larutan NaOH 0,084 M. Campuran dititrasi menggunakan larutan HCl 0,078 M. Tabel J. 2 Hasil titrasi campuran larutan sukrosa dan NaOH dengan larutan HCl
Perco. 1 2 3
Volume Larutan Sukrosa 0,1M (mL) 10 10 10
Volume Larutan NaOH 0,084 M (mL) 10 10 10
57
Volume HCl 0,078 yang dibutuhkan 19,70 10,75 10,70
Perhitungan: Jumlah mol NaOH = 10 x 0,084 mmol = 0,84 mmol Jumlah mol HCl = 10,717 x 0,078 mmol = 0,84 mmol Jumlah mol NaOH sama dengan jumlah mol HCl. Fakta ini menunjukkan bahwa tidak ada reaksi antara sukrosa dengan HCl.
58
Lampiran K
Lembar Kerja Siswa tentang Kelarutan Ca(OH)2
Kelarutan Ca(OH)2 Tujuan:
1. Menentukan kelarutan Ca(OH)2 2. Mempelajari pengaruh ion senama dan ion tak senama terhadap kelarutan Ca(OH)2
Teori Dasar
Jika sejumlah 0,25 gram Ca(OH)2 dicampur dengan 50 mL air dan diaduk, maka akan terjadi proses pelarutan. Larutan Ca(OH)2 sudah jenuh jika jumlah Ca(OH)2 yang mengendap konstan. Dalam larutan jenuh, proses melarut dan proses pengkristalan tetap berlangsung dengan laju yang sama. Dengan kata lain, dalam keadaan jenuh terdapat kesetimbangan antara zat padat tidak larut dengan larutannya. Kalsium hidroksida, Ca(OH)2, termasuk zat elektrolit yang sedikit larut. Adapun reaksi kesetimbangan kelarutannya adalah: Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq) + 2OH−(aq)
Kelarutan Ca(OH)2 dapat ditentukan melalui penentuan konsentrasi ion Ca2+ atau ion OH− dalam larutan jenuhnya. Dalam percobaan ini, pengukuran kelarutan Ca(OH)2 dilakukan melalui penentuan konsentrasi ion OH− dalam larutan jenuh Ca(OH)2. Adapun metoda yang digunakan adalah titrasi asam-basa. Asam yang digunakan adalah asam klorida, yang telah distandarkan menggunakan natrium karbonat. Reaksi: Ca(OH)2(aq) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + 2H2O(l) 1 mol Ca(OH)2 ~ 2 mol HCl Jumlah mol Ca(OH)2 =
1
2
x jumlah mol HCl
Jika volum larutan jenuh Ca(OH)2 yang dititrasi = VCa(OH)2
59
Volum larutan HCl yang dibutuhkan pada titrasi = VHCl Molaritas larutan HCl = MHCl Maka: Kelarutan Ca(OH)2 =
0,5 x M HCl x VHCl VCa(OH)2
Alat dan Bahan Kimia
Alat dan bahan kimia yang dibutuhkan tertera dalam tabel berikut:
Alat Buret Statif Klem Buret Pipet volum Pipet volum Filler Sumbat karet Botol semprot Erlenmeyer Corong biasa Pengaduk kaca Kertas saring
Ukuran 25 mL 50 mL 10 mL 250 mL 100 mL -
Jumlah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 1 buah 10 buah 1 buah 12 buah 1 buah 1 buah 10 lembar
Bahan Kimia
Jumlah 500 mL 250 mL 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL 50 mL 2,5 gram secukupnya
Akuades Larutan HCl 0,1 M Larutan NaOH 0,1 M Larutan NaOH 0,05 M Larutan NaOH 0,01 M Larutan CaCl2 0,1 M Larutan CaCl2 0,05 M Larutan CaCl2 0,01 M Larutan NaCl 0,1 M Larutan NaCl 0,05 M Larutan NaCl 0,01 M Kristal Ca(OH)2 Indikator fenolftalein
60
Prosedur Kerja
1. Larutkan kira-kira 0,25 gram kristal Ca(OH)2 dalam 50 mL akuades pada labu Erlenmeyer 100 mL, aduklah campuran tersebut, tutup labu dengan sumbat karet, dan simpan selama satu malam. 2. Saringlah dengan hati-hati campuran menggunakan corong dan kertas saring sehingga diperoleh filtrat yang jernih. 3. Dipipet 10 mL filtrat dan masukkan ke dalam labu erlenmeyer 100 mL dan tambahkan 2 tetes indikator fenolftalein. 4. Isilah buret dengan larutan HCl yang telah disediakan. 5. Titrasilah larutan pada no. 3 sampai warna merah tepat hilang, catatlah volume larutan HCl yang dibutuhkan. Lakukan langkah no. 3 – 5 sebanyak tiga kali. 6. Lakukanlah prosedur no. 1 – 5 untuk pelarut yang lainnya.
61
Data Pengamatan
Data hasil titrasi dicatat dalam tabel berikut:
No
Pelarut
1
Air
2
CaCl2 0,1 M
3
CaCl2 0,05 M
4
CaCl2 0,01 M
5
NaOH 0,1 M
6
NaOH 0,05 M
7
NaOH 0,01 M
8
NaCl 0,1 M
9
NaCl 0,05 M
10
NaCl 0,01 M
Volume Ca(OH)2 yang dititrasi (mL) 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10
62
Volume Larutan HCl yang Dibutuhkan (mL)
Perhitungan
1. Kelarutan Ca(OH)2 dalam air Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
2. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 0,1 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
3. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 0,05 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
4. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 0,01 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
63
5. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH 0,1 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Volume larutan HCl yang bereaksi dengan NaOH 0,1 M =
M NaOH x 10 M HCl
= . . . mL Volume larutan HCl yang bereaksi dengan Ca(OH)2 = (Volume rata-rata HCl) – (Volume HCl yang bereaksi dengan NaOH)
Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
6. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH 0,05 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Volume larutan HCl yang bereaksi dengan NaOH 0,05 M =
M NaOH x 10 M HCl
= . . . mL Volume larutan HCl yang bereaksi dengan Ca(OH)2 = (Volume rata-rata HCl) – (Volume HCl yang bereaksi dengan NaOH)
Kelarutan Ca(OH)2 = ...
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
mol/L
7. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH 0,01 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Volume larutan HCl yang bereaksi dengan NaOH 0,01 M =
M NaOH x 10 M HCl
= . . . mL
64
Volume larutan HCl yang bereaksi dengan Ca(OH)2 = (Volume rata-rata HCl) – (Volume HCl yang bereaksi dengan NaOH)
Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
8. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl 0,1 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
9. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl 0,05 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
10. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl 0,01 M Volume rata-rata HCl yang dibutuhkan = . . . mL Kelarutan Ca(OH)2
=
0,5 x VHCl x M HCl 10
= ...
mol/L
65
Hasil perhitungan di atas dimasukkan dalam tabel berikut: Kelarutan Ca(OH)2 (mol/L)
No
Pelarut
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Air CaCl2 0,1 M CaCl2 0,05 M CaCl2 0,01 M NaOH 0,1 M NaOH 0,05 M NaOH 0,01 M NaCl 0,1 M NaCl 0,05 M NaCl 0,01 M
Pertanyaan
1. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 a. Buatlah grafik hubungan kelarutan Ca(OH)2 terhadap konsentrasi larutan CaCl2 0,06
Kelarutan Ca(OH) 2 (M)
0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0
0,02
0,04
0,06
0,08
Konsentrasi larutan CaCl2 (M )
66
0,1
0,12
b. Bagaimana kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 dibandingkan dalam air?
c. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan CaCl2 terhadap kelarutan Ca(OH)2?
2. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH a. Buatlah grafik hubungan kelarutan Ca(OH)2 terhadap konsentrasi larutan NaOH
0,06
Kelarutan Ca(OH) 2 (M)
0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Konsentrasi larutan NaOH (M )
b. Bagaimana kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaOH dibandingkan dalam air?
c. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan NaOH terhadap kelarutan Ca(OH)2?
67
3. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl a. Buatlah grafik hubungan kelarutan Ca(OH)2 terhadap konsentrasi larutan NaCl
0,06
Kelarutan Ca(OH) 2 (M)
0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Konsentrasi larutan NaCl (M )
b. Bagaimana kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan NaCl dibandingkan dalam air?
c. Bagaimana pengaruh konsentrasi larutan NaCl terhadap kelarutan Ca(OH)2?
Kesimpulan
1.
2.
68
3.
Pustaka
1. Day, R. A., Underwood, A. L. (1986), Analisis Kimia Kuantitatif, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta, 69 − 238. 2. Petrucci, R.H.(1992), Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern, Edisi Keempat, Jilid 2, Penerbit Erlangga, Jakarta, 59335. 3. Purba, M.(2007), Kimia untuk SMA Kelas XI, Jilid 2B, Penerbit Erlangga, Jakarta. 138.
69
Lampiran L Soal-Soal untuk Pendekatan Lempar Mahkota
1. Mengapa NaCl dapat larut dalam air? (Jawab: karena terdapat gaya tarik-menarik antara ion-ion Na+ dan ion-ion Cl− dengan molekul-molekul air sehingga ion-ion Na+ dan ion-ion Cl− terpisah dari kristalnya. Dalam larutan ion-ion Na+ dan ion-ion Cl− terhidrasi oleh molekul-molekul air) 2. Apa yang dimaksud dengan kelarutan? (Jawab: Kelarutan adalah jumlah maksimum
zat yang dapat larut dalam
sejumlah tertentu pelarut pada suhu tertentu.) 3. Apa yang dimaksud dengan larutan jenuh? (Jawab: Larutan pada saat laju pelarutan sama dengan laju pengkristalan. Larutan yang konsentrasinya sudah maksimal pada suhu tertentu. Larutan yang pada suhu tersebut sudah tidak mampu melarutkan zat terlarut) 4. Bagaimana persamaan tetapan hasil kali kelarutan untuk senyawa Ag2CrO4? (Jawab: Ksp Ag2CrO4 = [Ag+]2 [CrO42−]) 5. Bagaimana hubungan kelarutan (s) dengan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) untuk senyawa Ca3(PO4)2? (Jawab: Ksp = 108s5 atau s =
5
K sp 108
)
6. Bagaimana pengaruh ion senama terhadap kelarutan suatu zat elektrolit? (Jawab: Menurunkan kelarutan zat elektrolit tersebut} 7. Mengapa kelarutan Mg(OH)2 rendah pada pada larutan yang memiliki pH tinggi? (Jawab: Karena pada pH tinggi, konsentrasi ion OH− besar, larutan bersifat basa. Kelarutan senyawa basa dalam larutan yang bersifat basa adalah rendah, karena adanya faktor ion senama) 8. Mengapa kelarutan CaCO3 dalam air lebih besar dibandingkan dalam larutan Na2CO3? (Jawab: dalam larutan Na2CO3 terdapat ion senama yaitu CO32−)
70
9. CdS mempunyai Ksp lebih tinggi dari pada HgS. Berikan penjelasan yang masuk akal? (Jawab: Cd2+ menarik molekul air lebih kuat dari pada Hg2+; gaya tarik antara Hg dan S lebih kuat dari pada antara Cd dan S) 10. Mengapa percampuran larutan BaCl2 dengan larutan Na2SO4 dapat menghasilkan endapan? ( Jawab: Karena pasangan ion Ba2+ dengan ion SO42− dapat membentuk senyawa BaSO4 yang tergolong sukar larut) 11. Diketahui harga Ksp suatu senyawa MX adalah 4 x 10−10. Berapa kelarutan senyawa MX? (Jawab: 2 x 10−5)
71
Lampiran M
Materi Ringkas untuk Pembelajaran Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Kelarutan (s)
Kelarutan (solubility) adalah jumlah maksimum
zat yang dapat larut dalam
sejumlah tertentu pelarut/larutan pada suhu tertentu. Contoh: kelarutan AgCl dalam air pada 20˚C sebesar 1 x 10−5 mol/L
Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)
Perak sulfida (Ag2S) merupakan contoh garam yang sukar larut dalam air. Jika kita memasukkan sejumlah tertentu kristal
garam itu ke dalam segelas air
kemudian diaduk, kita akan melihat bahwa sebagian dari garam itu tidak larut. Larutan perak sulfida sudah jenuh jika jumlah garam yang tidak larut jumlahnya konstan. Dalam larutan jenuh proses melarut dan proses pengkristalan tetap berlangsung dengan laju yang sama. Dengan kata lain, dalam keadaan jenuh terdapat kesetimbangan antara zat padat tak larut dengan larutannya. Khusus untuk garam atau basa, kesetimbangan itu terjadi antara zat padat tak larut dengan ion-ionnya. Kesetimbangan dalam larutan jenuh perak sulfida adalah: Ag2S(s)
2 Ag+(aq) + S2−(aq)
Tetapan kesetimbangan dari kesetimbangan garam atau basa yang sedikit larut disebut tetapan hasil kali kelarutan (solubility product constant) dan dinyatakan dengan lambang Ksp. Persamaan tetapan hasil kali kelarutan untuk Ag2S adalah: Ksp = [Ag+]2 [S2−]
72
Tuliskan persamaan tetapan hasil kali kelarutan untuk senyawa berikut: •
PbSO4
•
Ag2CrO4
•
PbCl2
•
Ag3PO4
•
Al2(CO3)3
Hubungan kelarutan (s) dan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp)
Perhatikan kembali kesetimbangan yang terjadi dalam larutan jenuh Ag2S: Ag2S(s)
2 Ag+(aq) + S2−(aq)
Konsentrasi ion Ag+ ion S2− dalam larutan jenuh dapat dikaitkan dengan kelarutan Ag2S, yaitu sesuai dengan stoikiometri reaksi. Jika kelarutan Ag2S dinyatakan dengan s, maka konsentrasi ion Ag+ dalam larutan itu sama dengan 2s dan konsentrasi ion S2− sama dengan s. Ag2S(s)
2 Ag+(aq) + S2−(aq) 2s
s
s
Dengan demikian, nilai tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) Ag2S dapat dikaitkan dengan nilai kelarutannya (s) sebagai berikut: Ksp = [Ag+]2 [S2−] = (2s)2 (s) = 4s3 Secara umum, hubungan antara kelarutan (s) dengan tetapan hasil kali kelarutan (Ksp) untuk elektrolit AxBy dapat dinyatakan sebagai berikut: AxBy(s)
x Ay+(aq) + y Bx−(aq)
Ksp = [Ay+]x [Bx−]y = (xs)x (ys)y = xx yy s(x+y)
73
Tuliskan hubungan kelarutan dengan tetapan hasil kali kelarutan untuk elektrolit berikut: •
PbSO4
•
Ag2CrO4
•
PbCl2
•
Ag3PO4
•
Al2(CO3)3
Pengaruh ion senama terhadap kelarutan
Jika AgCl dilarutkan dalam air, maka satu-satunya sumber ion Ag+ dan ion Cl− berasal dari AgCl. Sementara jika AgCl dilarutkan dalam larutan NaCl, maka ion Cl− berasal dari AgCl dan NaCl. AgCl dan NaCl mempunyai ion senama, yaitu Cl−.
0,1 M NaCl [Cl-] = 0,1 M dari NaCl sebelum AgCl larut AgCl(s) akan menjadi kurang larut daripada dalam air
Jika kita menambahkan beberapa tetes larutan kalsium klorida 1 M ke dalam larutan jenuh kalsium hidroksida, maka ion kalsium dari kalsium klorida akan meningkatkan konsentrasi ion kalsium dalam kesetimbangan kelarutan kalsium hidoksida. Persamaan reaksinya: CaCl2(aq) → Ca2+(aq) + 2Cl−(aq) Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq) + 2 OH−(aq)
Menurut prinsip Le Chatelier, kesetimbangan kelarutan kalsium hidroksida bergeser ke kiri dan membentuk kesetimbangan yang baru. Beberapa hal yang terjadi dalam kesetimbangan kelarutan yang baru adalah Ca(OH)2 mengendap,
74
konsentrasi ion OH− lebih kecil dari sebelumnya, dan konsentrasi ion Ca2+ lebih besar dari sebelumnya. Jadi dapat disimpulkan bahwa ion senama akan memperkecil kelarutan. Akan tetapi, ion senama tidak mempengaruhi harga tetapan hasil kali kelarutan, selama suhu tidak berubah.
Pengaruh pH terhadap kelarutan
Tingkat keasaman larutan (pH) dapat mempengaruhi kelarutan dari berbagai jenis zat. Suatu basa umumnya lebih larut dalam larutan yang bersifat asam, dan sebaliknya lebih sukar larut dalam larutan yang bersifat basa. Garam-garam yang berasal dari asam lemah akan lebih mudah larut dalam larutan yang bersifat asam kuat. Jika kita menambahkan asam kuat ke dalam larutan yang mengandung ion fluorida, maka ion F− (yang relatif bersifat basa kuat) akan mengambil proton dari H3O+ dan membentuk asam lemah HF. Reaksinya merupakan kebalikan dari ionisasi dari HF. H3O+(aq) + F−(aq) → HF(aq) + H2O(l) Asam(1)
Basa(2)
Asam(2)
Basa(1)
Sekarang diandaikan bahwa larutan yang mengandung ion F− adalah larutan jenuh dari kalsium fluorida dalam kesetimbangan dengan CaF2(s). Menurut prinsip Le Chatelier, ion F−(aq) diubah menjadi HF(aq), dan kesetimbangan akan bergeser ke kanan sehingga CaF2(s) melarut. Persamaan reaksinya: CaF2(s)
Ca2+(aq) + 2F−(aq)
2H3O+(aq) + 2F−(aq)
2 HF(aq) + 2 H2O(l)
Reaksi total: CaF2(s) + 2H3O+(aq)
75
Ca2+(aq) + 2HF(aq) + 2 H2O(l)
Reaksi Pengendapan
Kita dapat mengeluarkan suatu ion dari larutannya melalui reaksi pengendapan. Misalnya, ion kalsium (Ca2+) dalam air sadah dapat dikeluarkan dengan menambahkan larutan Na2CO3. Dalam hal ini, ion Ca2+ akan bergabung dengan ion karbonat (CO32−) membentuk CaCO3, suatu garam yang sukar larut, sehingga mengendap. Ca2+(aq) + CO32−(aq) → CaCO3(s) Contoh lainnya yaitu mengendapkan ion Cl− dari air laut dengan menambahkan larutan perak nitrat (AgNO3). Ion Cl− akan bergabung dengan ion Ag+ membentuk AgCl yang sukar larut. Cl-(aq) + Ag+(aq) → AgCl(s) Apakah endapan AgCl terbentuk begitu ada ion Ag+ memasuki larutan? Kita ingat kembali bahwa AgCl dapat larut dalam air meskipun dalam jumlah yang sangat sedikit. Artinya, ion Ag+ dan ion Cl− dapat berada bersama-sama dalam larutan hingga larutan jenuh, yaitu sampai hasil kali [Ag+][Cl−] sama dengan nilai Ksp AgCl. Apabila penambahan ion Ag+ dilanjutkan sehingga hasil kali [Ag+][Cl−] > Ksp AgCl, maka kelebihan ion Ag+ dan Cl− akan bergabung membentuk endapan AgCl. Jadi, penambahan larutan Ag+ ke dalam larutan Cl− dapat terjadi tiga hal sebagai berikut: Jika [Ag+][Cl−] < Ksp AgCl , larutan belum jenuh. Jika [Ag+][Cl−] = Ksp AgCl , larutan tepat jenuh. Jika [Ag+][Cl−] > Ksp AgCl , terjadi pengendapan. Sebagaimana telah dipelajari ketika membahas kesetimbangan kimia, hasil kali konsentrasi seperti dirumuskan dalam rumus tetapan kesetimbangan (bukan konsentrasi setimbang) disebut dengan Qc. Jadi, secara umum apakah keadaan suatu larutan belum jenuh, jenuh, atau terjadi pengendapan, dapat ditentukan dengan memeriksa nilai Qc-nya dengan ketentuan sebagai berikut: Jika Qc < Ksp , larutan belum jenuh. Jika Qc = Ksp , larutan tepat jenuh. Jika Qc > Ksp , terjadi pengendapan
76
Aktivitas dan Kemolaran (materi pengayaan)
Konsentrasi ion Na+ dan ion Cl− dalam larutan NaCl 1 M masing-masing sebesar 1 M. Artinya, dalam 1 liter larutan NaCl 1 M terdapat 1 mol ion Na+ dan 1 mol ion Cl−.
Akan tetapi dalam larutan yang cukup pekat, ion-ion cenderung
mengelompok, sehingga setiap ion tidak lagi sungguh-sungguh berdiri sendiri. Oleh karena itu, dalam perilakunya, konsentrasi ion Na+ dan Cl− dalam larutan NaCl 1 M lebih kecil dari masing-masing 1 M. Konsentrasi dalam perilakunya ini disebut aktivitas dan dinyatakan dengan lambing a. Hubungan antara kemolaran dengan aktivitas dinyatakan dengan persamaan: a=γM
Dengan γ = koefisien aktivitas (kisaran nilainya 0 < γ < 1) Semakin encer larutan, semakin besar nilai γ. Jika γ = 1, maka aktivitas = kemolaran. Berkaitan dengan tetapan hasil kali kelarutan, nilai yang tercantum dalam tabel merupakan hasil kali aktivitas ion-ionnya. Jadi, ungkapan Ksp untuk Ag2S, adalah: Ksp Ag2S = (aAg+)2 (aS2−) Untuk garam yang sukar larut (berarti larutan jenuhnya sangat encer), koefisien aktivitasnya dapat dianggap sama dengan satu. Jadi, nilai aktivitasnya sama dengan kemolaran. Namun, untuk larutan yang relatif pekat , nilai aktivitas tidak sama, tetapi lebih kecil daripada kemolaran. Oleh karena itu, ungkapan Ksp sebagai hasil kali kemolaran hanya dapat digunakan untuk elektrolit yang sukar larut. Berdasarkan percobaan, kelarutan CaSO4 pada 25˚C sebesar 0,2 gram/100 mL air. Jika Ksp CaSO4 ditetapkan berdasarkan data ini maka diperoleh 2,3 x 10−4. Data yang terdapat dalam tabel untuk Ksp CaSO4 adalah 9,1 x 10−6.
77
Lampiran N Lembar Kerja Siswa tentang Reaksi Pengendapan
Reaksi Pengendapan Tujuan:
1. Memprediksi terbentuknya endapan. 2. Membuktikan terbentuknya endapan.
Teori Dasar
Kita dapat mengeluarkan suatu ion dari larutannya melalui reaksi pengendapan. Misalnya, ion kalsium (Ca2+) dalam air sadah dapat dikeluarkan dengan menambahkan larutan Na2CO3. Dalam hal ini, ion Ca2+ akan bergabung dengan ion karbonat (CO32−) membentuk CaCO3, suatu garam yang sukar larut, sehingga mengendap. Persamaan reaksi: Ca2+(aq) + CO32−(aq) → CaCO3(s) Contoh lainnya yaitu mengendapkan ion Cl− dari air laut dengan menambahkan larutan perak nitrat (AgNO3). Ion Cl− akan bergabung dengan ion Ag+ membentuk AgCl yang sukar larut. Persamaan reaksi: Cl−(aq) + Ag+(aq) → AgCl(s) Apakah endapan AgCl terbentuk begitu ada ion Ag+ memasuki larutan? Kita ingat kembali bahwa AgCl dapat larut dalam air meskipun dalam jumlah yang sangat sedikit. Artinya, ion Ag+ dan ion Cl− dapat berada bersama-sama dalam larutan hingga mencapai larutan jenuh, yaitu sampai hasil kali [Ag+][Cl−] sama dengan nilai Ksp AgCl. Apabila penambahan ion Ag+ dilanjutkan sehingga hasil kali [Ag+][Cl−]
> Ksp AgCl, maka kelebihan ion Ag+ dan Cl− akan bergabung
membentuk endapan AgCl. Jadi, penambahan larutan Ag+ ke dalam larutan Cl− dapat terjadi tiga hal sebagai berikut:
78
Jika [Ag+][Cl−] < Ksp AgCl , larutan belum jenuh. Jika [Ag+][Cl−] = Ksp AgCl , larutan tepat jenuh. Jika [Ag+][Cl−] > Ksp AgCl , terjadi pengendapan. Sebagaimana telah dipelajari ketika membahas kesetimbangan kimia, hasil kali konsentrasi seperti dirumuskan dalam rumus tetapan kesetimbangan (bukan konsentrasi setimbang) disebut dengan Qc. Jadi, secara umum apakah keadaan suatu larutan belum jenuh, jenuh, atau terjadi pengendapan, dapat ditentukan dengan memeriksa nilai Qc-nya dengan ketentuan sebagai berikut: Jika Qc < Ksp , larutan belum jenuh. Jika Qc = Ksp , larutan tepat jenuh. Jika Qc > Ksp , terjadi pengendapan.
Alat dan Bahan Kimia
Alat dan bahan kimia yang dibutuhkan tertera dalam tabel berikut: Alat Gelas kimia Kertas Label Gelas ukur
Ukuran 100 mL 25 mL
Bahan Kimia Akuades Larutan BaCl2 0,01 M Larutan NaOH 0,01 M Larutan Na2SO4 0,01 M Larutan MgSO4 0,01 M Larutan Na2CO3 0,01 M Larutan CaCl2 0,01 M
Jumlah 12 buah 12 lembar 1 buah Jumlah 40 mL 30 mL 20 mL 20 mL 10 mL 10 mL 10 mL
79
Prosedur Kerja, Perhitungan, dan Data
1. Sebelum dilakukan demonstrasi oleh temanmu nanti, lengkapilah tabel berikut pada kolom 3 dan 4. Bahan yang Dicampurkan
No.
1
2
3
4
5
Qc Hasil Perhitungan
Prediksi Pembentukan Endapan
Fakta Hasil Demonstrasi
10 mL BaCl2 0,01 M dengan 10 mL Na2SO4 0,01 M. Ksp BaSO4 = 1,1 x 10−10 10 mL NaOH 0,01 M , 20 mL air, dan 10 mL MgSO4 0,01 M. Ksp Mg(OH)2 = 1,8 x 10−11 10 mL BaCl2 0,01 M dengan 10 mL Na2CO3 0,01 M. Ksp BaCO3 = 5,1 x 10−9 10 mL CaCl2 0,01 M, 30 mL air, dan 10 mL Na2SO4 0,01 M. Ksp CaSO4 = 9,1 x 10−6 10 mL BaCl2 0,01 M dengan 10 mL NaOH 0,01 M. Ksp Ba(OH)2 = 5 x 10−3
2. Setelah dilakukan demonstrasi oleh salah satu temanmu, catatlah hasil pengamatanmu pada kolom 5. Pertanyaan
Adakah perbedaan antara hasil prediksi dengan hasil demonstrasi? Jika ada, mengapa demikian?
80
Kesimpulan
1.
2.
Pustaka
1. Petrucci, R.H.(1992), Kimia Dasar, Prinsip dan Terapan Modern, Edisi Keempat, Jilid 2, Penerbit Erlangga, Jakarta, 59335. 2. Purba, M.(2007), Kimia untuk SMA Kelas XI, Jilid 2B, Penerbit Erlangga, Jakarta. 138.
81
Lampiran O
Soal untuk Mencari Pasangan
1. Diketahui harga Ksp untuk Ag2CrO4 = 2,24 x 10−12. Berapa konsentrasi ion Ag+ dalam larutan jenuh Ag2CrO4? (Jawab: 1,65 x 104) 2. Diketahui Ksp Ca(OH)2 = 5 x 10−6. Berapa pH larutan jenuh Ca(OH)2? (Jawab: 12,3) 3. Larutan jenuh Mg(OH)2 mempunyai pH = 10,5. Hitunglah Ksp Mg(OH)2! (Jawab: 1,58 x 10−11) 4. Diketahui harga Ksp AgBr = 5 x 10−15. Hitunglah berapa kelarutan AgBr? (Jawab: 7,07 x 10−8) 5. Ksp Ag2CrO4 = 2,24 x 10−12. Hitunglah kelarutan Ag2CrO4 dalam larutan AgNO3 0,1M! (Jawab: 2,24 x 10−10) 6. Kelarutan Mg(OH)2 = 1,65 x 10−4 mol/L. Hitunglah harga Ksp dari Mg(OH)2! (Jawab: 1,80 x 10−11) 7. Larutan jenuh L(OH)2 mempunyai pH = 10. Tentukan kelarutan basa tersebut dalam larutan yang mempunyai pH = 13! (Jawab: 5,0 x 10−11) 8. Satu liter larutan MgCl2 0,1 M dicampur dengan 1 gram NaOH (Mr = 40). Apakah pada percampuran tersebut dihasilkan endapan Mg(OH)2? Ksp Mg(OH)2 = 1,8 x 10−11 (Jawab: ya karena Qc = 6,25 x 10−5 lebih besar dari Ksp) 9. Tentukanlah konsentrasi minimum ion Ag+ yang diperlukan untuk mengendapkan Cl− dari larutan NaCl 0,1 M! Ksp AgCl = 2 x 10−10 (Jawab: 2 x 10−9 mol/L) 10. Tetapan hasil kali kelarutan Fe(OH)2 sebesar 2 x 10−14. Berapakah kelarutan Fe(OH)2 dalam larutan yang mempunyai pH = 12 + log 2 ? (Jawab: 2 x 10−9 mol/L)
82
Lampiran P
Soal untuk Latihan
1. The concentration of a saturated solution of BaSO4 is 3.90 × 10−5M. Calculate Ksp for barium sulfate at 25˚C (Jawab: 1,5 x 10−9) 2. The concentration of lead ions in a saturated solution of PbI2 at 25˚C is 1.3 × 10−3 M. What is its Ksp? (Jawab: 8,8 x 10−9) 3. Ksp for MgCO3 at 25˚C is 2.0 × 10−8. What are the ion concentrations in a saturated solution at this temperature? (Jawab: Konsentrasi ion Ca2+ = konsentrasi ion CO32 = 1,4 x 10−4) 4. Write the Ksp expression for Sn(OH)2. (Jawab: Ksp Sn(OH)2 = [Sn2+] [OH−]2) 5. Which of the following will precipitate first when 0.10 M CO32− is slowly added to a solution that is 0.010 M Sr2+, 0.0010 M Co2+, 0.100 M Cd2+, and 1.0 M Na+? For SrCO3, Ksp = 1.1 x 10−10; for CoCO3, Ksp = 1.4 x 10−13; and for CdCO3, Ksp = 5.2 x 10−12. a. Na2CO3 b. SrCO3 c. CoCO3 d. CdCO3 (Jawab: CoCO3 karena harga Ksp-nya paling rendah) 6. For which of the following salts does the solubility depend upon the pH? a. ZnCO3 b. BaSO4 c. MgF2 (Jawab: ZnCO3 dan MgF2 karena mengandung ion sisa asam lemah) 7. Concentrated solutions of iron(III) chloride, sodium hydroxide, and potassium nitrate are mixed together. The precipitate that forms is a. iron(III) hydroxide. b. sodium chloride c. potassium hydroxide d. iron(III) nitrate
83
(Jawab: iron(III) hydroxide karena memiliki kelarutan paling rendah) 8. For ScF3, Ksp = 4.2 x 10−18. What is [F−] in a saturated solution containing ScF3 as the only solute? (Jawab: 6 x 10−5 mol/L) 9. The Ksp of MnF2 is 3.7 x 10−8. What is the molar solubility of MnF2 in a solution that is also 0.010 M in NaF? (Jawab: 3,7 x 10−4 mol/L) 10. What mass of KI is required to just initiate precipitation of CuI from 1.0 L of a solution that is 0.0100 M in Cu+? The Ksp of CuI is 1.1 x 10−12. (Jawab: 1,83 x 10−8 gram) 11. Which of the following represents a saturated solution? a. [Ca2+] = 10−4 M; [SO32−] = 10−4 M; Ksp = 6.8 x 10−8 b. [Pb2+] = 0.10 M; [Br−] = 0.020 M; Ksp = 4.0 x 10−5 c. a mixture of 100 mL of 10−5 M [Zn2+] and 100 mL 10−5 M [CO32−]; Ksp = 1.4 x 10−11 (Jawab: b karena Qc = Ksp) 12. What is the molar solubility of Mn(OH)2 in a solution buffered to pH 11.00? The Ksp of Mn(OH)2 is 1.9 x 10−13. (Jawab: 1.9 x 10−7 mol/L) 13. Determine which salt
CaCO3 or Ag2CO3
is more soluble in water in
units of moles per liter? Ksp CaCO3 = 2.8 x 10−9 ; Ksp Ag2CO3 = = 8.1 x 10−12 (Jawab: Ag2CO3 dengan kelarutan 1,3 x 10−4 mol/L) 14. Calculate the solubility of AgCl in 0.10 M NaCl. (Ksp AgCl = 1.8 x 10−10) (Jawab: 1.8 x 10−9 mol/L) 15. Calculate the pH at which Cr(OH)3 just starts to precipitate from an 0.10 M Cr3+ solution. Let's use the results of this calculation to explain why it is
impossible to prepare an 0.10 M Cr3+ solution at neutral pH. Ksp Cr(OH)3 = 6.3 x 10−31 (Jawab: pH = 4,3 dan pada pH = 7 maka [Cr3+] = 6,3 x 10−10 M)
84
Lampiran Q Soal untuk Ujian Tulis (Waktu 45 menit) Soal pilihan ganda (10 butir)
1. Dua mineral mempunyai harga Ksp yang berbeda meskipun keduanya berupa senyawa kalsium karbonat. Ksp dari kalsit adalah 4,5 x 10−9, sedangkan Ksp dari aragonit adalah 6,0 x 10−9. Penjelasan yang paling mungkin untuk hal ini adalah: a. aragonit sebagian bersifat kovalen b. aragonit lebih rapuh daripada kalsit c. Ca2+ dalam kalsit sebagian mengalami hidrasi d. ion karbonat dalam kalsit lebih bersifat basa daripada dalam aragonit. e. dalam kalsit, ion Ca2+ dan CO32− tersusun dengan gaya tarik yang lebih kuat daripada dalam aragonit. (jawab: e)
2. Ketika larutan jenuh natrium klorida ditambah dengan asam klorida pekat, natrium klorida mengendap. Penjelasan yang paling baik untuk hal ini adalah: a. Ada reaksi asam-basa antara natrium klorida dan asam klorida. b. Molekul-molekul hidrogen klorida menarik air yang menghidrasi ion natrium dan ion klorida sehingga mereka dapat saling tarik-menarik. c. Panas dibebaskan oleh pengenceran asam klorida menyebabkan air menguap sehingga tidak cukup banyak untuk melarutkan natrium klorida. d. Percampuran dua larutan tersebut meningkatkan konsentrasi ion klorida dalam larutan, sehingga meningkatkan peluang dari ion-ion natrium dan ion-ion klorida bertemu. e. Ion-ion hidrogen dalam asam klorida mengikat ion-ion klorida dari larutan natrium klorida, sehingga membebaskan ion-ion natrium untuk membentuk kristal. (jawab: d)
85
3.
CdS mempunyai Ksp lebih tinggi daripada HgS. Penjelasan berikut yang masuk akal adalah: a. c dan e, bukan d b. semua dari jawaban berikut c. Cd2+ menarik molekul-molekul air dengan gaya lebih kuat daripada ion-ion Hg2+ d. Orbital Cd dan S melakukan tumpang tindih lebih besar daripada Hg dan S e. Gaya tarik antara Hg dan S lebih kuat daripada antara Cd dan S. (jawab: a)
4.
Jika diketahui Ksp Ag3PO4 adalah x, maka nilai kelarutannya adalah: a.
4x3
b. 27x4 c.
1 4 x 27
d.
4
x 27
e.
4
x 4
(jawab : d) 5.
Diketahui harga Ksp Ag2CrO4 = 4 x 10−12. Tentukan kelarutan Ag2CrO4 dalam air murni! a.
1 x 10−4 mol/L
b.
2 x 10−6 mol/L
c.
1 x 10−8 mol/L
d.
8 x 10−9 mol/L
e.
2 x 10−12 mol/L
(jawab: a)
86
6.
Di antara zat berikut yang kelarutannya paling besar adalah: a.
AgCl
(Ksp = 1 x 10−10)
b.
Ag2CrO4
(Ksp = 4 x 10−12)
c.
Mg(OH)2
(Ksp = 1 x 10−11)
d.
Ag3PO4
(Ksp = 1 x 10−10)
e.
AgI
(Ksp = 1 x 10−16)
(jawab: d) 7.
AgCl akan mempunyai kelarutan paling kecil dalam: a.
akuades
b.
larutan NaNO3 0,1M
c.
larutan NaCl 0,1 M
d.
larutan AgNO3 0,1 M
e.
larutan CaCl2 0,1 M
(jawab: e) 8.
Larutan jenuh Ca(OH)2
diketahui memiliki konsentrasi 0,0203 mol/L.
Kelarutan Ca(OH)2 akan menjadi lebih kecil jika dilarutkan dalam larutan: a.
NaCl 0,1M
b.
NaCl 0,05M
c.
NaOH 0,1 M
d.
HCl 0,1 M
e.
H2SO4 0,1 M
(jawab: c) 9.
Diketahui kelarutan Ag2CrO4 dalam air murni yaitu 8,43 x 10−5 mol/L. Hitunglah kelarutan Ag2CrO4 tersebut dalam larutan AgNO3 0,1M! a.
2,4 x 10−10
b.
2,4 x 10−8
c.
2,0 x 10−5
d.
4,0 x 10−4
e.
8,2 x 10−4
(jawab: a)
87
10. Ke dalam 100 mL larutan PbCl2 0,01 M ditambahkan 1 mL larutan NaCl 0,01 M. Jika diketahui Ksp PbCl2 = 1,6 x 10−5, maka keadaan larutan adalah a.
Qc = Ksp, larutan belum jenuh
b.
Qc = Ksp, larutan tepat jenuh
c.
Qc > Ksp, larutan belum jenuh
d.
Qc > Ksp, terjadi endapan
e.
Qc < Ksp, tidak terjadi endapan
(jawab: e) Soal uraian (3 butir) 11. Diketahui Ksp basa M(OH)2 = 4 x 10−12, hitunglah pH larutan jenuh basa tersebut! Jawab: Kelarutan M(OH)2 =
3
4 x 10 -12 = 1 x 10-4 mol/L 4
Reaksi ionisasi: M(OH)2 → M2+ + 2OH− s -
−4
[OH ] = 2s = 2 x 10
s
2s
mol/L
pOH = 3,7 sehingga pH = 10,3 12. Kelarutan Ca(OH)2 dalam larutan CaCl2 0,1 M lebih kecil dibandingkan kelarutannya dalam air. Jelaskan fenomena tersebut! Jawab: Reaksi kesetimbangan kelarutan Ca(OH)2 dapat dituliskan sebagai berikut: Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq) + 2OH− (aq)
Ion Ca2+ dari larutan CaCl2 menyebabkan kesetimbangan kelarutan Ca(OH)2 bergeser ke arah pembentukan kristal Ca(OH)2, sehingga kelarutannya lebih kecil.
88
13. Jika diketahui Ksp Ag2CrO4 adalah 4 x 10−12, hitunglah konsentrasi minimum ion Ag+ yang diperlukan untuk mengendapkan Ag2CrO4 dari larutan K2CrO4 0,01 M! Jawab: Ag2CrO4 mulai mengendap jika Qc = Ksp [Ag+]2 [CrO42−] = 4 x 10−12 [Ag+]2 x 0,01 = 4 x 10−12 [Ag+]2 = 4 x 10−10 [Ag+] = 2 x 10−5 mol/L Jadi konsentrasi ion Ag+ minimum yang dibutuhkan untuk mengendapkan Ag2CrO4 adalah 2 x 10−5 mol/L
89