Pembahasan soal OSP Kimia 2015 nomer 4

Pembahasan soal OSP 2015 nomer 4

4. Senyawa Pembentuk Tulangdan Gigi (20 poin)
Senyawa hidroksi apatit adalah senyawa pembentuk tulang dan gigi yang memiliki rumus kimia: Ca5(PO4)3OH. Dalam air, senyawa tersebut terionisasi menjadi 3 jenis ion (1 jeniskationdan 2 jenis anion)
a. Tuliskan persamaan reaksi kesetimbangan dalam proses pelarutan hidroksi apatit dalam air dan tuliskan rumusan Ksp untuk pelarutan senyawa hidroksi apatit(3 poin)

Ca5(PO4)3OH (s) <---->Ca5(PO4)3OH (aq) <----> 5Ca2+(aq) + 3PO4^3-(aq) + OH-(aq)

Ksp = (5[Ca2+])^5 x (3[PO4^-3])^3 x ([OH-])

b. Jika diketahui Ksp untuk hidroksi apatit pada T = 25oC adalah 6,8 x 10^-37, tentukan solubilitas molar (kelarutan molar) dari senyawa hidroksi apatit tersebut. (4 poin)

Ksp = (5s)^5 x (3s)^3 x (s)
Ksp = 3125s^5 x 27s^3 x s
6,8 x 10^-37 = 84375s^9
s^9 = 8,06x10^-42
s = 9^sqrt 8,06x10^-42
s= 2,72x10^-5

c. Sebuah sampel gigi dengan massa 0,100 gram (diasumsikan seluruhnya terdiri dari hidroksi apatit) dimasukkan dalam 1,000 L air murni dan dibiarkan hingga mencapai keadaan setimbang. Tentukan massa sampel gigi yang tidak larut. (5 poin)

Ksp = (5s)^5 x (3s)^3 x (s)
Ksp = 3125s^5 x 27s^3 x s
6,8 x 10^-37 = 84375s^9
s^9 = 8,06x10^-42
s = 9^sqrt 8,06x10^-42
s = 2,72x10^-5 M

M = n/v
2,72x10^-5 M = n/1L
n = 2,72x10^-5 mol
massa = n x Mr = 2,72x10^-5 M x 502 = 0,0136544 gram
maka yang tidak larut = 0,1 - 0,0136544 gram = 0,0863456 gram

d. Jelaskan mengapa jika mulut kita keasamannya meningkat, akan menyebabkan gigi berlubang? (3 poin)

karena dapat melarutkan Ca5(PO4)3OH.
Ca5(PO4)3OH larut dalam asam membentuk H3PO4 + H2O + ion Ca2+ (anion tergantung asamnya)
intinya Ca dapat larut dalam asam.

Untuk mencegah lubang pada gigi, pasta gigi mengandung senyawa yang dapat melepaskan ion F- dan membentuk senyawa Ca5(PO4)3F pada gigi.
Reaksi pertukaran F- dengan OH- adalah sebagai berikut:
Ca5(PO4)3OH + F- ↔ Ca5(PO4)3F + OH- K = ?
e. Tentukan nilai tetapan kesetimbangan, K, jika diketahui Ksp untuk Ca5(PO4)3F adalah 2,0 x 10-61 (5 poin)

Ca5(PO4)3F <--> 5Ca2+(aq) + 3PO4^3-(aq) + F-(aq)
Ksp = (5[Ca2+])^5 x (3[PO4^-3])^3 x ([F-])
2,0 x 10^-61 = 3125s^5 x 27s^3 x s
2,0 x 10^-61 = 84375s^9
S = 9^sqrt 2,0 x 10^-61
S = 1.08x10^-6,7

Maka [F-] = 1.08x10^-6,7
[OH-] = 2,72x10^-5 didapat dari Ksp Ca5(PO4)3OH dari jawaban diatas

K = [F-] / [OH-]
K = 1.08x10^-6,7 / 2,72x10^-5

K = itung sendiri