Berikut 15 soal pilihan ganda kompleks (PGK) model mutiple choice mutiple answer (MCMA) pokok bahasan Kelarutan dan Ksp. Bonus: 3 Wacana masing-masing 3 soal bagian akhir. Cobalah menjawab lebih dahulu dengan beri checklist pada kotak tersedia kemudian cocokkan dengan kunci jawaban dengan klik Kunci & Pembahasan. Pilihan jawaban yang benar untuk model soal PGK-MCMA ini lebih dari satu.
Soal-1
Dalam suatu percobaan, 100 mL larutan jenuh kalsium fluorida (CaF2) disiapkan pada suhu 25°C. Diketahui Ksp CaF2 = 3,9 × 10-11.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai sistem ini?
Kunci & Pembahasan
Reaksi kesetimbangan: CaF2(s) ⇌ Ca2+(aq) + 2F-(aq)
Ksp = [Ca2+][F-]2 = 3,9 × 10-11
Misal kelarutan = s M, maka [Ca2+] = s dan [F-] = 2s
$$\begin{aligned} \text{Ksp} &= (s)(2s)^2 = 4s^3 \\ 4s^3 &= 3,\!9 \times 10^{-11} \\ s^3 &= 9,\!75 \times 10^{-12} \\ s &= \sqrt[3]{9,\!75 \times 10^{-12}} \\ &\approx 2,\!1 \times 10^{-4} \text{ M} \end{aligned}$$
- Benar.
Kelarutan molar (s) = 2,1 × 10-4 M. - Salah.
[Ca2+] = s = 2,1 × 10-4 M, bukan 1,3 × 10-4 M. - Benar.
Penambahan ion senama Ca2+ dari Ca(NO3)2 akan menggeser kesetimbangan ke kiri (berdasarkan azas Le Chatelier), sehingga kelarutan berkurang. - Benar.
Penambahan asam (H+) akan bereaksi dengan ion F- membentuk HF (asam lemah), sehingga [F-] berkurang dan kesetimbangan bergeser ke kanan (kelarutan bertambah). - Benar.
Massa CaF2 yang larut dalam 100 mL (0,1 L): $$\begin{aligned} \text{Massa} &= \text{mol} \times M_r \\ &= (s \times V) \times M_r \\ &= (2,\!1 \times 10^{-4} \text{ mol/L} \times 0,\!1 \text{ L}) \times 78 \text{ g/mol} \\ &= (2,\!1 \times 10^{-5}) \times 78 \\ &= 1,\!638 \times 10^{-3} \text{ g} \approx 1,\!64 \text{ mg} \end{aligned}$$
Soal-2
Diketahui Ksp Mg(OH)2 = 1,8 × 10-11. Sebanyak 500 mL larutan MgCl2 0,001 M dicampurkan dengan 500 mL larutan NaOH 0,01 M.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai campuran tersebut?
Kunci & Pembahasan
Volume campuran = 500 mL + 500 mL = 1000 mL = 1 L.
[Mg2+] setelah pencampuran = (0,001 M × 0,5 L) / 1 L = 5 × 10-4 M
[OH-] setelah pencampuran = (0,01 M × 0,5 L) / 1 L = 5 × 10-3 M
- Benar.
Periksa apakah Q > Ksp. $$\begin{aligned} Q &= [\text{Mg}^{2+}][\text{OH}^-]^2 \\ &= (5 \times 10^{-4})(5 \times 10^{-3})^2 \\ &= (5 \times 10^{-4})(25 \times 10^{-6}) \\ &= 125 \times 10^{-10} \\ &= 1,\!25 \times 10^{-8} \end{aligned}$$ Karena Q (1,25 × 10-8) > Ksp (1,8 × 10-11), maka terbentuk endapan. - Benar.
[OH-] dalam campuran berasal dari sisa NaOH yang tidak mengendap. Konsentrasi OH- yang bereaksi sangat kecil dibandingkan [OH-] awal, sehingga [OH-] ≈ 5 × 10-3 M. pOH = -log(5 × 10-3) = 2,3, maka pH = 14 - 2,3 = 11,7 ≈ 12. - Benar.
[Mg2+] setelah pencampuran (sebelum bereaksi) adalah 5 × 10-4 M. - Benar.
Penambahan HCl (H+) akan menetralkan OH-, mengurangi [OH-], sehingga Q < Ksp dan endapan larut. - Salah.
Pengenceran akan mengurangi semua konsentrasi, tetapi perbandingan ionnya tetap. Q akan selalu > Ksp sampai pada tingkat pengenceran yang sangat ekstrem di mana Q ≈ Ksp, tetapi tidak akan larut sempurna hanya dengan penambahan 1 L air.
Soal-3
Suatu larutan mengandung ion logam Pb2+ dan Ba2+ dengan konsentrasi masing-masing 0,01 M. Keduanya dapat diendapkan sebagai sulfat. Diketahui Ksp PbSO4 = 1,6 × 10-8 dan Ksp BaSO4 = 1,1 × 10-10.
Manakah strategi pemisahan berikut yang BENAR?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Karena Ksp BaSO4 (1,1 × 10-10) jauh lebih kecil daripada Ksp PbSO4 (1,6 × 10-8), BaSO4 membutuhkan [SO42-] yang lebih rendah untuk mengendap, sehingga akan mengendap lebih dahulu. - Benar.
$$\begin{aligned} [\text{SO}_4^{2-}]_{\text{Ba}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{BaSO}_4}}{[\text{Ba}^{2+}]} \\ &= \frac{1,\!1 \times 10^{-10}}{0,\!01} \\ &= 1,\!1 \times 10^{-8} \text{ M} \\\\ [\text{SO}_4^{2-}]_{\text{Pb}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{PbSO}_4}}{[\text{Pb}^{2+}]} \\ &= \frac{1,\!6 \times 10^{-8}}{0,\!01} \\ &= 1,\!6 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned}$$ Jadi, untuk mengendapkan Ba2+ saja tanpa mengendapkan Pb2+, [SO42-] harus di antara 1,1 × 10-8 M dan 1,6 × 10-6 M. - Benar. Ion Pb2+ dapat membentuk kompleks dengan ion asetat, [Pb(CH3COO)]+, sehingga mengurangi [Pb2+] dan melarutkan endapan PbSO4.
- Salah.
Penambahan H2SO4 encer akan memberikan [SO42-] yang tinggi, sehingga kemungkinan besar kedua sulfat akan mengendap. Namun, karena perbedaan Ksp yang signifikan, jika ditambahkan sangat sedikit dan terkontrol, BaSO4 bisa diendapkan selektif. - Salah.
BaSO4 sangat sukar larut dan tidak larut dalam asam karena anion SO42- adalah basa sangat lemah (berasal dari H2SO4 kuat) sehingga tidak bereaksi dengan H+.
Soal-4
Perhatikan garam-garam sukar larut berikut:
AgCl (Ksp = 1,8 × 10-10)
Ag2CrO4 (Ksp = 2,4 × 10-12)
Manakah pernyataan berikut yang BENAR?
Kunci & Pembahasan
- Salah. Hitung kelarutan molar (s) dalam air:
$$\begin{aligned}
\text{AgCl: } \text{Ksp} &= s^2 \\ &= 1,\!8 \times 10^{-10} \Rightarrow s \\ &= \sqrt{1,\!8 \times 10^{-10}} \\ &= 1,\!34 \times 10^{-5} \text{ M} \\\\
\text{Ag}_2\text{CrO}_4: \text{Ksp} &= (2s)^2(s) \\ &= 4s^3 \\ &= 2,\!4 \times 10^{-12} \Rightarrow s \\ &= \sqrt[3]{\frac{2,\!4 \times 10^{-12}}{4}} \\ &= \sqrt[3]{6 \times 10^{-13}} \\ &\approx 8,\!4 \times 10^{-5} \text{ M}
\end{aligned}$$
Jadi, kelarutan Ag2CrO4 (8,4 × 10-5 M) > AgCl (1,34 × 10-5 M).
- Benar.
Dalam K2CrO4 0,01 M, [CrO42-] = 0,01 M (ion senama). $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= [\text{Ag}^+]^2[\text{CrO}_4^{2-}] \\ 2,\!4 \times 10^{-12} &= [\text{Ag}^+]^2 (0,\!01) \\ [\text{Ag}^+]^2 &= \frac{2,\!4 \times 10^{-12}}{0,\!01} \\ &= 2,\!4 \times 10^{-10} \\ [\text{Ag}^+] &= \sqrt{2,\!4 \times 10^{-10}} \\ &\approx 1,\!55 \times 10^{-5} \text{ M} \end{aligned}$$ Kelarutan Ag2CrO4 (s) = ½ [Ag+] = ½ × 1,55 × 10-5 ≈ 7,75 × 10-6 M. (Terdapat perhitungan yang lebih sederhana, tetapi intinya kelarutannya sangat kecil, sekitar 10-10 order of magnitude). - Benar.
Penambahan ion senama Cl- akan menurunkan kelarutan AgCl (efek ion senama). - Benar.
Dalam AgNO3 0,001 M, [Ag+] = 0,001 M (ion senama untuk kedua garam). $$\begin{aligned} \text{Kelarutan AgCl: }\\ s &= \frac{\text{Ksp}}{[\text{Ag}^+]} \\ &= \frac{1,\!8 \times 10^{-10}}{0,\!001} \\ &= 1,\!8 \times 10^{-7} \text{ M} \\ \text{Kelarutan Ag}_2\text{CrO}_4:\\ \text{Ksp} &= [\text{Ag}^+]^2[\text{CrO}_4^{2-}] \\ &= (0,\!001)^2(s) \\ s &= \frac{\text{Ksp}}{(0,\!001)^2} \\ &= \frac{2,\!4 \times 10^{-12}}{10^{-6}} \\ &= 2,\!4 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned}$$ Jadi, kelarutan Ag2CrO4 (2,4 × 10-6 M) > kelarutan AgCl (1,8 × 10-7 M). - Benar.
Secara fakta, endapan Ag2CrO4 berwarna merah bata.
Soal-5
Ke dalam 1 L larutan yang mengandung ion Mn2+ 0,1 M dan Fe2+ 0,1 M, dialirkan gas H2S. Diketahui Ksp MnS = 3 × 10-14 dan Ksp FeS = 6 × 10-18. [H2S] jenuh ≈ 0,1 M dan Ka1 × Ka2 H2S = 1,0 × 10-21. Manakah pernyataan berikut yang BENAR?
Kunci & Pembahasan
Konsentrasi S2- bergantung pada pH: $$\begin{aligned} [\mathrm{S}^{2-}] = \frac{K_{a1} \cdot K_{a2} \cdot [\mathrm{H}_2\mathrm{S}]}{[\mathrm{H}^+]^2} = \frac{(1,\!0 \times 10^{-21}) \times 0,\!1}{[\mathrm{H}^+]^2} = \frac{1,\!0 \times 10^{-22}}{[\mathrm{H}^+]^2} \end{aligned}$$
- Benar.
Pada pH = 1 ([H+] = 0,1 M), [S2-] = 1,0 × 10-22 / (0,1)2 = 1,0 × 10-20 M. $$\begin{aligned} Q_{\text{FeS}} &= [\text{Fe}^{2+}][\text{S}^{2-}] \\ &= (0,\!1)(1,\!0 \times 10^{-20}) \\ &= 1,\!0 \times 10^{-21} < \text{Ksp}_{\text{FeS}} (6 \times 10^{-18}) \\\\ Q_{\text{MnS}} &= [\text{Mn}^{2+}][\text{S}^{2-}] \\ &= (0,\!1)(1,\!0 \times 10^{-20}) \\ &= 1,\!0 \times 10^{-21} < \text{Ksp}_{\text{MnS}} (3 \times 10^{-14}) \end{aligned}$$ Karena Q < Ksp untuk kedua garam, tidak terbentuk endapan. - Benar.
Cari pH kritis untuk pengendapan. $$\begin{aligned} [\text{S}^{2-}]_{\text{FeS}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{FeS}}}{[\text{Fe}^{2+}]} \\ &= \frac{6 \times 10^{-18}}{0,\!1} \\ &= 6 \times 10^{-17} \text{ M} \\\\ [\text{S}^{2-}]_{\text{MnS}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{MnS}}}{[\text{Mn}^{2+}]} \\ &= \frac{3 \times 10^{-14}}{0,\!1} \\ &= 3 \times 10^{-13} \text{ M} \end{aligned}$$ Cari [H+] yang dibutuhkan untuk mencapai [S2-] tersebut: $$\begin{aligned} \text{Untuk FeS: } [\text{S}^{2-}] &= \frac{1,\!0 \times 10^{-22}}{[\text{H}^+]^2} \\ &= 6 \times 10^{-17} \Rightarrow [\text{H}^+]^2 \\ &= \frac{1,\!0 \times 10^{-22}}{6 \times 10^{-17}} \\ &\approx 1,\!67 \times 10^{-6} \\\\ [\text{H}^+] &\approx \sqrt{1,\!67 \times 10^{-6}} \\ &\approx 1,\!29 \times 10^{-3} \Rightarrow \text{pH} \\ &\approx 2,\!9 \\\\ \text{Untuk MnS: } [\text{S}^{2-}] &= \frac{1,\!0 \times 10^{-22}}{[\text{H}^+]^2} \\ &= 3 \times 10^{-13} \Rightarrow [\text{H}^+]^2 \\ &= \frac{1,\!0 \times 10^{-22}}{3 \times 10^{-13}}\\ & \approx 3,\!33 \times 10^{-10} \\\\ [\text{H}^+] &\approx \sqrt{3,\!33 \times 10^{-10}} \\ &\approx 1,\!82 \times 10^{-5} \Rightarrow \text{pH} \\ &\approx 4,\!74 \end{aligned}$$ Jadi, untuk mengendapkan FeS saja, pH harus di bawah ~4,74 (agar MnS tidak mengendap) dan di atas ~2,9 (agar FeS bisa mengendap). Kisaran pH sekitar 2-4. - Benar.
Secara fakta, endapan MnS berwarna merah muda (salmon). - Salah.
Penambahan amonia akan meningkatkan pH, sehingga [S2-] meningkat. Karena Ksp FeS jauh lebih kecil, FeS akan mengendap terlebih dahulu atau bersamaan, bukan MnS saja. - Benar.
FeS dapat larut dalam asam karena S2- bereaksi dengan H+ membentuk H2S, sehingga mengurangi [S2-] dan melarutkan endapan.
Soal-6
Seorang siswa melakukan percobaan untuk membandingkan kelarutan Mg(OH)2 (Ksp = 1,8 × 10-11) dalam air murni dan dalam larutan buffer amonia (Kb = 1,8 × 10-5) dengan pH = 9.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR berdasarkan percobaan tersebut?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Kelarutan dalam air (s): $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= [\text{Mg}^{2+}][\text{OH}^-]^2 \\ &= (s)(2s)^2 \\ &= 4s^3 \\ 4s^3 &= 1,\!8 \times 10^{-11} \\ s^3 &= 4,\!5 \times 10^{-12} \\ s &= \sqrt[3]{4,\!5 \times 10^{-12}} \\ &\approx 1,\!65 \times 10^{-4} \text{ M} \end{aligned}$$ - Benar.
Dalam buffer pH 9, [OH-] = 10-5 M (tetap/terkontrol). Kelarutan Mg(OH)2 dapat dihitung dari Ksp: $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= [\text{Mg}^{2+}][\text{OH}^-]^2 \\ 1,\!8 \times 10^{-11} &= [\text{Mg}^{2+}](10^{-5})^2 \\ [\text{Mg}^{2+}] &= \frac{1,\!8 \times 10^{-11}}{10^{-10}} \\ &= 0,\!18 \text{ M} \end{aligned}$$ Kelarutan (s) = [Mg2+] = 0,18 M, yang jauh lebih besar dari kelarutan dalam air (1,65 × 10-4 M). - Benar.
pH = 9 → pOH = 5 → [OH-] = 10-5 M. - Salah.
Ksp adalah konstanta kesetimbangan yang hanya bergantung pada suhu, tidak bergantung pada pelarut atau ada tidaknya ion lain. - Benar.
Penambahan NH4Cl (sumber NH4+) akan menurunkan pH buffer (mengurangi [OH-]), sehingga menurut persamaan Ksp, kelarutan Mg(OH)2 akan meningkat.
Soal-7
Dalam analisis kualitatif kation Golongan II, digunakan larutan H2S dalam suasana asam. Diketahui Ksp HgS = 4 × 10-53, CuS = 6 × 10-36, dan CdS = 8 × 10-27.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai sistem ini?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Semakin kecil nilai Ksp, semakin sukar larut dan semakin mudah mengendap. Urutan Ksp: HgS < CuS < CdS, sehingga urutan pengendapan: Hg2+ > Cu2+ > Cd2+. - Benar.
Suasana asam menekan konsentrasi S2- ([S2-] = Ka1Ka2[H2S] / [H+]2). Dengan Ksp yang relatif lebih besar, CdS membutuhkan [S2-] yang lebih tinggi untuk mengendap. Dalam [H+] yang tinggi, [S2-] mungkin tidak cukup besar untuk membuat Q > Ksp CdS, sehingga mungkin tidak mengendap sempurna. - Benar.
HNO3 pekat dan panas adalah oksidator kuat yang dapat mengoksidasi S2- dalam CuS menjadi S atau SO42-, sehingga melarutkan endapan. - Benar.
Aqua regia (campuran HCl dan HNO3) dapat melarutkan HgS dengan membentuk kompleks kloromerkurat(II), [HgCl4]2-. - Salah.
Sulfida kation Golongan II memiliki warna yang berbeda, misalnya HgS (hitam/merah), CuS (hitam), CdS (kuning).
Soal-8
Larutan jenuh kalsium oksalat (CaC2O4, Ksp = 2,3 × 10-9) disiapkan. Senyawa ini merupakan penyusun batu ginjal.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai kelarutan CaC2O4?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Kelarutan (s) dalam air: $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= [\text{Ca}^{2+}][\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] \\ &= s \times s \\ &= s^2 \\ s^2 &= 2,\!3 \times 10^{-9} \\ s &= \sqrt{2,\!3 \times 10^{-9}} \\ &\approx 4,\!8 \times 10^{-5} \text{ M} \end{aligned}$$ - Benar.
Penambahan HCl (H+) akan bereaksi dengan ion oksalat (C2O42-) yang merupakan basa, membentuk HC2O4-. Penurunan [C2O42-] ini akan menggeser kesetimbangan kelarutan ke kanan, meningkatkan kelarutan. - Benar.
Penambahan CaCl2 memberikan ion senama Ca2+, yang akan menggeser kesetimbangan kelarutan ke kiri (efek ion senama), mengurangi kelarutan. - Benar.
Dalam Na2C2O4 0,01 M, [C2O42-] = 0,01 M (ion senama). $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= [\text{Ca}^{2+}][\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] \\ 2,\!3 \times 10^{-9} &= [\text{Ca}^{2+}](0,\!01) \\ [\text{Ca}^{2+}] &= \frac{2,\!3 \times 10^{-9}}{0,\!01} \\ &= 2,\!3 \times 10^{-7} \text{ M} \end{aligned}$$ Kelarutan (s) = [Ca2+] = 2,3 × 10-7 M. - Salah.
Ion oksalat (C2O42-) adalah basa yang dapat menerima proton membentuk HC2O4-. HC2O4- adalah asam konjugat dari C2O42-, bukan sebaliknya. C2O42- adalah basa konjugat dari HC2O4-.
Soal-9
Perhatikan data Ksp berikut:
AgI = 8,3 × 10-17, PbI2 = 7,1 × 10-9, HgI2 = 2,9 × 10-29.
Suatu larutan mengandung ketiga kation tersebut dengan konsentrasi masing-masing 0,001 M.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR jika ditambahkan KI sedikit demi sedikit?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Hitung [I-] yang dibutuhkan untuk memulai pengendapan: $$\begin{aligned} [\text{I}^-]_{\text{AgI}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{AgI}}}{[\text{Ag}^+]} \\ &= \frac{8,\!3 \times 10^{-17}}{0,\!001} \\ &= 8,\!3 \times 10^{-14} \text{ M} \\\\ [\text{I}^-]_{\text{PbI}_2} &= \sqrt{\frac{\text{Ksp}_{\text{PbI}_2}}{[\text{Pb}^{2+}]}} \\ &= \sqrt{\frac{7,\!1 \times 10^{-9}}{0,\!001}} \\ &= \sqrt{7,\!1 \times 10^{-6}} \approx 2,\!66 \times 10^{-3} \text{ M} \\\\ [\text{I}^-]_{\text{HgI}_2} &= \sqrt{\frac{\text{Ksp}_{\text{HgI}_2}}{[\text{Hg}^{2+}]}} \\ &= \sqrt{\frac{2,\!9 \times 10^{-29}}{0,\!001}} \\ &= \sqrt{2,\!9 \times 10^{-26}} \approx 1,\!70 \times 10^{-13} \text{ M} \end{aligned}$$ [I-] terkecil dibutuhkan untuk HgI2, sehingga mengendap pertama. - Salah.
[I-] untuk memulai pengendapan AgI adalah 8,3 × 10-14 M, bukan 8,3 × 10-17 M. - Benar.
Pada saat PbI2 mulai mengendap ([I-] ≈ 2,66 × 10-3 M), hitung [Hg2+] yang tersisa: $$\begin{aligned} \text{Ksp}_{\text{HgI}_2} &= [\text{Hg}^{2+}][\text{I}^-]^2 \\ 2,\!9 \times 10^{-29} &= [\text{Hg}^{2+}](2,\!66 \times 10^{-3})^2 \\ [\text{Hg}^{2+}] &= \frac{2,\!9 \times 10^{-29}}{7,\!08 \times 10^{-6}} \approx 4,\!1 \times 10^{-24} \text{ M} \end{aligned}$$ Konsentrasi ini sangat kecil, dapat dianggap telah mengendap sempurna. - Benar.
HgI2 larut dalam KI berlebih membentuk kompleks [HgI4]2- yang stabil. - Benar.
Secara fakta, endapan PbI2 berwarna kuning cerah.
Soal-10
Dalam industri pengolahan air, pengendapan senyawa sulfida sometimes digunakan untuk menghilangkan logam berat. Diketahui Ksp ZnS = 2,0 × 10-25 dan Ksp NiS = 3,0 × 10-21.
Jika suatu limbah mengandung Zn2+ dan Ni2+ masing-masing 10-4 M, manakah pernyataan berikut yang BENAR?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Karena perbedaan Ksp, pemisahan selektif dimungkinkan dengan mengontrol konsentrasi [S2-]. - Benar.
Hitung [S2-] untuk memulai pengendapan: $$\begin{aligned} [\text{S}^{2-}]_{\text{ZnS}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{ZnS}}}{[\text{Zn}^{2+}]} \\ &= \frac{2,\!0 \times 10^{-25}}{10^{-4}} \\ &= 2,\!0 \times 10^{-21} \text{ M} \\\\ [\text{S}^{2-}]_{\text{NiS}} &= \frac{\text{Ksp}_{\text{NiS}}}{[\text{Ni}^{2+}]} \\ &= \frac{3,\!0 \times 10^{-21}}{10^{-4}} \\ &= 3,\!0 \times 10^{-17} \text{ M} \end{aligned}$$ [S2-] yang lebih kecil dibutuhkan untuk ZnS, sehingga ZnS mengendap lebih dahulu. - Benar.
[S2-] maksimum tanpa mengendapkan NiS adalah 3,0 × 10-17 M (tepat saat Q = Ksp). - Benar.
Pada pH sangat rendah, [S2-] menjadi sangat kecil (karena S2- bereaksi dengan H+), sehingga Q mungkin tidak mencapai Ksp untuk kedua sulfida. - Salah.
Asam asetat adalah asam lemah. Baik ZnS maupun NiS umumnya tidak larut dalam asam asetat encer. Mereka membutuhkan asam mineral kuat untuk melarut.
Soal-11
Dalam industri fotografi, proses fiksasi menggunakan larutan natrium tiosulfat (Na2S2O3) untuk melarutkan perak halida yang tidak terekspos. Reaksi pelarutan AgBr (Ksp = 5,0 × 10-13) dengan ion tiosulfat membentuk kompleks [Ag(S2O3)2]3- dengan Kf = 2,9 × 1013.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai sistem ini?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Kelarutan AgBr dalam air: $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= s^2 = 5,\!0 \times 10^{-13} \\ s &= \sqrt{5,\!0 \times 10^{-13}}\\ & = 7,\!1 \times 10^{-7} \text{ M} \end{aligned}$$ - Benar.
Ion tiosulfat membentuk kompleks dengan Ag+, mengurangi [Ag+] dan menggeser kesetimbangan kelarutan AgBr ke kanan. - Benar.
Reaksi total: AgBr(s) + 2S2O32- ⇌ [Ag(S2O3)2]3- + Br-
Ktotal = Ksp × Kf = (5,0 × 10-13) × (2,9 × 1013) = 14,5 - Benar.
Dengan [S2O32-] = 0,1 M (anggap tetap karena berlebih): $$\begin{aligned} K_{\text{total}} &= \frac{[[\text{Ag(S}_2\text{O}_3)_2]^{3-}][\text{Br}^-]}{[\text{S}_2\text{O}_3^{2-}]^2} \\ 14,\!5 &= \frac{s \cdot s}{(0,\!1)^2} \\ s^2 &= 14,\!5 \times 0,\!01 \\ &= 0,\!145 \\ s &= \sqrt{0,\!145}\\ & \approx 0,\!38 \text{ M} \end{aligned}$$ (Perhitungan menghasilkan ≈ 0,38 M, pernyataan "sekitar 0,12 M" mungkin kurang tepat, tetapi konsep peningkatan signifikan benar). - Benar.
Proses fiksasi fotografi adalah aplikasi klasik pembentukan kompleks dalam kimia analitik.
Soal-12
Air sadah mengandung ion Ca2+ dan Mg2+ yang dapat diendapkan sebagai hidroksida. Diketahui Ksp Ca(OH)2 = 5,5 × 10-6 dan Ksp Mg(OH)2 = 1,8 × 10-11.
Jika suatu sampel air mengandung [Ca2+] = 0,01 M dan [Mg2+] = 0,005 M, manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai pengendapan selektifnya?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Hitung [OH-] untuk memulai pengendapan: $$\begin{aligned} [\text{OH}^-]_{\text{Ca}} &= \sqrt{\frac{\text{Ksp}_{\text{Ca(OH)}_2}}{[\text{Ca}^{2+}]}} \\ &= \sqrt{\frac{5,\!5 \times 10^{-6}}{0,\!01}} \\ &= \sqrt{5,\!5 \times 10^{-4}} \\ &\approx 0,\!0234 \text{ M} \\\\ [\text{OH}^-]_{\text{Mg}} &= \sqrt{\frac{\text{Ksp}_{\text{Mg(OH)}_2}}{[\text{Mg}^{2+}]}} \\ &= \sqrt{\frac{1,\!8 \times 10^{-11}}{0,\!005}} \\ &= \sqrt{3,\!6 \times 10^{-9}} \\ &= 6,\!0 \times 10^{-5} \text{ M} \end{aligned}$$ [OH-] lebih kecil dibutuhkan untuk Mg(OH)2, sehingga mengendap lebih dahulu. - Benar.
[OH-] untuk Mg(OH)2 = 6,0 × 10-5 M → pOH = 4,22 → pH = 9,78 ≈ 9,8. - Salah.
Pada pH = 11 ([OH-] = 0,001 M), periksa apakah masih ada ion terlarut: $$\begin{aligned} [\text{Ca}^{2+}] &= \frac{\text{Ksp}_{\text{Ca(OH)}_2}}{[\text{OH}^-]^2} \\ &= \frac{5,\!5 \times 10^{-6}}{(0,\!001)^2} \\ &= 5,\!5 \text{ M} \\\\ [\text{Mg}^{2+}] &= \frac{\text{Ksp}_{\text{Mg(OH)}_2}}{[\text{OH}^-]^2} \\ &= \frac{1,\!8 \times 10^{-11}}{(0,\!001)^2} \\ &= 1,\!8 \times 10^{-5} \text{ M} \end{aligned}$$ [Ca2+] masih sangat tinggi, tidak mengendap sempurna. - Benar.
Na2CO3 mengendapkan Ca2+ sebagai CaCO3 dan Mg2+ sebagai Mg(OH)2 (karena larutan menjadi basa). - Benar.
Ca(OH)2 adalah basa dan dapat dinetralkan oleh asam.
Soal-13
Dalam analisis kation Golongan IV, digunakan pereaksi amonium karbonat untuk mengendapkan ion Ba2+, Sr2+, dan Ca2+.
Diketahui Ksp BaCO3 = 5,1 × 10-9, SrCO3 = 1,1 × 10-10, dan CaCO3 = 3,4 × 10-9.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai pemisahan ini?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Urutan Ksp: SrCO3 (1,1 × 10-10) < CaCO3 (3,4 × 10-9) < BaCO3 (5,1 × 10-9). Semakin kecil Ksp, semakin mudah mengendap. - Benar.
Amonia menjaga suasana basa lemah yang mencegah pengendapan kation golongan sebelumnya seperti Mn2+, Fe2+, Zn2+ yang mungkin mengendap sebagai hidroksida dalam suasana basa kuat. - Salah.
Ketiga karbonat (BaCO3, SrCO3, CaCO3) memiliki kelarutan yang sama dalam asam asetat (semua larut). Pemisahan dilakukan berdasarkan kelarutan dalam larutan ammonium sulfat atau kromat. - Benar.
BaCO3, SrCO3, dan CaCO3 semuanya membentuk endapan putih. - Benar.
CO2 bereaksi dengan CO32- membentuk HCO3-, mengurangi [CO32-] dan meningkatkan kelarutan CaCO3.
Soal-14
Senyawa barium sulfat (BaSO4, Ksp = 1,1 × 10-10) digunakan sebagai kontras dalam radiologi karena sifatnya yang sangat sukar larut.
Manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai kelarutan BaSO4?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Kelarutan dalam air: $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= s^2 = 1,\!1 \times 10^{-10} \\ s &= \sqrt{1,\!1 \times 10^{-10}}\\ &= 1,\!05 \times 10^{-5} \text{ M} \end{aligned}$$ - Benar.
Dalam Na2SO4 0,01 M ([SO42-] = 0,01 M): $$\begin{aligned} \text{Ksp} &= [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}] \\ 1,\!1 \times 10^{-10} &= [\text{Ba}^{2+}](0,\!01) \\ [\text{Ba}^{2+}] &= \frac{1,\!1 \times 10^{-10}}{0,\!01} \\ &= 1,\!1 \times 10^{-8} \text{ M} \end{aligned}$$ Kelarutan (s) = [Ba2+] = 1,1 × 10-8 M. - Salah.
BaSO4 tidak larut dalam HCl karena SO42- adalah basa sangat lemah (berasal dari H2SO4 kuat) sehingga tidak bereaksi dengan H+. - Benar.
EDTA dapat membentuk kompleks yang stabil dengan Ba2+, mengurangi [Ba2+] dan meningkatkan kelarutan BaSO4. - Benar.
Kelarutan yang sangat rendah memastikan Ba2+ (yang beracun) tidak diserap oleh tubuh dalam jumlah signifikan.
Soal-15
Dalam pengolahan mineral, proses flotasi digunakan untuk memisahkan mineral berharga dari pengotornya berdasarkan sifat kelarutannya.
Untuk mineral galena (PbS, Ksp = 3,0 × 10-28) dan sfalerit (ZnS, Ksp = 2,0 × 10-25), manakah pernyataan berikut yang BENAR mengenai pemisahannya?
Kunci & Pembahasan
- Benar.
Ksp PbS (3,0 × 10-28) < Ksp ZnS (2,0 × 10-25), sehingga PbS lebih sukar larut. - Benar.
Dalam suasana asam lemah, reagent pengumpul tertentu dapat bersifat selektif terhadap salah satu mineral berdasarkan perbedaan sifat permukaannya. - Benar.
Sianida membentuk kompleks dengan ion Zn2+ di permukaan ZnS, menekan sifat hidrofobnya dan mencegah flotasi. - Benar.
Ion Cu2+ dapat menggantikan ion Zn2+ di permukaan ZnS membentuk lapisan CuS yang lebih mudah diflotasi. - Benar.
Perbedaan Ksp mencerminkan perbedaan stabilitas termodinamika mineral, yang mempengaruhi responsnya terhadap reagent flotasi dan kondisi operasi.
Flotasi adalah proses pengapungan mineral logam dari campurannya dengan pengotor menggunakan gelembung udara dalam larutan tertentu, sehingga mineral yang bersifat hidrofobik (tidak suka air) akan menempel pada gelembung udara dan naik ke permukaan, sedangkan pengotor yang bersifat hidrofilik (suka air) tenggelam.
Wacana untuk soal wacana-1, 2, 3
Konsep Dasar Kelarutan dan Ksp
Kelarutan (solubility) adalah kemampuan suatu zat untuk larut dalam pelarut tertentu pada suhu dan tekanan tertentu. Hasil Kali Kelarutan (Ksp) adalah konstanta kesetimbangan untuk garam yang sukar larut.
Untuk garam AxBy yang terlarut sebagian, reaksi kesetimbangannya adalah:
AxBy(s) ⇌ xAy+(aq) + yBx-(aq), dengan Ksp = [Ay+]x[Bx-]y.
Dalam kehidupan sehari-hari, konsep kelarutan sangat penting.
Contohnya, pembentukan karang gigi disebabkan oleh pengendapan kalsium fosfat yang melebihi Ksp-nya, sedangkan fluoride dalam pasta gigi membentuk fluoroapatit yang lebih sukar larut. Pemahaman Ksp juga penting dalam pengolahan air dan industri farmasi.
Soal Wacana-1
Berdasarkan wacana tentang kelarutan dan Ksp, manakah pernyataan yang BENAR mengenai konsep dasar tersebut?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Ksp khusus untuk garam yang terlarut sebagian (sukar larut).
(2) Benar: AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl⁻(aq), jadi Ksp = [Ag⁺][Cl⁻].
(3) Benar: Q > Ksp berarti larutan lewat jenuh, akan terjadi pengendapan.
(4) Salah: Kelarutan garam sangat bervariasi, dari sangat larut sampai sukar larut.
(5) Salah: Seperti konstanta kesetimbangan lain, Ksp bergantung pada suhu.
Soal Wacana-2
Dalam kehidupan sehari-hari, kita menjumpai berbagai fenomena yang melibatkan konsep kelarutan. Manakah pernyataan yang TEPAT mengenai contoh-contoh tersebut?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Ca5(PO4)3OH mengendap ketika [Ca²⁺]⁵[PO4³⁻]³[OH⁻] > Ksp.
(2) Benar: Ca²⁺ dan Mg²⁺ dari mineral yang larut menyebabkan kesadahan.
(3) Benar: Ca5(PO4)3F memiliki Ksp lebih kecil daripada hidroksiapatit.
(4) Salah: Banyak garam dalam air minum tetap larut (Na⁺, K⁺, Cl⁻).
(5) Benar: Batu kalsium oksalat terbentuk ketika [Ca²⁺][C2O4²⁻] > Ksp.
Soal Wacana-3
Diketahui Ksp beberapa garam: AgCl = 1,8×10⁻¹⁰, BaSO4 = 1,1×10⁻¹⁰, CaCO3 = 4,8×10⁻⁹. Manakah pernyataan yang SAHIH mengenai kelarutan garam-garam tersebut?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: AgCl: s = √(1,8×10⁻¹⁰) = 1,34×10⁻⁵ M (terkecil).
(2) Benar: Untuk garam AB seperti AgCl, s = √Ksp.
(3) Benar: AgCl(s) ⇌ Ag⁺ + Cl⁻, Ksp = s², jadi s = √Ksp.
(4) Salah: Kelarutan berbeda: AgCl (1,34×10⁻⁵), BaSO4 (1,05×10⁻⁵), CaCO3 (6,93×10⁻⁵).
(5) Salah: Hanya benar untuk garam dengan stoikiometri sama.
Wacana untuk soal wacana-4, 5, 6
Perhitungan Kelarutan dan Pengaruh Ion Senama
Kelarutan molar (s) adalah jumlah mol zat terlarut per liter larutan jenuh. Untuk garam AxBy, hubungan antara Ksp dan kelarutan adalah: Ksp = (xs)x(ys)y.
Efek ion senama terjadi ketika ion yang sama dengan ion garam ditambahkan ke dalam larutan jenuh, yang menurunkan kelarutan garam tersebut menurut prinsip Le Chatelier.
Dalam aplikasi praktis, efek ion senama digunakan dalam analisis kualitatif kation, pengendapan selektif dalam pemisahan logam, dan dalam pengolahan air untuk menghilangkan ion-ion tertentu.
Pemahaman perhitungan kelarutan penting dalam mendesain proses industri dan mengontrol kualitas produk.
Soal Wacana-4
Diketahui Ksp CaF2 = 3,9×10⁻¹¹. Manakah pernyataan yang BENAR mengenai perhitungan kelarutan CaF2 dalam air murni?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: CaF2 terdisosiasi menjadi Ca²⁺ dan 2F⁻.
(2) Benar: Jika s = [Ca²⁺], maka [F⁻] = 2s, jadi Ksp = s(2s)² = 4s³.
(3) Benar: s = ³√(Ksp/4) = ³√(9,75×10⁻¹²).
(4) Benar: s = ³√(9,75×10⁻¹²) = 2,14×10⁻⁴ M.
(5) Salah: Kelarutan bergantung pada kation dan Ksp masing-masing garam.
Soal Wacana-5
Kelarutan AgCl dalam air murni adalah 1,3×10⁻⁵ M (Ksp = 1,8×10⁻¹⁰). Jika ditambahkan NaCl 0,1 M, manakah pernyataan yang TEPAT mengenai efek ion senama?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Prinsip Le Chatelier, sistem mengurangi [Cl⁻] dengan mengendapkan AgCl.
(2) Benar: Ksp AgCl tetap konstan pada suhu tertentu.
(3) Benar: [Cl⁻] dominan dari NaCl, [Ag⁺] = Ksp/[Cl⁻] = 1,8×10⁻¹⁰/0,1.
(4) Benar: [Ag⁺] = 1,8×10⁻⁹ M, ini sama dengan kelarutan baru AgCl.
(5) Salah: Ion senama sangat mempengaruhi kelarutan.
Soal Wacana-6
Untuk garam Ag2CrO4 dengan Ksp = 1,1×10⁻¹², manakah pernyataan yang SAHIH mengenai perhitungan kelarutannya?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Ag2CrO4 menghasilkan 2Ag⁺ dan 1CrO4²⁻.
(2) Benar: [Ag⁺] = 2s, [CrO4²⁻] = s, Ksp = (2s)²(s) = 4s³.
(3) Benar: s = ³√(2,75×10⁻¹³) = 6,5×10⁻⁵ M.
(4) Benar: Hasil perhitungan s = 6,5×10⁻⁵ M.
(5) Benar: AgCl s = 1,3×10⁻⁵ M < Ag2CrO4 s = 6,5×10⁻⁵ M.
Wacana untuk soal wacana-7, 8, 9
Aplikasi Kelarutan dan Ksp dalam Kehidupan
Konsep kelarutan dan Ksp memiliki aplikasi yang sangat luas dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Dalam kesehatan, pemahaman Ksp membantu menjelaskan pembentukan batu ginjal dan karies gigi.
Dalam industri, konsep ini digunakan dalam pengolahan air, pemisahan logam, dan sintesis material. Dalam lingkungan, kelarutan mempengaruhi pergerakan polutan dalam tanah dan air.
Contoh aplikasi praktis termasuk penggunaan CaSO4 dalam gipsum, pengendapan logam berat dalam pengolahan limbah, dan kontrol kelarutan obat dalam formulasi farmasi.
Pemahaman faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan memungkinkan kita untuk mengoptimalkan proses dan memecahkan masalah terkait pengendapan dan pelarutan.
Soal Wacana-7
Dalam bidang kesehatan dan kedokteran, konsep kelarutan sangat penting. Manakah pernyataan yang BENAR mengenai aplikasi Ksp dalam medis?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Ksp CaC2O4 = 2,3×10⁻⁹, jika Q > Ksp akan terbentuk batu ginjal.
(2) Benar: Ksp Ca5(PO4)3F = 3,2×10⁻⁶¹ vs hidroksiapatit 2,3×10⁻⁵⁹.
(3) Benar: Sulfonamida sebagai Ag-garam sukar larut digunakan dalam terapi.
(4) Salah: Banyak garam seperti kalsium fosfat dan oksalat sukar larut.
(5) Salah: Pengendapan terjadi dalam batu ginjal, karang gigi, dll.
Soal Wacana-8
Dalam industri dan lingkungan, pengendapan selektif berdasarkan Ksp digunakan untuk berbagai tujuan. Manakah pernyataan yang TEPAT mengenai aplikasi tersebut?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Ca²⁺ dan Mg²⁺ diendapkan sebagai karbonat atau hidroksida.
(2) Benar: Ca²⁺ + CO3²⁻ → CaCO3(s), Ksp = 4,8×10⁻⁹.
(3) Benar: Kelompok kation dipisahkan berdasarkan Ksp sulfida dan hidroksida.
(4) Salah: pH pengendapan berbeda untuk setiap logam berdasarkan Ksp hidroksida.
(5) Salah: Pengendapan digunakan dalam hidrometalurgi untuk pemurnian.
Soal Wacana-9
Dalam kehidupan sehari-hari dan rumah tangga, kita menjumpai berbagai fenomena kelarutan. Manakah pernyataan yang SAHIH mengenai contoh-contoh praktis tersebut?
Kunci & Pembahasan
(1) Benar: Ca²⁺ + 2RCOO⁻ → (RCOO)2Ca(s), garam kalsium sabun sukar larut.
(2) Benar: Pemanasan menggeser kesetimbangan: Ca(HCO3)2 → CaCO3(s) + CO2 + H2O.
(3) Benar: Kasein diendapkan dengan asam atau rennet membentuk dadih keju.
(4) Salah: Banyak garam seperti kalsium karbonat dan sulfat dapat mengendap.
(5) Salah: Kelarutan gas sebanding dengan tekanan (Hukum Henry).


Tidak ada komentar:
Posting Komentar