Isi
Dalam kimia, beberapa padatan ionik memiliki kelarutan yang rendah dalam air. Beberapa zat larut, dan benjolan bahan padat tetap ada. Untuk menghitung dengan tepat berapa banyak yang larut, Anda menggunakan Ksp, konstanta produk kelarutan, bersama dengan ekspresi yang berasal dari reaksi kesetimbangan kelarutan untuk zat tersebut.
Merumuskan Reaksi Kelarutan
Tulis persamaan reaksi kelarutan seimbang untuk zat yang Anda minati. Ini adalah persamaan yang menggambarkan apa yang terjadi ketika bagian padat dan terlarut mencapai kesetimbangan. Untuk mengambil contoh, timbal fluoride, PbF2, larut menjadi ion timbal dan fluorida dalam reaksi yang dapat dibalik:
PBF2 ⇌ Pb2+ + 2F-
Perhatikan bahwa muatan positif dan negatif harus seimbang di kedua sisi. Perhatikan juga, meskipun timbal memiliki ionisasi +2, fluoride memiliki -1. Untuk menyeimbangkan muatan dan memperhitungkan jumlah atom untuk setiap elemen, Anda mengalikan fluoride di sisi kanan dengan koefisien 2.
Merumuskan Persamaan Ksp
Cari konstanta produk kelarutan untuk zat yang Anda minati. Buku dan situs web kimia memiliki tabel padatan ionik dan konstanta produk kelarutannya. Untuk mengikuti contoh timbal fluoride, Ksp adalah 3,7 x 10-8. Angka ini berada di sisi kiri Ksp persamaan. Di sisi kanan, Anda memecahkan setiap ion dalam tanda kurung siku. Perhatikan bahwa ion poliatomik akan mendapatkan tanda kurung sendiri, Anda tidak memisahkannya menjadi elemen individu. Untuk ion dengan koefisien, koefisien menjadi kekuatan, seperti dalam ungkapan berikut:
Ksp= 3,7 x 10-8 = 2
Pengganti dan Selesaikan
Ungkapan di atas menyamakan konstanta produk kelarutan Ksp dengan dua ion terlarut tetapi belum memberikan konsentrasi. Untuk menemukan konsentrasi, gantikan X untuk setiap ion, sebagai berikut:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (X)2
Ini memperlakukan masing-masing ion sebagai berbeda, keduanya memiliki molaritas konsentrasi, dan produk molaritas tersebut sama dengan Ksp, konstanta kelarutan produk. Namun, ion kedua (F) berbeda. Ini memiliki koefisien 2, yang berarti setiap ion fluoride dihitung secara terpisah. Untuk menjelaskan ini setelah penggantian dengan X, masukkan koefisien di dalam tanda kurung:
Ksp= 3,7 x 10-8 = (X) (2X)2
Sekarang selesaikan untuk X:
3,7 x 10-8 = (X) (4X2)
3,7 x 10-8 = 4X3
X = 0,0021 M
Ini adalah konsentrasi larutan dalam mol per liter.
Tentukan Jumlah Terlarut
Untuk menemukan jumlah zat terlarut, kalikan dengan liter air, lalu kalikan dengan massa molar. Misalnya, jika zat Anda larut dalam 500 mL air, 0,0021 mol per liter kali 0,5 liter sama dengan 0,00105 mol. Dari tabel periodik, massa atom rata-rata timbal adalah 207,2 dan fluorin 19,00. Karena molekul fluoride timbal memiliki 2 atom fluor, kalikan massanya dengan 2 untuk mendapatkan 38,00. Total massa molar fluoride timbal adalah 245,20 gram per mol. Karena larutan Anda mengandung 0,0021 mol zat terlarut, 0,0021 mol kali 245,20 gram per mol menghasilkan 0,515 gram ion timbal dan fluorida terlarut.