Kelarutan — Aturan, Kurva & Faktor

Kelarutan adalah jumlah maksimum zat terlarut yang dapat tetap larut dalam pelarut pada kondisi tertentu. Dalam soal kimia, ini biasanya berarti Anda perlu mengetahui pelarutnya, suhunya, dan untuk gas kadang-kadang tekanannya.

Jika Anda mencari versi singkatnya, ini intinya: kelarutan tidak sama dengan kecepatan melarut. Kelarutan adalah batas kesetimbangan dari berapa banyak zat yang dapat tetap terlarut setelah sistem mencapai keadaan stabil.

Apa Arti Kelarutan dalam Kimia

Ketika sejumlah kecil zat terlarut ditambahkan ke pelarut, zat itu mungkin larut seluruhnya. Saat lebih banyak ditambahkan, larutan akhirnya mencapai titik ketika proses pelarutan dan pembentukan kembali padatan saling menyeimbangkan. Pada titik itu, larutan bersifat jenuh.

Itulah sebabnya kelarutan adalah konsep kesetimbangan. Jika sebuah tabel menyatakan bahwa suatu garam memiliki kelarutan $36\ \mathrm{g}$ per $100\ \mathrm{g}$ air pada suhu tertentu, artinya kira-kira sebanyak itulah yang dapat tetap terlarut pada kesetimbangan dalam kondisi tersebut.

Tiga istilah terkait membantu:

• Larutan tak jenuh masih dapat melarutkan lebih banyak zat terlarut.
• Larutan jenuh telah mencapai batas kesetimbangan pada kondisi tersebut.
• Larutan lewat jenuh mengandung lebih banyak zat terlarut daripada jumlah kesetimbangan biasanya dan umumnya tidak stabil.

Aturan Kelarutan: Sebenarnya Membantu Memprediksi Apa

Dalam kimia dasar, aturan kelarutan biasanya berarti pola singkat untuk senyawa ionik dalam air. Aturan ini membantu Anda memprediksi apakah suatu senyawa umumnya larut atau apakah endapan kemungkinan akan terbentuk.

Cara aman menggunakannya adalah sebagai langkah awal, bukan sebagai hukum universal. Misalnya, garam nitrat umumnya larut dalam air, jadi $\mathrm{NaNO_3}$ diperkirakan mudah larut. Sebaliknya, beberapa senyawa ionik seperti $\mathrm{AgCl}$ hanya sedikit larut, sehingga sering diperlakukan sebagai endapan dalam soal pengantar.

"Like dissolves like" adalah aturan praktis terpisah tentang pemilihan pelarut. Zat polar dan ionik sering lebih mudah larut dalam pelarut polar seperti air, sedangkan banyak zat nonpolar lebih mudah larut dalam pelarut nonpolar.

Cara Membaca Kurva Kelarutan

Kurva kelarutan menunjukkan bagaimana kelarutan suatu zat berubah terhadap suhu. Sumbu vertikal biasanya menunjukkan jumlah zat terlarut yang larut dalam sejumlah tetap pelarut, dan sumbu horizontal menunjukkan suhu.

Jika suatu titik berada pada kurva, larutan tersebut jenuh pada suhu itu. Jika berada di bawah kurva, larutan itu tak jenuh. Jika berada di atas kurva, jumlah yang ditunjukkan berada di atas batas kejenuhan biasa untuk kondisi tersebut.

Jangan menggeneralisasi bentuk kurva secara berlebihan. Banyak zat terlarut padat menjadi lebih larut saat suhu naik, tetapi tidak semuanya demikian. Kelarutan gas dalam air sering menunjukkan tren suhu yang berlawanan.

Contoh Soal: Menggunakan Nilai pada Kurva Kelarutan

Misalkan sebuah kurva kelarutan menunjukkan bahwa suatu garam larut hingga $36\ \mathrm{g}$ per $100\ \mathrm{g}$ air pada $25^\circ\mathrm{C}$.

Sekarang tambahkan $40\ \mathrm{g}$ garam tersebut ke dalam $100\ \mathrm{g}$ air dan tunggu hingga tercapai kesetimbangan pada suhu yang sama.

Dalam kondisi itu, sekitar $36\ \mathrm{g}$ dapat tetap terlarut. Sisa $4\ \mathrm{g}$ tetap tidak larut.

Satu contoh ini memberi Anda keterampilan utama dalam membaca kurva kelarutan:

• baca jumlah maksimum yang dapat larut pada suhu yang dinyatakan
• bandingkan dengan jumlah yang benar-benar ditambahkan
• anggap kelebihan zat terlarut sebagai tidak larut pada kesetimbangan

Kelarutan adalah batas kapasitas pada kondisi tertentu, bukan jaminan bahwa setiap gram yang ditambahkan akan hilang.

Faktor yang Mengubah Kelarutan

Suhu

Untuk banyak zat terlarut padat dalam air, kelarutan meningkat saat suhu naik. Ini umum terjadi, tetapi tidak berlaku untuk semua kasus.

Untuk gas yang terlarut dalam cairan, kelarutan sering menurun saat suhu naik. Minuman bersoda hangat yang kehilangan karbon dioksida terlarut adalah contoh yang akrab.

Tekanan

Tekanan paling jelas memengaruhi gas yang terlarut dalam cairan. Tekanan yang lebih tinggi di atas cairan biasanya meningkatkan kelarutan gas. Untuk padatan dan cairan, perubahan tekanan biasa umumnya jauh lebih kecil pengaruhnya.

Sifat Zat Terlarut dan Pelarut

Gaya antarmolekul berperan penting. Suatu pelarut melarutkan zat terlarut lebih mudah ketika interaksi baru antara zat terlarut dan pelarut cukup menguntungkan untuk bersaing dengan interaksi zat terlarut-zat terlarut dan pelarut-pelarut.

Itulah versi yang lebih tepat dari "like dissolves like."

Lingkungan Kimia

Beberapa perubahan kelarutan bergantung pada reaksi dalam larutan. Misalnya, kelarutan beberapa senyawa ionik dapat berubah jika pH berubah atau jika ion senama ditambahkan.

Poin ini bergantung pada zat tertentu. Jangan menganggap setiap soal kelarutan memerlukan penalaran pH atau ion senama.

Kesalahan Umum tentang Kelarutan

Mengacaukan kelarutan dengan laju pelarutan

Mengaduk, menghancurkan, atau memanaskan sering membuat sesuatu larut lebih cepat, tetapi pelarutan yang lebih cepat tidak sama dengan kelarutan akhir yang lebih besar pada kondisi yang sama.

Lupa suhu atau tekanan

Nilai kelarutan tanpa suhu, dan kadang-kadang tanpa tekanan, adalah informasi yang tidak lengkap.

Menganggap setiap padatan menjadi lebih larut saat dipanaskan

Banyak padatan menjadi lebih larut dalam air hangat, tetapi ada juga yang tidak. Kurva atau tabel data lebih aman daripada aturan umum yang terlalu luas.

Menggunakan aturan tekanan pada sistem yang salah

Tekanan sangat penting terutama untuk gas dalam cairan. Tekanan biasanya bukan faktor utama untuk kelarutan zat terlarut padat biasa.

Di Mana Kelarutan Digunakan

Kelarutan penting dalam farmasi, pengolahan air, geologi, kimia lingkungan, ilmu pangan, dan persiapan larutan di laboratorium. Kelarutan membantu memprediksi pengendapan, memilih pelarut, dan menentukan apakah suatu campuran akan tetap seragam atau terpisah.

Kelarutan juga penting dalam kehidupan sehari-hari: mengapa gula larut berbeda dalam minuman panas dan dingin, mengapa minuman berkarbonasi kehilangan gelembung setelah dibuka, dan mengapa beberapa campuran menjadi keruh saat kondisi berubah.

Coba Soal Kelarutan Serupa

Saat Anda menemui soal kelarutan, tanyakan empat hal secara berurutan: apa zat terlarutnya, apa pelarutnya, suhu berapa yang tetap, dan apakah tekanan berpengaruh. Daftar periksa singkat ini mencegah sebagian besar kesalahan bahkan sebelum perhitungan dimulai.

Cobalah versi Anda sendiri dengan kurva kelarutan: pilih satu suhu, baca jumlah maksimum yang dapat larut, lalu tentukan apakah suatu sampel bersifat tak jenuh, jenuh, atau berada di atas batas biasa.