Q3A - Kelarutan

Kelarutan atau solubilitas adalah kemampuan suatu zat kimia tertentu, zat terlarut (solute), untuk larut dalam suatu pelarut (solvent) ^[1]. Kelarutan suatu zat dasarnya sangat bergantung pada sifat fisika dan kimia solut dan pelarut pada suhu, tekanan dan pH larutan Kelarutan adalah kuantitas maksimal suatu zat kimia terlarut (solut) untuk dapat larut pada pelarut tertentu membentuk larutan homogen. Kelarutan dinyatakan dalam jumlah maksimum zat terlarut yang larut dalam suatu pelarut pada kesetimbangan. Larutan hasil disebut larutan jenuh. Zat-zat tertentu dapat larut dengan perbandingan apapun terhadap suatu pelarut.

Secara luas kelarutan suatu zat pada pelarut tertentu merupakan suatu pengukuran konsentrasi kejenuhan dengan cara menambahkan sedikit demi sedikit solut pada pelarut sampai solut tersebut mengendap (tidak dapat larut lagi).

Rentang kelarutan sangat bervariasi. Ada banyak sekali zat kimia yang mempunyai kelarutan tak terbatas, dan hasilnya bercampur sempurna (miscible), misalnya adalah etanol dalam air. Ada pula zat kimia yang sama sekali tidak larut, sebagai contoh adalah perak klorida dalam air. Namun kebanyakan suatu zat dapat terlarut dalam pelarut sampai tepat jenuh, setelah itu mengendap seperti NaCl dalam air.

Pelarut umumnya merupakan suatu cairan yang dapat berupa zat murni ataupun campuran. Zat yang terlarut, dapat berupa gas, cairan lain, atau padat. Kelarutan bervariasi dari selalu larut seperti etanol dalam air, hingga sulit terlarut, seperti perak klorida dalam air. Istilah "tak larut" (insoluble) sering diterapkan pada senyawa yang sulit larut, walaupun sebenarnya hanya ada sangat sedikit kasus yang benar-benar tidak ada bahan yang terlarut. Dalam beberapa kondisi, titik kesetimbangan kelarutan dapat dilampaui untuk menghasilkan suatu larutan yang disebut lewat jenuh (supersaturated) yang metastabil.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kelarutan

1.      Suhu

Kelarutan suatu solut pada pelarut tertentu sangat bergantung pada suhu. Pada sebagian besar padatan yang dapat larut dalam air, kelarutan akan semakin meningkat jika suhu dinaikkan melebihi 100º C. Solut ionik yang terlarut pada air bersuhu tinggi (mendekati suhu kritis) cenderung berkurang karena perubahan sifat dan struktur molekul air. Selain itu, tetapan dielektrik menyebabkan pelarut kurang polar. Kelarutan senyawa organik selalu meningkat dengan naiknya suhu. Inilah yang mendasari teknik pemurnian dengan rekristalisasi yang memanfaatkan perbedaan kelarutan solut pada suhu rendah dan tinggi. Kelarutan gas umumnya berkurang pada temperatur yang lebih tinggi. Misalnya jika air dipanaskan, maka timbul gelembung-gelembung gas yang keluar dari dalam air, sehingga gas yang terlarut dalam air tersebut menjadi berkurang. Kebanyakan zat padat kelarutannya lebih besar pada temperatur yang lebih tinggi. Ada beberapa zat padat yang kelarutannya berkurang pada temperatur yang lebih tinggi.

2.      Pengaruh Jenis Zat pada Kelarutan

Zat-zat dengan struktur kimia yang mirip umumnya dapat saling bercampur dengan baik, sedangkan zat-zat yang struktur kimianya berbeda umumnya kurang dapat saling bercampur (like dissolves like). Senyawa yang bersifat polar akan mudah larut dalam pelarut polar, sedangkan senyawa nonpolar akan mudah larut dalam pelarut nonpolar. Contohnya alkohol dan air bercampur sempurna (completely miscible), air dan eter bercampur sebagian (partially miscible), sedangkan minyak dan air tidak bercampur (completely immiscible).

3.      Pengaruh tekanan pada kelarutan

Perubahan tekanan pengaruhnya kecil terhadap kelarutan zat cair atau padat. Kelarutan gas sebanding dengan tekanan partial gas itu. Menurut hukum Henry (William Henry: 1774-1836) massa gas yang melarut dalam sejumlah tertentu cairan (pelarutnya) berbanding lurus dengan tekanan yang dilakukan oleh gas itu (tekanan partial), yang berada dalam kesetimbangan dengan larutan itu. Contohnya kelarutan oksigen dalam air bertambah menjadi 5 kali jika tekanan partial-nya dinaikkan 5 kali. Hukum ini tidak berlaku untuk gas yang bereaksi dengan pelarut, misalnya HCl atau NH3 dalam air.

Anion dan kation keduanya adalah jenis ion. Anion adalah senyawa ion yang mempunyai muatan negatif atau bisa disebut ion negatif. Demikian juga dengan kation, kation adalah senyawa ion yang bermuatan positif. Anion dan kation bisa terbentuk dari unsur (monoatomik) maupun dari senyawa (poliatomik). Anion dan Kation terbentuk dari reaksi ionisasi. Contohnya Anion dan Kation, misalnya, atom Kalium melepaskan satu elektron menjadi ion Ka⁺ (persamaan reaksinya, Ka → Ka⁺ + e^-). Anion terjadi apabila atom unsur menangkap satu atau lebih elektron, misalnya, atom klor menangkap satu elektron menjadi ion Cl^- (persamaan reaksinya, Cl + e^- → Cl^-).

Klasifikasi Jenis-Jenis Anion dan Kation
Jika dilihat dari atom/unsur yang menyusunnya Anion dan Kation bisa dibedakan menjadi 2 yaitu:

1.      Anion dan Kation Monoatomik, yaitu ionnya terbentuk dari satu unsur saja misalnya kation Ka⁺ atau anion Cl^-

2.      Anion dan Kation Poliatomik, yaitu ionnya terbentuk dari beberapa unsur atau atom. Misalnya anion SO₄^2- atau Kation NH₄⁺

Sifat-sifat ion

Dalam bentuk seperti gas, ion mempunyai kereaktifan yang tinggi. Namun sedikit ditemukan di bumi ion yang berbentuk seperti gas, kecuali dalam bentuk loncatan listrik, petir, api atau plasma. Ion yang mirip gas bereaksi terus menerus dengan ion lain yang berlainan muatan untuk membentuk molekul netral atau ion garam. Ion juga dihasilkan pada cairan atau padatan ketika garam bereaksi dengan pelarut membentuk ion tersolvasi yang lebih stabil. Hal ini melibatkan perubahan energi dan entropi pada saat ion tersebut bergerak dan berinteraksi dengan cairan. Ion semacam ini terstabilkan dalam suhu rendah. Seperti benda bermuatan lainnya, sifat ion adalah:

• tertarik ke muatan yang berbeda jenis
• tolak menolak jika bermuatan sejenis
• ketika bergerak dapat dibelokkan oleh medan magnet

Perbedaan kation dan anion

Jika atom kehilangan satu atau lebih elektron, maka atom tersebut akan bermuatan positif dan dinamakan kation. Sedangkan jika atom mempunyai satu atau lebih elektron ekstra maka akan bermuatan negatif dan disebut sebagai anion.
Contoh pembentukan kation :
Litium mempnyai 3 proton dan 3 elektron. Ketika kehilangan salah satu elektronnya, maka litium hanya mempunyai 2 elektron dan 3 proton. Maka litium akan membentuk kation (bermuatan positif).

 

Contoh pembentukan anion.
Klor mempunyai 17 proton dan 17 elektron. Ketika bereaksi, klor mendapat 1 elektron dari atom unsur lainnya. Maka dari itu, sekarang klorin mempunyai 17 proton dan 18 elektron. Maka dari itu klorin membentuk anion (bermuatan negatif).

 

Anion yang bermuatan negatif mempunyai ukuran yang lebih besar daripada atom asalnya. Karena anion kelebihan elektron, maka elektron tesebut saling tolak menolak satu sama lain dan maka dari itu menambah ukuran fisik dari ion. Ukuran ion ditentukan oleh awan elektron. Dan pada umumnya kation berukuran lebih kecil daripada atom asal dikarenakan kecilnya ukuran awan elektron. Kation hidrogen (H⁺ / hidronium) tidak mempunyai elektron, maka dari itu kation hidrogen jauh lebih kecil dari atom unsur hidrogen.