Kelarutan Garam
Garam merupakan senyawa ionik yang umumnya dihasilkan dari reaksi netralisasi asam-basa. Garam terdiri dari kation (ion bermuatan positif) selain H+ dan anion (ion bermuatan negatif) selain OH− dan O2−. Kelarutan dari garam berbeda-beda tergantung pada jenis ion penyusunnya. Ada garam yang mudah larut dalam air seperti NaCl namun ada pula garam yang sukar larut seperti AgI.
Ketika garam dilarutkan dalam air, garam akan terdisosiasi menjadi ion-ion. Molekul-molekul air yang bersifat polar akan menghidrasi ion (bergerombol mengelilingi ion terlarut membentuk suatu lapisan). Terjadinya hidrasi ion ini menghalangi interaksi tarik-menarik ion-ion yang muatannya berlawanan dalam kisi kristal ionik. Jika sebagian besar ion terhidrasi, maka dapat dikatakan bahwa garam tersebut mudah larut dalam air.
Pada garam yang sukar larut, interaksi elektrostatis antara ion-ion yang berlawanan muatan lebih kuat dibanding kemampuan hidrasi ion oleh molekul-molekul air. Akibatnya, sebagian besar ion tetap berikatan dalam struktur padatan ionik dan membentuk endapan dalam larutan karena hanya ada sebagian kecil ion yang tersolvasi oleh air.
Biomolekul
Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan
Sistem Periodik Unsur
Kelarutan dan Temperatur
Kelarutan dapat didefinisikan sebagai jumlah maksimum zat yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut. Zat yang memiliki kelarutan kurang dari 0,01 mol/L dianggap sukar larut. Hampir semua zat umumnya lebih cepat larut pada temperatur yang lebih tinggi. Hal ini sebagaimana reaksi pelarutan padatan ionik umumnya bersifat endoterm. Namun, ini tidak berarti bahwa pada temperatur yang lebih tinggi kelarutan zat tersebut juga meningkat. Dalam konteks ini, kita perlu membedakan pengaruh temperatur terhadap laju proses pelarutan zat dengan kelarutan zat tersebut.
Ada beberapa garam yang reaksi pelarutannya bersifat eksoterm sehingga kelarutannya justru menurun pada temperatur tinggi. Sebagai contoh, litium karbonat lebih sukar larut pada temperatur tinggi. Hal ini dikarenakan karakteristik ion-ionnya yang dapat terhidrasi secara ekstensif di dalam air.

Pengaruh variasi temperatur terhadap kelarutan beberapa garam dalam air
Sumber gambar: Atkins, Peter & Jones, Loretta. 2010. Chemical Principles: The Quest for Insight (5th edition). New York: W.H. Freeman & Company
Reaksi Pengendapan
Ketika larutan timbal(II) nitrat [Pb(NO3)2] dicampurkan dengan larutan kalium iodida (KI) akan menghasilkan endapan kuning timbal(II) iodida (PbI2). Berikut persamaan reaksinya.
Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) → PbI2(s) + 2KNO3(aq)
Reaksi pembentukan endapan PbI2 tersebut termasuk reaksi pergantian rangkap, yaitu reaksi pertukaran kation dan anion antara dua senyawa. Reaksi pergantian rangkap merupakan reaksi kimia yang hanya dapat berlangsung apabila terbentuk produk reaksi berwujud padat (s), cair (l), atau gas (g). Lalu, bagaimana cara kita untuk mengetahui apakah suatu reaksi pergantian rangkap akan membentuk endapan atau tidak?
Terbentuknya produk reaksi yang dapat mengendap atau tidak dari suatu reaksi tidak dapat ditentukan berdasarkan sifat fisik sederhana seperti muatan ion. Prediksi suatu reaksi menghasilkan produk endapan atau tidak hanya dapat didasarkan pada hasil observasi eksperimen. Berdasarkan hasil dari berbagai eksperimen, para ilmuwan merumuskan suatu petunjuk mengenai kelarutan beberapa senyawa ionik yang umum di dalam air. Petunjuk tersebut dapat dilihat pada tabel berikut:
Sebagai contoh, apakah endapan akan terbentuk bila larutan Mg(NO3)2 dan NaOH dicampurkan? Kedua senyawa tersebut termasuk senyawa ionik mudah larut dan elektrolit kuat. Setelah dicampurkan, di dalam larutan terdapat ion-ion Mg2+, NO3−, Na+, dan OH−. Apabila terjadi reaksi pergantian rangkap pada Mg(NO3)2 dan NaOH, maka akan membentuk Mg(OH)2 dan NaNO3. Berdasarkan petunjuk kelarutan di atas, NaNO3 adalah senyawa mudah larut sedangkan Mg(OH)2 adalah senyawa yang sukar larut dan akan mengendap. Jadi, reaksi pengendapan yang terjadi pada pencampuran tersebut, yaitu:
Mg(NO3)2(aq) + 2NaOH(aq) → Mg(OH)2(s) + 2NaNO3(aq)
Contoh Soal Kelarutan Garam dan Pembahasan
Contoh Soal 1
Tentukan apakah senyawa garam berikut membentuk endapan dalam pelarut air.
A. BaCl2
B. K2CO3
C. Ca3(PO4)2
D. PbSO4
E. Hg2I2
Jawab:
- BaCl2 tidak membentuk endapan.
Senyawa klorida (Cl−) umumnya mudah larut. Klorida dari Ba2+ tidak termasuk dalam pengecualian.
- K2CO3 tidak membentuk endapan.
Senyawa dari kalium (K+) yang merupakan unsur golongan IA umumnya mudah larut.
- Ca3(PO4)2 membentuk endapan.
Senyawa fosfat (PO43−) umumnya sukar larut. Fosfat dari Ca2+ tidak termasuk dalam pengecualian.
- PbSO4 membentuk endapan.
Senyawa sulfat (SO42−) umumnya mudah larut, namun sulfat dari Pb2+ termasuk dalam pengecualian.
- Hg2I2 membentuk endapan.
Senyawa iodida (I−) umumnya mudah larut, namun iodida dari Hg22+ termasuk dalam pengecualian
Contoh Soal 2
Tentukan apakah dalam pencampuran larutan berikut terjadi reaksi yang menghasilkan endapan.
- larutan kalium hidroksida dengan larutan aluminium klorida
- larutan amonium nitrat dengan larutan natrium bromida
Jawab:
- Dalam campuran terdapat ion-ion K+ dan OH− dari KOH serta Al3+ dan Cl− dari AlCl3. Kombinasi dari ion K+ dengan Cl− menghasilkan KCl yang mudah larut. Sedangkan, kombinasi dari Al3+ dan OH− menghasilkan Al(OH)3 yang sukar larut. Jadi, dalam pencampuran tersebut terjadi reaksi yang menghasilkan endapan Al(OH)3.
3KOH(aq) + AlCl3(aq) → 3KCl(aq) + Al(OH)3(s) - Dalam campuran terdapat ion-ion NH4+ dan NO3− dari NH4NO3 serta Na+ dan Br− dari NaBr. Berdasarkan tabel petunjuk kelarutan, senyawa dari NH4+ dan Na+ umumnya mudah larut. Hal ini mengacu pada kesimpulan bahwa kombinasi dari ion-ion tersebut semuanya membentuk senyawa yang mudah larut. Jadi, dalam pencampuran tersebut tidak terjadi reaksi.
Referensi
Atkins, Peter & Jones, Loretta. 2010. Chemical Principles: The Quest for Insight (5th edition). New York: W.H. Freeman & Company
Brown, Theodore L. et al. 2015. Chemistry: The Central Science (13th edition). New Jersey: Pearson Education, Inc.
Chang, Raymond & Goldsby, Kenneth A. 2016. Chemistry (12th edition). New York: McGraw-Hill Education
Oxtoby, David W., Gillis, H.P., & Campion, Alan. 2012. Principles of Modern Chemistry (7th edition). California: Brooks/Cole, Cengage Learning
Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11th edition). Toronto: Pearson Canada Inc.
Purba, Michael. 2006. Kimia 2B untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga
Silberberg, Martin S. & Amateis, Patricia. 2015. Chemistry: The Molecular Nature of Matter and Change (7th edition). New York: McGraw-Hill Education
Materi Kimia lainnya di StudioBelajar.com: