Pembahasan Soal–soal Pengendapan Selektif (Kelarutan dan Ksp)

Sabtu, 30 Mei 2015

Berikut ini adalah soal-soal kelarutan dan Ksp yang diterapkan untuk pengendapan selektif dari ion-ion yang sukar larut.

Soal-1: Ksp BaSO4 1,1 × 10–10 dan Ksp BaSeO4 2,8 × 10–11. Larutan BaCl2 1,0 M ditambahkan secara perlahan ke dalam larutan Na2SO4 1,0 × 10–4 M dan larutan Na2SeO4 1,0 x 10–4 M. Berapa persentase perkiraan suatu anion telah diendapkan pada saat anion kedua baru mulai mengendap? (Anggap penambahan larutan BaCl2 tidak mengubah volume larutan secara keseluruhan.)

Pembahasan:

Reaksi peruraian kedua zat:
BaSO4 ⟶ Ba2+ + SO42–
BaSeO4 ⟶ Ba2+ + SeO42–

Karena keduanya terionisasi dengan jumlah ion yang sama, kita dapat membandingkan nilai Ksp secara langsung untuk melihat mana yang lebih mudah larut. Karena Ksp BaSO4 > Ksp BaSeO4 maka BaSO4 akan mudah larut dengan kata lain ia akan membentuk endapan belakangan.

Berapakah [Ba2+] ketika BaSO4 mulai mengendap dan [SO42–] = 1,0 × 10–4 ?

Suatu larutan akan mulai membentuk endapan jika nilai Ksp = HKKI (hasil kali kelarutan ion–ion)

Ksp BaSO4 = [Ba2+] [SO42–]
1,1 × 10–10 = [Ba2+] [1,0 × 10–4]
[Ba2+] = 1,1 × 10–6 M

Dengan [Ba2+] tersebut ia mulai membentuk endapan, ketika itu pula BaSeO4 sudah mengendap karena BaSeO4 mengendap lebih dulu (harapannya BaSeO4 telah mengendap seluruhnya) maka [SeO42–] dapat dihitung:
Ksp BaSeO4 = [Ba2+] [SeO42–]
2,8 × 10–11 = [1,1 × 10–6] [SeO42–]
[SeO42–] = 2,54 × 10–5 M

Ini adalah konsentrasi SeO42– yang masih ada dalam larutan.

Jadi persentasenya SeO42– yang masih tersisa dalam larutan (2,54 × 10–5 M / 1,0 × 10–4 M) × 100% = 25% . Jadi jumlah ion selenat yang telah mengendap (dalam bentuk BaSeO4) sebanyak 75%.


Soal-2: HHKI PbSO4 adalah 6,3 × 10–7 dan HKKI SrSO4 adalah 3,2 × 10–7. Berapakah konsentrasi dari [SO42–], [Pb2+], dan [Sr2+] dalam larutan pada kesetimbangan dengan kedua zat tersebut?

Pembahasan:

Reaksi peruraian kedua zat:
PbSO4 ⟶ Pb2+ + SO42–
SrSO4 ⟶ Sr2+ + SO42–

Karena keduanya terionisasi dengan jumlah ion yang sama, kita dapat membandingkan nilai Ksp untuk melihat mana yang lebih mudah larut.

PbSO4 lebih mudah larut. Konsentrasi kelarutan maksimum untuk ion–ion PbSO4:
6,3 × 10–7 = [Pb2+] [SO42–]
[Pb2+] = [SO42–] = 7,937 × 10–4 M

Berapakah [Sr2+] ketika [SO42–] = 7,937 × 10–4 M?
3,2 x 10–7 = [Sr2+] (7,937 × 10–4)
[Sr2+] = 4,0 × 10–4 M

Ingat pada keadaan setimbang maka ion yang sama akan memiliki konsentrasi yang sama pula. Jadi [SO42–] dalam PbSO4 sama dengan [SO42–] dalam SrSO4.


Soal-3: Larutan ion Ni2+ dan Cu2+ masing–masing memiliki konsentrasi 0,10 M dipisahkan menggunakan pengendapan selektif dengan penambahan Na2CO3 padat. Anggap tidak ada perubahan volume saat penambahan ini, berapa persentase ion pertama diendapkan saat ion kedua mulai mengendap

Pembahasan:

Reaksi peruraian kedua zat:
NiCO3 ⟶ Ni2+ + CO32–
CuCO4 ⟶ Cu2+ + CO32–

Karena keduanya terionisasi dengan jumlah ion yang sama, kita dapat membandingkan nilai Ksp–nya untuk melihat mana yang lebih mudah larut.

Nilai Ksp NiCO3 dan CuCO3, pada daftar Ksp diketahui:
NiCO3 ⟶ 1,4 × 10–7
CuCO3 ⟶ 2,5 × 10–10

Yah Ksp yang lebih besar adalah NiCO3 berarti NiCO3 ini lebih mudah larut maka ia akan mengendap belakangan, setelah CuCO3 mengendap lebih dulu. Ketika CuCO3 telah mengendap maka NiCO3 baru akan mengendap. Ion yang sama pada kedua senyawa ini adalah CO32– , konsentrasi ion ini yang kita hitung lebih dulu.

Ksp = [Ni2+] [CO32–]
1,4 × 10–7 = (0,10) [CO32–]
[CO32–] = 1,4 × 10–6 M

Ini adalah molaritas karbonat ketika NiCO3 (lebih mudah larut) siap akan mengendap.

Hitung konsentrasi ion Cu2+ masih dalam larutan pada saat konsentrasi karbonat 1,4 × 10–6 M

Ksp = [Cu2+] [CO32–]
2,5 × 10–10 = [Cu2+] (1,4 × 10–6)
[Cu2+] = 1,786 × 10–4 M

Berapa persen ion Cu2+ masih dalam larutan pada saat NiCO3 mulai memngendap?
(1,786 × 10–4 M / 0,10 M) × 100% = 0,1786% ~ 0,18%

Soal-4: 0,207 M NaBr dan 0,0870 M NaCl dicampur untuk direaksikan dengan AgNO3, Hitung % ion bromida yang ada ketika ion klorida mulai mengendap. Ksp AgCl 1,77 × 10–10; Ksp AgBr 5,35 × 10–13

Pembahasan:

Reaksi peruraian kedua zat:
AgCl ⟶ Ag+ + Cl
AgBr ⟶ Ag+ + Br

Karena keduanya terionisasi dengan jumlah ion yang sama, kita dapat membandingkan nilai Ksp–nya untuk melihat mana yang lebih mudah larut.

Hitung konsentrasi ion perak ketika AgCl (yang lebih mudah larut) yang akan mengendap belakangan:
Ksp AgCl = [Ag+][Cl]
1,77 × 10–10 = [Ag+] (0,0870)
[Ag+] = 2,0345 × 10–9 M

Hitung konsentrasi ion bromida menggunakan konsentrasi ion perak di atas:
Ksp AgCl = [Ag+][Br]
5,35 × 10–13 = (2,0345 × 10–9) [Br]
[Br] = 2,63 × 10–4 M

Hitung persen ion bromida menggunakan hasil terakhir:

(2,63 × 10–4 / 0,207) × 100% = 0,127%

Soal-5: Na3PO4 ditambahkan ke dalam larutan yang mengandung 0,01 M Al(NO3)3 dan 0,02 M CaCl2. Konsentrasi ion pertama untuk mengendap (baik Al3+ atau Ca2+) berkurang karena membentuk endapannya. Berapa konsentrasi ion ini ketika ion kedua mulai mengendap? Diketahui Ksp AlPO4 = 9,8 × 10–22 dan Ksp Ca3(PO4)2 = 2,0 × 10–29

Pembahasan:

Walaupun AlPO4 dengan Ksp lebih besar ia tidak lebih mudah larut, kita bisa bandingkan setelah kita menghitung kelarutannya masing-masing:
AlPO4 ⟶ Al3+ + PO43–
Ksp = [Al3+] [PO43–]
9,8 × 10–22 = (x)(x)
x = 3,13 × 10–11 mol/L

Ca3(PO4)2 ⟶ 3Ca2+ + 2PO43–
Ksp = [Ca2+]3 [PO43–]2
2,0 × 10–29 = (3x)3(2x)2
x = 7,137 × 10–7 mol/L

Tampak bahwa kelarutan Ca3(PO4)2 > kelarutan AlPO4, maka yang lebih mudah larutan adalah Ca3(PO4)2.

Hitung konsentrasi ion fosfat ketika Ca3(PO4)2 pertama mulai mengendap:
Ksp = [Ca2+]3 [PO43–]2
2,0 x 10–29 = (0,021)3 [PO43–]2
[PO43–] = 1,47 × 10–12 mol/L

Berikutnya adalah menghitung konsentrasi ion aluminum saat Ca3(PO4)2 mulai mengendap:
Ksp = [Al3+] [PO43–]
9,8 × 10–22 = [Al3+] (1,47 × 10–12)
[Al3+] = 6,7 × 10–10 mol/L


Soal-6: Larutan encer AgNO3 ditambahkan secara perlahan dan terus menerus ke larutan kedua yang mengandung Cl dan CrO42–. Jika CrO42– dengan konsentrasi 0,010 M ketika pertama endapan Ag2CrO4 mulai terbentuk, berapa konsentrasi ion Cl pada saat itu? (Ksp AgCl 1,77 × 10–10; Ksp Ag2CrO4 1,12 × 10–12)

Pembahasan:

Hitung konsentrasi ion perak yang diperlukan untuk mengendapkan Ag2CrO4:
Ksp = [Ag+]2 [CrO42–]
1,12 × 10–12 = [Ag+]2 (0,01)
[Ag+] = 1,0583 × 10–5 M

Hitung konsentrasi ion klorida pada saat konsentrasi ion perak sama dengan ion Ag+ di atas :
Ksp = [Ag+] [Cl]
1,77 × 10–10 = (1,0583 × 10–5) [Cl]
[Cl] = 1,67 × 10–5 M

Untuk sedikit memudahkan sila gunakan "Kalkulator Kelarutan dan Ksp" di sini.
Soal ini diadaptasi dari sini.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

 
Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info