Kimia Sekolah — Kelas 1 sampai 12 · Grades 1–12

31Melarutkan Padatan Ion dan Padatan Molekul

Sejumput garam yang diaduk ke dalam air lenyap dalam beberapa detik; sejumput garam yang sama yang diaduk ke dalam minyak goreng tergeletak di dasar gelas, tanpa berubah, selama siapa pun mau mengamatinya. Wajan berminyak yang dibilas di bawah keran tetap berminyak; setetes sabun cuci piring, dan minyaknya terangkat. Apa yang menentukan apakah sebuah zat larut dalam suatu cairan? Jawabannya terletak pada muatan parsial dan gaya antarpartikel dari bab sebelumnya.

Yang sudah kamu ketahui

Kelarutan; cairan yang dapat bercampur dan yang tidak dapat bercampur (Bab 9). Senyawa ion tersusun atas kation dan anion dalam perbandingan yang membuatnya netral (Bab 17). Molekul polar dan nonpolar, ikatan hidrogen, interaksi van der Waals (Bab 30). Ekstraksi cair–cair (Bab 22). Konsentrasi molar (Bab 26).

31.1 Melarutkan padatan ion

Dalam sebutir kristal natrium klorida, setiap ion natrium $\ce{Na+}$ dikelilingi oleh ion-ion klorida $\ce{Cl-}$ dan setiap ion klorida oleh ion-ion natrium, semuanya diikat oleh tarikan antara muatan-muatan yang berlawanan. Molekul-molekul air, yang polar, ditarik oleh muatan-muatan ini: sisi oksigennya ( $\delta^-$ ) menghadap ke kation, sisi hidrogennya ( $\delta^+$ ) ke anion.

Definisi 31.1 (Disosiasi)

Yang disebut disosiasi sebuah padatan ion dalam suatu pelarut adalah terpisahnya ion-ion padatan itu satu dari yang lain: ion-ion itu meninggalkan kristal dan saling menjauh di dalam larutan.

Definisi 31.2 (Solvasi, hidrasi)

Yang disebut solvasi sebuah partikel terlarut adalah dikelilinginya partikel itu oleh molekul-molekul pelarut, yang terikat padanya oleh tarikan; di dalam air, solvasi disebut hidrasi. Lambang (aq) sesudah sebuah rumus berarti “terhidrasi”.

Proposisi 31.3 (Tiga tahap pelarutan)

Padatan ion larut dalam air melalui tiga tahap yang berlangsung bersamaan: ion-ion ditarik keluar dari kristal (disosiasi), dikelilingi molekul-molekul air (hidrasi), dan tersebar ke seluruh larutan (dispersi). Untuk natrium klorida,

\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)} .

Bukti. Diterima tanpa bukti: tarikan antara ion-ion dan molekul-molekul air yang polar, jika dijumlahkan, cukup kuat untuk menggantikan tarikan antara ion-ion di dalam kristal. ∎

Natrium klorida yang sedang larut. Sebuah ion natrium dan sebuah ion klorida telah meninggalkan kristal; masing-masing terhidrasi. Di sekeliling kation, molekul-molekul air menghadapkan atom oksigennya (merah, -) ke dalam, di sekeliling anion atom-atom hidrogennya (putih, +). — Natrium klorida yang sedang larut. Sebuah ion natrium dan sebuah ion klorida telah meninggalkan kristal; masing-masing terhidrasi. Di sekeliling kation, molekul-molekul air menghadapkan atom oksigennya (merah, $\delta^-$ ) ke dalam, di sekeliling anion atom-atom hidrogennya (putih, $\delta^+$ ).

31.2 Konsentrasi ion-ion

Metode 31.4 (Konsentrasi setiap ion)

Tuliskan persamaan pelarutannya, setara dalam atom dan muatan: untuk kalsium klorida, $\ce{CaCl2(s) -> Ca^{2+}(aq) + 2Cl-(aq)}$ .
Hitung jumlah $n$ padatan yang dilarutkan, dan konsentrasi $c = n / V$ larutan terhadap zat terlarutnya.
Setiap ion memiliki konsentrasi $c$ dikalikan koefisiennya dalam persamaan: di sini $[\ce{Ca^{2+}}] = c$ dan $[\ce{Cl-}] = 2c$ .

Kurung siku $[\ldots]$ menyatakan konsentrasi molar sebuah spesies yang terlarut.

Contoh 31.5 (Kalsium klorida)

Sebanyak $5.55\,\mathrm{g}$ kalsium klorida ( $M = 111.1\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ) dilarutkan menjadi $500.0\,\mathrm{mL}$ larutan: $n = 0.0500\,\mathrm{mol}$ , $c = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , jadi $[\ce{Ca^{2+}}] = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dan $[\ce{Cl-}] = 0.200\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . Larutan itu netral: $2 \times 0.100$ muatan positif per liter untuk $1 \times 0.200$ muatan negatif.

31.3 Kepolaran dan kelarutan

Proposisi 31.6 (Yang sejenis melarutkan yang sejenis)

Pelarut polar, seperti air, melarutkan padatan ion dan spesies polar, terutama yang dapat membentuk ikatan hidrogen dengannya; pelarut nonpolar, seperti sikloheksana atau minyak nabati, melarutkan spesies nonpolar. Padatan ion sangat sedikit larut dalam pelarut nonpolar, dan spesies nonpolar sangat sedikit larut dalam air.

Bukti. Diterima tanpa bukti: zat terlarut larut dengan baik jika tarikan yang dapat dibentuknya dengan pelarut setidaknya sama kuatnya dengan tarikan yang diputusnya, antara partikel-partikelnya sendiri dan antara molekul-molekul pelarut. ∎

Contoh 31.7 (Tiga kasus)

Etanol bercampur dengan air dalam segala perbandingan: gugus $\ce{O-H}$ -nya membentuk ikatan hidrogen dengan air. Garam larut dalam air tetapi tidak dalam minyak. Iodin, $\ce{I2}$ , molekul nonpolar, sukar larut dalam air (sekitar $0.3\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ , larutan cokelat) tetapi mudah larut dalam pelarut nonpolar ( $17\,\mathrm{g}$ per kilogram heptana, larutan ungu).

31.4 Ekstraksi cair–cair, dijelaskan

Ekstraksi cair–cair memindahkan sebuah spesies dari satu pelarut ke pelarut lain, yang tidak dapat bercampur dengan pelarut pertama, tempat spesies itu lebih mudah larut. Aturan “yang sejenis melarutkan yang sejenis” menunjukkan pelarut mana yang harus dipilih.

Di laboratorium — Mengekstraksi iodin

Sebanyak $20\,\mathrm{mL}$ larutan iodin berair yang berwarna cokelat dituang ke dalam corong pisah bersama $10\,\mathrm{mL}$ sikloheksana. Corong itu disumbat, dikocok, tekanannya dilepaskan melalui keran, lalu didiamkan. Terbentuk dua lapisan: sikloheksana, yang massa jenisnya lebih kecil, di atas. Lapisan atas kini berwarna ungu, lapisan bawah hampir tak berwarna: iodin telah berpindah ke dalam sikloheksana. Lapisan bawah dikeluarkan melalui keran, dan iodin diperoleh kembali di dalam sikloheksana.

Mengekstraksi iodin dari air dengan sikloheksana. Iodin yang nonpolar pindah ke pelarut nonpolar; sikloheksana, yang massa jenisnya lebih kecil daripada air, terapung di atas.

Keselamatan

Sikloheksana sangat mudah menyala, uapnya menimbulkan kantuk, berbahaya bagi paru-paru jika tertelan, dan sangat beracun bagi kehidupan akuatik. Iodin berbahaya jika mengenai kulit dan jika terhirup. Lemari asam, kacamata pelindung, dan sarung tangan, tanpa nyala api di dekatnya; limbah organiknya dikumpulkan.

31.5 Sabun dan molekul amfifilik

Definisi 31.8 (Hidrofilik, hidrofobik)

Sebuah spesies atau bagian molekul disebut hidrofilik jika ditarik oleh air (gugus ion atau gugus polar, gugus yang membentuk ikatan hidrogen); disebut hidrofobik jika tidak (rantai panjang atom karbon dan hidrogen, yang nonpolar). Spesies hidrofobik larut dalam lemak dan minyak.

Definisi 31.9 (Molekul amfifilik, misel)

Molekul atau ion yang amfifilik memiliki kepala yang hidrofilik dan ekor yang hidrofobik. Di dalam air, ion-ion amfifilik berkumpul menjadi misel: bulatan-bulatan kecil dengan ekor-ekor di dalam, jauh dari air, dan kepala-kepala di permukaan, bersentuhan dengan air.

Contoh 31.10 (Sebuah sabun)

Natrium stearat, $\ce{C17H35COONa}$ ( $M = 306.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ), adalah sabun yang khas, dibuat dari lemak hewani atau nabati. Di dalam air, sabun itu larut sebagai ion natrium $\ce{Na+}$ dan ion stearat $\ce{C17H35COO-}$ : kepala $\ce{-COO-}$ , yang ionik dan hidrofilik, dan ekor dari 17 atom karbon, yang hidrofobik.

Ion stearat. Dalam gambar zig-zag ini, setiap sudut rantai adalah atom karbon yang mengikat atom-atom hidrogen (CH2, dan CH3 di ujungnya); sebuah bab berikutnya menjelaskan cara penulisan singkat ini. Di bawahnya, gambar sederhana yang lazim: ekor yang berombak dan kepala yang bulat. — Ion stearat. Dalam gambar zig-zag ini, setiap sudut rantai adalah atom karbon yang mengikat atom-atom hidrogen ( $\ce{CH2}$ , dan $\ce{CH3}$ di ujungnya); sebuah bab berikutnya menjelaskan cara penulisan singkat ini. Di bawahnya, gambar sederhana yang lazim: ekor yang berombak dan kepala yang bulat.

Proposisi 31.11 (Cara sabun menghilangkan lemak)

Lemak bersifat hidrofobik dan tidak larut dalam air. Di dalam air sabun, ekor-ekor ion sabun larut di dalam lemak sementara kepala-kepalanya tetap di dalam air; lemak itu pecah menjadi tetes-tetes kecil, yang masing-masing terbungkus misel yang permukaannya bermuatan menghadap air, dan tetes-tetes itu terbawa oleh air bilasan.

Bukti. Diterima tanpa bukti: hal ini mengikuti dari “yang sejenis melarutkan yang sejenis” yang diterapkan pada setiap ujung ion itu; kepala-kepala bermuatan di sisi luar juga mencegah tetes-tetes itu bergabung lagi, karena muatan sejenis saling tolak. ∎

Penampang sebuah misel: ion-ion sabun di sekeliling setetes lemak, ekor ke dalam, kepala bermuatan ke luar. Setiap misel bermuatan negatif di permukaannya, dan misel-misel saling tolak.

Mencuci tangan yang berminyak: sabun membawa pergi lemaknya di dalam misel.

Catatan 31.12 (Air sadah dan kerak sabun)

Air sadah mengandung banyak ion kalsium $\ce{Ca^{2+}}$ dan ion magnesium $\ce{Mg^{2+}}$ , yang terlarut dari batuan yang dilaluinya. Dengan ion-ion stearat, ion-ion itu membentuk endapan (Bab 17), kalsium stearat:

\ce{2C17H35COO- + Ca^{2+} -> Ca(C17H35COO)2(s)} .

Padatan keabu-abuan ini adalah kerak sabun yang melingkari wastafel, dan setiap ion sabun yang terperangkap di dalamnya hilang untuk mencuci: di dalam air sadah, sabun sulit berbusa sampai cukup banyak sabun ditambahkan untuk mengendapkan semua kalsiumnya.

Kerak sabun di wastafel: kalsium stearat, yang diendapkan oleh air sadah.

31.6 Latihan

Latihan 31.1 ★

Tuliskan persamaan pelarutan dalam air untuk natrium klorida $\ce{NaCl}$ , kalsium klorida $\ce{CaCl2}$ , natrium sulfat $\ce{Na2SO4}$ , dan aluminium klorida $\ce{AlCl3}$ .

Solusi

Solusi Latihan 31.1.

$\ce{NaCl(s) -> Na+(aq) + Cl-(aq)}$ ; $\ce{CaCl2(s) -> Ca^{2+}(aq) + 2Cl-(aq)}$ ; $\ce{Na2SO4(s) -> 2Na+(aq) + SO4^{2-}(aq)}$ ; $\ce{AlCl3(s) -> Al^{3+}(aq) + 3Cl-(aq)}$ .

Latihan 31.2 ★

Larutan natrium sulfat memiliki $c = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . Berikan konsentrasi ion natrium dan ion sulfatnya.

Solusi

Solusi Latihan 31.2.

$[\ce{Na+}] = 2 \times 0.050 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $[\ce{SO4^{2-}}] = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

Latihan 31.3 ★

Apa yang dimaksud dengan hidrasi sebuah ion? Ujung mana dari molekul air yang mengarah ke kation, dan mana yang ke anion? Mengapa?

Solusi

Solusi Latihan 31.3.

Hidrasi adalah dikelilinginya ion itu oleh molekul-molekul air yang terikat padanya. Ujung oksigen ( $\delta^-$ ) mengarah ke kation, ujung hidrogen ( $\delta^+$ ) ke anion: muatan yang berlawanan saling tarik.

Latihan 31.4 ★

Sebanyak $2.67\,\mathrm{g}$ aluminium klorida dilarutkan menjadi $200.0\,\mathrm{mL}$ larutan. Hitung konsentrasi larutan itu dan konsentrasi setiap ion.

Solusi

Solusi Latihan 31.4.

$M(\ce{AlCl3}) = 27.0 + 3 \times 35.5 = 133.5\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ; $n = 2.67 / 133.5 = 0.0200\,\mathrm{mol}$ ; $c = 0.0200 / 0.2000 = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $[\ce{Al^{3+}}] = 0.100\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ , $[\ce{Cl-}] = 0.300\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

Latihan 31.5 ★

Tandai setiap bagian ion stearat sebagai hidrofilik atau hidrofobik, dan jelaskan mengapa.

Solusi

Solusi Latihan 31.5.

Kepala $\ce{-COO-}$ bersifat ionik, ditarik oleh air: hidrofilik. Ekor dari 17 atom karbon, dengan hanya ikatan $\ce{C-C}$ dan ikatan $\ce{C-H}$ yang hampir nonpolar, bersifat nonpolar: hidrofobik.

Latihan 31.6 ★★

Pelarut mana, air atau sikloheksana, yang akan kamu pilih untuk melarutkan: garam; lilin (rantai hidrokarbon yang panjang); gula (banyak gugus $\ce{O-H}$ ); iodin? Berikan alasan untuk setiap pilihan.

Solusi

Solusi Latihan 31.6.

Garam: air (padatan ion, pelarut polar). Lilin: sikloheksana (rantai nonpolar). Gula: air (gugus $\ce{O-H}$ -nya membentuk ikatan hidrogen dengan air). Iodin: sikloheksana (molekul nonpolar).

Latihan 31.7 ★★

Etanol $\ce{CH3-CH2-OH}$ bercampur dengan air dalam segala perbandingan, tetapi heksana $\ce{C6H14}$ tidak bercampur dengan air. Jelaskan.

Solusi

Solusi Latihan 31.7.

Gugus $\ce{O-H}$ pada etanol membentuk ikatan hidrogen dengan molekul-molekul air, yang menggantikan ikatan yang diputusnya: etanol masuk ke dalam air. Heksana, yang nonpolar, tidak dapat membentuk ikatan seperti itu; molekul-molekul air, yang terikat satu sama lain oleh ikatan hidrogen, tidak membiarkannya masuk.

Latihan 31.8 ★★

Lihatlah gambar misel. Mengapa ekor-ekornya di dalam dan kepala-kepalanya di luar? Mengapa dua misel tidak bergabung menjadi satu tetes lemak yang lebih besar?

Solusi

Solusi Latihan 31.8.

Ekor-ekor hidrofobik menghindari air dan larut di dalam lemak, di tengah; kepala-kepala bermuatan ditarik oleh air dan tetap di luar. Semua misel membawa muatan negatif di permukaannya, dan muatan sejenis saling tolak: misel-misel itu tetap terpisah.

Latihan 31.9 ★★

Sebuah zat harum tumbuhan terlarut dalam air. Untuk mengekstraksinya, seorang ahli kimia dapat memakai etanol atau sikloheksana. Mana yang cocok, dan mengapa yang lain tidak (pikirkan kemampuan bercampurnya)?

Solusi

Solusi Latihan 31.9.

Sikloheksana: pelarut ini tidak dapat bercampur dengan air, sehingga membentuk lapisan tersendiri yang dapat dikeluarkan, dan zat harum itu (yang nonpolar) mudah larut di dalamnya. Etanol dapat bercampur dengan air: tidak terbentuk lapisan kedua, dan tidak ada yang dapat dipisahkan.

Latihan 31.10 ★★

Pada ekstraksi iodin, mengapa lapisan sikloheksana berada di atas? Lapisan mana yang dikeluarkan melalui keran? Di mana iodin berada pada akhirnya?

Solusi

Solusi Latihan 31.10.

Massa jenis sikloheksana lebih kecil daripada air. Lapisan bawah, yang berair, dikeluarkan melalui keran. Iodin berada di lapisan sikloheksana di atas, yang tetap di dalam corong.

Latihan 31.11 ★★

Larutan tembaga sulfat yang biru dikocok dengan sikloheksana. Apa yang terjadi pada warna birunya? Jelaskan.

Solusi

Solusi Latihan 31.11.

Tidak ada yang berubah: tembaga sulfat bersifat ionik dan tidak larut dalam sikloheksana yang nonpolar. Airnya tetap biru dan sikloheksananya tak berwarna.

Latihan 31.12 ★★★

Berapa massa kalsium klorida yang harus dilarutkan untuk membuat $250.0\,\mathrm{mL}$ larutan dengan $[\ce{Cl-}] = 0.300\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ?

Solusi

Solusi Latihan 31.12.

$[\ce{Cl-}] = 2c$ , jadi $c = 0.150\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $n = 0.150 \times 0.2500 = 0.0375\,\mathrm{mol}$ ; $m = 0.0375 \times 111.1 = 4.17\,\mathrm{g}$ .

Latihan 31.13 ★★★

Sebuah sampel air laut ternyata mengandung $0.010\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ion kalsium dan $0.053\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ion magnesium. Jelaskan mengapa sabun biasa sangat sulit berbusa dalam air laut. Berapa banyak natrium stearat yang akan diendapkan oleh ion-ion kalsium saja dalam satu liter air laut?

Solusi

Solusi Latihan 31.13.

Ion-ion kalsium dan magnesium mengendapkan ion-ion stearat sebagai kerak sabun: sabun habis terpakai sebelum dapat membentuk misel, dan sulit berbusa. Kalsium saja: $0.010\,\mathrm{mol}$ $\ce{Ca^{2+}}$ mengambil $0.020\,\mathrm{mol}$ stearat, yaitu $0.020 \times 306.0 = 6.1\,\mathrm{g}$ natrium stearat per liter.

Latihan 31.14 ★★★

Sebanyak $100.0\,\mathrm{mL}$ larutan natrium klorida $0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ dicampur dengan $100.0\,\mathrm{mL}$ larutan kalsium klorida $0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . Tidak terbentuk endapan. Hitung konsentrasi $\ce{Na+}$ , $\ce{Ca^{2+}}$ , dan $\ce{Cl-}$ dalam campuran itu, lalu periksalah bahwa campuran itu netral.

Solusi

Solusi Latihan 31.14.

Volume $0.2000\,\mathrm{L}$ . $\ce{Na+}$ : $0.020 / 0.2000 = 0.10\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $\ce{Ca^{2+}}$ : $0.010 / 0.2000 = 0.050\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $\ce{Cl-}$ : $(0.020 + 0.020) / 0.2000 = 0.20\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ . Muatan positif: $0.10 + 2 \times 0.050 = 0.20$ ; negatif: $0.20$ . Netral.

Latihan 31.15 ★★★

Iodin larut sekitar $0.3\,\mathrm{g}$ per liter air dan $17\,\mathrm{g}$ per kilogram heptana. Massa jenis heptana sekitar $0.68\,\mathrm{kg}/\mathrm{L}$ . Berapa kali lebih banyak iodin yang dapat ditampung satu liter heptana dibandingkan satu liter air? Apa artinya bagi sebuah ekstraksi?

Solusi

Solusi Latihan 31.15.

Satu liter heptana bermassa $0.68\,\mathrm{kg}$ dan dapat menampung $17 \times 0.68 = 12\,\mathrm{g}$ iodin, sekitar 40 kali lebih banyak daripada satu liter air. Jika dikocok bersama, hampir semua iodin berpindah ke dalam heptana: ekstraksinya efisien.

31.7 Soal: Sabun dan Air Sadah

Soal 31.1

Soal akhir pekan — berapa banyak sabun yang terbuang menjadi kerak sabun dalam satu bak mandi air sadah?

Sebuah air keran mengandung $120\,\mathrm{mg}$ ion kalsium dan $24\,\mathrm{mg}$ ion magnesium per liter. Sebuah bak mandi diisi $150\,\mathrm{L}$ air itu, dan orang yang mandi memakai sabun yang terbuat dari natrium stearat, $\ce{C17H35COONa}$ .

Bagian I — Isi air itu.

Dari mana ion-ion kalsium dan magnesium dalam air keran berasal?
Hitung konsentrasi molar ion kalsium dan ion magnesium.
Ion-ion kalsium disertai ion-ion hidrogenkarbonat, $\ce{HCO3-}$ , seolah-olah kalsium hidrogenkarbonat $\ce{Ca(HCO3)2}$ yang telah dilarutkan. Tuliskan persamaan pelarutan itu, lalu simpulkan konsentrasi ion hidrogenkarbonat yang menyertai kalsium.
Berapa jumlah ion kalsium yang dikandung bak mandi itu?

Bagian II — Sabunnya.

Hitung massa molar natrium stearat.
Tuliskan persamaan pelarutannya dalam air.
Bagian mana dari ion stearat yang hidrofilik, dan mana yang hidrofobik? Mengapa ion itu disebut amfifilik?
Uraikan sebuah misel, lalu jelaskan bagaimana misel menghilangkan lemak dari kulit.
Mengapa sabun harus dilarutkan dalam air, bukan dalam minyak, untuk mencuci?

Bagian III — Kerak sabun.

Tuliskan persamaan reaksi pengendapan kalsium stearat. Periksalah bahwa persamaan itu setara dalam muatan.
Isilah tabel kemajuan untuk $1.00\,\mathrm{L}$ air keran itu dan ion stearat yang berlebih. Pereaksi mana yang membatasi?
Berapa jumlah ion stearat yang hilang per liter karena kalsium?
Hitung massa molar kalsium stearat, dan massa kerak sabun yang terbentuk per liter.
Magnesium stearat mengendap dengan cara yang sama. Berapa jumlah stearat yang diambil ion-ion magnesium per liter?

Bagian IV — Bak mandi.

Berapa jumlah ion stearat yang diendapkan oleh kalsium dalam seluruh bak mandi?
Berapa massa sabun itu?
Jika magnesium ikut dihitung, berapa massa sabun yang terbuang seluruhnya?
Sebatang sabun beratnya sekitar $100\,\mathrm{g}$ . Berapa batang yang diambil oleh kalsium saja?
Nyatakan jawaban akhirnya: berapa massa sabun yang dibuang oleh kalsium dalam satu bak mandi $150\,\mathrm{L}$ air ini sebagai kerak sabun?

Solusi

Solusi Soal 31.1.

1. Dari batuan yang dilalui air itu (batu kapur, dolomit, gips), yang sedikit larut.

2. $[\ce{Ca^{2+}}] = 0.120 / 40.1 = 2.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ ; $[\ce{Mg^{2+}}] = 0.024 / 24.3 = 9.9 \times 10^{-4}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

3. $\ce{Ca(HCO3)2 -> Ca^{2+}(aq) + 2HCO3-(aq)}$ ; jadi $[\ce{HCO3-}] = 2 \times 2.99 \times 10^{-3} = 5.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}/\mathrm{L}$ .

4. $2.99 \times 10^{-3} \times 150 = 0.449\,\mathrm{mol}$ .

5. $18 \times 12.0 + 35 \times 1.0 + 2 \times 16.0 + 23.0 = 306.0\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ .

6. $\ce{C17H35COONa(s) -> C17H35COO-(aq) + Na+(aq)}$ .

7. Kepala $\ce{-COO-}$ : hidrofilik; ekor $\ce{C17H35-}$ : hidrofobik. Ion itu memiliki kedua jenis bagian: amfifilik.

8. Sebuah bulatan kecil ion-ion sabun, ekor ke dalam, kepala ke luar. Ekor-ekornya larut di dalam lemak, yang pecah menjadi tetes-tetes yang terbungkus misel; permukaan yang bermuatan menjaga tetes-tetes itu tetap terpisah di dalam air, yang lalu membilasnya.

9. Sabun harus membentuk ion dan misel, yang memerlukan air di sekeliling kepala-kepalanya; dan lemak dibawa pergi oleh air bilasan. Dalam minyak, lemak itu akan tetap terlarut di atas kulit.

10. $\ce{2C17H35COO- + Ca^{2+} -> Ca(C17H35COO)2}$ : muatan $2 \times (-1) + 2 = 0$ di kiri, $0$ di kanan.

11. $\ce{C17H35COO-}$ : berlebih $- 2x$ ; $\ce{Ca^{2+}}$ : $2.99 \times 10^{-3} - x$ ; kalsium stearat: $x$ . Ion-ion kalsium adalah pembatas: $x_{\max} = 2.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ .

12. $2 \times 2.99 \times 10^{-3} = 5.99 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ per liter.

13. $M = 36 \times 12.0 + 70 \times 1.0 + 4 \times 16.0 + 40.1 = 606.1\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ; $2.99 \times 10^{-3} \times 606.1 = 1.81\,\mathrm{g}$ kerak sabun per liter.

14. $2 \times 9.9 \times 10^{-4} = 1.98 \times 10^{-3}\,\mathrm{mol}$ per liter.

15. $2 \times 0.449 = 0.898\,\mathrm{mol}$ .

16. $0.898 \times 306.0 = 275\,\mathrm{g}$ .

17. Magnesium: $9.9 \times 10^{-4} \times 150 = 0.148\,\mathrm{mol}$ , yang mengambil $0.296\,\mathrm{mol}$ stearat, $91\,\mathrm{g}$ sabun; seluruhnya sekitar $275 + 91 = 366\,\mathrm{g}$ .

18. $275 / 100 \approx 2.7$ batang.

19. Kalsium dalam satu bak mandi membuang sekitar $0.27\,\mathrm{kg}$ sabun sebagai kerak sabun.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 852 istilah di glosarium