Soal #1:
Dalam sebuah larutan yang mengandung Ag+, Zn2+, Cd2+, Fe3+ masing-masing sebesar 0,001 M, ditambah Na2S 0,01 M tetes demi tetes.
Urutan pengendapan sulfida yang mengendap pertama kali dan seterusnya adalah...
(Ksp ZnS = 2×10–24; Ag2S = 6,0×10–50; CdS = 8×10–27 dan Fe2S3 = 2×10–88)
Penyelesaian Soal #1:
Tinjauan tanpa memperhatikan konsentrasi kation, diperoleh nilai kelarutan setiap ion mulai dari terbesar ke terkecil.
Ksp ZnS = [Zn2+][S2–]
Kelarutan ZnS = 1,41×10–12
Ksp CdS = [Cd2+][S2–]
Kelarutan CdS = 8,94×10–14
Ksp Ag2S = [Ag+]2[S2–]
Kelarutan Ag2S = 2,47×10–17
Ksp Fe2S3 = [Fe3+]2[S2–]3
Kelarutan Fe2S3 = 1,13×10–18
Pada soal ini tentu saja tidak dapat diselesaikan dengan cara tadi.
Bagaimana penyelesaian yang diharapkan dari soal di atas?
Tinjauan dengan memperhatikan konsentrasi kation, diperoleh ambang batas [S2–] minimal (tepat jenuh) seperti hitungan berikut:
Ksp ZnS = [Zn2+][S2–]
2×10–24 = 0,001 × [S2–]
[S2–] = 2×10–21 M
Ksp Ag2S = [Ag+]2[S2–]
6,0×10–50 = (0,001)2 × [S2–]
[S2–] = 6,0×10–44 M
Ksp CdS = [Cd2+][S2–]
8×10–27 = 0,001 × [S2–]
[S2–] = 8×10–24 M
Ksp Fe2S3 = [Fe3+]2[S2–]3
2×10–88 = (0,001)2 × [S2–]3
[S2–]3 = 2×10–82
[S2–] = 5,85×10–28
Urutan mana yang akan mengendap lebih dahulu dapat dibandingkan [S2–] hasil hitung?
[S2–] yang paling kecil akan mengendap lebih dahulu, artinya hanya dibutuhkan sedikit saja ia akan menghasilkan endapat sulfida logam.
[S2–] → Ag2S < Fe2S3 < CdS < ZnS.
Membandingkan pengendapan sulfida logam valensi yang sama (memiliki jumlah ion sama)
Soal #2:
Larutan yang mengandung ion Mn2+, Fe2+, Zn2+, dan Hg2+ kemudian ditambahkan ion sulfida 10–16 M. Jika Ksp dari MnS, FeS, ZnS dan HgS berturut-turut adalah 10–15, 10–25, 10–20, dan 10–54, manakah senyawa sulfida yang mengendap pertama kali?
Penyelesaian Soal #2:
HKKI > Ksp pada larutan akan terbentuk endapan
HKKI singkatan Hasil Kali Konsentrasi Ion-ion (Qsp)
Soal ini dapat diselesaikan dengan cara seperti soal #1 namun karena jumlah ion zat sama tidak lagi perlu dihitung.
Hasil kali konsentrasi kation dengan anion masing-masing = 10–3 × 10–16 = 10–19. Sulfida logam yang mempunyai kelarutan paling kecil akan mengendap lebih dahulu. Karena semua garam sulfida logam tersebut memiliki jumlah ion sama (bervalensi sama) maka yang akan mengendap lebih dahulu adalah yang mempunyai Ksp paling kecil. Dalam hal ini adalah HgS.
Soal #3:
Manakah garam yang mengendap pertama dan berapakah konsentrasi minimum Ag+ yang diperlukan pada pengendapan ini dalam larutan yang mengandung 7,5 mL NaCl 0,025 M dan 7,5 mL Na3PO4 0,025 M? Informasi bahwa pada proses tersebut terjadi pengenceran,
Nilai Ksp AgCl = 1,8×10–10 ; Ksp Ag3PO4 = 1,3×10–20.
A. AgCl → 8,7×10–7 M
B. Ag3PO4 → 2,3×10–7 M
C. AgCl → 1,4×10–8
D. Ag3PO4 → 7,2×10–8 M
E. Tidak ada jawaban yang benar.
Penyelesaian Soal #3:
Dalam soal ini disebutkan terjadi pengenceran, maka perlu dihitung konsentrasi saat pengeceran untuk ion Cl– dan ion PO43–.
Konversi volume → 7,5 mL : 1000 mL/L= 0,0075 L
Volume campuran NaCl dan Na3PO4 = 0,0075 L + 0,0075 L = 0,015 L
Hitungan jumlah ion Cl– dalam larutan
Jumlah ion Cl– = 0,0075 L × 0,025 M
Jumlah ion Cl– = 0,000187 mol
Hitungan [Cl–] dalam larutan (campuran)
[Cl–] = Jumlah ion Cl– : Volume campuran
[Cl–] = 0,000187 mol : 0,015 L
[Cl–] = 0,0125 M
Reaksi | AgCl (s) | ⇌ | Ag+ (aq) | + | Cl– (aq) |
Awal | 0 | 0,0125 M | |||
Bereaksi | +x | +x | |||
Kesetimbangan | x | 0,0125 + x | |||
Untuk menentukan [Ag+] dapat digunakan persamaan Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
Karena nilai x <<< 0,0125 M maka [Cl–] saat setimbangan dianggap 0,0125 M.
Ksp AgCl = [Ag+] [Cl–]
1,8×10–10 = x × 0,0125 M
x = 4×10–8 M
[Ag+] = 4×10–8 M
Hitungan jumlah ion PO43– dalam larutan
Jumlah ion PO43– = 0,0075 L × 0,025 M
Jumlah ion PO43– = 0,000187 mol
Hitungan [PO43–] dalam larutan (campuran)
[PO43–] = Jumlah ion PO43– : Volume campuran
[PO43–] = 0,000187 mol : 0,015 L
[PO43–] = 0,0125 M
Reaksi | Ag3PO4 (s) | ⇌ | 3Ag+ (aq) | + | PO43– (aq) |
Awal | 0 | 0,0125 M | |||
Bereaksi | +3x | +x | |||
Kesetimbangan | 3x | 0,0125 + x | |||
Untuk menentukan [Ag+] dapat digunakan persamaan Ksp Ag3PO4 = [Ag+]3 [PO43–]
Karena nilai x <<< 0,0125 M maka [PO43–] saat setimbangan dianggap 0,0125 M.
Ksp Ag3PO4 = [Ag+]3 [PO43–]
1,3×10–20 = (3x)3 × 0,0125 M
27x3 = 1,04×10–18 M
x3 = 3,85×10–20
x = 3,38×10–7 M
[Ag+] = 3,38×10–7 M
[Ag+] untuk AgCl = 4×10–8 M
[Ag+] untuk Ag3PO4 = 3,38×10–7 M
Karena [Ag+] untuk mengendapkan AgCl lebih kecil dibandingkan [Ag+] untuk mengendapkan Ag3PO4 yang mengendap lebih dahulu adalah AgCl yang membutuhkan [Ag+] minimum 4×10–8 M.
Soal #4:
Suatu larutan mengandung Mg(NO3)2 1,6×10–4 M dan Ca(NO3)2 2,0×10–6 M. Jika ion F– ditambahkan sedikit demi sedikit secara perlahan dalam larutan tersebut akan terbentuk suatu endapan MgF2 dan CaF2. Endapan apakah yang akan terbentuk lebih dahulu? (Nilai Ksp MgF2 = 6,4×10–9 dan Ksp CaF2 = 4×10–11)
Penyelesaian Soal #4:
Ksp MgF2 = [Mg2+][F–]2
6,4×10–9 = 1,6×10–4 [F–]2
[F–]2 = 4,0×10–5
[F–] = 6,32×10–3 M
[F–] minimum yang diperlukan agar terbentuk endapan MgF2 = 6,32×10–3 M
Ksp CaF2 = [Ca2+][F–]2
4×10–11 = 2,0×10–6 [F–]2
[F–]2 = 2,0×10–5
[F–] = 4,47×10–3 M
[F–] minimum yang diperlukan agar terbentuk endapan CaF2 = 4,47×10–3 M
[F–] yang diperlukan untuk membentuk endapan pada CaF2 lebih kecil dibandingkan MgF2 maka CaF2 akan mengendap lebih dahulu.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar