Reaksi Pengendapan

Salah satu jenis reaksi umum yang terjadi dalam larutan  adalah reaksi pengendapan. Reaksi pengendapan merupakan reaksi yang menghasilkan produk tetapi tidak larut dalam pelarutnya (mengendap). Endapan adalah zat yang memisahkan diri sebagai suatu fase padat keluar dari larutan. Reaksi presipitasi biasanya melibatkan senyawa ionik. Misalnya, larutan Pb (NO₃)₂ ditambahkan dengan larutan KI, maka terbentuklah endapan berwarna kuning dari Timbal (II) Iodida (PbI₂). Reaksinya sebagai berikut:

Pb (NO₃)_{2 (aq)} + 2 KI_(aq)    →     PbI_{2 (s)} + 2 KNO_3(aq)

     Kalium nitrat tetap dalam larutan. Gambar diatas menunjukkan reaksi ini sedang berlangsung. Reaksi tersebut adalah contoh reaksi metatesis (a double-displacement reaction), reaksi yang melibatkan pertukaran bagian antara dua senyawa dan menghasilkan produk  setidaknya satu produk reaksi akan membentuk endapan, gas atau elektrolit lemah. (Dalam hal ini, kation dalam dua senyawa bertukar anion, jadi Pb²⁺ berikatan dengan I^- menjadi PbI₂ dan KI berikatan dengan NO₃^- menjadi KNO₃). Reaksi pengendapan yang dibahas dalam bab ini adalah contoh reaksi metatesis.

Kelarutan

     Bagaimana kita bisa memprediksi apakah endapan akan terbentuk ketika suatu senyawa ditambahkan sebuah larutan atau bahkan lebih ?

     Itu tergantung pada kelarutan setiap zat terlarut. Kelarutan didefinisikan sebagai jumlah maksimum zat terlarut yang akan larut dalam pelarut pada jumlah tertentu dan pada suhu tertentu. Para ahli kimia menyebutnya sebagai zat terlarut, sedikit larut atau tidak larut dalam arti kualitatif. Suatu zat dikatakan larut jika pada jumlah tertentu zat tersebut terlihat jelas larut ketika ditambahkan air. Jika tidak, maka zat tersebut dikatakan sebagai zat yang sedikit larut atau tidak larut. Semua senyawa ionic adalah eloktrolit kuat, akan tetapi memiliki kelarutan yang berbeda-beda. Tabel berikut mengklasifikasikan sejumlah senyawa ionik umum sebagai larut atau tidak larut. Perlu diingat, bagaimanapun senyawa yang larut pun dapat mengalami pengendapan sampai batas tertentu .

Tabel. 1

Aturan Kelarutan untuk Senyawa Ionik Umum dalam Air pada 25^oC

Senyawa Larut	Pengecualian Tidak Larut
Senyawa mengandung ion logam alkali (Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+) dan ion ammonium (NH4+), Nitrat (NO3-), Bikarbonat (HCO3-), dan Klorat (ClO3-)
Halida (Cl-, Br-, I-)	Halida dari Ag+, Hg22+, dan Pb2+
Sulfat (SO42-)	Sulfat dari Ag+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Hg22+, dan Pb2+
Senyawa Tidak Larut	Pengecualian Larut
Karbonat (CO32-), Fosfat (PO43-), Kromat (CrO42-), Sulfida (S2-)	Senyawa mengandung ion logam alkali dan ion ammonium
Hidroksida (OH-)	Senyawa mengandung ion logam alkali dan ion Ba2+

     Gambar endapan dari kiri ke kanan: CdS, PbS, Ni(OH)₂, dan

                                                   Al(OH)₃

Persamaan Molekuler, Persamaan Ionik, dan Persamaan Ion Bersih

       Persamaan yang menjelaskan pengendapan Timbal (II) Iodida pada halaman sebelumnya disebut sebagai persamaan molekul karena rumus-rumus senyawa ditulis seolah-olah semua spesies ada sebagai molekul atau kesatuan utuh. Persamaan molekul berguna untuk mengidentifikasi reagen  (seperti, Timbal (II) Nitrat dan Kalium Iodida]. Untuk menghasilkan reaksi ini di laboraotorium maka kita perlu menggunkan persamaan molekuler.Namun, persamaan molekuler tidak menjelaskan secara detail apa yang sebenarnya sedang terjadi dalam larutan.

Seperti yang disebutkan sebelumnya, ketika senyawa ionik larut dalam air, mereka terpisah dan berikatan  ke dalam komponen kation  dan anion mereka. Agar lebih realistis, persamaan seharusnya menunjukkan disosiasi senyawa ionik terlarut menjadi ion. Oleh karena itu, kita kembali ke reaksi antara Timbal (II) Nitrat dan Kalium Iodida, berikut reaksinya:

Pb²⁺_(aq)  + 2NO₃^- _(aq) + 2 K⁺_(aq)  + 2I^-_(aq)   →      PbI_{2 (s)} + 2 K⁺ _(aq) + 2NO₃^-_(aq)

Persamaan sebelumnya adalah contoh persamaan ion, yang menunjukkan spesies terlarut sebagai ion bebas. Untuk melihat apakah endapan terbentuk dari larutan ini, pertama kita gabungkan kation dan anion dari berbagai senyawa yaitu PbI₂ dan KNO₃. Mengacu pada Tabel. 1, kita dapat lihat bahwa PbI₂ adalah senywa yang tidak larut dan KNO₃ adalah senyawa yang larut. Oleh karena itu KNO₃ terpisah dalam larutan menjadi ion K⁺ dan ion NO₃^2- yang disebut sebagai ion spectator (ion penonton) atau ion yang tidak terlibat dalam reaksi keseluruhan. Karena ion spectator muncul di kedua sisi persamaan, mereka dapat dihilangkan dari persamaan:

            Pb²⁺_(aq)  + 2NO₃^- _(aq) + 2 K⁺_(aq)  + 2I^-_(aq)    →          PbI_{2 (s)} + 2 K⁺ _(aq) + 2NO₃^-_(aq)

Nah, tersisa dengan persamaan ion bersih, yang hanya menunjukkan spesies tersebut yang sebenarnya terlibat dalam reaksi:

                                          Pb²⁺_(aq)  + 2I^-_(aq)   →          PbI_{2 (s)}

Kita ambil contoh lain, kita tahu bahwa ketika larutan Barium Klorida (BaCl₂) ditambahkan ke dalam larutan Natrium Sulfat (Na₂SO₄) maka terbentuk endapan putih. Perlakuan ini sebagai contoh dari reaksi metatesis, produk yang terbentuk adalah BaSO₄ dan NaCl. Kita dapat melihat dari Tabel 1 bahwa hanya BaSO₄ yang tidak larut. Berikut persamaan molekulnya:

BaCl_2(aq) + Na₂SO_4(aq) →    BaSO_4(s) + 2NaCl_(aq)

Persamaan ion untuk reaksi diatas:

Ba²⁺ _(aq) + 2Cl^- _(aq) + 2Na⁺ _(aq) + SO₄^2-_(aq)      →        BaSO_4(s) + 2Na⁺_(aq)  + Cl^-_(aq)

Menhilangkan ion spectator (Na⁺ dan Cl^-) di kedua sisi persamaan maka menghasilkan ion bersih sebagai berikut:

Ba²⁺ _(aq) + SO₄^2-_(aq)          →      BaSO_4(s)

Berikut ringkasan empat langkah prosedur penulisan ionik dan persamaan ionik neto:

1.     Tulis persamaan molekuler seimbang untuk reaksi, menggunakan rumus yang benar untuk senyawa ionik reaktan dan produk. Lihat Tabel 1 untuk mengetahui yang mana berasal dari produk tidak larut dan  akan muncul sebagai endapan.

2.     Tuliskan persamaan ion untuk reaksi. Senyawa yang tidak muncul sebagai endapan harus ditampilkan sebagai ion bebas.

3.   Identifikasi dan eliminasi (hilangkan) ion spectator (penonton) di kedua sisi persamaan. Tuliskan persamaan ion bersih untuk reaksi.

4.      Periksa apakah muatan dan jumlah atom seimbang dalam persamaan ion bersih.