Panduan Lengkap Kelarutan (s) dan Hasil Kali Kelarutan (Ksp) Serta Contoh Soal

Selamat datang sobat kimia! Pernahkah Anda mengamati saat menambahkan gula ke dalam teh? Awalnya gula larut dengan mudah, namun jika terus ditambah, lama-kelamaan gula tersebut tidak mau larut lagi dan mengendap di dasar gelas. Fenomena batas pelarutan inilah yang mendasari konsep kelarutan dan hasil kali kelarutan (Ksp). Dalam artikel ini, kita akan menyelami dunia kesetimbangan larutan, memahami mengapa ada zat yang mudah larut sementara yang lain sukar, serta bagaimana cara menghitungnya secara kimiawi.

Pengertian Kelarutan (s)

Dalam istilah sederhana, kelarutan adalah kemampuan suatu zat untuk melarut. Secara kimia, kita mendefinisikannya lebih spesifik. Kelarutan biasanya dilambangkan dengan huruf s (dari kata solubility).

Definisi Kelarutan (s): Jumlah maksimum zat terlarut (solut) yang dapat larut dalam sejumlah tertentu pelarut (solven) pada suhu tertentu untuk membentuk larutan jenuh.

Satuan kelarutan yang paling umum digunakan dalam perhitungan kimia adalah Molaritas (mol/L), meskipun kadang juga dinyatakan dalam g/L atau g/100 mL pelarut.

Tetapan Hasil Kali Kelarutan (Ksp)

Banyak senyawa ionik, seperti perak klorida (AgCl) atau barium sulfat (BaSO₄), tergolong elektrolit yang sukar larut dalam air. Meskipun terlihat tidak larut, sebenarnya ada sebagian kecil ion-ionnya yang terlarut hingga mencapai keadaan jenuh.

Dalam larutan jenuh senyawa sukar larut, terjadi kesetimbangan dinamis antara zat padat yang tidak larut dengan ion-ionnya yang terlarut. Misalkan kita memiliki senyawa ionik sukar larut dengan rumus umum $A_xB_y$, persamaan reaksi kesetimbangannya adalah:

$$A_xB_y(s) \rightleftharpoons xA^{y+}(aq) + yB^{x-}(aq)$$

Karena ini adalah reaksi kesetimbangan, kita dapat menuliskan tetapan kesetimbangannya. Karena $A_xB_y$ berfase padat (solid), konsentrasinya dianggap konstan dan tidak dimasukkan dalam persamaan tetapan. Tetapan kesetimbangan ini disebut Tetapan Hasil Kali Kelarutan atau Ksp.

Rumus Ksp:
$$K_{sp} = [A^{y+}]^x [B^{x-}]^y$$

Nilai Ksp adalah tetap pada suhu tertentu. Semakin kecil nilai Ksp, semakin sukar zat tersebut larut dalam air.

Hubungan Antara Kelarutan (s) dan Ksp

Jika kita mengetahui kelarutan ($s$) suatu zat dalam mol/L, kita dapat menentukan nilai Ksp-nya, dan sebaliknya. Hubungan ini bergantung pada stoikiometri (jumlah ion) yang dihasilkan garam tersebut.

Mari kita tinjau kembali reaksi pelarutan $A_xB_y$. Jika kelarutan zat tersebut adalah $s$ mol/L, maka:

$$ \begin{matrix} & A_xB_y(s) & \rightleftharpoons & xA^{y+}(aq) & + & yB^{x-}(aq) \\ \text{Pada keadaan jenuh:} & s \text{ mol/L} & & xs \text{ mol/L} & & ys \text{ mol/L} \end{matrix} $$

Substitusikan konsentrasi ion-ion tersebut ke dalam rumus Ksp:

$$K_{sp} = [A^{y+}]^x [B^{x-}]^y = (xs)^x (ys)^y = x^x y^y s^{(x+y)}$$

Berikut adalah rangkuman hubungan $s$ dan Ksp untuk berbagai tipe senyawa elektrolit:

Tipe Senyawa	Jumlah Ion (n)	Contoh Reaksi	Rumus Ksp dalam s	Rumus s dalam Ksp
AX	2	$AgCl \rightleftharpoons Ag^+ + Cl^-$	$$K_{sp} = s^2$$	$$s = \sqrt{K_{sp}}$$
AX₂ atau A₂X	3	$PbI_2 \rightleftharpoons Pb^{2+} + 2I^-$	$$K_{sp} = 4s^3$$	$$s = \sqrt[3]{\frac{K_{sp}}{4}}$$
AX₃ atau A₃X	4	$Al(OH)_3 \rightleftharpoons Al^{3+} + 3OH^-$	$$K_{sp} = 27s^4$$	$$s = \sqrt[4]{\frac{K_{sp}}{27}}$$
A₂X₃ atau A₃X₂	5	$Ca_3(PO_4)_2 \rightleftharpoons 3Ca^{2+} + 2PO_4^{3-}$	$$K_{sp} = 108s^5$$	$$s = \sqrt[5]{\frac{K_{sp}}{108}}$$

Pengaruh Ion Senama (Common Ion Effect)

Kelarutan suatu zat dapat berubah jika dilarutkan dalam pelarut yang sudah mengandung ion yang sama dengan zat tersebut. Fenomena ini dijelaskan oleh Azas Le Chatelier.

Penambahan ion senama ke dalam sistem kesetimbangan kelarutan akan menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan endapan (ke kiri), sehingga menyebabkan kelarutan zat tersebut berkurang.

Contohnya, kelarutan AgCl dalam larutan NaCl (yang mengandung ion senama Cl⁻) akan jauh lebih kecil dibandingkan kelarutannya dalam air murni.

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh Soal 1: Menghitung Ksp dari Data Kelarutan (g/L)

Pada suhu tertentu, kelarutan garam PbCl₂ dalam air adalah 4,17 g/L. Tentukan hasil kali kelarutan (Ksp) PbCl₂ pada suhu tersebut! (Diketahui Ar Pb = 207, Cl = 35,5).

Pembahasan:

Diketahui:
Kelarutan massa = 4,17 g/L
Mr PbCl₂ = Ar Pb + 2 $\times$ Ar Cl = 207 + 2(35,5) = 207 + 71 = 278 g/mol.

Ditanya: Ksp PbCl₂?

Jawab:
Langkah 1: Ubah satuan kelarutan dari g/L menjadi mol/L (Molaritas).
$$s = \frac{\text{kelarutan massa}}{Mr} = \frac{4,17 \text{ g/L}}{278 \text{ g/mol}} \approx 0,015 \text{ mol/L} = 1,5 \times 10^{-2} \text{ M}$$

Langkah 2: Tentukan hubungan Ksp dengan s untuk PbCl₂.
Reaksi ionisasi: $PbCl_2(s) \rightleftharpoons Pb^{2+}(aq) + 2Cl^-(aq)$
Ini adalah senyawa tipe AX₂ (jumlah ion = 3).
$[Pb^{2+}] = s$ dan $[Cl^-] = 2s$.

Langkah 3: Hitung nilai Ksp.
$$K_{sp} = [Pb^{2+}][Cl^-]^2 = (s)(2s)^2 = 4s^3$$
$$K_{sp} = 4 \times (1,5 \times 10^{-2})^3$$
$$K_{sp} = 4 \times (3,375 \times 10^{-6})$$
$$K_{sp} = 1,35 \times 10^{-5}$$
Jadi, Ksp PbCl₂ adalah $1,35 \times 10^{-5}$.

Contoh Soal 2: Menghitung Kelarutan (s) dari Ksp

Diketahui nilai Ksp untuk senyawa Ag₂CrO₄ (perak kromat) adalah $2,4 \times 10^{-12}$. Tentukan kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air murni dalam satuan mol/L!

Pembahasan:

Diketahui: Ksp Ag₂CrO₄ = $2,4 \times 10^{-12}$

Ditanya: Kelarutan (s)?

Jawab:
Reaksi ionisasi: $Ag_2CrO_4(s) \rightleftharpoons 2Ag^+(aq) + CrO_4^{2-}(aq)$
Senyawa ini menghasilkan 2 ion $Ag^+$ dan 1 ion $CrO_4^{2-}$, total 3 ion (Tipe A₂X).
Hubungannya adalah: $$K_{sp} = 4s^3$$

Masukkan nilai Ksp:
$$2,4 \times 10^{-12} = 4s^3$$
$$s^3 = \frac{2,4 \times 10^{-12}}{4}$$
$$s^3 = 0,6 \times 10^{-12} = 600 \times 10^{-15}$$
$$s = \sqrt[3]{600 \times 10^{-15}}$$
$$s \approx 8,43 \times 10^{-5} \text{ mol/L}$$
Jadi, kelarutan Ag₂CrO₄ dalam air adalah $8,43 \times 10^{-5}$ M.

Contoh Soal 3: Perhitungan Pengaruh Ion Senama

Diketahui Ksp BaSO₄ = $1 \times 10^{-10}$. Bandingkan kelarutan BaSO₄ dalam air murni dengan kelarutannya dalam larutan Na₂SO₄ 0,01 M!

Pembahasan:

Bagian A: Kelarutan dalam air murni
$BaSO_4 \rightleftharpoons Ba^{2+} + SO_4^{2-}$ (Tipe AX, $K_{sp} = s^2$)
$$s_{air} = \sqrt{K_{sp}} = \sqrt{1 \times 10^{-10}} = 1 \times 10^{-5} \text{ M}$$

Bagian B: Kelarutan dalam Na₂SO₄ 0,01 M
Larutan Na₂SO₄ mengandung ion senama $SO_4^{2-}$.
$Na_2SO_4(aq) \rightarrow 2Na^+(aq) + SO_4^{2-}(aq)$
Karena [Na₂SO₄] = 0,01 M, maka $[SO_4^{2-}]_{awal} = 0,01 \text{ M}$.

Misalkan kelarutan BaSO₄ dalam larutan ini adalah $s'$.
Dalam kesetimbangan:
$[Ba^{2+}] = s'$
$[SO_4^{2-}]_{total} = [SO_4^{2-}]_{dari Na_2SO_4} + [SO_4^{2-}]_{dari BaSO_4} = 0,01 + s'$

Karena nilai Ksp sangat kecil, maka $s'$ pasti sangat kecil dibandingkan 0,01. Kita bisa melakukan aproksimasi: $0,01 + s' \approx 0,01$.

Masukkan ke rumus Ksp:
$$K_{sp} = [Ba^{2+}][SO_4^{2-}]_{total}$$
$$1 \times 10^{-10} = (s')(0,01)$$
$$s' = \frac{1 \times 10^{-10}}{0,01} = \frac{1 \times 10^{-10}}{10^{-2}} = 1 \times 10^{-8} \text{ M}$$

Kesimpulan: Kelarutan BaSO₄ dalam air murni ($10^{-5}$ M) jauh lebih besar daripada kelarutannya dalam larutan Na₂SO₄ 0,01 M ($10^{-8}$ M). Ini membuktikan pengaruh ion senama memperkecil kelarutan.

Pertanyaan Sering Diajukan (FAQ)

Apa bedanya larutan jenuh, tak jenuh, dan lewat jenuh?

Larutan tak jenuh: Masih bisa melarutkan zat terlarut lagi. Hasil kali konsentrasi ion (Qsp) < Ksp.
Larutan jenuh: Mengandung jumlah maksimum zat terlarut, tidak bisa melarutkan lagi. Qsp = Ksp.
Larutan lewat jenuh: Mengandung zat terlarut melebihi batas kelarutannya (kondisi tidak stabil, biasanya akan segera membentuk endapan). Qsp > Ksp.

Apakah nilai Ksp bisa berubah?

Ya, nilai Ksp adalah tetapan kesetimbangan, dan seperti tetapan kesetimbangan lainnya, nilainya hanya bergantung pada suhu. Perubahan tekanan atau konsentrasi tidak mengubah nilai Ksp, meskipun dapat menggeser posisi kesetimbangan.

Mengapa Ksp tidak menyertakan konsentrasi zat padat?

Dalam kesetimbangan heterogen (melibatkan fase berbeda, misal padat dan larutan), konsentrasi zat padat murni atau cairan murni dianggap konstan. Nilai konstanta ini "digabungkan" ke dalam nilai tetapan kesetimbangan (Ksp) itu sendiri, sehingga tidak muncul dalam persamaan akhir.

Kuis Pemahaman & Aplikasi: Kelarutan & Ksp

Uji kemampuan Anda dengan soal-soal berikut. Beberapa soal membutuhkan perhitungan sederhana seperti Contoh Soal di atas.

IChemistry

Kamis, 25 Desember 2025