Post on 04-Jan-2016
description
KESETIMBANGAN KIMIA
Kesetimbangan Dinamik dalam Sistem Kimia
Kesetimbangan : Suatu keadaan dimana konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah lagi oleh karena laju ke kanan sama dengan ke kiri
“Setimbang”, karena konsentrasi tidak berubah lagi“Dinamik”, karena reaksi bergerak saling
berlawanan tidak berhenti
1
Konsentrasi reaktan
Konsentrasi hasil
Konsentrasi Konstantercapai kesetim bangan Figure 14.1
As a reaction proceeds,The concentrations of the
Reactans and productsApproach steady (constant)
value
2
Hukum Kesetimbangan untuk sebuah reaksi
Reaksi kesetimbangan :
H2(g) + l2(g) 2Hl(g)
22
2
c lHHl
K
3
• Konstanta Kesetimbangan Konsentrasi (Kc):
Hasil perkalian konsentrasi zat hasil reaksi dibagi dengan perkalian konsentrasi zat pereaksi, dan masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.
Contoh:• Tentukan Kc dari reaksi sbb:
• 2NO2 (g) N2O4
• 2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)
Kc = N2O4
NO22
Kc = H2O
H22
2
O2
Tabel. Equilibrium Concentrations and the Mass Action Expression
Experiment [H2] [l2] [Hl]
EquilibriumConcentration (mol/L) [Hl]2
[H2][l2]
I
II
III
IV
0,0222
0,0350
0,0150
0,0442
0,0222
0,0450
0,0135
0,0442
0,156
0,280
0,100
0,311
(0,156)2/(0,0222)(0,0222) = 49,4
(0,280)2/(0,0350)(0,0450) = 49,8
(0,100)2/(0,0150)(0,0135) = 49,4
(0,311)2/(0,0442)(0,0442) = 49,5
Average = 49,5
5
Rumus umum :
eEdD gGfF
Hukum Kesetimbangan untuk reaksi Gas- dapat ditulis dengan tekanan parsial :
PV = nRT
atau P = (mol/L) x RT
6
RTV
nP
de
gf
cDE
GFK
Hubungan Kp dan Kc
Δncp (RT)KK Δncp (RT)KK
n = mol gas produk - mol gas reaktan
Rumus Reaksi Kesetimbangan
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
22
3
H3
N
NH2
pc322
23
.PP
P K atau K
HN
NH
7
• Contoh:• Pada suhu 250 oC kesetimbangan
• PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)
• Mempunyai Kc 4,07 x 10-2. Hitung Kp pada suhu tersebut.
• Jawab:• Δn = (1+1)-1= 1• Kp = Kc (RT) Δn • = 4,07 x 10-2 (0,082 x 523)1 • = 1,75
Keberartian konstanta kesetimbangan
• K sangat besar :• K = 1 :
• K sangat kecil :
Hasil reaksi ke arah sempurnaKonsentrasi reaktan hampir sama dengan konsentrasi produk pada kesetimbanganHasil reaksi sulit terbentuk
Prinsip Le Cathelier’sMenyatakan :Jika suatu kesetimbangan diganggu,
maka sistem secara langsung akan menetralkan gangguan tersebut hingga kesetimbangan tercapai kembali
8
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kesetimbangan :• Penambahan atau pengurangan pereaksi atau hasil reaksi
Penambahan : mengeser kesetimbangan ke arah yang tidak ditambahkan
Pengurangan : menggeser kesetimbangan ke arah yang dikurangi
Misalnya : 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
9
• Perubahan volume pada reaksi gas
Penambahan volume menggeser kesetimbangan ke arah gas terbesar dan sebaliknya
• Perubahan suhuJika suhu dinaikan kesetimbangan bergeser ke arah endoterm, karena membutuhkan panas
Perubahan suhu dapat merubah harga Kp dan Kc• Pengaruh Katalis
Katalis dapat mempercepat tercapainya kesetimbangan tapi tidak menggeser letak kesetimbangan
• Penambahan gas inert (volume konstan)
Menyebabkan kenaikan tekanan, perbandingan konsentrasi reaktan dan produk dan volume tidak berubah sehingga kesetimbangan tidak berubah
10
Perhitungan kesetimbanganMenghitung Kc dari konsentrasi kesetimbangan
Contoh : campuran H2 dan l2 dibuat dengan menempatkan 0,100 mol H2 dan 0,100 mol l2 ke dalam labu 1L sesudah setimbangH2(g) + l2 2Hl(g)
Warna ungu uap l2 digunakan untuk memantau reaksi dan dari penurunan intensitas warna ungu ditentukan bahwa pada kesetimbangan konsentrasi l2 menjadi 0,020 mol/L. Berapa Kc ?
22
2
c lH
HlK Penyelesaian
11
H2(g) + l2 2Hl(g)
Konsentrasi awal (M)PerubahanKonsentrasi setimbangan
0,100-0,0800,020
0,100-0,0800,020
0,000+2(0,08)0,160
Perhatikan :• Konsentrasi dinyatakan dalam mol/L perhatikan volume• konsentrasi setimbang = konsentrasi awal - perubahan
64(0.020) (0.020)
(0.160)K
2
c Sehingga :
• menghitung konsentrasi kesetimbangan menggunakan Kc
12
c). Menghitung konsentrasi kesetimbangan menggunakan Kc dan konsentrasi awal
Contoh reaksi :
CO(g) + H2O CO2(g) + H2(g)
Mempunyai harga Kc = 4,06 pada 500 0C.Jika 0,100 mol CO dan 0,100 mol H2O dimasukan pada wadah 1 L, berapa komposisi konsentrasi setimbang ?
13
CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g)Jawab :
Konst awalPerubahanKonst setimbang
0,100-X
0,100-X
0,100-X
0,100-X
0,000+XX
0,000+XX
maka
14
2
2
2
22c
x)(0,100
x4,06
x)x)(0,100(0,100
(x)(x) 4,06
OHCO
HCOK
X= 2,01 (0,100 – x)X= 0,0668
(CO) = 0,100 - x = 0,100 – 0,0668 = 0,033 M(H2O) = 0,100 - x = 0,100 – 0,0668 = 0,033 M(CO2) = x = 0,0668 M(H2) = x = 0,0668 M
Jadi :
d). Menghitung konsentrasi setimbang jika Kc sangat kecil
Contoh :Reaksi : 2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
Kc = 7,3 x 10-18 pada suhu 1000 0C konst awal H2O = 0,100 M. berapa konst H2 setimbang ?
15
2.01x0,100
x4,06
Jawab :
182
2
22
2 10 x 7,3OH
OH
2H2O(9) 2H2(g) + O2(g)
Konst awalPerubahanKonst setimbang
0,100-2X
0,100 - 2X
0,000+2X2X
0,000+XX
Maka :
16
18
182
2
10 x 7,3
10 x 7,32x)(0,100
(x)(2x)Kc
2
3
2100,0
4
x
x
Kc sangat kecil sehingga produk sulit terbentuk, maka harga konst setimbang (2x) diabaikan terhadap 0,100Sehingga : = 7,3 x 10-18
4x3 = 7,3 x 10-20
X = 2,6 x 10-7
• [H2] setimbang = 2 (2,6 x 10-7) = 5,2 x 10-7 M
17
23
100,0
4x