Penjelasan:

Untuk menghitung kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan pada pH=12, kita perlu terlebih dahulu menentukan konsentrasi ion hidroksida (OH-) pada pH tersebut. Konsentrasi OH- dapat dihitung menggunakan persamaan ionisasi air:

Kw = [H+][OH-]

Pada suhu 25°C, konstanta kesetimbangan ionisasi air (Kw) adalah 1.0 x 10^-14. Oleh karena itu, jika kita mengetahui konsentrasi ion hidrogen (H+) atau ion hidroksida (OH-), kita dapat menghitung konsentrasi ion yang lain.

Pada pH=12, konsentrasi ion hidrogen (H+) dapat dihitung sebagai berikut:

pH = -log[H+]

pH = -log[H+]12 = -log[H+]

pH = -log[H+]12 = -log[H+][H+] = 10^-12

Karena larutan bersifat basa, maka kita dapat menggunakan persamaan ionisasi basa untuk Mg(OH)2 sebagai berikut:

Mg(OH)2 ⇌ Mg2+ + 2OH-

Konstanta kesetimbangan (Kb) untuk ionisasi basa Mg(OH)2 adalah:

Kb = [Mg2+][OH-]^2 / [Mg(OH)2]

Karena kelarutan Mg(OH)2 tidak diketahui, kita asumsikan bahwa seluruh Mg(OH)2 yang ditambahkan ke dalam larutan terdisosiasi menjadi ion Mg2+ dan OH-. Karena itu, kita dapat mengabaikan [Mg(OH)2] dalam persamaan di atas.

Kb untuk ionisasi basa Mg(OH)2 dapat dihitung dari konstanta kesetimbangan ionisasi air (Kw) dan konstanta kesetimbangan ionisasi asam (Ka) asam bikarbonat (H2CO3) sebagai berikut:

Kw = Ka x Kb

Kw = Ka x Kb1.0 x 10^-14 = 4.5 x 10^-7 x Kb

Kw = Ka x Kb1.0 x 10^-14 = 4.5 x 10^-7 x KbKb = 2.2 x 10^-8

Konsentrasi ion hidroksida (OH-) dapat dihitung menggunakan persamaan kesetimbangan Kb sebagai berikut:

Kb = [Mg2+][OH-]^2 / [Mg(OH)2]

Kb = [Mg2+][OH-]^2 / [Mg(OH)2]2.2 x 10^-8 = [Mg2+][OH-]^2 / [Mg(OH)2]

Karena asumsi yang kita buat sebelumnya, yaitu bahwa seluruh Mg(OH)2 yang ditambahkan ke dalam larutan terdisosiasi menjadi ion Mg2+ dan OH-, maka kita dapat mengganti [Mg(OH)2] dengan kelarutan Mg(OH)2 (x).

2.2 x 10^-8 = (2x)^2 / x

2.2 x 10^-8 = (2x)^2 / x2.2 x 10^-8 = 4x^2 / x

2.2 x 10^-8 = (2x)^2 / x2.2 x 10^-8 = 4x^2 / x2.2 x 10^-8 = 4x

2.2 x 10^-8 = (2x)^2 / x2.2 x 10^-8 = 4x^2 / x2.2 x 10^-8 = 4xx = 5.5 x 10^-9 M

Dengan demikian, kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan pada pH=12 adalah 5.5 x 10^-9 M.

Untuk membandingkan dengan kelarutan Mg(OH)2 dalam air murni, kita perlu menggunakan konstanta hasil kali kelarutan (Ksp) Mg(OH)2 yang diberikan.

Mg(OH)2 adalah 6.0 x 10^-12.

Ksp = [Mg2+][OH-]^2

Karena Mg(OH)2 merupakan senyawa ionik, maka pada saat terlarut dalam air, senyawa tersebut akan terdisosiasi menjadi ion-ion Mg2+ dan OH-. Oleh karena itu, jumlah ion Mg2+ dan OH- pada saat keseimbangan dapat dianggap sama dengan kelarutan senyawa tersebut (x).

Ksp = [Mg2+][OH-]^2

Ksp = [Mg2+][OH-]^26.0 x 10^-12 = x(2x)^2

Ksp = [Mg2+][OH-]^26.0 x 10^-12 = x(2x)^26.0 x 10^-12 = 4x^3

Ksp = [Mg2+][OH-]^26.0 x 10^-12 = x(2x)^26.0 x 10^-12 = 4x^3x = (6.0 x 10^-12 / 4)^(1/3)

Ksp = [Mg2+][OH-]^26.0 x 10^-12 = x(2x)^26.0 x 10^-12 = 4x^3x = (6.0 x 10^-12 / 4)^(1/3)x = 1.7 x 10^-4 M

Dengan demikian, kelarutan Mg(OH)2 dalam air murni (tanpa adanya ion hidrogen atau ion hidroksida) adalah 1.7 x 10^-4 M.

Berdasarkan perhitungan di atas, kita dapat melihat bahwa kelarutan Mg(OH)2 dalam larutan pada pH=12 lebih rendah dibandingkan dengan kelarutan Mg(OH)2 dalam air murni (tanpa adanya ion hidrogen atau ion hidroksida). Hal ini terjadi karena keberadaan ion hidrogen pada pH=12 akan menekan kelarutan Mg(OH)2 dengan mengikat ion hidroksida (OH-) sehingga jumlah ion OH- dalam larutan menjadi lebih sedikit. Sebaliknya, pada air murni tanpa adanya ion hidrogen atau ion hidroksida, kelarutan Mg(OH)2 akan maksimum karena tidak ada ion yang dapat menekan kelarutan senyawa tersebut.