Bank Soal Kimia SMA Konsep Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan

Untuk menentukan konsentrasi tiap pereaksi setelah pencampuran dua pereaksi yang berbeda, dapat digunakan rumus pengenceran sebagai berikut:

$M_1\ V_1=M_2\ V_2$

Keterangan:

$M_1=\text{konsentrasi larutan sebelum pencampuran}$

$M_2=\text{konsentrasi larutan setelah pencampuran}$

$V_1=\text{volum larutan sebelum pencampuran }$

$V_2=\text{volum larutan setelah pencampuran }$

Perbandingan nilai Q_sp dan K_sp dapat memberikan informasi apakah suatu larutan belum jenuh, tepat jenuh, atau jenuh. Kondisi ini dibagi menjadi 3 sebagai berikut.

1. Q_sp $<$ K_sp menunjukkan larutan belum mencapai keadaan jenuh sehingga belum ada endapan.
2. Q_sp $=$ K_sp menunjukkan larutan tepat jenuh dan belum terbentuk endapan.
3. Q_sp $>$ K_sp menunjukkan larutan mencapai keadaan jenuh dan telah terbentuk endapan.

Diketahui:

$V_{\text{MgCl}_2}=20\ \text{mL}$

$\left[\text{MgCl}_2\right]=0,2\ \text{M}$

$V_{\text{H}_3\text{PO}_3}=20\ \text{mL}$

$\left[\text{H}_3\text{PO}_3\right]=0,5\ \text{M}$

$K_{\text{sp}}\text{Mg}_3\left(\text{PO}_3\right)_2=1,0\times10^{-25}$

Ditanya: Hasil analisis yang tepat?

Dijawab:

Proses reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut.

3MgCl₂(aq) $+$ 2H₃PO₃(aq) $\longrightarrow$ Mg₃(PO₃)₂(s) $+$ 6HCl(aq)

Proses pencampuran MgCl₂ dan H₃PO₃ menyebabkan kedua senyawa tersebut mengalami pengenceran dengan volume awal masing-masing 20 mL dan volume akhir keduanya sama yaitu 40 mL.

Pengenceran yang terjadi pada MgCl₂

$M_1\ V_1=M_2\ V_2$

$0,2\ \text{M}\times20\ \text{mL}=M_2\times40\ \text{mL}$

$M_2=\frac{0,2\times20}{40}\ \text{M}$

$M_2=0,1\ \text{M}$

Maka [MgCl₂] setelah pencampuran dengan asam fosfit adalah 0,1 M.

MgCl₂ $\longrightarrow$ Mg²⁺ $+$ 2Cl^-

[Mg²⁺] $=$ [MgCl₂] $=$ 0,1 M

Pengenceran yang terjadi pada H₃PO₃

$M_1\ V_1=M_2\ V_2$

$0,5\ \text{M}\times20\ \text{mL}=M_2\times40\ \text{mL}$

$M_2=\frac{0,5\times20}{40}\ \text{M}$

$M_2=0,25\ \text{M}$

Maka [H₃PO₃] setelah pencampuran dengan MgCl₂ adalah 0,25 M.

H₃PO₃ $\longrightarrow$ 3H⁺ $+$ PO₃^3-

[PO₃^3-] $=$ [H₃PO₃] $=$ 0,25 M

Perhatikan reaksi berikut!

Mg₃(PO₃)₂(s) $\rightleftharpoons$ 2PO₃^3-(aq) $+$ 3Mg²⁺(aq)

$Q_{\text{sp}}=\left[\text{Mg}^{2+}\right]^3\left[\text{PO}_3^{3-}\right]^2$

$=\left(0,1\right)^3\times\left(0,25\right)^2$

$=6,25\times10^{-5}$

$K_{\text{sp}}\text{Mg}_3\left(\text{PO}_3\right)_2=1,0\times10^{-25}$ (diketahui dalam soal)

Karena $Q_{\text{sp}}<\ K_{\text{sp}}$ maka reaksi belum menghasilkan endapan.

Analisis opsi jawaban:

Jawaban "reaksi antara asam basa sehingga menghasilkan garam dan air" salah karena MgCl₂ adalah garam dan H₃PO₃ adalah asam sehingga reaksi yang terjadi adalah antara garam dan asam.

Jawaban "terbentuk 2,4 mg padatan garam di akhir reaksi" salah karena nilai $Q_{\text{sp}}<\ K_{\text{sp}}$ sehingga belum terbentuk endapan.

Jawaban "tetapan hasil kali kelarutan merupakan hasil perkalian konsentrasi ion klorida dan ion fosfit" salah karena padatan yang terbentuk adalah Mg₃(PO₃)₂ sehingga tetapan hasil kali kelarutannya berasal dari hasil perkalian konsentrasi ion magnesium (Mg⁺) dan ion fosfit (PO₃^3-).

Jawaban "terbentuk sejumlah gas dan larutan baru di akhir reaksi" salah karena produk yang terbentuk adalah padatan magnesium fosfit dan larutan asam klorida.

Maka pernyataan yang sesuai untuk menunjukkan hasil analisis Ghea adalah tidak terbentuk padatan namun reaksi berlangsung membentuk larutan baru.