REAKSI
PENGENDAPAN
A,Kelarutan Endapan
Endapan adalah yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari
larutan.
Endapan
terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan.
Kelarutan(S) suatu endapan adlah sama dengan konsentrasi molar dari larutan
jenuhnya. Kelarutan bergantung pada nerbagai kondisi seperti suhu, tekanan,
konsentrasi bahan-bahan lain dlam larutan itu, dan pada komposisi pelarutnya.
Umumnya
dapat dilatakan bahwa kelarutan endapan bertambah besar nengan kenaikan suhu,
meskipun dalam nenerapa hal yang istimewa terjadi yang sebaliknya. Pada
beberapa hal perubahan kelarutan dengan nerubahnya suhu dapat menjadi dasar
untuk pemisahan.
Kelarutan bergantung juga pada sifat dan
konsentrasi zat-zat lain terutama ion-ion dalam larutan itu. Ion sekutu adalah
suatu ion yang juga merupakan salah satu bahan endapan. Kelarutan suatu endapan
banyak sekali berkurang jika sakah satu ion sekutu terdapat dengan berlebihan,
meskipun efek ini mungkin diimbangi nengan pembentukan suatu kompleks yang
dapat larut dengan ion-sekutu yang berlebihan itu.nDengan adanya ion asing,
kelarutan endapan bertambah, tetapi penambahan ini umumnya sedikit, kecuali
bila terjadi reaksi kimia ( seperti pembentukan kompleks atau reaksi asam-basa
) antara endapan dengan ion asing, pada mana pertambahan kelarutan kebih
mencolok.
B.Hasil Kali Kelarutan
Untuk larutan jenuh suatu elektrolit AvABvB,
yang terion menjadi ion-ion vAAm+ dan vBBn-
 |
AvABvB
vAAm+ + vBBn-
Hasil kali kelarutan (Ks) dapat dinyatakan sebagai:
Ks = [Am+]vA x [Bn-]vB
Jadi dapat dinyatakan, bahwa larutan jenuh suatu elektrolit yang sangat
sedikit larut, hasil kali konsentrasi dari ion-ion pembentuknya untuk setiap
suhu tertentu adalah konstan, dengan konsentrasi ion dipangkatkan dengan
bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion ynag bersangkutan yang
sihasilkan oleh disosiasi dari satu moleul elektrolit.
Nilai hasil kali kelarutan ditentukan dengan
berbagai metode. Banyak konstanta diperoleh secara tidak langsung seperti
dengan pengukuran konduktivitas listrik, e.n.f. sl-sel atau dari perhitungan termodinamika, yang
memakai data yang diperoleh dari kalorimetri. Dalam beberapa hal struktur
fisik, dan karenanya kelarutan, endapan pada saat pengenddapan tidaklah sama
dengan kelarutan endapan yang lama atau telah distabilkan.
Hubungan hasil kali kelarutan menjelaskan fakta,
bahwa kelarutan suatu zat sangat berkurang jika ditambahkan reagensia yang
mengandung ion-sekutu dengan zat iyu. Karena konsentrasi ion sekutu ini tinggi,
konsentrasi ion lainnya harus menjadi rendah dalam karutan jenuh zat itu. Maka
kelebihan zat itu akan diendapkan. Jadi, jika sakah satu ion harus dilekuarkann
dari larutan dengan pengendapan, reagensia harus dipakai dengan berlebihan.
Tabel Hasil Kali Kelarutan Endapan-Endapan pada Suhu Kamar
|
Zat
|
Hasilkali
Kelarutan
|
Zat
|
Hasilkali
Kelarutan
|
|
AgBr
|
7,7x
10-13
|
|
4,0x
10-19
|
|
AgBrO3
|
5,0x
10-5
|
Hg2Br2
|
5,2x
10-23
|
|
AgCNS
|
1,2x
10-12
|
Hg2Cl2
|
3,5x
10-18
|
|
AgCl
|
1,5x
10-10
|
Hg2I2
|
1,2x
10-18
|
|
Ag2C2O4
|
5,0x
10-12
|
Hg2S
|
1x 10-45
|
|
Ag2CrO
|
2,4x
10-12
|
HgS
|
4x 10-54
|
|
AgI
|
0,9x
10-16
|
|
1,1x 10-5
|
|
AgIO3
|
2,0x
10-8
|
MgCO3
|
1,0x 10-5
|
|
Ag3PO4
|
1,8x
10-18
|
MgC2O4
|
8,6x 10-5
|
|
Ag2S
|
1,6x
10-49
|
MgF2
|
7,0x
10-9
|
|
Ag2SO4
|
7,7x
10-5
|
Mg(NH4)PO4
|
2,5x
10-13
|
|
Al(OH)3
|
8,5x
10-23
|
Mg(OH)2
|
3,4x 10-11
|
|
BaCO3
|
8,1x
10-9
|
Mn(OH)2
|
4,0x 10-14
|
|
BaC2O4
|
1,7x
10-7
|
MnS
|
1,4x 10-15
|
|
BaCrO4
|
1,6x
10-10
|
Ni(OH)2
|
8,7x 10-19
|
|
BaSO4
|
9,2x
10-11
|
|
1,4x 10-24
|
|
Bi2S3
|
1,6x
10-72
|
PbBr2
|
7,9x 10-5
|
|
CaCO3
|
4,8x
10-9
|
PbCl2
|
2,4x 10-4
|
|
CaC2O4
|
2,6x10-9
|
PbCO3
|
3,3x 10-14
|
|
CaF2
|
3,2x
10-11
|
PbCrO4
|
1,8x 10-14
|
|
CaSO4
|
2,3x
10-4
|
PbF2
|
3,7x 10-8
|
|
CdS
|
1,4x
10-28
|
PbI2
|
8,7x 10-9
|
|
Co(OH)2
|
1,6x
10-18
|
Pb3(PO4)2
|
1,5x
10-32
|
|
Co(OH)3
|
2,5x10-43
|
PbS
|
5x 10-29
|
|
|
3x 10-26
|
PbSO4
|
2,2x 10-8
|
|
Cr(OH)3
|
2,9x
10-29
|
SrCO3
|
1,6x 10-9
|
|
CuBr
|
1,6x
10-11
|
SrC2O4
|
5,0x 10-8
|
|
CuCl
|
1,0x 10-6
|
SrSO4
|
2,8x 10-7
|
|
CuI
|
5,0x
10-12
|
TlCl
|
1,5x 10-4
|
|
CuS
|
1x 10-44
|
TlI
|
2,8x
10-8
|
|
Cu2S
|
2x 10-47
|
Tl2S
|
1x 10-22
|
|
CuSCN
|
1,6x
10-11
|
Zn(OH)2
|
1x 10-17
|
|
Fe(OH)2
|
4,8x
10-16
|
ZnS
|
1x 10-23
|
|
Fe(OH)
|
3,8x
10-38
|
|
|
Namun reagensia
yang terlalu berlebihan lebih banyak buruknya daripada baiknya. Karena ia mungkin akan memperbesar
kelarutan endapan karena pembentukan kompleks.
Efek
ion asing terhadap kelarutan endapan-endapan adalah tepat
kebalikkannya;kelarutan bertambah sedikit dengan adanya ion-ion asing.
Untuk menjelaskan efek ion asing
terhadap kelarutan endapan, kita harus ingat bahwa rumus-rumus hasil kelarutan,
harus dinyatakan dalam besaran aktivitas. Untuk larutan jenuh elektrolit AvA BVB , yang
terionisasi menjadi ion-ion VA Am+ dan VB Bn- . Makin
tinggi konsentrasi total ion-ion dalam larutan, makin besarlah kekuatan ion,
akibatnya makin rendah koefisien aktivitas. Karena hasil kali kelarutan harus
tetap konstan, konsentrasi [Am+]
dan [Bn-] harus bertambah
untuk mengimbangi berkurangnya koefisien aktivitas; dari itulah bertambahnya
kelarutan.
Contoh 1 :
Suatu larutan jenuh perak klorida
mengandung 0,0015 gr zat terlarut dalam 1 liter. Hitung hasil kali
kelarutannya.
S = 0,0015 = 1.045 x 10-5 mol ℓ-1
143,3
Dalam larutan
jenuh, disosiasi adalah sempurna :
AgCl Ag+ + Cl-
Jadi, satu mol AgCl menghasilkan
1 mol Ag+ dan 1 mol Cl-
. Maka
[Ag+]
= 1,045 x 10-5 mol ℓ-1
[Cl-] = 1,045 x
10-5 mol ℓ-1
dan
Ks = [Ag+]
x [Cl-] = 1,045 x 10-5 mol ℓ-1 x 1,045 x 10-5
mol ℓ-1
= 1,1 x 10-10 (mol ℓ-1 )2
Contoh 2 :
Hasil kali
kelarutan timbel fosfat adalah 1,5 x 10-32
. Hitung
konsentrasi larutan jenuh dalam satuan g ℓ-1
Persamaan disosiasi adalah
Pb3(PO4)2
3Pb2+ + 2PO43-
Bila S
adalah kelarutan (dalam mol ℓ-1),
kita peroleh
[Pb2+] = 3 S
[PO43-]
= 3 S
Atau
Ks = 1,5 x 10-32
= [Pb2+]3 x [PO43-]2 = (3S)3 x
(2S)2
Atau
1,5 x 10-32 = 109 S5
Jadi,
S = 
= 1,68 x 10-7
mol 
-1
= 1,68 x 10-7
mol -1
Massa molekul relatif Pb3 (PO4)2 adalah
811,5. Jadi jumlah zat yang
larut per liter (m) adalah
m = 811,5 x 1,68 x 10-7 = 1,37 x 10-4
g-1
-1
Contoh 17 Bila
diketahui bahwa hasilkali kelarutan magnesium hidroksida adalah 3,4 x 10-11,
hitung konsentrasi ion hidroksil dalam larutan air yang jenuh. Karena disosiasi
Mg(OH)2 D Mg2+ + 2OH-
Adalah sempurna, kita anggap [Mg2+] = x; lalu [OH-] = 2x. Maka hasilkali kelarutan dapat
ditulis sebagai
K5 = [Mg2+] x [OH-]2 = x (2x)2
= 4x3 = 3,4 x 10-11
Jadi
X = 
= 2,04 x 10-4 mol -1
= 2,04 x 10-4 mol -1
Dan karena [OH-] = 2x, dapat kita hitung
[OH-] = 2 x 2,04 x 10-4 = 4,08 x 10-4 mol -1
-1
Contoh 18 Berapakah konsentrasi ion perak (dalam satuan
mol -1) yang tertinggal dalam larutan AbNO3,
setelah penambahan HCl sedemikian sehingga konsentrasi akhir ion klorida adalah
0,00 molar?
-1) yang tertinggal dalam larutan AbNO3,
setelah penambahan HCl sedemikian sehingga konsentrasi akhir ion klorida adalah
0,00 molar?
Hasilkali kelautan AgCl adalah
Ks = 1,5 x 10-10 = [Ag+] x [Cl-]
Dalam larutan akhir [Cl-] = 5 x 10-2 mol -1. Jadi
-1. Jadi
[Ag+] = 
= 
= 3 x 10-9 mol -1
= = 3 x 10-9 mol -1
Contoh 19 Pada 100 ml larutan, yang mengandung 8,29 x 10-3
gr ion-ion timbel, ditambahkan 100 ml asam sulfat 10-3 M. Berapa
banyak timbel yang tak diendapkan tertinggal dalam larutan?
Ketika reagensia-reagensia itu dicampur, PbSO4 mengendap:
Pb2+ x 
D PbSO4
D PbSO4
Hasilkali kelarutan PbSO4 adalah 2,2 x 10-8 dan masa
atom relatif Pb adalah 207,2.
1 liter larutan yang sama akan mengandung 8,29 x 10-2 gr Pb2+;
konsentrasi molar Pb2+ dalam larutan semula adalah
[Pb2+]semula
= 
= 4 x 10-4 mol -1
= 4 x 10-4 mol -1
sedang konsentrasi
ion sulfat, adalah seperti diberikan dalam soal
[]semula = 10-3 mol -1
]semula = 10-3 mol -1
Pada saat
mencampur, konsentrasi-konsentrasi ini menjadi separohnya, karena setiap
larutan diencerkan menjadi dua kali volumenya yang semula. Bersamaan dengan
ini, timbul pengendapan. Jika x mol
Pb2+ mengendap, ini akan membawa lagi x mol ke dalam endapan. Maka, ketika kesetimbangan tercapai,
konsentrasi ion-ion ini dapat dinyatakan sebagai
ke dalam endapan. Maka, ketika kesetimbangan tercapai,
konsentrasi ion-ion ini dapat dinyatakan sebagai
[Pb2+]
= 
- x =
4 x 10-4 – x mol -1
- x =
4 x 10-4 – x mol -1
dan
[]=
- x = 5 x 10-4 – x
mol -1
]= - x = 5 x 10-4 – x
mol -1
Maka hasilkali
kelarutan
Ks =
[Pb2+] []
]
Dapat dinyatakan
sebagai
2,2 x 10-8
= (2 x 10-4 – x) (5 x 10-4
– x)
Dengan mengubah
persamaan di atas, kita peroleh
X2 – 7 x 10-4 x + 7,8 x 10-8 = 0
Dari mana x dapat dinyatakan sebagai
X = 
yang menghasilkan dua akar, X1
= 5,61 x 10-4 dan X2
= 1,4 x 10-4. Kedua akar memenuhi persamaan (i), tetapi X1 jelas tak mempunyai arti
fisik, karena bilangan ini akan menghasilkan nilai konsentrasi negatif untuk
kedua ion dalam rumus hasilkali kelarutan. Maka nilai X2 = 1,4 x 10-4 adalah yang harus
dipakai. Jadi konsentrasi ion timbel dalam larutan akhir menjadi
[Pb2+]
= 2 x 10-4 – 1,4 x 10-4 = 6 x 10-5 mol -1
-1
Dalam 200 ml
larutan, kita mempunyai seperlima dari jumlah mol ini, yaitu 1,2 x 10-5
mol Pb2+. Dikalikan
dengan massa atom relatif kita dapat hitung jumlah timbel yang tak terendapkan
:
mPb2+ = 202,7 x 1,2 x 10-5 = 2,43 x 10-3 g
yang menunjukkan bahwa pada kondisi-kondisi demikian kira-kira sepertiga
dari jumlah semula timbel (8,29 x 10-3 gr) tetap larut.
C. Penerapan Hubungan Hasilkali Kelarutan
Meskipun mempunyai keterbatasan – keterbatasan,
hubungan hasilkali kelarutan mempunyai nilai yang besar sekali dalam analisis
kualitatif, karena dengan bantuannya memungkinkan kita untuk menerangkan dan
meramalkan reaksi – reaksi pengandapan. Hasilkali kelarutan pada keadaan
sebenarnya merupakan nilai akhir yang dicapai oleh hasilkali ion saat
kesetimbangan tercapai antara fase padat dari garam yang sedikit larut dengan
larutan itu. Jika kondisi seperti ini, hasilkali ion tidak sama dengan
hasilkali kelarutan, system akan menyesuaikan sehingga hasilkali ion sama
dengan hasilkali kelarutan. Jadi, jika hasilkali ion sengaja dibuat lebih besar
dari hasilkali kelarutan, misalnya dengan menambahkan garam lain dengan satu
ion sekutu,penyesuaian system mengakibatkan mengendapnya garam padat.
Sebaliknya jika ion dibuat lebih kecil dari hasilkali kelarutan, kesetimbangan
system dicapai kembali dengan melarutnya sebagian garam padat pada
larutan. Contoh,suatu endapan perak
klorida, hasilkali kelarutannya adalah : Ksp = [Ag +]x[Cl-]
= 1,5 x 10-10
Jika pada larutan ion perak 0,1 M, ditambahkan cukup KCl untuk menghasilkan
sementara konsenstrasi klorida 0,01 M. Hasilkali ion dalam hal ini adalah
[0,1]x[0,01] = 10-3 . Karena 10-3 > 1,5 x 10-10 kesetimbangan
tidak akan tercapai, sehingga terjadi endapan perak klorida, dengan reaksi Ag +
+ Cl- AgCl
Sampai hasilkali ion berkurang menjadi [Ag +]x[Cl-] =
1,5 x 10-10. Pada titik ini tercapailah kesetimbangan, yaitu laju
pembentukan endapan perak klorida sama dengan laju pelarutannya. Dalam hal ini
hasilkali kelarutan menentukan keadaan setimbang, tapi tidak memberikan
informasi tentang laju dengan mana kesetimbangan itu terjadi.
Perlu diperhatikan juga, bahwa penngendapan
sempurna suatu elektrolit yang sangat sedikit larut adalah tidak mungkin,
karena betapapun besarnya konsenstrasi salah satu ion dengan sengaja,
konsenstrasi ion yang lainnya tidak dapat dikurangkan sampai nol, karena nilai
hasilkali kelarutan adalah konstan, walaupun memang konsenstrasi ion itu sapat
diturunkan sampai nilai yang kecil sekali. Setelah titik tertentu, penambahan
berlebihan lebih lanjut dari zat pengendap, tak menambah bobot endapan yang
berarti. Sesungguhnya kelebihan zat pengendap yang terlalu banyak dapat
mengakibatkan sebagian endapan melarut kembali sebagai akibat bertambahnya efek
garam atau akibat pembentukan ion kompleks. Hal ini menunjukkan bahwa mengapa
reagensia harus dipakai dalam jumlah yang berlebihan sedang – sedang saja, saat
melakukan reaksi pengendapan.
Penerapan Prinsip Hasilkali Kelarutan dalam Analisis Anorganik Kuantitatif
Pengendapan Sulfida
Gas hidrogen sulfida sering kali digunakan sebagai
reagensia dalam analisis anorganik kualitatif. Jika gas oksigen sulfida
dialirkan dalam larutan, maka sulfida – sulfida logam akan mengendap.
Pengendapan hanya terjadi jika hasilkali konsenstrasi – konsenstrasi ion logam
dan ion sulfida ( dipangkatkan dengan sesuai ) melampaui nilai hasilkali
kelarutan. Konsenstrasi ion logam biasanya jatuh dalam daerah 1 – 10-3
mol ℓ-1 , konsenstrasi ion sulfida dapat berbeda – beda banyak sekali dan dapat dipilih dengan mudah
dengan menyesuaikan pH larutan.
Perbedaan konsenstrasi ion sulfida dengan pH dikarenakan hidrogen sulfida sendiri adalah
asam lemah, dengan 2 tingkat disosiasi :
H2S
H+ + HS –
Dengan
K1 = 
= 9,1 x 10-8
= 9,1 x 10-8
Dan
HS- H+ + S 2-
Dengan
K2 =
Mengalikan 2
persamaan diperoleh :
= K1K2 = 1,09 x 10-22
Pada suhu kamar
dan tekanan atmosfer larutan air dari hidrogen sulfida yang jenuh hampir tepat
0,1 molar, karena asam lemah, disosiasinya dapat diabaikan dan nilai [H2S]
= 0,1 dimasukkan dalam persamaan :
10-22
dapat diubah sehingga
menjadi pers (i)
[ S2-] = 
Persamaan ini menunjukkan korelasi antara konsenstrasi ion hidrogen dengan
konsenstrasi ion sulfida. Konsenstrasi ion sulfida berbanding terbalik dengan
kuadrat konsenstrasi ion hidrogen. Dalam larutan asam kuat ([H+]
1)
konsenstrasi ion sulfida mungkin lebih dari 10-23 mol ℓ-1 .
Dalam keadaan demikian hanya sulfida yang paling larut yang dapat diendapkan.
1)
konsenstrasi ion sulfida mungkin lebih dari 10-23 mol ℓ-1 .
Dalam keadaan demikian hanya sulfida yang paling larut yang dapat diendapkan.
Pers (i) dapat disederhanakan lebih lanjut, jika
ada pS adalah eksponen ion
sulfida. Definisinya analog dengan pH :
pS = - log [S2-]
pers (i) menjadi
pS = 23 - 2 pH
persamaan ini hanya dapat digunakan jika pH 0-8, diatas pH =
8 disosiasi hidrogen sulfida tidak dapat diabaikan lagi.
 |
Percobaan dan penghitungan dengan persamaan diatas dapat digunakan untuk mengklasifikasikan dalam 2 golongan yang jelas berbeda.
- ion –
ion logam seperti Ag+, Pb+, Hg22+, Bi3+,
Cu2+, Cd2+, Sn2+,As3+, dan Sb3+
dapat membentuk sulfida dalam
segala kondisi, dapat diendapkan dari larutan asam yang bersifat asam
keras ( pH = 0 )
- ion – ion logam Fe2+, Fe3+, Ni2+, CO2+,
Mn2+, dan Zn2+ tidak dapat diendapkan dari larutan asam, tetapi akan
membentuk sulfida dalam larutan netral atau sedikit asam ( yang diberi
buffer ).
Perbedaan ini digunakan dalam pengklasifikasian
secara analitik dari ion – ion ini. Kelompok a membentuk golongan kation ke satu
dan ke dua. Sedang kelompok b adalah anggota golongan ke tiga. Pemisahan ion –
ion ini berdasarkan atas fenomena yang sama.
Pengendapan dan Pelarutan Hidroksida Garam
Endapan akan terbentuk hanya jika konsentrasi ion logam dan hidroksil saat
itu adalah lebih tinggi dari yang diperbolehkan dari hasil kali kelarutan.
Karena konsentrasi ion-logam dalam sampel yang sebenarnya tak jauh berbeda satu
sama lain (10-1 – 10-3 mol ℓ-1), maka
konsentrasi ion hidroksi-lah yang memegang peranan menentukan dalam pembentukan
endapan-endapan demikian karena fakta dalam larutan air, hasil kali konsentrasi
ion hidrogen dan hidroksil benar-benar konstan (Kw = 10-14 pada 250C),
pembentukan suatu endapan hidroksida logam terutama tergantung pada pH larutan.
Dengan menggunakan prinsip hasilkali kelarutan, kita dapat menghitung pH
minimum yang diperlukan untuk mengendapkan suatu hidroksida logam
Tabel pengendapan hidroksida
 pH |
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10 11 12
13
|
   Ti(OH)2 |
|
 Sn(OH)3 |
|
 Nb(OH)5 |
|
|
Ta(OH)5 |
|
|
Ce(OH)4 |
|
 Zr(OH)4 |
|
 Sn(OH)4 |
|
 Ti(OH)4 |
|
 Th(OH)4 |
|
 Fe(OH)3 |
|
 Al(OH)3 |
|
 Cr(OH)3 |
|
 UO2(OH)2 |
|
 Be(OH)2 |
|
 Zn(OH)2 |
|
 Fe(OH)2 |
|
 Cd(OH)2 |
|
|
Ni(OH)2 |
|
Kelarutan Garam dari Asam Lemah yang Sangat Sedikit
Larut dalam Asam-Basa Mineral Kuat
Contoh yang khas dari fenomena ini adalah kelarutan kalsium oksalat dalam
asam klorida. Bila asan klorida encer ditambahkan pula dalam suspensi oksalat,
maka kesetimbangan ini akan terjadi bebarengan:
Ca(COO)2(s)
Ca2+
+ (COO)22- (i)
(COO)22-
+ H+ H(COO)2- (ii)
H(COO)2-
+ H+ (COO)2 (iii)
Kesetimbangan ( i
) dapat ditandai dengan hasil kali kelarutan:
Ks = [Ca2+] x [(COO)22] = 2.6 x 10-9 (iv)
Untuk persamaan (ii) dan
(iii) berlaku kesetimbangan ionisasi sebagai berikut:
|
Ka2 = = 5.4 x 10-5 (v)
|
Ka1
= = 2.4 x 10-2 (vi)
Dari persamaan (v)
terlihat bahwa [H+] bernilai besar, ia akan mengurangi [(COO)22-]
dengan membentuk H(COO)2- dan seterusnya [(COOH)2
dalam larutan jenuh kalsium oksalat. Karena hasil kali kelarutan adalah
konstan, sebagian kalsium oksalat harus larut untuk menghasilkan ion osalat.
Jika konsentrasi ion-ion cukup tinggi, seluruh jumlah endapan bisa melarut.
Pengendapan Fraksional
Perhitungan-perhitungan tentang garam yang
sangat sedikit larut, akan diendapkan pada kondisi eksperimen tertentu, dapat
juga dibuat dengan bantuan prinsip hasilk kali kelarutan. Contohnya adalah
metode Mohr untuk menaksir halida-halida. Dalam proses ini suatu larutan ion
klorida dititer dengan larutan baku perak nitrat, dengan ditambahkan sedikit
kalium dikromat yang berfungsi sebagai indikator. Di sini dua garam yang sangat
sedikit larut dapat terbentuk yaitu perak klorida (endapan putih) dan perak
kromat (endapan merah).
Ag+ + Cl- AgCl(s)
Dan
2 Ag+ + CrO42- Ag2CrO4(s)
hasil kali endapan-endapan ini adalah sebagai berikut:
Ks (AgCl) =
[Ag+] x [Cl-] = 1.5 x 10-10 (i)
Ks (Ag2CrO) = [Ag+]2 x [CrO42-] =
2.4 x 10-12 (ii)
Dalam larutan jenuh campuran kedua endapan,
kesetimbangan kelarutan ini akan terjadi berbarengan. Maka dari kedua persamaan
ini kita peroleh
|
|||||
|
|||||
|
|||||
=
= (iii)
Rumus ini menunjukkan bahwa pada kondisi
kesetimbangan, konsentrasi ion kromat dalam larutan selalu lebih besar daripada
ion klorida. Maka jika pada suatu campuran ion klorida dan kromat ditambahkan
ion-ion perak, ion-ion perak ini akan bersenyawa dengan ion-ion klorida,
membentuk endapan perak klorida sampai konsentrasi ion klorida dalam larutan
berkurang hingga perbandingan yang
dinyatakan dalam persamaan (iii) dicapai. Mulai saat itu seterusnya, kedua
endapan akan terbentuk bersama. Jika larutan 0,1 M natrium klorida encer
dititer dengan perak nitrat dengan ada senyawa kalium kromat 0,002 M,
konsentrasi ion klorida saat perak kromat mulai mengendap dapat dinyatakan dari
persamaan (iii):
 |
|||
 |
|||
|
karena itu,
praktis semua ion klorida telah keluar dari larutan sebelum perak kromat
terbentuk.
Nilai dari hasil kali kelarutan
tidak diketahui dengan amat tepat. Karena itu kita harus berhati-hati sekali
dalm meramalkan apakah suatu ion tertentu bisa atau tidak dipisahkan dari satu
atau lebih ion-ion yang lain, atas dasar persamaan hasil kali kelarutan,
terutama bila ada sedikit keragu-raguan tentang besar yang tepat dari hasil
kali kelarutannya.
D. Struktur Morfologi
dan Kemurnian Endapan
Pengendapan mungkin adalah metode yang paling sering dipakai dalam praktek
analisis kualitatif. Timbulnya endapan sebagai hasil penambahan suatu reagensia
tertentu dapat dipakai sebagai uji terhadap suatu ion tertentu. Namun pengendapan
bisa juga dilakukan pemisahan. Untuk melakukan ini,suatu reagensia yang sesuai
ditambahkan, yang membentuk endapan dengan hanya satu atau beberapa ion yang
ada dalam larutan . setelah penambahan reagensia dalam jumlah yang sesuai,
endapan disaring dan dicuci. Sebagian ion tetap larut,sedang yang lain-lainnya
dapat ditemuakan dalam endapan. Agar dicapai pemisahan yang kuantitatif sejauh
mungkn,endapan harus mudah disaring dan bebas dari pencemaran (kontaminasi).
Kemudahan suatu endapan dapat disaring dan dicuci tergantung sebagian besar
pada struktur morfologi endapan, yaitu pada bentuk dan ukuran
kristal-kristalnya. Jelaslah, makin besar kristal-kristal yang terbentuk selama
mungkin sekali makin cepat Kristal-kristal itu turun ke bawah keluar dari
larutan. Bentuk Kristal juga penting. Struktur seperti kubus,octahedron atau
jarum-jarum sangat menguntungkan karena mudah dicuci setelah disaring.
Ukuran Kristal yang terbentuk selama pengendapan tergantung terutama pada
dua factor penting yaitu laju pembentukan inti (nukleasi) da laju pertumbuhan
Kristal.
Laju pembentukan inti dapat dinyatakan dengan jumlah inti yang terbentuk
dalam satuan waktu. Jika laju pembnetukan init tinggi maka akan banyak kristal
yang akan terbentuk. Laju pembentukan inti tergantung pada derajat lewat-jenuh
(supersaturation) dari larutan.
Laju pertumbuhan Kristal merupakan factor lainnya yang mempengaruhi ukuran
Kristal yang terbentuk selama pengendapan berlangsung.jika laju ini tinggi maka
Kristal yang terbentuk besar-besar. Laju pertumbuhan Kristal ini juga
tergantung pada derajat lewat jenuh.
Kelarutan partikel-partikel yang sengat kecil jauh lebih besar daripada
kelarutan Kristal-kristal besar dari zat yang sama. Jika suatu campuran yang
terdiri dari larutan induk dan endpannya sekedar dibiarkan diam untuk waktu
yang lebih lama,partikel yang kecil akan larut lagi perlahan-lahan kedalam
larutan induk, sedangkan partikel-partikel yang lebih besar justru tumbuh jadi terjadilah rekristalisasi. Proses ini
yang berupa pematangn, dapat sangat dipercepat dengan mendiamkan
campuran-campuran pada suhu tinggi .proses ini sering disebut juga sebagai
pencernaan(digestion).
bila suatu endapan memisah dari larutan kemungkinan didalamnya mengandung
bahan-bahan tercemar. Pencemaran endapan oleh zat-zat yang secara nomal larut
dalam larutan induk dinamakan pengendapan-ikut atau kopresipitasi. Ada 2 proses
penting yang berbeda yang menyebabkan kopresipitasi. Yang pertama adalah
adsorpsi pertikel-partikel asing pada permukaan Kristal yang sedang tumbuh,
sedang yang kedua adalah oklusi partikel-partikel asing sewaktu proses
pertumbuhan Kristal. Adsorpsi umumnya paling besar pada endapan-endapan yang
seperti gelatin dan paling sdikit pada endapan-endapan yang bersifat
makrokristal yang menonjol.
Pos-presipitasi sering terjadi dengan zat-zat yang cenderung membentuk
larutan lewat-jenuh, biasanya mempunyai satu ion sekutu dengan endapan primer.
E. Keadaan
Koloid
Dalam analisa kualitatif, terkadangterjadi zat yang tidak muncul sebagai
endapan ketika pereaksi-pereaksi terdapat dalam konsentrasi demikian, sehingga
hasil kali kelarutan zat itu telah jauh dilampaui. Dan telah di ambil
tindakan-tindakan untuk mencegah terjadinya keadaan lewat jenuh dari larutan
tersebut. Jika suatu berkas cahaya dilewatkan pada larutan dan diamati dengan
mikroskop yang tegak lurus dengan datangnya cahaya akan terlihat sedikit
pembauran cahaya. Pembauran ini disebabkan adanya pantulan cahaya oleh
partikel-partikel yang tersuspensi dalam larutan yang disebut efek tyndall.
Larutan sejati yaitu larutan dengan pertikel-partikel yang mempunyai
dimensi seperti molekul, tak memperlihatkan efek tyndall. Partikel-partikel
yang dalam kedan halus sehigga tak muncul sebagai endapan disebut berada dalam
keadaan koloid atau dalam larutan koloid.
Sifat-sifat koloid yang telah dibuktikan diantaranya adalah mampu lolos
menembus kertas saring, tidak nampak adanya pengendapan setelah didiamkan
beberapa lama. Tetapi ada juga yang mengalami penggumpalan koagulasi pada
setiap larutan elektrolit. Pemanasa larutan jga membantu koagulasi. Jadi jelas
bahwa keadaan koloid harus dihindari dalam analisis kualitatif.
Keadaan koloid pada bahan ditandai oleh ukuran-ukuran partikelnya yang
terletak dalam daerha tertentu yang mengakibatkan sifat khas tertentu dapat
terlihat. Sifat-sifat koloid umumnya diperlihatkan oleh zat-zat yang ukuran
partikelnya terletak dalam batas antara 0,2µm dan 5 nm. Larutan koloid bersifat
tak homogen tetapi terdiri dari cairan suspensi partikel-partikel padat atau
cairan dalam suatu cairan. Campuran semacam ini dikenal sebagai system
disperse. Cairannya disebut medium dispersi dan koloidnya disebut fase
dispersi.
Meskipun partikel-partikel koloid tak dapat dipisahkan dari
partiel-partikel yang berdimensi molekul dengan memakai kertas saring biasa
pemisahan dapat dihasilkandengan memakai alat khusus. Prosedur yang dikenal
sebagai dialysis memanfaatkan fakta bahwa zat-zat dalam larutan sejati
(molekulnya tidak terlalu besar) dapat lolos menembus selaput dari perkamen
atau kolodion sedangkan koloid tertahan. Pemisahan dapat juga menggunakan
penyaringan ultra.
System kolid, dimana suatu cairan merupakan medium dispersinya sering
dinamakan sol. Zat padat yang dihasilkan pada koagulasi atau flokulasi suatu
sol disebut gel. Proses mendispersinya zat padat yang telah berflokulasi atau
gel (atau koagel) dengan membentuk larutan kloid disebut peptisasi.
Larutan koloid dapat dibagi menjadi 2 golongan utama, yang dinamai liofob
(benci pelarut) dan liofil (suka pelarut). Bila air pelarutnya maka istilahnya
adalah hidrofob dan hidrofil. Sifat-sifatnya terlihat pada table
|
Sel hidrofob
|
Sel hidrofil
|
|
|
Partikel-partikel koloid dalam larutan memperlihatkan fenomena yang disebut
gerak brown. Bila ditempatkan dalam medan listrik, mereka biasanya bermigrasi
ke salah satu electrode yang menunjukkan bahwa partikel koloid memiliki muatan
tertentu. Bisa positif atau negative.
Sifat-sifat adsorpsi koloid mempunyai beberapa penerapan dalam analisis.
Endapan yang diperoleh dari larutan yang encer atau sangat pekat sering berada
dalam bentuk kristal yang sangat halus. Endapan yang halus ini umumnya menjadi
bisa disaring jika dibiarkan beberapa lama terendam dalam larutan induknya.
Penambhan kertas saring yang telah dilumatkan berfaedah untuk membantu
penyaringan partikel-partikel koloid.
