Pembahasan Soal Topik G (Kelarutan) - OSN Kimia Tingkat Kab/Kota Tahun 2026

Berikut pembahasan soal-soal OSN Kimia tingkat kabupaten/kota tahun 2026. Pada postingan ini disajikan khusus soal Topik G (Kelarutan). Soal tentang bahasan ini berjumlah 5 item soal.

Bahasan Soal OSN Kab/Kota 2025 bidang kimia topik lainnya dapat dibaca pada tautan berikut (tautan menyusul):

• Topik A: Struktur Anorganik
• Topik B: Kinetika
• Topik C: Kimia Organik
• Topik D: Asam-Basa
• Topik F: Dasar-Dasar Spektroskopi
• Topik G: Kelarutan
• Topik H: Sifat Koligatif Larutan
• Topik I: Termodinamika
• Topik J: Elektrokimia

Topik G – Kelarutan (15 poin)

Topik G - Soal 1 (3 poin)

Narasi berikut digunakan pada Topik G soal 1-2.

Padatan oksalat dari logam kalsium dan perak merupakan garam yang sukar larut dalam air. Pada kondisi temperatur ruang, K_sp CaC₂O₄ = 2,3 × 10⁻⁹ dan K_sp Ag₂C₂O₄ = 3,5 × 10⁻¹¹. Kelarutan kedua padatan oksalat tersebut bergantung pada pH larutan karena ion oksalat dapat mengalami protonasi.

K_a1 dan K_a2 untuk H₂C₂O₄ adalah 5,6 × 10⁻² dan 5,4 × 10⁻⁵.

Rasio kelarutan CaC₂O₄ terhadap Ag₂C₂O₄ dalam air murni adalah .....

1. 0,015
2. 0,030
3. 0,23
4. 0,46
5. 1,5

Pembahasan Soal G-1

Langkah-langkah:

1. Tulis Persamaan Kesetimbangan Kelarutan

Ketika garam sukar larut dimasukkan ke dalam air, sebagian kecilnya akan terlarut dan terionisasi. Persamaannya:

CaC₂O₄ (garam tipe AB, menghasilkan 1 kation dan 1 anion)

$$\text{CaC}_2\text{O}_4(s) \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+}(aq) + \text{C}_2\text{O}_4^{2-}(aq)$$

Misalkan kelarutan CaC₂O₄ = \(s_1\) mol/L, maka:

• \([\text{Ca}^{2+}] = s_1\)
• \([\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] = s_1\)

Rumus \(K_{sp}\):

$$K_{sp} = [\text{Ca}^{2+}][\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] = s_1 \times s_1 = s_1^2$$

---

Ag₂C₂O₄ (garam tipe A₂B, menghasilkan 2 kation dan 1 anion)

$$\text{Ag}_2\text{C}_2\text{O}_4(s) \rightleftharpoons 2\,\text{Ag}^{+}(aq) + \text{C}_2\text{O}_4^{2-}(aq)$$

Misalkan kelarutan Ag₂C₂O₄ = \(s_2\) mol/L, maka:

• \([\text{Ag}^{+}] = 2s_2\)   (1 mol Ag₂C₂O₄ menghasilkan 2 mol Ag⁺)
• \([\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] = s_2\)

Rumus \(K_{sp}\):

$$K_{sp} = [\text{Ag}^{+}]^2[\text{C}_2\text{O}_4^{2-}] = (2s_2)^2 \times s_2 = 4s_2^3$$

---

2. Hitung Kelarutan Masing-Masing

Kelarutan CaC₂O₄:

$$\begin{aligned} s_1^2 &= K_{sp} \\[8pt] &= 2{,}3 \times 10^{-9} \\[8pt] s_1 &= \sqrt{2{,}3 \times 10^{-9}} \\[8pt] &= \sqrt{23 \times 10^{-10}} \\[8pt] &= \sqrt{23} \times 10^{-5} \\[8pt] &\approx 4{,}80 \times 10^{-5} \text{ mol/L} \end{aligned}$$

Kelarutan Ag₂C₂O₄:

$$\begin{aligned} 4s_2^3 &= K_{sp} \\[8pt] &= 3{,}5 \times 10^{-11} \\[8pt] s_2^3 &= \frac{3{,}5 \times 10^{-11}}{4} \\[8pt] &= 0{,}875 \times 10^{-11} \\[8pt] &= 8{,}75 \times 10^{-12} \\[8pt] s_2 &= \sqrt[3]{8{,}75 \times 10^{-12}} \\[8pt] &= \sqrt[3]{8{,}75} \times \sqrt[3]{10^{-12}} \\[8pt] &\approx 2{,}06 \times 10^{-4} \text{ mol/L} \end{aligned}$$

---

3. Hitung Rasio Kelarutan

$$\begin{aligned} \text{Rasio} &= \frac{s_1}{s_2} \\[8pt] &= \frac{4{,}80 \times 10^{-5}}{2{,}06 \times 10^{-4}} \\[8pt] &= \frac{4{,}80}{2{,}06} \times 10^{-5-(-4)} \\[8pt] &= 2{,}33 \times 10^{-1} \\[8pt] &\approx 0{,}23 \end{aligned}$$

---

Kesimpulan

Jawaban C. 0,23

Rasio kelarutan CaC₂O₄ terhadap Ag₂C₂O₄ dalam air murni adalah:

$$\frac{s_{\text{CaC}_2\text{O}_4}}{s_{\text{Ag}_2\text{C}_2\text{O}_4}} \approx 0{,}23 \quad \text{(atau sekitar } 1 : 4{,}3\text{)}$$

Artinya, CaC₂O₄ lebih sukar larut dibanding Ag₂C₂O₄ dalam air murni, walaupun nilai K_sp CaC₂O₄ lebih besar. Hal ini terjadi karena stoikiometri ionisasi Ag₂C₂O₄ (menghasilkan 3 ion per satuan rumus) membuat hubungan antara K_sp dan kelarutan berbeda dibandingkan garam 1:1.

---

Poin Penting untuk Diingat

• Jangan langsung membandingkan K_sp untuk menentukan kelarutan jika tipe garamnya berbeda.
• Untuk garam tipe AB: \(K_{sp} = s^2\), sehingga \(s = \sqrt{K_{sp}}\)
• Untuk garam tipe A₂B: \(K_{sp} = 4s^3\), sehingga \(s = \sqrt[3]{\dfrac{K_{sp}}{4}}\)
• Selalu perhatikan koefisien ionisasi sebelum menentukan rumus K_sp.

---

Topik G - Soal 2 (5 poin)

Padatan oksalat dari logam kalsium dan perak merupakan garam yang sukar larut dalam air. Pada kondisi temperatur ruang, K_sp CaC₂O₄ = 2,3 × 10⁻⁹ dan K_sp Ag₂C₂O₄ = 3,5 × 10⁻¹¹. Kelarutan kedua padatan oksalat tersebut bergantung pada pH larutan karena ion oksalat dapat mengalami protonasi.

K_a1 dan K_a2 untuk H₂C₂O₄ adalah 5,6 × 10⁻² dan 5,4 × 10⁻⁵.

Kelarutan Ag₂C₂O₄ dalam air murni memiliki nilai yang sama dengan kelarutan CaC₂O₄ pada pH ....

1. 9,00
2. 7,50
3. 5,35
4. 4,32
5. 2,72

Pembahasan Soal G-2

Konsep Dasar: Mengapa pH Mempengaruhi Kelarutan?

Ion oksalat C₂O₄²⁻ adalah basa konjugat dari asam lemah H₂C₂O₄. Pada pH rendah (suasana asam), ion C₂O₄²⁻ mengalami protonasi bertahap:

$$\text{C}_2\text{O}_4^{2-} + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{HC}_2\text{O}_4^{-}$$ $$\text{HC}_2\text{O}_4^{-} + \text{H}^+ \rightleftharpoons \text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4$$

Akibatnya, konsentrasi bebas C₂O₄²⁻ berkurang, sehingga kesetimbangan kelarutan CaC₂O₄ bergeser ke kanan → garam lebih mudah larut.

---

Data yang Diketahui

• \(K_{sp}\,\text{CaC}_2\text{O}_4 = 2{,}3 \times 10^{-9}\)
• \(K_{sp}\,\text{Ag}_2\text{C}_2\text{O}_4 = 3{,}5 \times 10^{-11}\)
• \(K_{a_1}\,\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4 = 5{,}6 \times 10^{-2}\)
• \(K_{a_2}\,\text{H}_2\text{C}_2\text{O}_4 = 5{,}4 \times 10^{-5}\)
• Dari Soal 1: kelarutan \(\text{Ag}_2\text{C}_2\text{O}_4\) di air murni \(= s_2 \approx 2{,}06 \times 10^{-4}\) mol/L

Target: Cari pH sehingga kelarutan CaC₂O₄ \(= 2{,}06 \times 10^{-4}\) mol/L.

---

Langkah-langkah:

1. Model Kelarutan CaC₂O₄ dalam Kondisi Asam

$$\text{CaC}_2\text{O}_4(s) \rightleftharpoons \text{Ca}^{2+}(aq) + \text{C}_2\text{O}_4^{2-}(aq)$$

Misalkan kelarutan CaC₂O₄ pada pH tertentu \(= s\) mol/L. Setiap mol CaC₂O₄ yang larut menghasilkan 1 mol Ca²⁺ dan 1 mol oksalat dalam semua bentuknya (C₂O₄²⁻, HC₂O₄⁻, H₂C₂O₄), sehingga:

$$[\text{Ca}^{2+}] = s \qquad \text{dan} \qquad C_{\text{oksalat, total}} = s$$

Didefinisikan fraksi \(\alpha_2\) = bagian oksalat yang berada sebagai C₂O₄²⁻ bebas:

$$[\text{C}_2\text{O}_4^{2-}]_{\text{bebas}} = \alpha_2 \cdot s$$

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

$$\begin{aligned} K_{sp} &= [\text{Ca}^{2+}]\cdot[\text{C}_2\text{O}_4^{2-}]_{\text{bebas}} \\[8pt] &= s \cdot \alpha_2 \cdot s \\[8pt] &= \alpha_2 \cdot s^2 \end{aligned}$$

Sehingga:

$$\boxed{s = \sqrt{\frac{K_{sp}}{\alpha_2}}}$$

Catatan: di air murni \(\alpha_2 \approx 1\), rumus ini menjadi \(s = \sqrt{K_{sp}}\) seperti Soal 1.

---

2. Hitung Fraksi \(\alpha_2\) yang Diperlukan

Agar \(s = 2{,}06 \times 10^{-4}\) mol/L:

$$\begin{aligned} \alpha_2 &= \frac{K_{sp}}{s^2} \\[8pt] &= \frac{2{,}3 \times 10^{-9}}{(2{,}06 \times 10^{-4})^2} \\[8pt] &= \frac{2{,}3 \times 10^{-9}}{4{,}244 \times 10^{-8}} \\[8pt] &\approx 0{,}0542 \end{aligned}$$

Artinya, pada pH yang dicari, hanya sekitar 5,42% dari total oksalat terlarut berada dalam bentuk C₂O₄²⁻ bebas. Sisanya (~94,6%) sudah terprotonasi menjadi HC₂O₄⁻ atau H₂C₂O₄.

---

3. Rumus \(\alpha_2\) sebagai Fungsi [H⁺]

Untuk asam diprotik H₂A, fraksi spesi A²⁻ diturunkan dari dua kesetimbangan bertahap:

$$\alpha_2 = \frac{K_{a_1} K_{a_2}}{[\text{H}^+]^2 + K_{a_1}[\text{H}^+] + K_{a_1} K_{a_2}}$$

Hitung \(K_{a_1} K_{a_2}\):

$$\begin{aligned} K_{a_1} K_{a_2} &= (5{,}6 \times 10^{-2})(5{,}4 \times 10^{-5}) \\[8pt] &= 30{,}24 \times 10^{-7} \\[8pt] &= 3{,}024 \times 10^{-6} \end{aligned}$$

---

4. Selesaikan Persamaan untuk [H⁺]

Substitusikan \(\alpha_2 = 0{,}0542\) ke rumus \(\alpha_2\):

$$0{,}0542 = \frac{3{,}024 \times 10^{-6}}{[\text{H}^+]^2 + 5{,}6 \times 10^{-2}[\text{H}^+] + 3{,}024 \times 10^{-6}}$$

Kalikan silang:

$$0{,}0542 \Bigl([\text{H}^+]^2 + 5{,}6 \times 10^{-2}[\text{H}^+] + 3{,}024 \times 10^{-6}\Bigr) = 3{,}024 \times 10^{-6}$$

Bagi kedua ruas dengan \(0{,}0542\), lalu pindahkan semua ke kiri:

$$[\text{H}^+]^2 + 5{,}6 \times 10^{-2}[\text{H}^+] + 3{,}024 \times 10^{-6} = \frac{3{,}024 \times 10^{-6}}{0{,}0542}$$ $$\begin{aligned} \frac{3{,}024 \times 10^{-6}}{0{,}0542} &= 5{,}578 \times 10^{-5} \end{aligned}$$ $$[\text{H}^+]^2 + 5{,}6 \times 10^{-2}[\text{H}^+] + 3{,}024 \times 10^{-6} - 5{,}578 \times 10^{-5} = 0$$ $$[\text{H}^+]^2 + 5{,}6 \times 10^{-2}[\text{H}^+] - 5{,}276 \times 10^{-5} = 0$$

Selesaikan dengan rumus kuadrat \(\left([\text{H}^+] = \dfrac{-b + \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}\right)\):

$$\begin{aligned} a &= 1, \quad b = 5{,}6 \times 10^{-2}, \quad c = -5{,}276 \times 10^{-5} \\[8pt] D &= b^2 - 4ac \\[8pt] &= (5{,}6 \times 10^{-2})^2 - 4(1)(-5{,}276 \times 10^{-5}) \\[8pt] &= 3{,}136 \times 10^{-3} + 2{,}110 \times 10^{-4} \\[8pt] &= 3{,}347 \times 10^{-3} \\[8pt] \sqrt{D} &= \sqrt{3{,}347 \times 10^{-3}} \\[8pt] &\approx 5{,}785 \times 10^{-2} \\[8pt] [\text{H}^+] &= \frac{-5{,}6 \times 10^{-2} + 5{,}785 \times 10^{-2}}{2} \\[8pt] &= \frac{1{,}85 \times 10^{-3}}{2} \\[8pt] &= 9{,}27 \times 10^{-4} \text{ mol/L} \end{aligned}$$

---

5. Hitung pH

$$\begin{aligned} \text{pH} &= -\log[\text{H}^+] \\[8pt] &= -\log(9{,}27 \times 10^{-4}) \\[8pt] &= -(\log 9{,}27 + \log 10^{-4}) \\[8pt] &= -(0{,}967 - 4) \\[8pt] &= 4 - 0{,}967 \\[8pt] &\approx 3{,}03 \end{aligned}$$

---

Verifikasi

Cek balik: pada \([\text{H}^+] = 9{,}27 \times 10^{-4}\), hitung ulang \(\alpha_2\):

$$\begin{aligned} \alpha_2 &= \frac{K_{a_1} K_{a_2}}{[\text{H}^+]^2 + K_{a_1}[\text{H}^+] + K_{a_1} K_{a_2}} \\[8pt] &= \frac{3{,}024 \times 10^{-6}}{(9{,}27\times10^{-4})^2 + (5{,}6\times10^{-2})(9{,}27\times10^{-4}) + 3{,}024\times10^{-6}} \\[8pt] &= \frac{3{,}024 \times 10^{-6}}{8{,}59\times10^{-7} + 5{,}19\times10^{-5} + 3{,}024\times10^{-6}} \\[8pt] &= \frac{3{,}024 \times 10^{-6}}{5{,}585\times10^{-5}} \\[8pt] &\approx 0{,}0542 \checkmark \end{aligned}$$

Lalu kelarutan CaC₂O₄ pada pH ini:

$$\begin{aligned} s &= \sqrt{\frac{K_{sp}}{\alpha_2}} \\[8pt] &= \sqrt{\frac{2{,}3 \times 10^{-9}}{0{,}0542}} \\[8pt] &= \sqrt{4{,}243 \times 10^{-8}} \\[8pt] &\approx 2{,}06 \times 10^{-4} \text{ mol/L} \checkmark \end{aligned}$$

Sama persis dengan kelarutan Ag₂C₂O₄ di air murni. ✓

---

Kesimpulan

Kelarutan CaC₂O₄ menjadi sama dengan kelarutan Ag₂C₂O₄ di air murni \((= 2{,}06 \times 10^{-4}\) mol/L\()\) pada:

$$\boxed{\text{pH} \approx 3{,}03}$$

Jawaban tidak tersedia.

Pada pH ini, sekitar 94,6% oksalat terlarut sudah terprotonasi (terutama menjadi HC₂O₄⁻), sehingga CaC₂O₄ yang normalnya lebih sukar larut (lihat Soal 1) menjadi sama larutnya dengan Ag₂C₂O₄ berkat efek protonasi ion oksalat oleh suasana asam.

---

Rangkuman Alur Penyelesaian

1. Ambil target \(s = s_{\text{Ag}_2\text{C}_2\text{O}_4} = 2{,}06 \times 10^{-4}\) mol/L dari Soal 1.
2. Turunkan rumus kelarutan dalam kondisi asam: \(s = \sqrt{K_{sp}/\alpha_2}\).
3. Hitung fraksi \(\alpha_2\) yang diperlukan: \(\alpha_2 = K_{sp}/s^2 \approx 0{,}0542\).
4. Substitusi ke rumus \(\alpha_2\) untuk asam diprotik, sederhanakan menjadi persamaan kuadrat dalam \([\text{H}^+]\).
5. Selesaikan persamaan kuadrat, ambil akar positif: \([\text{H}^+] \approx 9{,}27 \times 10^{-4}\) mol/L.
6. Hitung \(\text{pH} = -\log[\text{H}^+] \approx 3{,}03\).

---

Topik G - Soal 3 (1 poin)

Asam yang dapat digunakan untuk membuat larutan buffer dengan pH pada jawaban Soal 2 adalah ....

1. asam kloroasetat (pK_a = 2,87)
2. asam asetat (pK_a = 4,75)
3. asam hipoklorit (pK_a = 7,46)
4. asam benzoat (pK_a = 4,20)
5. asam sianida (pK_a = 9,21)

Pembahasan Soal G-3

Konsep Dasar: Larutan Buffer

Larutan buffer (penyangga) dibuat dari campuran asam lemah HA dengan basa konjugatnya A⁻. pH larutan buffer dihitung dengan persamaan Henderson–Hasselbalch:

$$\text{pH} = \text{p}K_a + \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]}$$

Agar buffer bekerja paling efektif (kapasitas buffer maksimum), dibutuhkan rasio \([\text{A}^-]/[\text{HA}]\) yang tidak terlalu jauh dari 1, artinya:

$$\text{pH} \approx \text{p}K_a \qquad \text{(selisih idealnya} \leq 1 \text{ unit)}$$

Jadi, kunci memilih asam untuk buffer pada pH tertentu adalah: pilih asam yang pK_a-nya paling dekat dengan pH yang diinginkan.

---

Evaluasi Setiap Opsi

pH target = 3,03. Untuk setiap asam, hitung selisih \(|\text{pH} - \text{p}K_a|\) dan rasio \([\text{A}^-]/[\text{HA}]\):

Asam	pKa	\(|\text{pH} - \text{p}K_a|\)	\([\text{A}^-]/[\text{HA}]\)	Keterangan
A. Asam kloroasetat	2,87	0,16	1,45	✓ Paling dekat, buffer efektif
B. Asam asetat	4,75	1,72	0,019	✗ Terlalu jauh, bukan buffer efektif
C. Asam hipoklorit	7,46	4,43	≈ 0	✗ Sangat jauh
D. Asam benzoat	4,20	1,17	0,068	✗ Terlalu jauh
E. Asam sianida	9,21	6,18	≈ 0	✗ Sangat jauh

---

Perhitungan untuk Asam Kloroasetat (Opsi A)

Asam kloroasetat (ClCH₂COOH) dengan basa konjugatnya (ClCH₂COO⁻), pK_a = 2,87. Gunakan Henderson–Hasselbalch:

$$\begin{aligned} \text{pH} &= \text{p}K_a + \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} \\[8pt] 3{,}03 &= 2{,}87 + \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} \\[8pt] \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} &= 3{,}03 - 2{,}87 \\[8pt] &= 0{,}16 \\[8pt] \frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} &= 10^{0{,}16} \\[8pt] &\approx 1{,}45 \end{aligned}$$

Rasio \([\text{A}^-]/[\text{HA}] = 1{,}45\) artinya komponen basa konjugat sedikit lebih banyak dari asam lemahnya. Ini adalah rasio yang sangat wajar untuk dibuat di laboratorium — buffer masih bekerja dengan sangat efektif.

Sebagai perbandingan, pada asam asetat (opsi B):

$$\begin{aligned} \log\frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} &= 3{,}03 - 4{,}75 = -1{,}72 \\[8pt] \frac{[\text{A}^-]}{[\text{HA}]} &= 10^{-1{,}72} \approx 0{,}019 \end{aligned}$$

Rasio 0,019 berarti hanya ±1,9% komponen basa konjugat — hampir tidak ada CH₃COO⁻ dalam larutan. Larutan ini bukan buffer yang efektif pada pH 3,03.

---

Kesimpulan

Asam yang tepat untuk membuat buffer pH ≈ 3,03 adalah asam kloroasetat (pK_a = 2,87) karena memiliki pK_a yang paling dekat dengan pH target (selisih hanya 0,16 unit). Dengan mencampurkan asam kloroasetat bersama garam natrium kloroasetat (NaClCH₂COO) dalam rasio \([\text{A}^-]/[\text{HA}] \approx 1{,}45\), akan diperoleh larutan buffer dengan pH = 3,03.

$$\boxed{\text{Jawaban: A (asam kloroasetat, p}K_a = 2{,}87\text{)}}$$

---

Topik G - Soal 4 (3 poin)

Seorang siswa membuat larutan buffer dengan mencampurkan 100 mL NH₃ 0,3 M dan 100 mL NH₄NO₃ 0,3 M. Ke dalam larutan buffer tersebut ditambahkan 0,2 mmol padatan AgNO₃, dan dibiarkan hingga mencapai keadaan setimbang. Asumsikan bahwa penambahan padatan AgNO₃ tidak mengubah volume larutan. Diketahui: K_f [Ag(NH₃)₂]⁺ = 1,7 × 10⁷, K_b NH₃ = 1,8 × 10⁻⁵.

Konsentrasi ion Ag⁺ dalam larutan tersebut pada keadaan setimbang adalah ....

1. 1,61 × 10⁻¹⁰ M
2. 3,21 × 10⁻¹⁰ M
3. 2,61 × 10⁻⁹ M
4. 5,22 × 10⁻⁹ M
5. 1,45 × 10⁻⁸ M

Pembahasan Soal G-4

Gambaran Umum

Ketika AgNO₃ ditambahkan ke larutan buffer NH₃/NH₄⁺, ion Ag⁺ tidak tinggal bebas melainkan bereaksi kuat dengan NH₃ membentuk ion kompleks diaminoperak:

$$\text{Ag}^+(aq) + 2\,\text{NH}_3(aq) \rightleftharpoons [\text{Ag(NH}_3)_2]^+(aq) \qquad K_f = 1{,}7 \times 10^7$$

Karena \(K_f\) sangat besar, hampir semua Ag⁺ berubah menjadi kompleks. Konsentrasi Ag⁺ bebas yang tersisa dihitung dari kesetimbangan \(K_f\).

---

Langkah-langkah:

1. Tentukan Komposisi Buffer Setelah Pencampuran

Volume total setelah pencampuran:

$$\begin{aligned} V_{\text{total}} &= 100 \text{ mL} + 100 \text{ mL} \\[8pt] &= 200 \text{ mL} = 0{,}2 \text{ L} \end{aligned}$$

Konsentrasi masing-masing komponen buffer:

$$\begin{aligned} [\text{NH}_3] &= \frac{0{,}1 \text{ L} \times 0{,}3 \text{ M}}{0{,}2 \text{ L}} = \frac{0{,}03 \text{ mol}}{0{,}2 \text{ L}} = 0{,}15 \text{ M} \\[8pt] [\text{NH}_4^+] &= \frac{0{,}1 \text{ L} \times 0{,}3 \text{ M}}{0{,}2 \text{ L}} = \frac{0{,}03 \text{ mol}}{0{,}2 \text{ L}} = 0{,}15 \text{ M} \end{aligned}$$

Karena \([\text{NH}_3] = [\text{NH}_4^+]\), maka pH buffer = p\(K_a\) NH₄⁺ = 9,26 (buffer yang simetris).

---

2. Konsentrasi Ag⁺ Awal Sebelum Kompleksasi

0,2 mmol AgNO₃ dilarutkan ke dalam 200 mL larutan (volume dianggap tidak berubah):

$$\begin{aligned} [\text{Ag}^+]_{\text{awal}} &= \frac{0{,}2 \times 10^{-3} \text{ mol}}{0{,}2 \text{ L}} \\[8pt] &= 1{,}0 \times 10^{-3} \text{ M} \end{aligned}$$

---

3. Reaksi Pembentukan Kompleks (Hampir Sempurna)

Karena \(K_f = 1{,}7 \times 10^7\) sangat besar, asumsikan seluruh Ag⁺ bereaksi dengan NH₃ membentuk \([\text{Ag(NH}_3)_2]^+\). Setiap mol Ag⁺ membutuhkan 2 mol NH₃.

Tabel ICE (dalam satuan M):

	Ag+	+	2 NH3	→	[Ag(NH3)2]+
Awal (M)	\(1{,}0 \times 10^{-3}\)		0,15		0
Reaksi (M)	\(-1{,}0 \times 10^{-3}\)		\(-2 \times 1{,}0 \times 10^{-3}\)		\(+1{,}0 \times 10^{-3}\)
Setelah reaksi (M)	≈ 0		\(0{,}15 - 0{,}002 = 0{,}148\)		\(1{,}0 \times 10^{-3}\)

NH₃ yang berkurang sangat kecil dibanding cadangannya (0,002 dari 0,15), sehingga \([\text{NH}_3] \approx 0{,}148\) M.

---

4. Hitung [Ag⁺] dari Kesetimbangan K_f

Rumus \(K_f\):

$$K_f = \frac{[\text{Ag(NH}_3)_2^+]}{[\text{Ag}^+][\text{NH}_3]^2}$$

Susun ulang untuk mencari \([\text{Ag}^+]\):

$$\begin{aligned} [\text{Ag}^+] &= \frac{[\text{Ag(NH}_3)_2^+]}{K_f \cdot [\text{NH}_3]^2} \\[8pt] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-3}}{1{,}7 \times 10^7 \times (0{,}148)^2} \\[8pt] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-3}}{1{,}7 \times 10^7 \times 2{,}190 \times 10^{-2}} \\[8pt] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-3}}{3{,}723 \times 10^5} \\[8pt] &\approx 2{,}69 \times 10^{-9} \text{ M} \end{aligned}$$

Dengan pembulatan \([\text{NH}_3] \approx 0{,}15\) M (mengabaikan pengurangan kecil 0,002 M):

$$\begin{aligned} [\text{Ag}^+] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-3}}{1{,}7 \times 10^7 \times (0{,}15)^2} \\[8pt] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-3}}{1{,}7 \times 10^7 \times 2{,}25 \times 10^{-2}} \\[8pt] &= \frac{1{,}0 \times 10^{-3}}{3{,}825 \times 10^5} \\[8pt] &\approx 2{,}61 \times 10^{-9} \text{ M} \end{aligned}$$

---

Mengapa NH₃ Tidak Berubah Banyak?

Inilah peran penting buffer: NH₃ yang dikonsumsi untuk membentuk kompleks hanya \(2 \times 10^{-3}\) M, sedangkan cadangan NH₃ dalam buffer adalah 0,15 M. Artinya NH₃ hanya berkurang sekitar 1,3%, sehingga \([\text{NH}_3]\) praktis tetap ≈ 0,15 M. Hal ini yang membuat pendekatan \([\text{NH}_3] = 0{,}15\) M valid.

---

Kesimpulan

$$\boxed{[\text{Ag}^+]_{\text{setimbang}} \approx 2{,}61 \times 10^{-9} \text{ M}, \text{(Jawaban C)}}$$

Nilai ini jauh lebih kecil dari konsentrasi Ag⁺ awal (\(10^{-3}\) M), membuktikan bahwa ion Ag⁺ hampir seluruhnya “terperangkap” dalam bentuk kompleks \([\text{Ag(NH}_3)_2]^+\) berkat nilai \(K_f\) yang sangat besar.

---

Rangkuman Alur Penyelesaian

1. Hitung konsentrasi NH₃ dan NH₄⁺ setelah pencampuran → masing-masing 0,15 M.
2. Hitung \([\text{Ag}^+]_{\text{awal}} = 0{,}2\text{ mmol} / 0{,}2\text{ L} = 1{,}0 \times 10^{-3}\) M.
3. Karena \(K_f\) besar, reaksi hampir sempurna: semua Ag⁺ menjadi \([\text{Ag(NH}_3)_2]^+\), NH₃ berkurang \(2 \times 10^{-3}\) M (≈ tidak signifikan).
4. Gunakan rumus \(K_f\) untuk menghitung \([\text{Ag}^+]\) sisa: \([\text{Ag}^+] = \dfrac{[\text{Ag(NH}_3)_2^+]}{K_f \cdot [\text{NH}_3]^2} \approx 2{,}61 \times 10^{-9}\) M.

---

Topik G - Soal 5 (3 poin)

Seorang siswa membuat larutan buffer dengan mencampurkan 100 mL NH₃ 0,3 M dan 100 mL NH₄Br 0,3 M. Ke dalam larutan buffer tersebut ditambahkan 0,2 mmol padatan AgNO₃, dan dibiarkan hingga mencapai keadaan setimbang. Asumsikan bahwa penambahan padatan AgNO₃ tidak mengubah volume larutan. Diketahui: K_f [Ag(NH₃)₂]⁺ = 1,7 × 10⁷, K_b NH₃ = 1,8 × 10⁻⁵, K_sp AgBr = 5,0 × 10⁻¹³.

Pernyataan yang benar di bawah ini tentang keadaan larutan di atas adalah .....

1. Awalnya terbentuk endapan AgBr, tetapi endapan tersebut larut kembali karena membentuk kompleks dengan NH₃ bebas.
2. Larutan tersebut berada pada kondisi belum jenuh.
3. Larutan tersebut berada pada kondisi tepat jenuh.
4. Terbentuk endapan AgBr.
5. Tidak terbentuk endapan AgBr karena konsentrasi AgNO₃ yang ditambahkan sedikit.

Pembahasan Soal G-5

Soal ini hampir identik dengan Soal 4, kecuali garam ammonium yang digunakan adalah NH₄Br (bukan NH₄NO₃). Akibatnya, larutan kini mengandung ion Br⁻ yang dapat bereaksi dengan Ag⁺ membentuk endapan AgBr (\(K_{sp} = 5{,}0 \times 10^{-13}\)). Ada dua reaksi yang bersaing memperebutkan Ag⁺:

• Pembentukan kompleks: \(\text{Ag}^+ + 2\,\text{NH}_3 \rightleftharpoons [\text{Ag(NH}_3)_2]^+\)   \(K_f = 1{,}7 \times 10^7\)
• Pengendapan: \(\text{Ag}^+(aq) + \text{Br}^-(aq) \rightleftharpoons \text{AgBr}(s)\)   \(K = 1/K_{sp} = 2{,}0 \times 10^{12}\)

Konstanta pengendapan \((1/K_{sp})\) jauh lebih besar dari \(K_f\), sehingga pembentukan endapan AgBr lebih dominan.

---

Langkah-langkah:

1. Komposisi Buffer

Volume total = 200 mL = 0,2 L. Konsentrasi setelah pencampuran:

$$\begin{aligned} [\text{NH}_3] &= \frac{0{,}1 \times 0{,}3}{0{,}2} = 0{,}15 \text{ M} \\[8pt] [\text{NH}_4^+] &= \frac{0{,}1 \times 0{,}3}{0{,}2} = 0{,}15 \text{ M} \\[8pt] [\text{Br}^-] &= \frac{0{,}1 \times 0{,}3}{0{,}2} = 0{,}15 \text{ M} \end{aligned}$$

---

2. Konsentrasi Ag⁺ Awal

$$\begin{aligned} [\text{Ag}^+]_{\text{awal}} &= \frac{0{,}2 \times 10^{-3} \text{ mol}}{0{,}2 \text{ L}} \\[8pt] &= 1{,}0 \times 10^{-3} \text{ M} \end{aligned}$$

---

3. Cek Q Sebelum Terjadi Reaksi Apapun

Segera setelah AgNO₃ larut, sebelum reaksi apapun terjadi, hitung hasil kali ion (reaction quotient):

$$\begin{aligned} Q &= [\text{Ag}^+][\text{Br}^-] \\[8pt] &= (1{,}0 \times 10^{-3})(0{,}15) \\[8pt] &= 1{,}5 \times 10^{-4} \end{aligned}$$ $$Q = 1{,}5 \times 10^{-4} \gg K_{sp} = 5{,}0 \times 10^{-13}$$

\(Q \gg K_{sp}\), berarti endapan AgBr langsung terbentuk begitu Ag⁺ bertemu Br⁻.

---

4. Apakah Endapan AgBr Larut Kembali Akibat Kompleksasi?

Pada Soal 4 (tanpa Br⁻), seluruh Ag⁺ berubah menjadi kompleks dan \([\text{Ag}^+]_{\text{setimbang}} \approx 2{,}61 \times 10^{-9}\) M. Sekarang kita uji: apakah pada \([\text{Ag}^+] = 2{,}61 \times 10^{-9}\) M, larutan sudah lewat jenuh terhadap AgBr?

$$\begin{aligned} Q_{\text{setimbang}} &= [\text{Ag}^+][\text{Br}^-] \\[8pt] &= (2{,}61 \times 10^{-9})(0{,}15) \\[8pt] &= 3{,}92 \times 10^{-10} \end{aligned}$$ $$Q_{\text{setimbang}} = 3{,}92 \times 10^{-10} \gg K_{sp} = 5{,}0 \times 10^{-13}$$

Bahkan setelah semua Ag⁺ diasumsikan menjadi kompleks, nilai Q masih 784 kali lebih besar dari \(K_{sp}\). Ini berarti endapan AgBr tidak larut kembali — NH₃ tidak cukup kuat untuk melarutkan endapan AgBr dalam kondisi ini.

---

5. Konfirmasi: Berapa Ag⁺ yang Tersisa dalam Larutan?

Pada keadaan setimbang dengan endapan AgBr hadir, konsentrasi Ag⁺ dikontrol oleh \(K_{sp}\):

$$\begin{aligned} [\text{Ag}^+] &= \frac{K_{sp}}{[\text{Br}^-]} \\[8pt] &= \frac{5{,}0 \times 10^{-13}}{0{,}15} \\[8pt] &= 3{,}33 \times 10^{-12} \text{ M} \end{aligned}$$

Periksa berapa Ag total yang bisa ada dalam larutan (sebagai Ag⁺ bebas dan sebagai kompleks):

$$\begin{aligned} [\text{Ag(NH}_3)_2^+] &= K_f \cdot [\text{Ag}^+] \cdot [\text{NH}_3]^2 \\[8pt] &= (1{,}7 \times 10^7)(3{,}33 \times 10^{-12})(0{,}15)^2 \\[8pt] &= 1{,}28 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned}$$ $$\begin{aligned} \text{Ag}_{\text{larutan, total}} &= [\text{Ag}^+] + [\text{Ag(NH}_3)_2^+] \\[8pt] &\approx 3{,}33 \times 10^{-12} + 1{,}28 \times 10^{-6} \\[8pt] &\approx 1{,}28 \times 10^{-6} \text{ M} \end{aligned}$$

Total Ag dalam larutan hanya \(1{,}28 \times 10^{-6}\) M, sedangkan Ag yang ditambahkan adalah \(1{,}0 \times 10^{-3}\) M. Sisa Ag sebesar:

$$\begin{aligned} \text{Ag sebagai AgBr(s)} &\approx 1{,}0 \times 10^{-3} - 1{,}28 \times 10^{-6} \\[8pt] &\approx 9{,}99 \times 10^{-4} \text{ M} \end{aligned}$$

Hampir 99,9% dari seluruh Ag yang ditambahkan mengendap sebagai AgBr padat. NH₃ memang membentuk kompleks dengan Ag⁺, tetapi tidak mampu melarutkan endapan AgBr secara signifikan.

---

Evaluasi Setiap Opsi

• A. “Endapan AgBr terbentuk lalu larut kembali karena kompleks NH₃” → Salah. Endapan AgBr terbentuk, tetapi tidak larut kembali karena Q masih ≫ K_sp bahkan setelah kompleksasi diperhitungkan.
• B. “Larutan belum jenuh” → Salah. Q ≫ K_sp, larutan lewat jenuh.
• C. “Larutan tepat jenuh” → Salah. Larutan bukan tepat jenuh; endapan padat terbentuk.
• D. “Terbentuk endapan AgBr” → Benar. ✓
• E. “Tidak terbentuk endapan karena jumlah AgNO₃ sedikit” → Salah. Jumlah tidak menentukan; yang menentukan adalah nilai Q vs K_sp.

---

Kesimpulan

$$\boxed{\text{Terbentuk endapan AgBr (Jawaban D)}}$$

Meskipun NH₃ dalam buffer membentuk kompleks \([\text{Ag(NH}_3)_2]^+\) dengan Ag⁺, daya ikat Br⁻ terhadap Ag⁺ \((K = 1/K_{sp} = 2{,}0 \times 10^{12})\) jauh lebih kuat dibanding kemampuan NH₃ membentuk kompleks \((K_f = 1{,}7 \times 10^7)\). Akibatnya, endapan AgBr tetap terbentuk dan tidak larut kembali, dengan sekitar 99,9% Ag berada sebagai padatan AgBr.

---

Rangkuman Alur Penyelesaian

1. Hitung komposisi buffer: [NH₃] = [NH₄⁺] = [Br⁻] = 0,15 M.
2. Hitung [Ag⁺]_awal = 1,0 × 10⁻³ M.
3. Hitung Q = [Ag⁺][Br⁻] = 1,5 × 10⁻⁴ ≫ K_sp → endapan terbentuk.
4. Uji apakah kompleksasi dapat melarutkan endapan: Q_setimbang = 3,92 × 10⁻¹⁰ ≫ K_sp → endapan tidak larut.
5. Konfirmasi: total Ag dalam larutan hanya ≈ 1,28 × 10⁻⁶ M; sisa ≈ 99,9% mengendap sebagai AgBr.

---