Efek Penambahan Asam terhadap Kelarutan Garam

Kelarutan garam mengacu pada jumlah maksimum garam yang dapat larut dalam sejumlah air tertentu pada suhu dan tekanan tertentu. Garam sukar larut atau spesi lain yang memiliki spesi anion yang merupakan konjugat asam lemah akan bertambah kelarutannya bila ke dalam larutan tersebut ditambah asam kuat. Misalnya garam BaF₂,CaF₂, SrF₂ , AgCN, Mg₃(PO₄)₂, FeS,  dan Cu(OH)₂. Pada spesi tersebut mengandung anion F^– (dari HF), CN^– (dari HCN), PO₄^3–(dari H₃PO₄), S^2– (dari H₂S), OH^– (dari H₂O). Anion-anion tersebut dapat bereaksi dengan H⁺ dari suatu asam.

Contoh perhitungan kelarutan spesi yang sukar larut ketika ditambahkan asam kuat.

Untuk CaF₂ , misal K_sp-nya = 8,64 × 10^–10 (bukan data nyata) kemudian akan dibandingkan dengan kelarutan CaF₂ dalam larutan bersifat asam kuat yang mempunyai pH 2 atau [H⁺ ] = 10^–2 M. Diketahui K_a HF  = 5 × 10^–4.

Reaksi disosiasi CaF₂ dalam kesetimbangan:

Kelarutan CaF₂ dalam air murni:

K_sp CaF₂ = [Ca²⁺][F^–]²

K_sp CaF₂ = [s][2s]²

K_sp CaF₂ = 4s³

s = (K_sp CaF₂ / 4)^1/3

s = (8,64 × 10^–10 / 4)^1/3

s = (2,16 × 10^–10)^1/3

s = 6,00 × 10^–4 M

Jadi kelarutan CaF₂ dalam air sebesar 6,00 × 10^–4 M.

Secara teori kelarutan CaF₂ dalam larutan yang bersifat asam akan meningkat karena anion F^– yang merupakan komjugat dari asam HF  hasil reaksi F^– dengan H⁺ dari larutan bersifat asam.

Dari reaksi CaF₂ (s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2F^–(aq) jumlah F^– yang bereaksi dengan H⁺ otomatis akan berkurang. Dengan berkurangnya jumlah F^– di ruas kanan maka CaF₂ yang berada dalam reaksi kesetimbangan akan meminimalisir perubahan jumlah F^– dengan meningkatkan kelarutannya agar kesetimbangan tetap terjaga. Reaksi kesetimbangan ini kemudian dikatakan bergeser ke kanan (ke arah produk).

Berapa banyak F^– yang bereaksi dengan H⁺, dimisalkan saja x.

Selanjutnya akan ditentukan nilai x dengan memanfaatkan K_a HF  yang diberikan. 

Ingat bahwa HF  merupakan asam lemah hasil reaksi antara basa konjugatnya F^– dengan H⁺.

HF  ini mengalami reaksi kesetimbangan:
H⁺(aq) + F^–(aq) ⇌ HF(aq)  atau HF(aq)  ⇌ H⁺(aq) + F^–(aq)

[H⁺] = 10^–2 dan [F^– ] = 2s – x

 

K_a HF  = ([H⁺][F^– ]) / [HF ]

5 × 10^–4 = (10^–2 . (2s – x)) / x

5 × 10^–4 . x = 10^–2 . (2s – x)

(5 × 10^–4 )/(10^–2 ) . x = 2s – x

5 × 10^–2. x = 2s – x

0,05 . x = 2s – x

(0,05 . x ) + x = 2s

1,05 x = 2s

x = 2s/1,05

 

Selanjutnya dihitung kembali kelarutan CaF₂ setelah penambahan asam ini seperti berikut dengan menggunakan nilai x = 2s/1,05.
Sementara itu dari data K_sp CaF₂ dan x = 2S/1,05

K_sp CaF₂ = [Ca²⁺ ][F^–]²

8,64 × 10^–10 = s (2s – x)²

8,64 × 10^–10 = s (2s – [2s/1,05])²

8,64 × 10^–10 = s (2s(1 – 1/1,05)²

8,64 × 10^–10 = s (2s(1,05/1,05 – 1/1,05))²

8,64 × 10^–10 = s (2s(0,05/1,05))²

8,64 × 10^–10 = s (0,09524 × s)²

8,64 × 10^–10 = 0,09524 s³

s³ = (8,64 × 10^–10)/ 0,09524

s³ = 9,07 × 10^–9

s = (9,07 × 10^–9)^1/3

s = 2,09 × 10^–3 M

Dari hasil hitung dapat dibandingkan:
kelarutan CaF₂ dalam air murni = 6,00 × 10^–4 M;
kelarutan CaF₂ dalam larutan asam = 2,09 × 10^–3 M

Jadi benar bahwa kelarutan CaF₂ dalam larutan asam lebih besar dibanding kelarutan CaF₂ dalam air murni.