Kesetimbangan Kimia Yeni Purwati
-
Upload
yeni-purwati -
Category
Documents
-
view
1.975 -
download
1
Transcript of Kesetimbangan Kimia Yeni Purwati
MATERI BAHAN AJAR
A. Pengertian dan Prinsip Kesetimbangan Kimia
B. Tetapan dan Perhitungan Kesetimbangan Kimia
C. Arah Reaksi dan Pergeseran Kesetimbangan Kimia
D. Penerapan Kesetimbangan Kimia
REAKSI KESETIMBANGAN• Reaksi kesetimbangan: reaksi reversible di
mana zat-zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali membentuk zat-zat pereaksi.
• Kesetimbangan kimia: Reaksi kimia yang berlangsung dua arah, yaitu hasil reaksi dapat berubah kembali menjadi pereaksinya hingga konsentrasi reaktan dan produk konstan.
• Reaksi kimia ada yang bersifat satu arah (irreversible) dan ada yang berlangsung dua arah (reversible).
Kesetimbangan Kimia Reaksi ini akan berlangsung bolak balik terus
menerus tidak pernah berhenti, inilah yang disebut sebagai Reaksi Kesetimbangan Dinamis
• Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana laju reaksi ke arah kanan (pembentukan hasil reaksi) sama dengan laju reaksi ke arah kiri (pembentukan zat-zat pereaksi)
• Digambarkan :
mA + nB pC + qD
Kesetimbangan Kimia
• Reaksi dikatakan setimbang jika kecepatan kearah produk dan reaktan sama.
• Asas Le Chatelier – Jika dalam suatu sistem
kesetimbang diberi suatu aksi, maka sistem akan memberikan reaksi sedemikian pengaruh aksi menjadi sekecil mungkin.
Jenis Reaksi Kesetimbangan
Kesetimbangan Homogen : Reaksi kesetimbangan dimana zat-zat yang terlibat dalam reaksi memiliki fase yang sama.
Kesetimbangan Heterogen: Reaksi Kesetimbangan dimana zat-zat yang terlibat dalam reaksi memiliki fase yang berbeda.
Tetapan Kesetimbangan
Kesetimbangan kimia dapat dinyatakan dengan tetapan kesetimbangan.
Tetapan kesetimbangan: perbandingan antara konsentrasi pereaksi dengan hasil reaksi.
Tetapan kesetimbangan untuk setiap reaksi berbeda-beda dan diperoleh melalui percobaan.
Hubungan konsentrasi zat pada keadaan setimbang : mA + nB pC + qD maka K = [C]p [D]q
[A]m [B]n
Keterangan : K = tetapan kesetimbangan[A] = konsentrasi A pada kesetimbangan = mol / volume (lt)[B] = konsentrasi B pada kesetimbangan = mol / volume (lt)[C] = konsentrasi C pada kesetimbangan = mol / volume (lt)[D] = konsentrasi Dpada kesetimbangan = mol / volume (lt)
Harga K (kesetimbangan) menunjukkan banyaknya hasil reaksi (zat ruas kanan) yang dapat terbentuk pada suatu reaksi kesetimbangan.
Harga K besar artinya bahwa zat ruas kanan banyak terbentuk.
Harga K kecil artinya zat diruas kiri sedikit terurai.
Hukum Kesetimbangan Menurut Guldberg dan Waage
“Hasil kali konsentrasi setimbang zat-zat diruas kanan (hasil reaksi) dibagi hasil kali konsentrasi zat-zat diruas kiri (reaktan), masing-masing dipangkatkan koefisiennya reaksinya, mempunyai harga tetap pada suhu tetap.”
Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi:
Reaksi : pA + qB mC + nD
[C] m [D]n
Kc =
[A]p [B]q
(Harga Kc dipengaruhi oleh suhu)
Untuk kesetimbangan heterogen, hanya zat yang berfase gas (g) dan
larutan (aq), karena konsentrasi zat padat atau cairan murni adalah
konstan
TETAPAN KESETIMBANGAN
DERAJAT DISOSIASI
Pada reaksi penguraian, banyaknya zat yang terurai dapat diketahui dari derajat penguraiannya (derajat disosiasi).
Derajat disosiasi ( α ) dapat dinyatakan dalam fraksi atau dalam persentase, dengan rumus:
mol terurai mol terurai
α = atau, α= X100%
mol mula-mula mol mula-mulaα
TETAPAN KESETIMBANGAN (Kp)
• Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial (Kp)
• Reaksi : pA + qB mC + nD
(PC)m (PD)n
Kp = (PA)p (PB)q
HUBUNGAN ANTARA Kc DAN Kp
Kp = Kc (RT) ∆n
Ket ; R = Tetapan gas ideal = 0,082 L.atm.mol-1 K-1
T = Suhu (K)
∆n = Selisih koefisien zat-zat hasil - koefisien zat-zat
pereaksi
CONTOH
Tuliskan rumus Kc dan Kp untuk reaksi berikut : N2 (g) + 3 H 2(g) → 2 NH3 (g)
Jawab :
A. Reaksi : N2 (g) + 3 H 2(g) 2 NH3 (g)
[NH3 ]2
Kc =
[N2 ] [H2 ]3
(PNH3)2
Kp = (PN2) (PH2)3
Dalam ruangan 5 liter berlangsung reaksi kesetimbangan 2 SO3 (g) 2SO2(g) + O2(g) Jika dari pemanasan 1 mol gas SO3 diperoleh 0,25 mol gas O2., tentukan tetapan kesetimbangannya.
Jawab:
2 SO3 (g) 2SO2(g) + O2(g)
mula2 : 1
terurai : 0.50
stbg : 0,50 0,50 0,25
[SO3 ] = 0,5/5 = 0,1 M; [SO2 ] = 0,50/5 = 0,1 M; [O2 ] = 0,25/5 = 0,05 M
[SO2 ]2 [O2 ] (0,1)2 (0,05)
Kc = = = 0,05
[SO3 ]2 (0,1)2
Jika natrium bikarbonat dipanaskan menurut reaksi :
2NaHCO3(s) Na2CO3(s)+ CO2(g)+ H2O(g) , ternyata tekanan total saat setimbang = 0,04 atm, hitung harga Kp
Jawab :
Reaksi setimbang : 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2 O(g) Yang berfasa gas adalah CO2 dan H2O Berdasarkan persamaan reaksi ; mol CO2 = mol H2O
mol zat PCO2 = PH2O = x Ptotal =1/2 x 0,04 atm = 0,02
mol total
Kp = PCO2 x PH2O
= 0,02 x 0,02= 0,0004
Untuk reaksi kesetimbangan : PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) , harga Kc pada suhu191o C = 3,26 x 10-2 , tentukan harga Kp pada
suhu tersebut.
Jawab
R = 0,082; T = (191 + 273) = 464 K ∆n = 2 – 1 = 1
Kp = Kc x (RT) ∆n
= 3,26 x 10-2 x (0,082 x 464)1
= 1,24
Faktor - Faktoryang Mempengaruhi Sistem
Kesetimbangan
1. Pengaruh suhu
2. Perubahan konsentrasi
3. Perubahan tekanan
4. Perubahan volume
Pengaruh Suhu
Jika suhu dinaikkan (menambah atau memberikan kalor) maka reaksi akan bergeser ke arah kiri yaitu arah reaksi yang endoterm (membutuhkan).
Jika suhu diturunkan(kalor dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah kanan yaitu arah reaksi yang eksoterm(mengeluarkan).
Misal : 2 NH3 N2 + 3 H2 ΔH = +92 Kj Jika suhu dinaikkan reaksi bergeser ke kanan (NH3
banyak terurai), jika suhu diturunkan akan bergeser ke kiri.
Perubahan Konsentrasi
Reaksi : A + B CBila A ditambah artinya konsentrasinya
diperbesar, sehingga “jika diberi, dia akan memberi” maka terjadi pergeseran ke kanan sehingga C banyak.
Bila B diambil (dipisah) artinya memperkecil konsentrasi B sehingga “jika diambil , dia akan mengambil” maka reaksi bergeser ke kiri sehingga C berkurang.
• Jika salah satu zat konsentrasinya diperbesar (ditambah), maka reaksi bergeser dari arah zat tersebut.
• Jika salah satu zat konsentrasinya diperkecil (dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah zat tersebut.
Perubahan tekanan
Perubahan tekanan hanya berpengaruh untuk gas.Fase padat dan cair pengaruh tekanan diabaikan.Sesuai hukum Boyle maka :
Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terkecil.
Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terbesar.
Karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol ,maka cukup memperhatikan jumlah koefisien gas pada masing-masing ruas.
Pengaruh Katalisator
• Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi tapi tidak ikut bereaksi.
• Sesuai dengan fungsinya mempercepat reaksi maka akan mempercepar tercapainya proses kesetimbangan, dengan cara mempercepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.
• Fungsi katalisator pada awal reaksi (sebelum kesetimbangan tercapai).
• Jika kecepatan reaksi maju = kecepatan reaksi balik maka katalis berhenti berfungsi.
Cara penyelesaian praktis soal kesetimbangan
mA + nB pC + qD
Mula mula : e f Terurai : g h Setimbang : i j k l Keterangan :
e = mol A mula-mula f= mol B mula-mula g = mol A yang terurai h= mol B yang terurai i= mol A pada kesetimbangan = e – g j= mol B pada kesetimbangan = f – h k = mol C pada kesetimbangan = (C yang terbentuk) l = mol D pada kesetimbangan = (D yang terbentuk)
• Karena C dan D yang dihasilkan berasal dari A dan B yang terurai, maka harga g, h, k, l harus sesuai dengan perbandingan koefisien.
• g : h : k : l = m : n : p : q ini dinamakan hubungan tanda panah bengkok yang disebut angka jalur koefisien.
• Urutan penyelesaian soal : Masukkan mol yang tercantum di soal dalam tabel. Lengkapi angka jalur keofisien, berdasarkan perbandingan
koefisien. Lengkapi mol pada kesetimbangan (baris paling bawah tabel) Mol pada kesetimbangan masing-masing dibagi dengan volume
untuk memperoleh konsentrasi masing-masing zat (mol/lt) Gunakan rumus tetapan kesetimbangan (K).
Contoh soal :
1. 0,1 mol HI dimasukkan dalam tabung 1 lt dan terurai sesuai reaksi : 2HI H2 + I2. Jika I2 yang terbentuk adalah 0,02 mol, berapa harga K?
2. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi : A + 2B AB2 adalah 0,25. Berapa jumlah mol A yang harus dicampurkan
pada 4 mol B dalam volume 5 lt agar menghasilkan 1 mol AB2.
Jawaban no.2
• Misal mol A mula-mula = x mol
• A + 2B AB2Mula-mula : x 4Terurai : 1 2Setimbang : x-1 4-2 = 2 1
[AB2] = mol / lt = 1 / 5 lt = 1/5[A] = mol / lt = x-1 / 5 lt = (x-1)/5[2B] = mol / lt = 2 / 5 lt = 2/5K = [AB2] ¼ = 1/5 x = 26 [A] [B]2 (x-1)/5 (2/5)2
Aplikasi Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari-hari
• Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang merupakan proses kesetimbangan.
Contohnya :Perubahan wujud cairReaksi kesetimbangan dalam tubuhReaksi kesetimbangan dalam mulut
KESIMPULAN
• Ada empat faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia
– Perubahan suhu
– Perubahan konsentrasi
– Perubahan tekanan
– Perubahan volume
REFERENSI
1. Sudarmo, Unggul.2006.Kimia XI IPA.Surakarta:Phibeta
2. Karyadi, Benny.1997.Kimia 2. Jakarta: Balai Pustaka
3. Budi, Sentot. 2008. KIMIA Berbasis EKSPERIMEN 1. Solo : Tiga Serangkai