BAB 4

KESETIMBANGAN KIMIA

Standar Kompetensi:

Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang

mempengaruhinya, serta peranannya dalam kehidupan sehari-hari dan industri.

Kompetensi Dasar:

Menjelaskan kesetimbangan dan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran

arah kesetimbangandengan melukan percobaan.

Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu

reaksi kesetimbangan.

Menjelaskan penerapan prinsip kesetimbangan dalam kehidupan sehari-hari dan

industri

I. KONSEP KESETIMBANGAN

DINAMIS

A. Reaksi Reversible dan Irreversible

Reaksi yang berlangsung searah atau reaksi yang tidak dapat balik

(irreversible). Contoh kertas yang dibakar. Reaksi yang dapat balik kita sebut

reaksi reversible. Salah satu di antaranya adalah reaksi antara nitrogen dengan

hidrogen membentuk amonia. Campuran gas nitrogen dengan hidrogen

dipanaskan akan menghasilkan amonia.

Amonia (NH ) dipanaskan akan terurai akan membentuk nitrogen dan hidrogen.

Kedua reaksi itu dapat digabung

Reaksi ke kanan disebut reaksi maju; reaksi kiri disebut reaksi balik.

B. Keadaan Setimbang

C. Kesetimbangan Homogen dan Heterogen

Kesetimbangan yang semua komponennya satu fase kita sebut

kesetimbangan homogen. Kesetimbangan yang terdiri dari dua fase

atau lebih kita sebut kesetimbangan heterogen.

Contoh kesetimbangan heterogen:

Contoh kesetimbangan homogen:

II. Tetapan Kesetimbangan

A. Hukum Kesetimbangan

Reaksi kesetimbangan antara gas karbon monoksida dengan gas

hidrogen membentuk gas metana dan uap air.

Nilai dari hukum kesetimbangan disebut tetapan kesetimbangan

dinyatakan dengan lambang K . Ungkapan hukum kesetimbangan

untuk reaksi kesetimbangan di atas dapat dinyatakan sebagai

berikut.

C

B. Persamaan Tetapan Kesetimbangan

Ungkapan hukum kesetimbangan kita sebut persamaan

tetapan kesetimbangan. Secara umum, untuk reaksi:

Persamaan tetapan kesetimbangan adalah:

Karena satuan konsentrasi adalah M, maka satuan

Tetapan kesetimbangan untuk sistem kesetimbangan gas juga dapat

dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas. Tetapan

kesetimbangan yang berdasarkan tekanan parsial disebut tetapan

kesetimbangan tekanan parsial dan dinyatakan dengan K .

C. Tetapan Kesetimbangan Tekanan (K )p

p

Contoh:

Persamaan tetapan kesetimbangan hanya mengandung komponen

yang konsentrasi atau tekanannya berubah selama reaksi

berlangsung. Hal seperti itu tidak terjadi pada zat padat murni atau

zat cair murni. Oleh karena itu, zat padat murni maupun zat cair

murni tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan.

Contoh:

D. Tetapan Kesetimbangan untuk

Kesetimbangan Heterogen

Dengan Δn = selisih jumlah pangkat pembilang dengan jumlah pangkat

penyebut.

E. Hubungan K dengan Kp c

Contoh:

Jawab:

F. Hubungan Nilai Tetapan Kesetimbangan

antara Reaksi-reaksi yang Berkaitan.

(1)Jika persamaan reaksi kesetimbangan dibalik, maka harga K juga

dibalik.

(2)Jika koefisien reaksi kesetimbangan dibagi dengan faktor n, maka

harga tetapan kesetimbangan yang baru adalah akar pangkat n dari

harga tetapan kesetimbangan yang lama.

(3)Jika koefisien reaksi kesetimbangan dikalikan dengan faktor n, maka

harga tetapan kesetimbangan yang baru adalah harga tetapan

kesetimbangan yang lama dipangkatkan dengan n.

c

G. Makna Tetapan Kesetimbangan

1. Memberi Informasi tentang Ketuntasan Reaksi

Contoh:

(1)

reaksi ini dapat dianggap berlangsung tuntas ke kanan.

(2)

Reaksi ini hanya dapat membentuk sedikit sekali NO.

c

c

c

c

c c

c c

c c

2. Meramalkan Arah Reaksi

Arah reaksi dapat ditentukan dengan memeriksa niai kuosien reaksi (Q ).

Kuosien reaksi adalah nisbah konsentrasi yang bentuknya sama dengan

persamaan K .

Jika Q K berarti raksi bersih berlangsung ke kanan sampai Q = K .

Jika Q K berarti raksi bersih berlangsung ke kiri sampai Q = K .

Jika Q = K berarti campuran setimbang.

III. PERGESERAN KESETIMBANGAN

A. Pengaruh Konsentrasi

• Jika kosentrasi pereaksi diperbesar, kesetimbangan akan

bergerak ke kanan.

• Jika kosentrasi pereaksi diperkecil, kesetimbangan akan

bergerak ke kiri.

B. Pengaruh Tekanan

• Jika tekanan diperbesar (volum diperkecil), kesetimbangan akan

bergerak ke arah yang jumlah koefisiennya terkecil.

• Jika tekanan diperkecil (volum diperbesar), kesetimbangan akan

bergerak ke arah yang jumlah koefisiennya terbesar.

C. Pengaruh Komponen Padat dan Cair

Penambahan atau pengurangan komponen yang berupa padatan

atau cairan murni tidak mempengaruhi kesetimbangan.

E. Pengaruh Katalis

Katalis dapat mempercepat pencapaian keadaan setimbang, namun

katalis tidak mengubah komposisi kesetimbangan.

D. Pengaruh Suhu

• Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah

reaksi endoterm.

• Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah

reaksi eksoterm.

IV. KESETIMBANGAN DALAM

INDUSTRI

A. Pembuatan Amonia menurut Proses

Haber-Bosch

B. Pembuatan Asam Sulfat menurut

Proses Kontak

1. Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida.

2. Belerang diokasida dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida.

3. Belerang trioksida dilarutkan dalam sam sulfat pekat membentuk asam

pirosulfat.

4. Asam pirosulfat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat pekat.

Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500C dan katalis V O . Tekanan

normal, 1 atm.2 5