Pembahasan Soal: Kelarutan & Ksp, Edisi 2026

Kelarutan dan hasil kali kelarutan (\(K_{sp}\)) adalah topik yang menggabungkan kesetimbangan heterogen, efek ion sejenis, dan prediksi pembentukan endapan. Soal-soal berikut dirancang untuk melatih nalar stoikiometri terkait ion yang terlibat, bagaimana ion asing memengaruhi kesetimbangan, dan kapan endapan akan atau tidak akan terbentuk.

Kerjakan setiap soal secara mandiri sebelum membuka pembahasan. Untuk soal terstruktur, tentukan terlebih dahulu jenis garam dan stoikiometri disosiasi ion-ionnya karena kesalahan di tahap ini akan merusak seluruh perhitungan berikutnya.

Bagian A - Pilihan Ganda

Pilih satu jawaban yang paling tepat untuk setiap soal. Klik opsi lalu tekan Periksa untuk melihat hasilnya.

Soal 1

Garam \(\text{M}_2\text{X}_3\) sedikit larut dalam air dan terdisosiasi sempurna menjadi ion-ionnya. Jika kelarutan molarnya adalah \(s\) mol L⁻¹, manakah rumus \(K_{sp}\) yang benar?

• A.\(K_{sp} = s^2\)
• B.\(K_{sp} = 4s^3\)
• C.\(K_{sp} = 6s^4\)
• D.\(K_{sp} = 108s^5\)
• E.\(K_{sp} = 36s^4\)

Pembahasan Soal 1

Tulis persamaan disosiasi terlebih dahulu:

\[\text{M}_2\text{X}_{3(s)} \rightleftharpoons 2\text{M}^{3+}_{(aq)} + 3\text{X}^{2-}_{(aq)}\]

Jika kelarutan = \(s\) mol L⁻¹, maka:

\[\begin{aligned} [\text{M}^{3+}] &= 2s \\ [\text{X}^{2-}] &= 3s \end{aligned}\]

Rumus \(K_{sp}\):

\[\begin{aligned} K_{sp} &= [\text{M}^{3+}]^2[\text{X}^{2-}]^3 \\[6pt] &= (2s)^2(3s)^3 \\[6pt] &= 4s^2 \times 27s^3 \\[6pt] &= 108s^5 \end{aligned}\]

Jebakan umum: opsi B (\(4s^3\)) adalah rumus untuk garam tipe \(\text{MX}_2\) seperti \(\text{CaF}_2\), dan opsi E (\(36s^4\)) tidak memiliki dasar stoikiometri yang tepat. Kunci langkah pertama selalu: tulis persamaan disosiasi dan tentukan koefisien ion dengan benar.

✅ Jawaban: D

Soal 2

\(K_{sp}(\text{AgCl}) = 1,8 \times 10^{-10}\) dan \(K_{sp}(\text{Ag}_2\text{CrO}_4) = 1,1 \times 10^{-12}\). Pernyataan manakah yang benar tentang kelarutan molar kedua garam tersebut?

• A.AgCl lebih larut karena nilai \(K_{sp}\)-nya lebih besar.
• B.\(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) lebih larut karena nilai \(K_{sp}\)-nya lebih kecil sehingga lebih sedikit yang mengendap.
• C.\(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) memiliki kelarutan molar lebih besar dari AgCl meskipun \(K_{sp}\)-nya lebih kecil, karena stoikiometri ion yang berbeda memengaruhi hubungan \(K_{sp}\) dengan \(s\).
• D.Kedua garam memiliki kelarutan molar yang sama karena masing-masing mengandung ion \(\text{Ag}^+\).
• E.Nilai \(K_{sp}\) tidak cukup untuk membandingkan kelarutan dua garam yang berbeda jenis.

Pembahasan Soal 2

Ini adalah jebakan klasik: \(K_{sp}\) yang lebih kecil tidak selalu berarti kelarutan lebih kecil jika tipe garamnya berbeda. Hitung kelarutan molar masing-masing:

AgCl (tipe 1:1, \(\text{Ag}^+ + \text{Cl}^-\)):

\[\begin{aligned} K_{sp} &= s^2 = 1,8 \times 10^{-10} \\ s(\text{AgCl}) &= \sqrt{1,8 \times 10^{-10}} \\&= 1,34 \times 10^{-5} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

\(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) (tipe 2:1, \(2\text{Ag}^+ + \text{CrO}_4^{2-}\)):

\[\begin{aligned} K_{sp} &= (2s)^2(s) \\&= 4s^3 \\&= 1,1 \times 10^{-12} \\ s^3 &= \frac{1,1 \times 10^{-12}}{4} \\&= 2,75 \times 10^{-13} \\ s(\text{Ag}_2\text{CrO}_4) &= \sqrt[3]{2,75 \times 10^{-13}} \\&= 6,5 \times 10^{-5} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Meskipun \(K_{sp}(\text{Ag}_2\text{CrO}_4) < K_{sp}(\text{AgCl})\), kelarutan molar \(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) (6,5 x 10⁻⁵) justru lebih besar dari AgCl (1,34 x 10⁻⁵). Perbandingan \(K_{sp}\) hanya valid langsung untuk garam dengan tipe stoikiometri yang sama.

✅ Jawaban: C

Soal 3

Kelarutan \(\text{BaSO}_4\) dalam air murni adalah \(1,05 \times 10^{-5}\) mol L⁻¹. Berapakah kelarutan \(\text{BaSO}_4\) dalam larutan \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) 0,010 mol L⁻¹? (\(K_{sp}(\text{BaSO}_4) = 1,1 \times 10^{-10}\))

• A.\(1,05 \times 10^{-5}\) mol L⁻¹, tidak berubah karena \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) tidak bereaksi dengan \(\text{BaSO}_4\).
• B.\(1,1 \times 10^{-8}\) mol L⁻¹, jauh lebih kecil karena efek ion sejenis \(\text{SO}_4^{2-}\) menekan kelarutan.
• C.\(1,05 \times 10^{-3}\) mol L⁻¹, lebih besar karena ion \(\text{Na}^+\) meningkatkan kelarutan.
• D.\(5,25 \times 10^{-6}\) mol L⁻¹, tepat setengahnya karena konsentrasi \(\text{SO}_4^{2-}\) dua kali lipat.
• E.\(1,1 \times 10^{-10}\) mol L⁻¹, karena \(K_{sp}\) sama dengan kelarutan dalam larutan elektrolit.

Pembahasan Soal 3

Ini adalah efek ion sejenis (common ion effect). \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) menyumbang \(\text{SO}_4^{2-}\) ke larutan sehingga konsentrasi ion ini sudah tinggi sebelum \(\text{BaSO}_4\) larut. Misalkan kelarutan \(\text{BaSO}_4\) dalam larutan ini = \(s\) mol L⁻¹:

\[\begin{aligned} [\text{Ba}^{2+}] &= s \\ [\text{SO}_4^{2-}] &= 0,010 + s \approx 0,010 \text{ mol L}^{-1} \quad (s \ll 0,010) \end{aligned}\] \[\begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Ba}^{2+}][\text{SO}_4^{2-}] \\ 1,1 \times 10^{-10} &= s \times 0,010 \\ s &= \frac{1,1 \times 10^{-10}}{0,010} \\&= 1,1 \times 10^{-8} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Validasi aproksimasi: \(s = 1,1 \times 10^{-8} \ll 0,010\), valid. Kelarutan turun dari \(1,05 \times 10^{-5}\) menjadi \(1,1 \times 10^{-8}\), berkurang sekitar 1000 kali lipat. Efek ion sejenis sangat signifikan dalam aplikasi analitik seperti pengendapan kuantitatif.

✅ Jawaban: B

Soal 4

Larutan 50,0 mL \(\text{Pb(NO}_3)_2\) 0,020 mol L⁻¹ dicampur dengan 50,0 mL \(\text{KI}\) 0,020 mol L⁻¹. Apakah endapan \(\text{PbI}_2\) akan terbentuk? (\(K_{sp}(\text{PbI}_2) = 9,8 \times 10^{-9}\))

• A.Tidak terbentuk endapan karena hasil kali ion (\(Q\)) lebih kecil dari \(K_{sp}\).
• B.Endapan terbentuk karena konsentrasi kedua ion cukup besar untuk melampaui \(K_{sp}\).
• C.Endapan terbentuk karena \(\text{PbI}_2\) selalu mengendap saat ion \(\text{Pb}^{2+}\) dan \(\text{I}^-\) dicampur.
• D.Tidak terbentuk endapan karena volume larutan menjadi dua kali lipat sehingga \(K_{sp}\) meningkat.
• E.Tidak dapat ditentukan tanpa mengetahui suhu larutan.

Pembahasan Soal 4

Langkah kunci: hitung konsentrasi setelah pencampuran (volume total = 100,0 mL), lalu bandingkan \(Q\) dengan \(K_{sp}\).

\[\begin{aligned} [\text{Pb}^{2+}] &= \frac{0,050 \times 0,020}{0,100} \\&= 0,010 \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] [\text{I}^-] &= \frac{0,050 \times 0,020}{0,100} \\&= 0,010 \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Hitung hasil kali ion \(Q\):

\[\begin{aligned} Q &= [\text{Pb}^{2+}][\text{I}^-]^2 \\[6pt] &= (0,010)(0,010)^2 \\[6pt] &= (0,010)(1,0 \times 10^{-4}) \\[6pt] &= 1,0 \times 10^{-6} \end{aligned}\]

Bandingkan: \(Q = 1,0 \times 10^{-6}\) dan \(K_{sp} = 9,8 \times 10^{-9}\).

Karena \(Q > K_{sp}\), endapan terbentuk.

Opsi A salah secara kalkulasi. Jawaban yang benar secara matematis adalah endapan terbentuk (opsi B). Opsi D keliru: \(K_{sp}\) tidak dipengaruhi volume, hanya suhu yang mengubah \(K_{sp}\).

✅ Jawaban: B

Q yang dimaksud dalam bahasan di sini = Q_sp (Quotient (baca kwow-shent) Hasil Kali Kelarutan, Solubility Product Quotient), kadang diartikan secara singkat menjadi hasil kali ion.

Soal 5

Konsentrasi ion \(\text{Ag}^+\) minimum yang diperlukan untuk mulai mengendapkan \(\text{AgCl}\) dari larutan \(\text{NaCl}\) 0,050 mol L⁻¹ adalah … (\(K_{sp}(\text{AgCl}) = 1,8 \times 10^{-10}\))

• A.\(1,8 \times 10^{-10}\) mol L⁻¹
• B.\(3,6 \times 10^{-9}\) mol L⁻¹
• C.\(3,6 \times 10^{-8}\) mol L⁻¹
• D.\(9,0 \times 10^{-9}\) mol L⁻¹
• E.\(9,0 \times 10^{-3}\) mol L⁻¹

Pembahasan Soal 5

Reaksi:
\(\ce{Ag^+ (aq) + Cl^- (aq) <=> AgCl (s)}\)

Diketahui:
\( K_{sp}(\ce{AgCl}) = 1,8 \times 10^{-10} \)
\([\ce{Cl^-}] = 0,050 \, \text{mol L}^{-1} = 5,0 \times 10^{-2} \, \text{mol L}^{-1} \) (dari NaCl yang terdisosiasi sempurna).

Endapan mulai terbentuk saat hasil kali ion \(Q = K_{sp}\), pada kondisi tepat mulai mengendap.

Perhitungan konsentrasi minimum \([Ag^+]\)

\[ \begin{aligned} K_{sp} &= [\ce{Ag^+}][\ce{Cl^-}]\\ [\ce{Ag^+}] &= \frac{K_{sp}}{[\ce{Cl^-}]} \\ &= \frac{1,8 \times 10^{-10}}{5,0 \times 10^{-2}} \\ &= \frac{1,8}{5,0} \times 10^{-10 - (-2)} \\ &= 0,36 \times 10^{-8} \\ &= \mathbf{3,6 \times 10^{-9}} \, \text{mol L}^{-1} \end{aligned} \]

Jika konsentrasi \(\text{Ag}^+\) di bawah nilai ini, \(Q < K_{sp}\) dan larutan belum jenuh, tidak ada endapan. Tepat saat \([\text{Ag}^+] = 3,6 \times 10^{-9}\) mol L⁻¹, larutan tepat jenuh dan endapan mulai muncul. Prinsip ini digunakan dalam analisis gravimetri untuk mengendapkan ion secara selektif.

✅ Jawaban: B

Soal 6

Larutan mengandung \(\text{Ba}^{2+}\) 0,10 mol L⁻¹ dan \(\text{Ca}^{2+}\) 0,10 mol L⁻¹. Larutan \(\text{Na}_2\text{SO}_4\) ditambahkan perlahan. Diketahui \(K_{sp}(\text{BaSO}_4) = 1,1 \times 10^{-10}\) dan \(K_{sp}(\text{CaSO}_4) = 4,9 \times 10^{-5}\). Ion manakah yang mengendap lebih dulu, dan berapakah konsentrasi ion itu saat ion kedua mulai mengendap?

• A.\(\text{Ca}^{2+}\) mengendap lebih dulu; saat \(\text{Ba}^{2+}\) mulai mengendap, \([\text{Ca}^{2+}] = 4,9 \times 10^{-4}\) mol L⁻¹.
• B.\(\text{Ba}^{2+}\) mengendap lebih dulu; saat \(\text{Ca}^{2+}\) mulai mengendap, \([\text{Ba}^{2+}] = 1,1 \times 10^{-10}\) mol L⁻¹.
• C.Keduanya mengendap bersamaan karena konsentrasi awal sama.
• D.\(\text{Ba}^{2+}\) mengendap lebih dulu; saat \(\text{Ca}^{2+}\) mulai mengendap, \([\text{Ba}^{2+}] = 2,2 \times 10^{-7}\) mol L⁻¹.
• E.\(\text{Ba}^{2+}\) mengendap lebih dulu; saat \(\text{Ca}^{2+}\) mulai mengendap, \([\text{Ba}^{2+}] = 1,1 \times 10^{-9}\) mol L⁻¹.

Pembahasan Soal 6

Ion yang memerlukan konsentrasi \(\text{SO}_4^{2-}\) lebih kecil untuk mulai mengendap akan mengendap lebih dulu.

\[\begin{aligned} [\text{SO}_4^{2-}]_{\text{min untuk BaSO}_4} &= \frac{K_{sp}(\text{BaSO}_4)}{[\text{Ba}^{2+}]} \\&= \frac{1,1 \times 10^{-10}}{0,10} = 1,1 \times 10^{-9} \text{ mol L}^{-1} \\[8pt] [\text{SO}_4^{2-}]_{\text{min untuk CaSO}_4} &= \frac{K_{sp}(\text{CaSO}_4)}{[\text{Ca}^{2+}]} \\&= \frac{4,9 \times 10^{-5}}{0,10} = 4,9 \times 10^{-4} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

\(\text{BaSO}_4\) mengendap pada \([\text{SO}_4^{2-}]\) yang jauh lebih kecil, sehingga \(\text{Ba}^{2+}\) mengendap lebih dulu.

\(\text{Ca}^{2+}\) mulai mengendap saat \([\text{SO}_4^{2-}] = 4,9 \times 10^{-4}\) mol L⁻¹. Pada konsentrasi ini, sisa \([\text{Ba}^{2+}]\) dalam larutan:

\[\begin{aligned} [\text{Ba}^{2+}] &= \frac{K_{sp}(\text{BaSO}_4)}{[\text{SO}_4^{2-}]} \\[6pt] &= \frac{1,1 \times 10^{-10}}{4,9 \times 10^{-4}} \\[6pt] &= 2,2 \times 10^{-7} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Pada titik ini, \(\text{Ba}^{2+}\) sudah tersisa sangat sedikit (hanya \(2,2 \times 10^{-7}\) mol L⁻¹ dari semula 0,10 mol L⁻¹), artinya 99,9998% \(\text{Ba}^{2+}\) telah terendapkan sebelum \(\text{Ca}^{2+}\) mulai mengendap. Prinsip ini digunakan untuk pemisahan ion secara selektif.

✅ Jawaban: D

Soal 7

Kelarutan \(\text{CaF}_2\) dalam air murni adalah \(2,1 \times 10^{-4}\) mol L⁻¹. Seorang siswa mengklaim bahwa kelarutan \(\text{CaF}_2\) akan lebih besar dalam larutan \(\text{HCl}\) encer dibandingkan dalam air murni. Manakah penjelasan yang paling tepat untuk mendukung atau menyangkal klaim ini?

• A.Klaim salah; HCl menurunkan pH sehingga \(\text{CaF}_2\) semakin sulit larut.
• B.Klaim salah; \(\text{Cl}^-\) dari HCl bereaksi dengan \(\text{Ca}^{2+}\) membentuk \(\text{CaCl}_2\) yang mengendap.
• C.Klaim benar; ion \(\text{H}^+\) meningkatkan kekuatan ionik larutan sehingga aktivitas ion meningkat.
• D.Klaim benar; \(\text{Ca}^{2+}\) bereaksi dengan \(\text{Cl}^-\) membentuk kompleks yang larut sehingga kesetimbangan bergeser ke kanan.
• E.Klaim benar; ion \(\text{H}^+\) bereaksi dengan \(\text{F}^-\) membentuk \(\text{HF}\) yang lemah, mengurangi \([\text{F}^-]\) dan menggeser kesetimbangan kelarutan ke kanan.

Pembahasan Soal 7

Ini adalah konsep pengaruh pH terhadap kelarutan garam yang mengandung anion basa lemah. Ion \(\text{F}^-\) adalah basa konjugat dari asam lemah \(\text{HF}\) (\(K_a = 6,8 \times 10^{-4}\)), sehingga dalam suasana asam, \(\text{H}^+\) bereaksi dengan \(\text{F}^-\):

\[\text{H}^+ + \text{F}^- \rightleftharpoons \text{HF}\]

Reaksi ini mengurangi \([\text{F}^-]\) dalam larutan. Berdasarkan prinsip Le Chatelier, penurunan \([\text{F}^-]\) menggeser kesetimbangan kelarutan ke kanan:

\[\text{CaF}_{2(s)} \rightarrow \text{Ca}^{2+}_{(aq)} + 2\text{F}^-_{(aq)}\]

Lebih banyak \(\text{CaF}_2\) larut untuk menggantikan \(\text{F}^-\) yang bereaksi. Akibatnya, kelarutan \(\text{CaF}_2\) dalam larutan asam lebih besar dari dalam air murni.

Fenomena ini berlaku umum untuk garam dari anion basa lemah (\(\text{CO}_3^{2-}\), \(\text{PO}_4^{3-}\), \(\text{S}^{2-}\), \(\text{OH}^-\)): kelarutannya meningkat dalam suasana asam. Untuk garam dari anion basa kuat (\(\text{Cl}^-\), \(\text{NO}_3^-\), \(\text{SO}_4^{2-}\)), pH tidak berpengaruh signifikan.

✅ Jawaban: E

Soal 8

Sebuah larutan jenuh \(\text{Ag}_2\text{SO}_4\) memiliki \([\text{Ag}^+] = 1,6 \times 10^{-2}\) mol L⁻¹. Berapakah nilai \(K_{sp}(\text{Ag}_2\text{SO}_4)\)?

• A.\(2,56 \times 10^{-4}\)
• B.\(2,05 \times 10^{-6}\)
• C.\(1,28 \times 10^{-5}\)
• D.\(4,10 \times 10^{-6}\)
• E.\(1,6 \times 10^{-2}\)

Pembahasan Soal 8

Disosiasi \(\text{Ag}_2\text{SO}_4\):

\[\text{Ag}_2\text{SO}_4(s) \rightleftharpoons 2\text{Ag}^+(aq) + \text{SO}_4^{2-}(aq)\]

Dari stoikiometri, jika \([\text{Ag}^+] = 1,6 \times 10^{-2}\) mol L⁻¹, maka kelarutan \(s = [\text{Ag}^+]/2\):

\[\begin{aligned} s &= \frac{1,6 \times 10^{-2}}{2} \\&= 8,0 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] [\text{SO}_4^{2-}] &= s = 8,0 \times 10^{-3} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Hitung \(K_{sp}\):

\[\begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Ag}^+]^2[\text{SO}_4^{2-}] \\[6pt] &= (1,6 \times 10^{-2})^2 \times (8,0 \times 10^{-3}) \\[6pt] &= 2,56 \times 10^{-4} \times 8,0 \times 10^{-3} \\[6pt] &= 2,05 \times 10^{-6} \end{aligned}\]

Jebakan umum: opsi A hanya menghitung \([\text{Ag}^+]^2 = 2,56 \times 10^{-4}\) tanpa mengalikan \([\text{SO}_4^{2-}]\). Opsi C salah menetapkan \([\text{SO}_4^{2-}] = [\text{Ag}^+]\) tanpa memperhitungkan stoikiometri 2:1.

✅ Jawaban: B

Soal 9

Pernyataan manakah yang benar tentang hubungan antara \(K_{sp}\) dan suhu untuk senyawa ionik yang umumnya sedikit larut?

• A.\(K_{sp}\) tidak bergantung pada suhu karena kelarutan bersifat konstan untuk suatu zat.
• B.\(K_{sp}\) selalu menurun dengan naiknya suhu karena kelarutan zat padat berkurang saat dipanaskan.
• C.Untuk kebanyakan senyawa ionik, \(K_{sp}\) meningkat dengan naiknya suhu karena proses pelarutan umumnya endotermik, tetapi ada pengecualian untuk senyawa tertentu seperti \(\text{Ce}_2(\text{SO}_4)_3\).
• D.\(K_{sp}\) meningkat dengan suhu hanya untuk garam yang mengandung kation logam alkali.
• E.\(K_{sp}\) bergantung pada konsentrasi larutan, bukan suhu.

Pembahasan Soal 9

\(K_{sp}\) adalah tetapan kesetimbangan termodinamika, sehingga nilainya hanya bergantung pada suhu, bukan pada konsentrasi (menyangkal opsi E) atau sifat kation (menyangkal opsi D).

Untuk proses pelarutan yang bersifat endotermik (\(\Delta H_{sol} > 0\)), menaikkan suhu menggeser kesetimbangan ke kanan (ke arah larutan), sehingga \(K_{sp}\) meningkat. Ini berlaku untuk sebagian besar senyawa ionik, termasuk \(\text{AgCl}\), \(\text{BaSO}_4\), dan \(\text{CaCO}_3\).

Namun ada pengecualian: \(\text{Ce}_2(\text{SO}_4)_3\) dan beberapa garam lain memiliki proses pelarutan eksotermik (\(\Delta H_{sol} < 0\)), sehingga \(K_{sp}\)-nya justru menurun dengan naiknya suhu (kelarutan berkurang saat dipanaskan, seperti terbentuknya kerak \(\text{CaSO}_4\) pada boiler air panas).

Opsi B terlalu mutlak dengan kata "selalu", opsi A salah secara fundamental.

✅ Jawaban: C

Soal 10

Suatu larutan mengandung \(\text{I}^-\) 0,10 mol L⁻¹ dan \(\text{CrO}_4^{2-}\) 0,10 mol L⁻¹. Larutan \(\text{AgNO}_3\) ditambahkan perlahan. Diketahui \(K_{sp}(\text{AgI}) = 8,5 \times 10^{-17}\) dan \(K_{sp}(\text{Ag}_2\text{CrO}_4) = 1,1 \times 10^{-12}\). Manakah pernyataan yang paling tepat menggambarkan urutan pengendapan?

• A.\(\text{AgI}\) mengendap lebih dulu; saat \(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) mulai mengendap, hampir semua \(\text{I}^-\) telah terpisahkan dari larutan.
• B.\(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) mengendap lebih dulu karena nilai \(K_{sp}\)-nya lebih besar dari \(\text{AgI}\).
• C.Keduanya mengendap bersamaan karena konsentrasi awal \(\text{I}^-\) dan \(\text{CrO}_4^{2-}\) sama.
• D.\(\text{AgI}\) mengendap lebih dulu, tetapi sebagian besar \(\text{I}^-\) masih ada dalam larutan saat \(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) mulai mengendap.
• E.Tidak dapat ditentukan karena tipe stoikiometri kedua garam berbeda sehingga \(K_{sp}\) tidak dapat dibandingkan.

Pembahasan Soal 10

Tentukan \([\text{Ag}^+]\) minimum untuk mengendapkan masing-masing anion:

\[\begin{aligned} [\text{Ag}^+]_{\text{min untuk AgI}} &= \frac{K_{sp}(\text{AgI})}{[\text{I}^-]} \\&= \frac{8,5 \times 10^{-17}}{0,10} \\&= 8,5 \times 10^{-16} \text{ mol L}^{-1} \\[8pt] [\text{Ag}^+]_{\text{min untuk Ag}_2\text{CrO}_4} &= \sqrt{\frac{K_{sp}(\text{Ag}_2\text{CrO}_4)}{[\text{CrO}_4^{2-}]}} \\&= \sqrt{\frac{1,1 \times 10^{-12}}{0,10}} \\[6pt] &= \sqrt{1,1 \times 10^{-11}} \\&= 3,3 \times 10^{-6} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

AgI mengendap pada \([\text{Ag}^+]\) yang jauh lebih kecil (\(8,5 \times 10^{-16}\) vs \(3,3 \times 10^{-6}\)), sehingga AgI mengendap lebih dulu. Saat \(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) mulai mengendap (\([\text{Ag}^+] = 3,3 \times 10^{-6}\)), sisa \([\text{I}^-]\) dalam larutan:

\[\begin{aligned} [\text{I}^-] &= \frac{K_{sp}(\text{AgI})}{[\text{Ag}^+]} \\&= \frac{8,5 \times 10^{-17}}{3,3 \times 10^{-6}} \\&= 2,6 \times 10^{-11} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Dari 0,10 mol L⁻¹ awal, hanya tersisa \(2,6 \times 10^{-11}\) mol L⁻¹ artinya 99,9999997% \(\text{I}^-\) telah terendapkan. Ini adalah dasar metode Mohr dalam analisis argentometri, di mana perubahan warna merah bata dari \(\text{Ag}_2\text{CrO}_4\) menandai titik akhir titrasi \(\text{Cl}^-\) atau \(\text{I}^-\).

✅ Jawaban: A

Soal 11

Diketahui K_sp Ag₂CrO₄ = 1,1 × 10⁻¹². Berapakah kelarutan molar Ag₂CrO₄ dalam larutan AgNO₃ 0,01 M?

• A.1,1 × 10⁻⁸ M
• B.2,2 × 10⁻⁸ M
• C.1,1 × 10⁻¹⁰ M
• D.2,2 × 10⁻¹⁰ M
• E.1,05 × 10⁻⁵ M

Pembahasan Soal 11

Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2Ag⁺(aq) + CrO₄^2-(aq). Dalam larutan AgNO₃ 0,01 M, [Ag⁺] awal = 0,01 M. Misal kelarutan = s, maka [CrO₄^2-] = s, dan [Ag⁺] = 0,01 + 2s ≈ 0,01 (karena s sangat kecil).

\[ \begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Ag}^+]^2 [\text{CrO}_4^{2-}] \\ 1,1 \times 10^{-12} &= (0,01)^2 \cdot s \\&= (1 \times 10^{-4}) \cdot s \\ s &= \frac{1,1 \times 10^{-12}}{1 \times 10^{-4}} \\&= 1,1 \times 10^{-8} \ \text{M} \end{aligned} \]

✅ Jawaban: A

Soal 12

Diketahui K_sp CaF₂ = 3,45 × 10⁻¹¹. Berapakah kelarutan molar CaF₂ dalam larutan NaF 0,001 M?

• A.3,45 × 10⁻⁵ M
• B.3,45 × 10⁻⁸ M
• C.3,45 × 10⁻⁶ M
• D.1,73 × 10⁻⁵ M
• E.1,86 × 10⁻⁵ M

Pembahasan Soal 12

CaF₂(s) ⇌ Ca²⁺(aq) + 2F⁻(aq). Dalam larutan NaF 0,001 M, [F⁻] awal = 0,001 M. Misal kelarutan = s, maka [Ca²⁺] = s, dan [F⁻] = 0,001 + 2s ≈ 0,001 (karena s sangat kecil).

\[ \begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Ca}^{2+}][\text{F}^-]^2 \\ 3,45 \times 10^{-11} &= s \cdot (0,001)^2 \\&= s \cdot 10^{-6} \\ s &= \frac{3,45 \times 10^{-11}}{10^{-6}} \\&= 3,45 \times 10^{-5} \ \text{M} \end{aligned} \]

✅ Jawaban: A

Soal 13

Dari data K_sp berikut pada suhu 25°C, manakah senyawa yang paling sukar larut?

• A.AgCl (K_sp = 1,8 × 10⁻¹⁰)
• B.PbS (K_sp = 9,0 × 10⁻²⁹)
• C.CuS (K_sp = 6,0 × 10⁻³⁷)
• D.Ag₂CrO₄ (K_sp = 1,1 × 10⁻¹²)
• E.CaCO₃ (K_sp = 4,8 × 10⁻⁹)

Pembahasan Soal 13

Membandingkan kelarutan (s) tidak cukup dengan melihat K_sp karena stoikiometri berbeda. Harus dihitung s masing-masing:

\[ \begin{aligned} \text{A: } s &= \sqrt{1,8 \times 10^{-10}} \\&= 1,34 \times 10^{-5} \ \text{M} \\ \text{B: } s &= \sqrt{9,0 \times 10^{-29}} \\&= 9,5 \times 10^{-15} \ \text{M} \\ \text{C: } s &= \sqrt{6,0 \times 10^{-37}} \\&= 7,75 \times 10^{-19} \ \text{M} \\ \text{D: } s &= \sqrt[3]{\frac{1,1 \times 10^{-12}}{4}} \\&= \sqrt[3]{2,75 \times 10^{-13}} \\&= 6,5 \times 10^{-5} \ \text{M} \\ \text{E: } s &= \sqrt{4,8 \times 10^{-9}} \\&= 6,93 \times 10^{-5} \ \text{M} \end{aligned} \]

Nilai s terkecil adalah CuS (7,75 × 10⁻¹⁹ M).

✅ Jawaban: C

Soal 14

Jika 100 mL larutan AgNO₃ 0,01 M dicampur dengan 100 mL larutan NaCl 0,01 M, apakah akan terjadi endapan? (K_sp AgCl = 1,8 × 10⁻¹⁰)

• A.Ya, karena Q > K_sp
• B.Tidak, karena Q < K_sp
• C.Ya, karena Q = K_sp
• D.Tidak, karena Q > K_sp
• E.Ya, karena Q < K_sp

Pembahasan Soal 14

Setelah pencampuran, volume total = 200 mL = 0,2 L.
[Ag⁺] = (0,01 M × 0,1 L) / 0,2 L = 0,005 M.
[Cl⁻] = (0,01 M × 0,1 L) / 0,2 L = 0,005 M.
Q = [Ag⁺][Cl⁻] = (0,005)(0,005) = 2,5 × 10⁻⁵.
K_sp = 1,8 × 10⁻¹⁰. Karena Q > K_sp, terjadi endapan.

✅ Jawaban: A

Soal 15

Larutan jenuh Mg(OH)₂ memiliki pH = 10,0 pada 25°C. Berapakah nilai K_sp Mg(OH)₂?

• A.1,0 × 10⁻¹²
• B.5,0 × 10⁻¹²
• C.1,0 × 10⁻¹¹
• D.5,0 × 10⁻¹¹
• E.1,0 × 10⁻¹⁰

Pembahasan Soal 15

pH = 10,0 → pOH = 4,0 → [OH⁻] = 10⁻⁴ M.
Dari Mg(OH)₂ ⇌ Mg²⁺ + 2OH⁻, setiap 1 mol Mg(OH)₂ yang larut menghasilkan 1 mol Mg²⁺ dan 2 mol OH⁻. Dalam larutan jenuh, [OH⁻] = 2s, sehingga s = ½ × 10⁻⁴ = 5 × 10⁻⁵ M. [Mg²⁺] = s = 5 × 10⁻⁵ M.

\[ \begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Mg}^{2+}][\text{OH}^-]^2 \\ &= (5 \times 10^{-5}) \times (10^{-4})^2 \\&= 5 \times 10^{-5} \times 10^{-8} \\&= 5 \times 10^{-13} \end{aligned} \]

Hasil perhitungan 5×10⁻¹³, tetapi tidak ada dalam pilihan. Nilai yang paling mendekati adalah 5×10⁻¹² (opsi B) mengacu pada literatur K_sp Mg(OH)₂ sekitar 5,6×10⁻¹².

✅ Jawaban: B

Soal 16

Ke dalam larutan yang mengandung ion Ca²⁺ 0,001 M dan ion Ba²⁺ 0,001 M ditambahkan larutan Na₂SO₄ tetes demi tetes. Manakah yang mengendap lebih dulu? (K_sp CaSO₄ = 4,9×10⁻⁵, K_sp BaSO₄ = 1,1×10⁻¹⁰)

• A.CaSO₄, karena K_sp lebih besar
• B.BaSO₄, karena K_sp lebih kecil
• C.Keduanya mengendap bersamaan
• D.Tidak ada yang mengendap
• E.Tergantung konsentrasi SO₄^2- yang ditambahkan

Pembahasan Soal 16

K_sp yang lebih kecil berarti kelarutan lebih kecil, sehingga BaSO₄ akan mencapai Q = K_sp pada konsentrasi SO₄^2- yang lebih rendah. Konsentrasi SO₄^2- yang diperlukan untuk mengendapkan BaSO₄:

\[\begin{aligned} [\text{SO}_4^{2-}] &= \frac{K_{sp}}{[\text{Ba}^{2+}]} \\&= \frac{1,1 \times 10^{-10}}{0,001} \\&= 1,1 \times 10^{-7} \ \text{M} \end{aligned}\]

Untuk CaSO₄:

\[\begin{aligned} [\text{SO}_4^{2-}] &= \frac{4,9 \times 10^{-5}}{0,001} \\&= 4,9 \times 10^{-2} \ \text{M} \end{aligned}\]

Jauh lebih besar. Jadi BaSO₄ mengendap lebih dulu.

✅ Jawaban: B

Soal 17

Berapa kelarutan AgBr (K_sp = 5,0×10⁻¹³) dalam larutan NaBr 0,01 M?

• A.5,0×10⁻¹¹ M
• B.7,1×10⁻⁷ M
• C.2,2×10⁻⁶ M
• D.5,0×10⁻⁸ M
• E.5,0×10⁻⁶ M

Pembahasan Soal 17

AgBr(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Br⁻(aq). Dalam larutan NaBr 0,01 M, [Br⁻] awal = 0,01 M. Misal kelarutan AgBr dalam larutan ini = s, maka [Ag⁺] = s, [Br⁻] = 0,01 + s ≈ 0,01 (karena s sangat kecil).

\[ \begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Ag}^+][\text{Br}^-] \\&= s \times 0,01 \\ s &= \frac{5,0 \times 10^{-13}}{0,01} \\&= 5,0 \times 10^{-11} \ \text{M} \end{aligned} \]

✅ Jawaban: A

Soal 18

Larutan jenuh Mg(OH)₂ memiliki pH = 10,0 pada suhu 25°C. Berapakah nilai K_sp Mg(OH)₂?

• A.5,0×10⁻¹³
• B.1,0×10⁻¹²
• C.1,0×10⁻¹⁰
• D.5,0×10⁻¹⁰
• E.5,0×10⁻¹¹

Pembahasan Soal 18

pH = 10 → pOH = 4 → [OH⁻] = 10⁻⁴ M. Dari Mg(OH)₂ ⇌ Mg²⁺ + 2OH⁻, setiap 1 mol Mg(OH)₂ menghasilkan 2 mol OH⁻, maka [Mg²⁺] = ½[OH⁻] = 5×10⁻⁵ M.

\[ \begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Mg}^{2+}][\text{OH}^-]^2 \\ &= (5\times10^{-5}) \times (10^{-4})^2 \\&= 5\times10^{-5} \times 10^{-8} \\&= 5\times10^{-13} \end{aligned} \]

✅ Jawaban: A

-

dari 10 soal dijawab benar

Bagian B - Soal Terstruktur

Soal Terstruktur 1

Kalsium fosfat, \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\), adalah komponen utama mineral tulang dan bersifat sangat sedikit larut dalam air. \(K_{sp}(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) = 2,1 \times 10^{-33}\) pada 25 °C.

(a) 2 poin

Tuliskan persamaan kesetimbangan kelarutan \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) dan rumus \(K_{sp}\)-nya.

Pembahasan (a)

\[\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2(s) \rightleftharpoons 3\text{Ca}^{2+}(aq) + 2\text{PO}_4^{3-}(aq)\] \[K_{sp} = [\text{Ca}^{2+}]^3[\text{PO}_4^{3-}]^2\]

Perhatikan: tidak ada zat padat dalam rumus \(K_{sp}\) karena aktivitas padatan murni = 1. Eksponen harus sesuai dengan koefisien stoikiometri: pangkat 3 untuk \(\text{Ca}^{2+}\) dan pangkat 2 untuk \(\text{PO}_4^{3-}\).

(b) 3 poin

Hitung kelarutan molar \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) dalam air murni. Tunjukkan seluruh langkah derivasi hubungan antara \(s\) dan \(K_{sp}\).

Pembahasan (b)

Misalkan kelarutan = \(s\) mol L⁻¹. Dari stoikiometri disosiasi:

\[\begin{aligned} [\text{Ca}^{2+}] &= 3s \\ [\text{PO}_4^{3-}] &= 2s \end{aligned}\]

Substitusi ke rumus \(K_{sp}\):

\[\begin{aligned} K_{sp} &= (3s)^3(2s)^2 \\[6pt] &= 27s^3 \times 4s^2 \\[6pt] &= 108s^5 \end{aligned}\]

Selesaikan untuk \(s\):

\[\begin{aligned} s^5 &= \frac{K_{sp}}{108} = \frac{2,1 \times 10^{-33}}{108} \\&= 1,944 \times 10^{-35} \\[8pt] s &= (1,944 \times 10^{-35})^{1/5} \end{aligned}\]

Hitung dengan menguraikan eksponen:

\[\begin{aligned} s &= (1,944)^{0,2} \times (10^{-35})^{0,2} \\[6pt] &= (1,944)^{0,2} \times 10^{-7} \\[6pt] &\approx 1,142 \times 10^{-7} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Kelarutan \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \approx 1,1 \times 10^{-7}\) mol L⁻¹, sangat kecil, konsisten dengan fakta bahwa tulang sangat stabil secara kimia dalam cairan tubuh.

(c) 2 poin

Prediksi dan jelaskan bagaimana kelarutan \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) berubah dalam larutan \(\text{CaCl}_2\) 0,050 mol L⁻¹. Tidak perlu menghitung nilai numeriknya.

Pembahasan (c)

Larutan \(\text{CaCl}_2\) 0,050 mol L⁻¹ menghasilkan \([\text{Ca}^{2+}] = 0,050\) mol L⁻¹ sebelum \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) larut. Ion \(\text{Ca}^{2+}\) ini adalah ion sejenis dengan salah satu produk disosiasi \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\).

Berdasarkan prinsip Le Chatelier, kehadiran \(\text{Ca}^{2+}\) dari \(\text{CaCl}_2\) akan menekan kelarutan \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\). Kesetimbangan bergeser ke kiri (ke arah padatan), sehingga lebih sedikit \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) yang larut dibandingkan dalam air murni. Nilai \(K_{sp}\) tetap konstan pada suhu yang sama, tetapi \(s\) menjadi jauh lebih kecil karena \([\text{Ca}^{2+}]\) total dalam \(K_{sp}\) sudah besar akibat kontribusi \(\text{CaCl}_2\).

Secara kualitatif: dalam larutan \(\text{CaCl}_2\), konsentrasi \(\text{Ca}^{2+}\) awal \((0,050)\) sudah jauh melebihi \(3s \approx 3 \times 10^{-7}\) mol L⁻¹ dari air murni, sehingga \(s\) baru harus sangat kecil agar produk \([\text{Ca}^{2+}]^3[\text{PO}_4^{3-}]^2\) tetap sama dengan \(K_{sp}\).

(d) 2 poin

Jelaskan mengapa kelarutan \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) meningkat secara signifikan dalam larutan asam klorida encer, dan tuliskan persamaan reaksi yang relevan.

Pembahasan (d)

Ion \(\text{PO}_4^{3-}\) adalah basa konjugat dari asam lemah \(\text{HPO}_4^{2-}\) (\(pK_{a3} = 12,4\)), sehingga dalam suasana asam, ion \(\text{H}^+\) bereaksi dengan \(\text{PO}_4^{3-}\) secara bertahap:

\[\text{PO}_4^{3-} + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{HPO}_4^{2-}\] \[\text{HPO}_4^{2-} + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{PO}_4^-\] \[\text{H}_2\text{PO}_4^- + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{H}_3\text{PO}_4\]

Reaksi antara \(\text{PO}_4^{3-}\) dengan \(\text{H}^+\) menurunkan \([\text{PO}_4^{3-}]\) dalam larutan. Berdasarkan prinsip Le Chatelier, ini menggeser kesetimbangan kelarutan ke kanan:

\[\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 \rightarrow 3\text{Ca}^{2+} + 2\text{PO}_4^{3-} \xrightarrow{+\text{H}^+} \text{produk asam fosfat}\]

Lebih banyak \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\) larut untuk menggantikan \(\text{PO}_4^{3-}\) yang bereaksi. Ini menjelaskan mengapa tulang dapat terurai dalam lingkungan asam dan mengapa asam lambung berlebih dapat melarutkan mineral tulang secara perlahan.

Soal Terstruktur 2

Suatu larutan mengandung campuran ion \(\text{Cl}^-\), \(\text{Br}^-\), dan \(\text{I}^-\) masing-masing berkonsentrasi 0,10 mol L⁻¹. Larutan \(\text{AgNO}_3\) ditambahkan perlahan ke dalam campuran ini. Diketahui: \(K_{sp}(\text{AgCl}) = 1,8 \times 10^{-10}\), \(K_{sp}(\text{AgBr}) = 5,4 \times 10^{-13}\), \(K_{sp}(\text{AgI}) = 8,5 \times 10^{-17}\).

(a) 2 poin

Tentukan urutan pengendapan ketiga ion halida tersebut saat \(\text{AgNO}_3\) ditambahkan, dan hitung \([\text{Ag}^+]\) minimum untuk mengendapkan masing-masing ion.

Pembahasan (a)

\([\text{Ag}^+]\) minimum untuk mulai mengendapkan setiap ion (saat \(Q = K_{sp}\)):

\[\begin{aligned} [\text{Ag}^+]_{\text{min, I}^-} &= \frac{K_{sp}(\text{AgI})}{[\text{I}^-]} \\&= \frac{8,5 \times 10^{-17}}{0,10} \\&= 8,5 \times 10^{-16} \text{ mol L}^{-1} \\[8pt] [\text{Ag}^+]_{\text{min, Br}^-} &= \frac{K_{sp}(\text{AgBr})}{[\text{Br}^-]} \\&= \frac{5,4 \times 10^{-13}}{0,10} \\&= 5,4 \times 10^{-12} \text{ mol L}^{-1} \\[8pt] [\text{Ag}^+]_{\text{min, Cl}^-} &= \frac{K_{sp}(\text{AgCl})}{[\text{Cl}^-]} \\&= \frac{1,8 \times 10^{-10}}{0,10} \\&= 1,8 \times 10^{-9} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Urutan pengendapan: \(\text{I}^-\) pertama, kemudian \(\text{Br}^-\), terakhir \(\text{Cl}^-\). Ion yang memerlukan \([\text{Ag}^+]\) paling kecil akan mengendap paling dulu.

(b) 3 poin

Hitung konsentrasi \(\text{I}^-\) dan \(\text{Br}^-\) yang tersisa dalam larutan tepat saat \(\text{Cl}^-\) mulai mengendap. Evaluasi apakah pemisahan ketiga ion ini secara kuantitatif dapat dicapai.

Pembahasan (b)

\(\text{Cl}^-\) mulai mengendap saat \([\text{Ag}^+] = 1,8 \times 10^{-9}\) mol L⁻¹. Pada konsentrasi ini:

\[\begin{aligned} [\text{I}^-]_{\text{sisa}} &= \frac{K_{sp}(\text{AgI})}{[\text{Ag}^+]} \\&= \frac{8,5 \times 10^{-17}}{1,8 \times 10^{-9}} \\&= 4,7 \times 10^{-8} \text{ mol L}^{-1} \\[8pt] [\text{Br}^-]_{\text{sisa}} &= \frac{K_{sp}(\text{AgBr})}{[\text{Ag}^+]} \\&= \frac{5,4 \times 10^{-13}}{1,8 \times 10^{-9}} \\&= 3,0 \times 10^{-4} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Evaluasi pemisahan:

• \(\text{I}^-\): dari 0,10 mol L⁻¹, tersisa \(4,7 \times 10^{-8}\) mol L⁻¹ artinya 99,99995% telah terendapkan. Pemisahan \(\text{I}^-\) sangat kuantitatif.
• \(\text{Br}^-\): dari 0,10 mol L⁻¹, tersisa \(3,0 \times 10^{-4}\) mol L⁻¹ artinya masih 0,30% belum terendapkan. Pemisahan \(\text{Br}^-\) dari \(\text{Cl}^-\) tidak sempurna namun masih cukup baik untuk keperluan analitis tertentu.

Kesimpulan: pemisahan \(\text{I}^-\) dari \(\text{Br}^-\) dan \(\text{Cl}^-\) hampir sempurna. Pemisahan \(\text{Br}^-\) dari \(\text{Cl}^-\) kurang sempurna karena perbedaan \(K_{sp}\) keduanya tidak cukup besar (hanya berbeda sekitar 333 kali, bukan ribuan kali seperti \(\text{AgI}\) vs \(\text{AgBr}\)).

(c) 2 poin

Endapan \(\text{AgI}\) berwarna kuning, \(\text{AgBr}\) kuning pucat, dan \(\text{AgCl}\) putih. Jelaskan secara singkat bagaimana informasi warna ini dapat digunakan secara praktis dalam uji identifikasi ion halida di laboratorium.

Pembahasan (c)

Dalam uji halida standar, larutan yang diduga mengandung ion halida diasamkan dengan \(\text{HNO}_3\) encer (untuk menghilangkan ion pengganggu seperti \(\text{CO}_3^{2-}\) dan \(\text{SO}_3^{2-}\) yang juga mengendap dengan \(\text{Ag}^+\)), lalu ditambah \(\text{AgNO}_3\):

• Endapan putih yang larut dalam \(\text{NH}_3\) encer: mengindikasikan \(\text{Cl}^-\)
• Endapan kuning pucat yang larut dalam \(\text{NH}_3\) pekat: mengindikasikan \(\text{Br}^-\)
• Endapan kuning yang tidak larut dalam \(\text{NH}_3\) pekat sekalipun: mengindikasikan \(\text{I}^-\)

Kelarutan endapan dalam \(\text{NH}_3\) berkaitan dengan pembentukan kompleks \([\text{Ag}(\text{NH}_3)_2]^+\): semakin kecil \(K_{sp}\), semakin stabil endapan dan semakin sulit larut dalam \(\text{NH}_3\). Perbedaan kelarutan dalam \(\text{NH}_3\) inilah yang membedakan ketiga halida secara praktis di laboratorium, bukan sekadar warna yang kadang mirip.

Soal Terstruktur 3

Magnesium hidroksida, \(\text{Mg(OH)}_2\), digunakan sebagai antasida (obat maag) karena kemampuannya menetralkan asam lambung. \(K_{sp}(\text{Mg(OH)}_2) = 5,6 \times 10^{-12}\) pada 25 °C.

(a) 2 poin

Hitung kelarutan molar \(\text{Mg(OH)}_2\) dalam air murni dan tentukan pH larutan jenuhnya.

Pembahasan (a)

\[\text{Mg(OH)}_{2(s)} \rightleftharpoons \text{Mg}^{2+}_{(aq)} + 2\text{OH}^-_{(aq)}\]

Dengan kelarutan = \(s\):

\[\begin{aligned} [\text{Mg}^{2+}] &= s, \quad [\text{OH}^-] = 2s \\[6pt] K_{sp} &= s(2s)^2 \\&= 4s^3 \\&= 5,6 \times 10^{-12} \\[10pt] s^3 &= \frac{5,6 \times 10^{-12}}{4} = 1,4 \times 10^{-12} \\[6pt] s &= (1,4 \times 10^{-12})^{1/3} \\[6pt] &= (1,4)^{1/3} \times 10^{-4} \\[6pt] &\approx 1,119 \times 10^{-4} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

pH larutan jenuh:

\[\begin{aligned} [\text{OH}^-] &= 2s = 2 \times 1,119 \times 10^{-4} \\&= 2,238 \times 10^{-4} \text{ mol L}^{-1} \\[6pt] \text{pOH} &= -\log(2,238 \times 10^{-4}) \\ &= 4 - \log 2,238 \\ &= 4 - 0,350 \\&= 3,650 \\[6pt] \text{pH} &= 14,00 - 3,650 \\&= \mathbf{10,35} \end{aligned}\]

Kelarutan \(\approx 1,1 \times 10^{-4}\) mol L⁻¹ dan pH larutan jenuh = 10,35.

(b) 3 poin

Larutan \(\text{NaOH}\) 0,010 mol L⁻¹ ditambahkan ke dalam suspensi \(\text{Mg(OH)}_2\). Hitung kelarutan molar \(\text{Mg(OH)}_2\) dalam larutan ini dan bandingkan dengan kelarutan dalam air murni.

Pembahasan (b)

NaOH menyumbang \([\text{OH}^-] = 0,010\) mol L⁻¹ sebelum \(\text{Mg(OH)}_2\) larut. Misalkan kelarutan dalam larutan ini = \(s'\):

\[\begin{aligned} [\text{Mg}^{2+}] &= s' \\ [\text{OH}^-] &= 0,010 + 2s' \\&\approx 0,010 \text{ mol L}^{-1} \quad (s' \ll 0,005) \end{aligned}\] \[\begin{aligned} K_{sp} &= s' \times (0,010)^2 \\ 5,6 \times 10^{-12} &= s' \times 1,0 \times 10^{-4} \\ s' &= \frac{5,6 \times 10^{-12}}{1,0 \times 10^{-4}} \\&= 5,6 \times 10^{-8} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Validasi aproksimasi: \(2s' = 1,12 \times 10^{-7} \ll 0,010\), valid.

Perbandingan:

\[\begin{aligned} s_{\text{air murni}} &= 1,1 \times 10^{-4} \text{ mol L}^{-1} \\ s_{\text{NaOH 0,010}} &= 5,6 \times 10^{-8} \text{ mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Kelarutan berkurang sekitar \(\dfrac{1,1 \times 10^{-4}}{5,6 \times 10^{-8}} \approx 2000\) kali lipat. Efek ion sejenis \(\text{OH}^-\) dari NaOH sangat signifikan menekan kelarutan \(\text{Mg(OH)}_2\). Prinsip ini digunakan dalam pengolahan air keras: penambahan \(\text{Ca(OH)}_2\) atau \(\text{NaOH}\) mengendapkan ion \(\text{Mg}^{2+}\) secara efektif.

(c) 2 poin

Sebagai antasida, \(\text{Mg(OH)}_2\) menetralkan asam lambung (\(\text{HCl}\), pH sekitar 1,5 hingga 2,5). Tuliskan persamaan reaksi antara \(\text{Mg(OH)}_2\) dengan \(\text{HCl}\) dan jelaskan mengapa penambahan asam meningkatkan kelarutan \(\text{Mg(OH)}_2\) menggunakan prinsip kesetimbangan.

Pembahasan (c)

Persamaan reaksi netralisasi:

\[\text{Mg(OH)}_{2(s)} + 2\text{HCl}_{(aq)} \rightarrow \text{MgCl}_{2(aq)} + 2\text{H}_2\text{O}_{(l)}\]

Atau dalam bentuk ion bersih:

\[\text{Mg(OH)}_{2(s)} + 2\text{H}^+_{(aq)} \rightarrow \text{Mg}^{2+}_{(aq)} + 2\text{H}_2\text{O}_{(l)}\]

Penjelasan berdasarkan prinsip kesetimbangan:

Kehadiran \(\text{H}^+\) dari HCl bereaksi dengan \(\text{OH}^-\) membentuk air:

\[\text{H}^+ + \text{OH}^- \rightarrow \text{H}_2\text{O}\\ \quad (K \approx \frac{1}{K_w} = 10^{14}, \text{ hampir irreversibel})\]

Reaksi H⁺ dengan \(\text{OH}^-\) ini menurunkan \([\text{OH}^-]\) secara drastis.
Berdasarkan prinsip Le Chatelier, kesetimbangan kelarutan:

\[\text{Mg(OH)}_2 \rightleftharpoons \text{Mg}^{2+} + 2\text{OH}^-\]

bergeser ke kanan untuk menggantikan \(\text{OH}^-\) yang bereaks, sehingga lebih banyak \(\text{Mg(OH)}_2\) larut.
Proses ini berlanjut hingga semua \(\text{H}^+\) bereaksi atau semua \(\text{Mg(OH)}_2\) habis larut.
Inilah mekanisme kerja antasida: \(\text{Mg(OH)}_2\) "dilarutkan" oleh asam lambung sambil sekaligus menetralkannya.

(d) 2 poin

Seorang pasien meminum suspensi \(\text{Mg(OH)}_2\) yang mengandung 0,50 g \(\text{Mg(OH)}_2\). Hitung volume asam lambung dengan \([\text{HCl}] = 0,10\) mol L⁻¹ yang dapat dinetralkan. (Mr \(\text{Mg(OH)}_2 = 58,3\))

Pembahasan (d)

\[\begin{aligned} n(\text{Mg(OH)}_2) &= \frac{0,50}{58,3} \\&= 8,58 \times 10^{-3} \text{ mol} \\[8pt] n(\text{HCl}) &= 2 \times n(\text{Mg(OH)}_2) \\ &= 2 \times 8,58 \times 10^{-3} \\ &= 1,716 \times 10^{-2} \text{ mol} \\[8pt] V(\text{HCl}) &= \frac{n}{c} \\&= \frac{1,716 \times 10^{-2}}{0,10} \\[6pt] &= 0,172 \text{ L} \\&= \mathbf{172 \text{ cm}^3} \end{aligned}\]

Dosis 0,50 g \(\text{Mg(OH)}_2\) dapat menetralkan sekitar 172 mL asam lambung 0,10 mol L⁻¹. Volume lambung rata-rata saat kosong sekitar 75 mL dan saat penuh 1000 mL, sehingga dosis ini cukup untuk menetralkan asam berlebih secara efektif.

Soal Terstruktur 4

Diketahui K_sp PbCrO₄ = 2,8 × 10⁻¹³ pada 25°C. (M_r PbCrO₄ = 323)

(a) 2 poin

Hitung kelarutan PbCrO₄ dalam air murni (dalam mol L⁻¹ dan g L⁻¹).

Pembahasan (a)

PbCrO₄(s) ⇌ Pb²⁺(aq) + CrO₄^2-(aq). Kelarutan s = [Pb²⁺] = [CrO₄^2-].

\[\begin{aligned} K_{sp} &= s^2 \\ s &= \sqrt{K_{sp}} \\&= \sqrt{2,8 \times 10^{-13}} \\&= \sqrt{28 \times 10^{-14}} \\&= 5,29 \times 10^{-7}\ \text{mol L}^{-1} \end{aligned}\]

Dalam g L⁻¹:
\(\begin{aligned}& =5,29 \times 10^{-7}\ \text{mol L}^{-1}\times massa~molar~PbCrO4\\& = 5,29 \times 10^{-7}\ \text{mol L}^{-1} \times 323~g/mol\\&= 1,71 \times 10^{-4}\ \text{g L}^{-1}\end{aligned}\).

(b) 2 poin

Hitung kelarutan PbCrO₄ dalam larutan K₂CrO₄ 0,01 M.

Pembahasan (b)

Dalam K₂CrO₄ 0,01 M, [CrO₄^2-] ≈ 0,01 M (dari garam). Misal kelarutan = s, maka [Pb²⁺] = s, [CrO₄^2-] = 0,01 + s ≈ 0,01.

\[\begin{aligned} K_{sp} &= s \times 0,01 \\ s &= \frac{2,8 \times 10^{-13}}{0,01} \\&= 2,8 \times 10^{-11}\ \text{mol L}^{-1} \end{aligned}\]

(c) 2 poin

Jelaskan mengapa kelarutan PbCrO₄ berkurang dengan adanya ion senama.

Pembahasan (c)

Adanya ion senama (CrO₄^2-) menggeser kesetimbangan ke kiri (prinsip Le Chatelier), sehingga lebih sedikit PbCrO₄ yang dapat larut.

Soal Terstruktur 5

Sebanyak 50 mL larutan CaCl₂ 0,02 M dicampur dengan 50 mL larutan Na₂C₂O₄ 0,01 M. K_sp CaC₂O₄ = 2,3 × 10⁻⁹.

(a) 2 poin

Hitung konsentrasi Ca²⁺ dan C₂O₄^2- setelah pencampuran sebelum terjadi reaksi.

Pembahasan (a)

Volume total = 100 mL = 0,1 L.

\[\begin{aligned} [\text{Ca}^{2+}] &= \frac{0,05\ \text{L} \times 0,02\ \text{M}}{0,1\ \text{L}} \\&= 0,01\ \text{M} \\[10pt] [\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] &= \frac{0,05\ \text{L} \times 0,01\ \text{M}}{0,1\ \text{L}} \\&= 0,005\ \text{M} \end{aligned}\]

(b) 2 poin

Tentukan apakah terjadi endapan CaC₂O₄.

Pembahasan (b)

\[\begin{aligned} Q &= [\text{Ca}^{2+}][\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] \\&= (0,01)(0,005) \\&= 5,0 \times 10^{-5} \\ K_{sp} &= 2,3 \times 10^{-9} \end{aligned}\]

Karena \(Q > K_{sp}\), maka terjadi endapan CaC₂O₄.

(c) 2 poin

Jika terbentuk endapan, hitung konsentrasi ion Ca²⁺ yang tersisa dalam larutan setelah kesetimbangan tercapai. (Anggap volume total 100 mL)

Pembahasan (c)

Reaksi pengendapan: Ca²⁺ + C₂O₄^2- → CaC₂O₄(s).
Mol awal dalam 0,1 L: Ca²⁺ = 0,001 mol; C₂O₄^2- = 0,0005 mol.
Ion oksalat adalah pereaksi pembatas.

Setelah pengendapan sempurna, Ca²⁺ tersisa = 0,001 - 0,0005 = 0,0005 mol dalam 0,1 L
→ [Ca²⁺] sisa = 0,005 M (belum termasuk efek K_sp).

Karena masih ada endapan, kesetimbangan tercapai dengan
[Ca²⁺][C₂O₄^2-] = K_sp. Misal x = kelarutan tambahan, maka:

\[\begin{aligned} [\text{Ca}^{2+}] &= 0,005 + x, \quad [\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] = x \\ (0,005 + x)(x) &= 2,3 \times 10^{-9} \end{aligned}\]

Karena \(x \ll 0,005\), maka \(0,005\,x \approx 2,3 \times 10^{-9}\) → \(x = 4,6 \times 10^{-7}\) M.

Jadi [Ca²⁺] akhir ≈ 0,005 + 4,6×10⁻⁷ ≈ 0,005 M = 5,0 × 10⁻³ M.

Soal Terstruktur 6

Suatu larutan mengandung ion Ag⁺, Pb²⁺, dan Ba²⁺ masing-masing dengan konsentrasi 0,01 M. Ke dalam larutan ditambahkan larutan K₂CrO₄ tetes demi tetes.
Data K_sp: Ag₂CrO₄ = 1,1 × 10⁻¹², PbCrO₄ = 2,8 × 10⁻¹³, BaCrO₄ = 1,2 × 10⁻¹⁰.

(a) 2 poin

Hitung konsentrasi CrO₄^2- yang diperlukan untuk mulai mengendapkan masing-masing senyawa.

Pembahasan (a)

Untuk Ag₂CrO₄: K_sp = [Ag⁺]²[CrO₄^2-].

\[\begin{aligned}[\text{CrO}_4^{2-}] &= \frac{K_{sp}}{[\text{Ag}^+]^2} \\&= \frac{1,1 \times 10^{-12}}{(0,01)^2} \\&= \frac{1,1 \times 10^{-12}}{10^{-4}} \\&= 1,1 \times 10^{-8}\ \text{M}\end{aligned}\]

Untuk PbCrO₄:

\[\begin{aligned}[\text{CrO}_4^{2-}] &= \frac{K_{sp}}{[\text{Pb}^{2+}]} \\&= \frac{2,8 \times 10^{-13}}{0,01} \\&= 2,8 \times 10^{-11}\ \text{M}\end{aligned}\]

Untuk BaCrO₄:

\[\begin{aligned}[\text{CrO}_4^{2-}] &= \frac{K_{sp}}{[\text{Ba}^{2+}]} \\&= \frac{1,2 \times 10^{-10}}{0,01} \\&= 1,2 \times 10^{-8}\ \text{M}\end{aligned}\]

(b) 2 poin

Tentukan urutan pengendapan (mana yang mengendap lebih dulu).

Pembahasan (b)

Semakin kecil konsentrasi CrO₄^2- yang dibutuhkan untuk memulai pengendapan, semakin dulu mengendap.

Urutan nilai [CrO₄^2-] awal:
PbCrO₄ (2,8×10⁻¹¹) < Ag₂CrO₄ (1,1×10⁻⁸) < BaCrO₄ (1,2×10⁻⁸).

Jadi urutan pengendapan:
Pb²⁺ → Ag⁺ → Ba²⁺.

(c) 2 poin

Jika penambahan K₂CrO₄ dilakukan sampai konsentrasi CrO₄^2- mencapai 1,0 × 10⁻⁶ M, apakah semua ion sudah mengendap sempurna? Jelaskan.

Pembahasan (c)

Pada [CrO₄^2-] = 1,0 × 10⁻⁶ M, bandingkan Q dengan K_sp masing-masing:

• Pb²⁺: Q = [Pb²⁺][CrO₄^2-] = (0,01)(10⁻⁶) = 10⁻⁸ >> K_sp (2,8×10⁻¹³) → Pb²⁺ sudah mengendap sempurna.
• Ag⁺: Q = [Ag⁺]²[CrO₄^2-] = (0,01)² × 10⁻⁶ = 10⁻¹⁰. K_sp = 1,1×10⁻¹², Q > K_sp → Ag⁺ juga sudah mengendap.
• Ba²⁺: Q = (0,01)(10⁻⁶) = 10⁻⁸, K_sp = 1,2×10⁻¹⁰, Q > K_sp → Ba²⁺ juga sudah mulai mengendap.

Pada konsentrasi CrO₄^2- = 1,0 × 10⁻⁶ M, ketiga ion sudah mengendap.