Bab 4 Bab 4
KESETIMBANGAN KIMIA KESETIMBANGAN KIMIA
Untuk memperoleh gambaran konsep setimbang baiklah kita ambil contoh proses kesetimbangan air Untuk memperoleh gambaran konsep setimbang baiklah kita ambil contoh proses kesetimbangan air dengan uap air dalam s
dengan uap air dalam sebuah botol. Bila air ebuah botol. Bila air diletakkan didalam botol diletakkan didalam botol terbuka dan dibiarkan dalamterbuka dan dibiarkan dalam waktu yang cukup
waktu yang cukup lama, maka air lama, maka air didaldidalam am botobotol l akan berkuranakan berkurang, karena butil-butir air air g, karena butil-butir air air mnguapmnguap dari permukaan air dan keluar dari botol. Pada botol tertutup uap air yang terjadi pada proses dari permukaan air dan keluar dari botol. Pada botol tertutup uap air yang terjadi pada proses penguapan tidak keluar dari botol, akbibatnya bila uap telah menjadi jenuh ada sebagian uap air penguapan tidak keluar dari botol, akbibatnya bila uap telah menjadi jenuh ada sebagian uap air tersebut akan
tersebut akan mengembun kembali mengembun kembali menjadi bulir-bulir menjadi bulir-bulir air air yang menempel yang menempel pada botol pada botol dan akhirnyadan akhirnya mengalir lagi (Gb. 3..!.
mengalir lagi (Gb. 3..!.
Proses ini berlangsung terus menerus. "engapa air dalam botol tetap, karena jumlah air yang Proses ini berlangsung terus menerus. "engapa air dalam botol tetap, karena jumlah air yang menguap sama dengan jumlah uap air yang mengembun kembali menjadi air, atau dapat dikatakan menguap sama dengan jumlah uap air yang mengembun kembali menjadi air, atau dapat dikatakan bah
bahwa wa diddidalaalam m botbotol ol tertersebsebut ut lajlaju u penpenguaguapan pan air air samsama a dengdengan an lajlaju u penpengemgembunbunan an airair. . PrProseosess demiki
demikian ini disebut dengaan ini disebut dengann kesetkesetimbangimbangan dinamisan dinamis, yaitu proses bola, yaitu proses bolak balik dengan laju k balik dengan laju yangyang sama untuk kedua arah
sama untuk kedua arah PrProses kesetioses kesetimbangambangan dinamis ini dapat terjadn dinamis ini dapat terjadi pula dalam suatu reaksii pula dalam suatu reaksi kimia.
kimia. A.
A. ReaReaksi Bksi Bererkeskesudaudahahan dan Dn dan Dapapat Baat Baliklik
#eaksi kimia berdasar arahnya dibedakan menjadi reaksi berkesudahan (satu arah! dan reaksi dapat #eaksi kimia berdasar arahnya dibedakan menjadi reaksi berkesudahan (satu arah! dan reaksi dapat balik (d
balik (dua arah!ua arah!. . PaPada reaksda reaksi berkesui berkesudahan dahan $at % $at has$at % $at hasil tidak dail tidak dapat salipat saling bereakng bereaksi kembasi kembalili menjadi $at pereaksi.
menjadi $at pereaksi. &ontoh '
&ontoh '
a)* (a+! *&l (a+!
a)* (a+! *&l (a+! →→ a&l(a+! a&l(a+! **)(l!)(l!
Pada reaksi di atas reaksi hanya berlangsu ke arah kanan, sebab bila a&l dilarutkan ke dalam air Pada reaksi di atas reaksi hanya berlangsu ke arah kanan, sebab bila a&l dilarutkan ke dalam air tidak akan pernah menjadi a)* dan *&l.
tidak akan pernah menjadi a)* dan *&l. #e
#eaksaksi i dapdapat at balbalik ik dapdapat at berberlanlangsugsung ng daldalam am dua dua araarah h artartinya inya $at$at-$a-$at t hashasil il reareaksi ksi dapdapat at sasalingling bereaksi untuk membentuk $at pereaksi kembali.
bereaksi untuk membentuk $at pereaksi kembali. &ontoh '
&ontoh '
ika timbal (//! sul0at padat yang berwarna putih bila direaksikan dengan larutan natrium iodida akan ika timbal (//! sul0at padat yang berwarna putih bila direaksikan dengan larutan natrium iodida akan
Standar Kompetensi : Standar Kompetensi :
3. Memahami kinetika dan
3. Memahami kinetika dan kesetimbangan reaksi kimia serta faktor-faktor yangkesetimbangan reaksi kimia serta faktor-faktor yang mempengaruhinya.
mempengaruhinya. Kompetensi Dasar :
Kompetensi Dasar : 3.5
3.5.. MenMenjeljelaskaskan an penpengergertiatian n reareaksi ksi keskesetietimbambangangan.n. 3..
3.. MenyeMenyelidiklidiki fai faktorktor-fa-faktor ktor yang yang memmempengapengaruhi ruhi pergepergeseran seran aerah aerah kesekesetimbatimbangan ngan dandan menyimpulkan hasilnya serta penerapannya dalam industri.
menyimpulkan hasilnya serta penerapannya dalam industri. 3.!
3.!.. MenMenententukaukan hubunn hubungan kugan kuantantitaitatif antif antartara perea pereaksaksi dengi dengan hasan hasil reail reaksi daksi dari suari suatutu reaksi kesetimbangan.
reaksi kesetimbangan.
Gambar
1ebaliknya bila padatan timbal(//! iodida yang berwarna kuning dari reaksi diatas ditambah larutan 1ebaliknya bila padatan timbal(//! iodida yang berwarna kuning dari reaksi diatas ditambah larutan natrium sul0at, maka akan terbentuk kembali endapan warna putih dari timbal(//! sul0at dengan natrium sul0at, maka akan terbentuk kembali endapan warna putih dari timbal(//! sul0at dengan reaksi,
reaksi,
((!! PPbb// (s! (s! aa1)1)22 (a+! (a+! →→ Pb1) Pb1)22(s! (s! a/ a/ (a+!(a+! (kuning!
(kuning! (putih!(putih!
ika diama
ika diamati dari kedua reakti dari kedua reaksi tersebut maka akasi tersebut maka akan tampak bahwa rean tampak bahwa reaksi yang kedua ksi yang kedua merupmerupakanakan kebalikan dari reaksi yang pertama, dan dengan demikian reaksi diatas dikatakan reaksi dapat balik kebalikan dari reaksi yang pertama, dan dengan demikian reaksi diatas dikatakan reaksi dapat balik atau. Bila kedua reaksi itu berlangsung secara bersamaan disebut juga sebagai reaksi bolak-balik dan atau. Bila kedua reaksi itu berlangsung secara bersamaan disebut juga sebagai reaksi bolak-balik dan ditulis
ditulis ditandai ditandai dengan dua dengan dua panah panah dengan adengan arah rah berlawanan.berlawanan. Pb1)
Pb1)22(s! (s! a/ a/ (a+!(a+! Pb/Pb/(s! (s! aa1)1)22 (a+! (a+! #eaksi kesetimbangan dinamis dapat terjadi bila reaksi yang terjadi me
#eaksi kesetimbangan dinamis dapat terjadi bila reaksi yang terjadi me rupakan reaksi bolak % balik.rupakan reaksi bolak % balik. B.
B. KeKeadadaaaan Sen Setitimbmbanangg
"eskipun hampir semua reaksi
"eskipun hampir semua reaksi merupakan reaksi dapat balik, merupakan reaksi dapat balik, tetapi tidak semua reaksi dtetapi tidak semua reaksi dapat balikapat balik akan dapat menja
akan dapat menjadi reaksi setimbdi reaksi setimbang. ang. Untuk dapat menjUntuk dapat menjadi suatu reaksadi suatu reaksi setimbang diperi setimbang diperlukanlukan persyaratan antara lain, reaksinya
persyaratan antara lain, reaksinya bolak-balik, sistemnya tertutupbolak-balik, sistemnya tertutup, dan, dan bersifat dinamis.bersifat dinamis. 1.
1. ReReakaksi bosi bolalak-k-babalilik.k. 1uatu reaks
1uatu reaksi i kadangkadang-kadan-kadang perlu adanya pengarg perlu adanya pengaruh dari luar untuk dapat balik, oleh kareuh dari luar untuk dapat balik, oleh karena ituna itu reaksi tersebut tidak dapat berlangsung secara bersamaan, misalnya reaksi antara timbal (//! sul0at reaksi tersebut tidak dapat berlangsung secara bersamaan, misalnya reaksi antara timbal (//! sul0at de
dengngan an lalarurutatan n nanatrtrium ium ioiodidida da didiatatasas, , tetentuntunya nya titidadak k akakan an beberlrlangangsusung ng dadalalam m wawaktktu u yayangng bersamaan.
bersamaan. 1ua
1uatu tu reareaksi ksi dapdapat at menjmenjadi adi reareaksi ksi keskesetimetimbanbangan gan bilbila a reareaksi ksi balbaliknyiknya a dapdapat at dengdengan an mudmudahah berlangsung
berlangsung secara bersamaan, secara bersamaan, seperti yang terjadi pseperti yang terjadi pada proses penguapaada proses penguapan air dan pengembunann air dan pengembunan air didalam botol pada awal bab ini. Proses penguapan dan pengembunan dapat berlangsung dalam air didalam botol pada awal bab ini. Proses penguapan dan pengembunan dapat berlangsung dalam waktu yang bersamaan. #
waktu yang bersamaan. #eaksi-reaksi eaksi-reaksi homogen ( 0asa pereaksi dan homogen ( 0asa pereaksi dan hasil reaksinya sama!, misahasil reaksinya sama!, misalnyalnya reaksi-reaksi gas atau larutan akan lebih mudah berlangsung bolak-balik dibanding dengan reaksi reaksi-reaksi gas atau larutan akan lebih mudah berlangsung bolak-balik dibanding dengan reaksi yang heterog
yang heterogen. en. Umumnya rUmumnya reaksi heaksi heterogen eterogen dapat dapat berlangsung berlangsung bolak-balik bolak-balik pada pada suhu suhu tinggi.tinggi. &ontoh reaksi homogen yang berlangsung bolak-balik,
&ontoh reaksi homogen yang berlangsung bolak-balik,
(g! 3*(g! 3*(g!(g! * *33(g!(g! *
*(g! /(g! /(g!(g! */ */ (g!(g! 4e
4e33(a+! (a+! 1&1&----(a+!(a+! 4e1& 4e1& (a+! (a+! &ontoh reaksi heterogen yang dapat berlangsung
&ontoh reaksi heterogen yang dapat berlangsung bolak-balik pada suhu tinggi'bolak-balik pada suhu tinggi' &a&)
&a&)33(s!(s! &a)(s! &a)(s! &)&)(g!(g! 4e
4e))33(s! (s! 3&)(g!3&)(g! 4e(s! 4e(s! 3&)3&)(g!(g! 2.
2. SiSiststem em TTeertrtutuutupp 1istem tert
1istem tertutup bukan berartutup bukan berarti i reaksreaksi tersebut dilaki tersebut dilakukan pada ruang tertutuukan pada ruang tertutup, meskipun kadanp, meskipun kadang- g-kadang memang diperlukan ruangan tertutup. Pada prinsipnya sistem tertutup yang dimaksud adalah kadang memang diperlukan ruangan tertutup. Pada prinsipnya sistem tertutup yang dimaksud adalah tidak ada $at-$a
tidak ada $at-$at yang keluar dari sistem, misalnyt yang keluar dari sistem, misalnya pada a pada reaksreaksi timbal(//i timbal(//! sul0at dengan larutan! sul0at dengan larutan natrium iodida, bagaimana mungkin reaksi akan dapat balik jika timbal (//! iodida yang terjadi pada natrium iodida, bagaimana mungkin reaksi akan dapat balik jika timbal (//! iodida yang terjadi pada reaksi tersebut
reaksi tersebut dibuang (hilang dibuang (hilang ! dari ! dari sistem.sistem. 3.
3. BeBersrsififat at DiDinanamimiss Be
Bersrsi0i0at at didinanamimiss artiartinya nya se"ase"ara ra mikromikroskopiskopis s reaksreaksii berl
berlangsung terus menerus dalam dua angsung terus menerus dalam dua arah denganarah dengan laju
laju reaksreaksi i pembepembentukan ntukan sama sama dengadengan ln laju aju reaksreaksii baliknya
baliknya. . BBererlalangngssunungngnya ya susuatatu u rreaeaksksi i seseccararaa ma
makrkrososkokopis pis dadapapat t didililihahat t dadari ri peperurubabahahan n susuhu,hu, tekanan, konsentrasi atau warnanya.
tekanan, konsentrasi atau warnanya.
1ecara makroskopis reaksi dalam keadaan setimbang 1ecara makroskopis reaksi dalam keadaan setimbang tidak menunjukkan adanya gejala - gejala tersebut, tidak menunjukkan adanya gejala - gejala tersebut, justru g
justru gejala - geejala - gejala terjala tersebut aksebut akan an tampatampak padak pada sa
Gambar.3.2. ur6a esetimbangan )
(g!
)
2(g!
Pada saat setimbang konsentrasi
)
2sama dengan konsentrasi )
Pada saat setimbang konsentrasi
)
2lebih besar dari pada konsentrasi )
Pada saat setimbang konsentrasi
)
2lebih kecil dari pada konsentrasi )
Bila sejumlah gas )2 dimasukkan ke dalam botol tertutup, gas yang semula tak berwarna secara perlahan-lahan akan berubah menjadi coklat, semula perubahan itu tidak tampak tetapi secara bertahap akan menjadi semakin coklat. Pada suatu saat warna tersebut akan tidak bertambah pekat, pada saat inilah terjadi kesetimbangan. Pada saat setimbang tersebut masih ada gas )2, hal ini dapat dibuktikan dengan mendinginkan tabung tersebut, pada saat didinginkan warna coklat semakin pekat, ini menunjukkan bahwa gas ) terbentuk lebih banyak. adi pada saat setimbang baik pereaksi maupun hasil reaksi masih tetap ada dalam sistem. Penjelasan untuk peristiwa ini dapat dilihat pada kur6a perubahan konsentrasi dan laju reaksi (Gb. 3. dan Gb. 3.3!.Perubahan laju reaksi selama berlangsungnya reaksi (gambar.3.3. ! menunjukkan bahwa laju reaksi terhadap gas )2 (# )2! mula-mula maksimum, laju reaksi itu turun sejalan dengan makin berkurangnya gas )2 pada saat yang bersamaan mulai terbentuk gas ) (warna coklat mulai tampak!, dan pada saat itu mulai ada gas ) yang balik menjadi gas )2 dan laju reaksi terhadap gas ) (# )! makin besar karena konsentrasi nya makin besar ( ingat bahwa laju reaksi dipengaruhi konsnetrasi!. adi # )2 terus menurun dan# ) meningkat sampai waktu tertentu (t! terjadi # )2 sama dengan # ) dan pada saat itu tercapai keadaan setimbang. Proses ini berlangsung terus jika tidak ada pengaruh dari luar yang menyebabkan terjadinya ketidak setimbangan.
onsentrasi akan mengalami perubahan dengan pola yang sama, mula-mula yang ada hanya gas )2 (konsentrasi )2 maksimum!, kemudian berkurang terus karena berubah menjadi gas ) , dan pada saat yang bersamaan gas ) yang semula tidak ada (konsentrasinya nol! akan mulai bertambah yang ditandai dengan mulai adanya warna coklat. onsentrasi gas )2 akan terus bertambah dan sejalan dengan itu gas ) terus bertambah sampai suatu saat konsentrasinya tetap (ditandai warna coklat yang tetap!, dan pada saat itu ( t waktu! tercapai suatu keadaan setimbang. 7an mulai saat itu tidak menunjukkan perubahan secara makroskopis ,misalnya warna tidak menjadi lebih pekat atau lebih terang, tekananannya tetap dan lain-lainnya. Pada kondisi setimbang ini maka,laju reaksi
][ [ ] [ 2 2 I H HI 2 2 2 ] [ ] ][ [ HI I H ] [ ] ][ [ 3 2 2 NH H N 2 3
]
[
NH
]
)
(
[[
][
[
2 3 3 +NH
Ag
NH
Ag
2 3 2 3]
][
[
]
)
(
[[
NH
Ag
NH
Ag
+ +. !ukum Kesetimbangan dan Tetapan Kesetimbangan "K#
=elah dibahas dimuka bahwa konsentrasi $at-$at pada saat setimbang akan selalu tetap, dengan demikian bila dilakukan perhitungan aljabar (dikalikan, dibagi atau dipangkatkan ! akan didapat suatu harga yang tetap. Untuk menentukan operasi aljabar yang bagaimana yang menghasilkan harga yang tetap, pada tabel 3.. ditunjukkan beberapa hasil pengukuran konsentrasi dari $at-$at yang ada pada saat setimbang untuk beberapa reaksi.
. #eaksi ' *(g! / (g! */ (g! pada suhu >3
Perc. ke 8*9 8/9 8*/9 8*98/98*/9 , ? @- @, ?@- ,A ? @- 2@ 2C,2 3,3 ? @-> @,D ? @- @,@ ? @- ,DC ? @- C@ 2>,C A,22 ? @-> 3 @,>> ? @- @,3 ? @- 3,32 ? @- 2@@ 2C,> >,D> ? @-> 2 @,D ? @- @, ? @- 3,@ ? @- A@ 2C,D C, ? @-> A @,32 ? @- @,32 ? @- ,3A ? @- D>@ 2C,2 ,> ? @-> C @,C ? @- @,C ? @- A,C ? @- >D@ 2C,2 2,33 ? @-
. #eaksi setimbang ' (g! 3*(g! *3(g! pada suhu C>3
Perc.
e 89 8*9 8*39 898*98*39
@, ? @-3 @, ? @-3 ,>3 ? @-> @,A @,@A@D 3,3@ ? @-3
@,A ? @-3 @,AA ? @-3 2,A ? @-C @,333 @,@A@2 C,D ? @-
3 A,A@ ? @- C,A@ ? @- ,C ? @- @,2> @,@AD 3,@ ? @-
2 ,A@ ? @- >,A @ ? @- >,2@ ? @- ,D>3 @,@AD ,3 ? @-3
3. #eaksi setimbang ' 5g (a+! *
3(a+! 85g(*3!9(a+! pada suhu D
Perc. e 85g9 8* 39 85g(*3!9 85g98*39885g(*3!99 @,@@ @,@@A @,2@ ,@ ? @2 ,C ? @> ,@@ ? @-C @,@@ @,@@ @,@C ,2A ? @2 ,C ? @> ,C@ ? @- 3 @,@@ @,@@ @, 3,@ ? @2 ,C ? @> A, ? @-> 2 @,@@ @,@@ @,@3 ,C@ ? @2 ,C ? @> C,22 ? @-
7ari setiap data hasil percobaan tersebut bila reaksi secara umum dituliskan sebagai,
p5 + B m & n 7
maka didapat harga tetap (! untuk rumusan,
[ ] [ ]
[ ] [ ]
p q n m B A D C K =#umusan ini disebut dengan hukum kesetimbangan, yaitu bila suatu reaksi dalam keadaan
setimbang maka hasil kali konsentrasi )at-)at hasil reaksi dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan hasil kali konsnetrasi )at-)at pereaksi dipangkatkan koefisiennya akan mempunyai harga yang tetap.
=etapan kesetimbangan bagi suatu reaksi adalah khas untuk suatu reaksi dan harganya tetap pada suhu tertentu, artinya setiap reaksi akan mempunyai harga tetapan kesetimbangan yang cenderung tidak sama dengan reaksi yang lain meskipun suhunya sama, dan untuk suatu reaksi yang sama harga akan berubah jika suhunya berubah.
a. Makna *arga +etapan Kesetimbangan
! 7apat untuk mengetahui kondisi suatu reaksi bolak-balik
"empunyai harga : C@. Berdasar data tersebut selidikilah apakah sistem dalam keadaan setimbang atau tidak bila komposisi gas-gas dalam liter ruangan adalah
a! 8*9 : 8/9 : 8*/9 : @,@@ mol dm-3
b! 8*/9 : @,3@ mol dm-3 E 8*9 : @,@@ mol dm-3 E 8/9 : @,@@@ mol dm-3
awab ' 8*/9 a! : 8*98/9 (@,@@! : (@,@@!(@,@@! :
Padahal harga : C@, adi sistem tidak dalam keadaan setimbang ( belum
mencapai kesetimbangan !
b! (@,3@!
F : (@,@@!(@,A!
: C@ (sama dengan harga pada 3A@o &, jadi sistem dalam keadaan
setimbang.
! 7apat Untuk "enentukan omposisi at - $at dalam eadaan 1etimbang
7engan mengetahui harga tetapan kesetimbangan suatu reaksi pada suhu tertentu dapat memberikan gambaran tentang komposisi $at - $at yang ada pada kesetimbangan pada suhu tersebut.
&ontoh '
edalam wadah liter dimasukkan @,@@ mol P&lA , kemudian dipanaskan sampai suhunya
A@o& sehingga terurai menurut reaksi '
P&lA (g! P&l3(g! &l(g!
*arga tetapan kesetimbangan pada suhu tersebut adalah @,@3@. =entukan komposisi masing-masing gas pada saat tercapai kesetimabangan .
awab '
#eaksi ' P&lA (g! P&l3(g! &l (g!
ita anggap bahwa pada suhu tersebut P&lA yang terurai sebanyak ? molHI, maka berdasar stoikiometri reaksinya didapat,
Pada keadaan awal ,
P&lA : @,@@ molH liter
P&l3 : @ molHI
&l : @ molHI
Pada saat tercapai kesetimbangan
P&lA : (@,@@ - ?! molHI
P&l3 : (@ ?! molHI
: ? molHI
&l : (@ ? ! molHI
: ? molHI
5tau secara stoikiometris dapat dituliskan dengan cara sebagai berikut,
P&lA(g! P&l3(g! &l (g!
mula-mula ' @,@@ molHI @ molHI @ molHI
#eaksi(Perubahan ! ' - ? m olHI ? molHI ? molHI
1aat 1etimbang ' (@,@@-?! molHI ? molHI ? molHI
"enurut *ukum esetimbangan ,
8P&l39 8&l9
:
8P&lA9
maka, (?! ( ? !
dengan menggunakan rumus abc, didapat a -ac 2 b b ? - -− ± − = -! @3 , @ !( ( 2 @3 , @ 3 ? - -− − ± − =
? : @,@2 dan ? : - @,@> ( harga minus tidak mungkin!
maka didapat komposisi saat setimbang adalah, 8P&lA 9 : ( @,@@ - @,@2! mol HI : @,@A molHI 8P&l39 : 8&l9 : @,@2 molHI
3! 7apat memberikan /n0ormasi tentang *asil #eaksi
*arga tetapan kesetimbangan merupakan hasil bagi dari konsentrasi $at hasil dipangkatkan koe0isiennya dengan konsentrasi pereaksi dipangkatkan koe0isiennya. arena konsentrasi hasil reaksi selalu sebagai pembilang maka besar kecilnya harga harga menunjukkan
besar kecilnya hasil reaksi pada suhu tertentu. ika gharga K besar berarti hasil reaksinya
banyak dan jika K ke"il berarti hasil reaksinya sedikit.
b. *arga +etapan Kesetimbangan dan +ekanan as
Untuk reaksi yang melibatkan gas tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dari harga tekanan parsial masing-masing gas pada saat setimbang, sebab konsentrasi gas dalam suatu ruangan akan menentukan besarnya tekanan gas tersebut dalam ruangan. Untuk membedakan harga tetapan kesetimbangan yang diperoleh dari harga konsentrasi dan dari harga tekanan parsial, maka untuk
selanjutnya harga tetapan kesetimbangan yang diperoleh berdasarkan kosentrasi diberi
lambang K" sedangkan untuktetapan kesetimbangan yang diperoleh dari harga tekanan diberi lambang Kp.
Untuk reaksi setimbang '
m 5 (g! n B (g! ? & (g! y 7 (g! (P&! ? (P7!y
p :
( P5!m (PB!n 7imana '
P5 ' =ekanan parsial gas 5, P& ' =ekanan parsial gas &
PB ' =ekanan parsial gas B, P7 ' =ekanan parsial gas 7
P5 PB P& P7 : P total ruangan
Berdasar hukum tentang gas ideal PJ : n#= dapat dicari hubungan antara harga p dengan c, Untuk reaksi setimbang '
m5 (g! n B(g! ? & (g! y 7 (g!
maka, (P&! ? (P7!y
p :
( P5!m (PB!n
sedangkan berdasar persamaan gas ideal PJ : n#= didapat bahwa P : nHJ (#=!, untuk gas besaran nHJ adalah merupakan konsentrasi gas dalam ruangan, sehingga dapat disubstitusikan menjadi,
P5 : 859 #=E P& : 8&9 #=
PB : 8B9 #=E P7 : 879 #=
maka, 8&9? (#=!? 879y (#=!y
p :
859m (#=!m 8B9n (#=!n
atau 8&9?879y (#=!(?y!
p : K
859m8B9n (#=!(mn : c (#=!(?y! - (mn!
dan jika (? y! - (mn! : ∆n yang menyatakan jumlah koe0isien gas-gas sesudah reaksi
. Pada suhu >o& didalam ruangan dengan 6olume tertentu yang tekanannya atm. terdapat gas
)2 yang terurai menjadi gas ). '
)2 (g! ) (g!
Pada saat kesetimbangan tercapai ternyata didalam ruangan terdapat ) D, L. *itunglah
harga p dan c pada suhu tersebut. awab '
a! 7ari persamaan reaksi ' )2 (g! ) (g!
( )! didapat p : ( )2! total : atm mol ) ) : ? total mol total : D,H@@ ? atm : @,D atm )2 : total -) : atm - @,D : @,@ atm (@,D atm! p : @,@ atm : @,2D atm b! p : c (#=!∆n
7ari reaksi didapat harga n : , sehingga c : pH #=
@,2D
: KK
(@,@ ? D ! c : @,@
. 7alam suatu ruangan tertentu terdapat kesetimbagan ' (g! 3 *3 (g! *3 (g!
*arga c pada suhu A@@o & adalah @,@2@ . *itunglah p pada suhu tersebut M
awab '
7ari Persamaan reaksi didapat harga n : - (3! : p : c ? (#=!-
(
#=)
c p =(
@,@B-?>>3)
-@2@ , @ p = : D,D ? @-C3. =etapan esetimbangan Untuk esetimbangan *eterogen Untuk reaksi kesetimbangan heterogen misalnya ,
&a&)3 (s! &a) (s! &)(g!
berlaku hukum kesetimbangan, 8&a)9 8&)9
:
8&a&)39
)leh karena &a&)3 dan &a) merupakan $at padat maka konsentrasinya tetap (tidak mungkin
berubah! meskipun ada perubahan 6olume dan suhu, sehingga 8&a&)39
? merupakan harga yang tetap, 8&a)9
dan
8&a&)39
Pada kenyataannya bahwa untuk kesetimbangan daiatas jumlah gas &) yang dihasilkan hanya dipengaruhi oleh 6olume dan suhu tanpa dipengaruhi oleh jumlah &a&)3 yang dipanaskan.
7engan demikian berlaku bahwa untuk reaksi - reaksi heterogen $at-$at yang konsentrasinya tetap ( $at padat atau $at cair murni ! tidak tampak pada rumusan harga .
&ontoh'
a. #eaksi ' (*2!1 (s! *3(g! *1 (g! c : 8*39 8 *19
b. #eaksi ' & (s! *) (s! &)(g! *(g! 8&)9 8*9
c : 8*)9
c. #eaksi ' *3(g! *&l(g! *2&l (s!
[
*][
*&l]
3 c =
d. #eaksi ' *3(a+! *) (l! *2(a+! )*-- (a+!
[
3]
2 c*
)*
*
− + = D. Kesetimbangan Diss$siasi.Peruraian suatu $at menjadi $at yang lebih sederhana dikenal dengan istilah dissosiasi. adi kesetimbangan dissosiasi adalah merupakan reaksi kesetimbangan yang melibatkan terurainya suatu $at menjadi $at yang lebih sederhana.
&ontoh '
a. )2 (g! ) (g!
b. 1)3 (g! 1)(g! ) (g! c. &a&)3 (s! &a) (s! &) (g!
d. &*3&))* (a+! &*3&))-- (a+! *(a+!
7idalam sistem kesetimbangan dissosiasi dikenal adanyaderajad dissosiasi / α 0 yang menyatakan seberapa bagian (persen! gas yang telah terurai pada saat tercapai kesetimbangan yang dinyatakan dengan rumusan,
jumlah yang terurai α :
jumlah $at mula-mula
onsep derajad dissosiasi ini dapat membantu dalam perhitungan - perhitungan sistem kesetimbangan.
&ontoh '
7alam ruang satu liter dipanaskan gas */ hingga terurai membentuk reaksi setimbang ' */ (g! *(g! / (g!
Pada suhu tertentu harga tetapan kesetimbangannya (c! adalah 2. =entukan , a. Berapa persen */ yang telah terurai
b. omposisi masing-masing gas pada saat setimbang awab '
*/ (g! * (g! / (g! mula - mula ' mol -- --terurai ' α mol
a. - - -9 */ 8 9 / 98 * 8 3 = - -
!
(
!
!(
(
2
α − α α = - ! ( ! ( -α − α = α − α =
-
-α : 2HA atau @Lb. omposisi pada saat setimbang ' */ : -α : H A mol
* : / : N ? 2HA
: H A mol
E. %ergeseran Kesetimbangan
1uatu sistem dalam keadaan setinbang cenderung mempertahankan kesetimbangannya, sehingga bila ada pengsruh dari luar maka sistem tersebut akan berubah sedemikian rupa agar segera diperoleh keadaan kesetimbangan lagi. 7alam hal ini dikenal dengan a)as 1e 2hatelier yaitu, jika dalam suatu sistem kesetimbangan diberikan aksi, maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu seke"il mungkin. Beberapa aksi yang dapat menimbulkan perubahan pada sistem
kesetimbangan antara lain, . erubahan konsentrasi .
Bila suatu sistem kesetimbangan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem ditambah maka kesetimbangan akan bergeser dari arah penambahan itu, dan bila salah satu komponen dikurangi maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pengurangan itu.
&ontoh '
Pada sistem kesetimbangan antara larutan 4e3 (kuning! , 1& -- (tak berwarna! dengan
4e1& (merah !, dengan reaksi kesetimbangan '
4e3 (a+! 1& % (a+! 4e1& (a+!
kuning tak berwarna merah
ika ke dalam sistem tersebut ditambahkan larutan 1&-- maka campuran akan semakin
merah, karena 1&-- yang ditambahkan akan bereaksi dengan 4e3 dalam sistem dan
membentuk 4e1& , ini berarti terjadi pergeseran kesetimbangan ke arah kanan, yang
berakibat bertambahnya 84e1&--9 dan berkurangnya 8 4e3 9
7engan menggunakan hukum kesetimbangan dapat dijelaskan sebagai berikut, untuk reaksi setimbang '
4e3 (a+! 1& % (a+! 4e1& (a+!
3
84e1& 9 :
84e3981& %9
Pada suhu yang tetap adalah tetap. ika pada suhu yang sama ditambahkan ion 1&% , maka
81& %9 bertambah besar, sehingga
84e1& 9
:
84e3981& %9
7engan bertambahnya 81&%9 *arga
menjadi lebih kecil daripada , karena harga
tetap pada suhu yang tetap, maka untuk mendapatkan harga : , 84e39 akan berkurang
bersamaan dengan bertambahnya 84e1&9, dan itu berarti terjadi pergeseran
kesetimbangan kekanan.
*al yang sebaliknya bila 84e39 dikurangi (misalnya dengan mengikat 4e3 dengan ion *P) 2
Bila 1istem esetimbangan ,
4e3 (a+! 1& % (a+! 4e1& (a+!
kuning tak berwarna merah
Jolumenya diperbesar dua kali dengan cara menambahkan air kedalamnya maka warna merahnya menjadi lebih muda, ini menunjukkan bahwa 84e1&9 berkurang sedangkan 84e39 dan 81& % 9
bertambah, atau kesetimbangan bergeser kekiri.
7engan menggunakan hukum kesetimbangan peristiwa tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut, 4e3 (a+! 1& % (a+!
4e1& (a+!
84e1& 9
:
84e3981& %9
7engan penambahan air sehingga 6olume larutan menjadi dua kali lebih besar, maka konsentrasi masing-masing komponen akan mengalami perubahan sebagai berikut,
84e39 menjadi : 84e39H
81& %9 menjadi : 8 1&--9H
84e1&9 menjadi : 84e1&9H
maka setelah 6olume diperbesar didapat harga ,
84e1& 9H
:
84e39H 81&--9H
sehingga menjadi lebih besar daripada . arena suhunya tetap : , maka untuk
mendapatkan harga sama dengan konsentrasi ion 4e1& akan berkurang dan disertai dengan
bertambahnya konsentrasi ion 4e3 dan 1& -- , dan itu berarti kesetimbangan bergeser kekiri.
"arilah sekarang dengan cara yang sama kita selidiki untuk kesetimbangan, *(g! / (g! */ (g!
1ebelum diadakan perubahan 6olume harga tetapan kesetimbangannya adalah
8*/9
:
8*9 8/9
1etelah 6olumenya diperbesar menjadi dua kali lebih besar maka terjadi perubahan konsentrasi sebagai berikut,
8 */ 9 menjadi : 8*/9H 8*9 menjadi : 8*9H
8/9 menjadi : 8 / 9H
harga tetapan kesetimbangan setelah diadakan perubahan 6olume menjadi
(8*/9H ! : 8*9H 8/9H atau, 8*/9H2 : (8*9 8/9! H 2 8*/9 : 8*9 8/9
/ni menunjukkan bahwa adanya perubahan 6olume tidak menyebabkan pergeseran kesetimbangan untuk reaksi diatas.
7engan demikian dapat disimpulkan bahwa,
• Bila suatu reaksi jumlah molekul-molekul atau partikel-partikel sebelum dan sesudah reaksi
sama perubahan 4olume tidak menggeser letak kesetimbangan.
• Untuk reaksi yang jumlah partikel - partikel sebelum dan sesudah reaksi tidak sama maka,
◊ bila #olume diperbesar kesetimbangan akan bergeser menuju ke ruas yang jumlah
molekul atau partikel /jumlah koefisien reaksi0 yang besar.
◊ ila #olume diperke"il kesetimbangan akan bergeser menuju ke ruas yang jumlah
Untuk mengetahui bagaimana pengaruh perubahan tekanan terhadap sistem kesetimbangan gas dapat diingat kembali tentang persamaan gas ideal
PJ : n #= P : (nHJ ! #=
7ari persamaan itu menunjukkan bahwa perubahan tekanan akan berakibat yang sebaliknya dengan perubahan 6olume, artinya bila tekanan diperbesar akan sama pengaruhnya dengan bila 6olume diperkecil dan sebaliknya bila tekanan diperkecil akan berakibat yang sama dengan bila 6olume diperbesar.
adi dapat disimpulkan bahwa,
• 6ntuk reaksi kesetimbangan yang jumlah partikel sebelum reaksi sama dengan jumlah partikel
sesudah reaksi, perubahan tekanan tidak akan menggeser letak kesetimbangan.
• 6ntuk reaksi kesetimbangan yang jumlah partikel sebelum reaksi tidak sama dengan jumlah
partikel sesudah reaksi jika,
◊ +ekanan diperbesar kesetimbangan akan bergeser ke jumlah partikel yang ke"il ◊ +ekanan diperke"il kesetimbangan akan bergeser ke jumlah partikel yang besar.
Perhitungan jumlah partikel ini hanya dilakukan terhadap komponen kesetimbangan yang mudah berubah konsnetrasinya, artinya untuk kesetimbangan heterogen jumlah partikel hanya dihitung untuk $at-$at yang masuk pada rumusan harga tetapan kesetimbangan.
'. erubahan Suhu.
Perubahan suhu pada suatu reaksi setimbang akan menyebabkan terjadinya perubahan harga tetapan kesetimbangan (!. Untuk mengetahui bagaimana pengaruh perubahan suhu terhadap pergeseran kesetimbangan berikut disajikan data harga untuk berbagai suhu dari dua reaksi kesetimbangan yang berbeda,
=abel .3. 3.a. *arga p pada Berbagai 1uhu untuk #eaksi 1etimbang (g! 3* (g! *3 (g! ∆* : - D k
1uhu (! D A@@ >@@ D@@
p ( ? @@! C,>C ? @A 3,AA ? @- >,>C ? @-A ,@@ ? @-C
makin besar
=abel. 3.3.b. *arga p pada Berbagai 1uhu untuk #eaksi 1etimbang *(g! &) (g! *) (g! &) (g! ∆* : 2 k
1uhu (! D A@@ >@@ D@@
p ,@@ ? @-A >,>C ? @-3 ,3 ? @- C,@ ? @-
makin kecil
7ari kedua tabel tersebut terdapat perbedaan, pada reaksi pertama jika suhunya diperbesar harga p makin kecil, ini berarti $at hasil makin sedikit yang diakibatkan oleh terjadinya pergeseran reaksi kekiri.
Pada reaksi kedua justru terjadi sebaliknya, yaitu bila suhunya diperbesar harga harga p menjadi makin besar, berarti jumlah $at hasil makin banyak yang diakibatkan terjadinya pergeseran kesetimbangan kekanan. Perbedaan dari kedua reaksi tersebut adalah harga perubahan entalpinya. Untuk reaksi pembentukan gas *3 perubahan entalpinya negati0 ( #eaksi endoterm! yang
menunjukkan bahwa reaksi kekanan melepaskan kalor. 1edangkan pada reaksi antara gas * dengan
gas &) harga perubahan entalpinya berharga postip (#eaksi endoterm! yang menunjukkan bahwa
reaksi kekanan adalah reaksi yang menyerap kalor. 7engan demikian pergeseran reaksi kesetimbangan akibat perubahan suhu ditentukan oleh jenis reaksinya endoterm atau eksoterm.
#eaksi pembuatan amonia dengan reaksi,
(g! 3 * (g! *3 (g! ∆* : - D k
pada suhu @@o & akan mencapai keadaan setimbang bertahun - tahun. Bila kedalam reaksi tersebut
diberi katalis kesetimbangan akan dapat tercapai hanya dalam waktu A menit sampai @ menit. 7engan demikian katalisator dapat mempercepat tercapainya suatu keadaan setimbang. 5pakah pengaruhnya jika suatu reaksi yang sudah dalam keadaan setimbang ditambahkan katalistor ke dalamnya. atalisator akan mempercepat laju reaksi pembentukan *3 tetapi sekaligus juga akan
mempercepat laju reaksi peruraiannya menjadi gas dan gas * . Pengaruh ini sama kuatnya,
dengan demikian dalam reaksi kesetimbangan katalisator tidak terjadi pergeseran letak kesetimbangan tetapi hanya memper"epat ter"apainya keadaan setimbang.
&. %r$ses Kesetimbangan Dalam Industri
Proses /ndustri umumnya akan mengikuti hukum ekonomi, yaitu dengan beaya yang sekecil-kecilnya untuk memperoleh untung sebanyak-banyaknya. Prinsip ini didalam industri yang menghasilkan barang tentunya dapat diubah menjadi, dengan usaha dan beaya seminimal mungkin untuk menghasilkan barang industri sebanyak-banyaknya, untuk itu 0aktor-0aktor yang menghambat atau meperlambat pada proses itu diusahakan seminimal mungkin. Pada bagian ini akan dibahas bagaimana memperoduksi amoniak (*3! dan asam sul0at (*1)2! dalam industri. edua bahan kimia
tersebut dalam proses pembuatannya melibatkan reaksi setimbang , yang merupakan tahap paling menentukan untuk kecepatan produksi.
. roses *aber ada embuatan 7moniak.
5moniak (*3! merupakan senyawa penting dalam industri kimia, karena sangat luas
penggunaannya, misalnya untuk pembuatan pupukE asam nitrat dan senyawa nitrat untuk berbagai keperluan. Produksi amoniak di /ndonesia dilakukan pada pabrik petrokimia di Gresik dan ujang . Proses pembuatan amoniak dilakukan melalui reaksi '
(g! 3* (g! *3 (g! ∆* : - D k
&ara ini mulai diperkenalkan oleh 4rit$ *aber Bangsa erman pada tahun D3, dimana pada Perang 7unia / erman terkena Blokade =entara 1ekutu sehingga pasokan senyawa nitrat (1endawa &hili , )3! dari 5merika yang merupakan bahan pembuat amunisi tidak dapat masuk
ke erman.
#eaksi pembuatan amoniak ini merupakan reaksi setimbang, oleh sebab itu untuk mendapatkan amoniak sebanyak-banyaknya pada prosesnya digunakan 5$as Ie &hatelier, yaitu untuk menggeser kesetimbangan ke arah pembentukan *3 , konsentrasi dan * diperbesar (dengan
menaikkan tekanan kedua gas tersebut !, 4aktor lain yang sangat penting untuk diperhatikan adalah suhu dan tekanan.
Dilihat dari reaksinya yang eksoterm seharusnya proses tersebut dilakukan pada suhu rendah, tetapi jika dilakukan pada suhu rendah reaksi antara $ % dan * % menjadi lamban, untuk itu dapat diatasi dengan memberi katalisator 4e yang diberi promotor (bahan yang lebih mengakti0kan kerja katalisator! 5l)3 dan ). 1elain suhu 0aktor tekanan juga perlu diperhatikan, bila
diperhatikan dari persamaan reaksinya *3 akan banyak terjadi pada tekanan tinggi, meskipun
demikian harus juga memperhatikan beaya yang diperlukan dan konstruksi bangunan pabriknya. 7engan berbagai pertimbangan itu didapat kondisi optimum, dimana pada kondisi tersebut akan diperoleh amonia yang secara ekonomis paling menguntungkan. Pada tabel berikut dipaparkan berbagai kondisi temperatur dan tekanan serta amoniak yang dapat dihasilkan.
=abel. 3.2. Persentase 5moniak Pada 1aat 1etimbang Untuk berbagai 1uhu dan =ekanan
AA@ , ,2@ 3,AA ,3 C@@ ,>> ,D> C,D2 @,>C
7engan pertimbangan konstruksi pabrik, beaya produksi dan berbagai pertimbangan diatas, kondisi optimum untuk operasional pabrik amonia umumnya dilakukan pada tekanan antara 2@ atm - 32@ atm dan temperatur antara 2@@o & - C@@ o &.
%. embuatan 7sam Sulfat Dengan roses Kontak
5sam sul0at merupakan bahan indutri kimia yang penting, yaitu digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan pupuk. Proses /ndustri asam sul0at ( * 1)2! sebenarnya ada dua cara yaitu dengan proses amar timbal dan Proses ontak. Proses kamar timbal sudah ditinggalkan karena kurang menguntungkan, hanya tinggal satu pabrik di 5merika 1erikat yang masih beroperasi dan itupun dianggap sebagai museum industri. Proses kontak menghasilkan asam sul0at mencapai kadar DDL dan beayanya lebih murah, di /ndonesia pabrik asam sul0at antara lain di Petrokimia Gresik, Pusri Palembang dan ujang awa Barat.
Pembuatan asam sul0at meliputi tiga tahap yaitu,
!. Pembakaran belerang menjadi belerang dioksida, 1 (s! ) (g! → 1) (g!
!. )ksidasi 1)menjadi 1)3 ,
1)(g! ) (g! 1)3 (g! ∆* : - DC k 3!. "ereaksikan 1)3 dengan air,
1)3(g! *) (l! → *1)2 (l!
Belerang dioksida yang dihasilkan harus benar-benar murni sebab bila mengandung pengotor akan mengganggu proses selanjutnya. 7i Petrokimia Gresik gas 1) diperoleh dari sisa pengolahan tembaga atas kerjasama dengan P= 4reeport (/rian aya!.
=ahapan paling menentukabn pada proses pembuatan asam sul0at adalah tahapan kedua, yaitu proses pengubahan 1)menjadi 1)3 . #eaksi pada proses ini merupakan reaksi kesetimbangan, maka untuk memperbanyak hasil harus memperhatikan a$as Ie &hatelier.
!. #eaksi tersebut menyangkut tiga partikel pereaksi ( partikel 1) dan partikel gas ) ! untuk menghasilkan partikel 1)3 , jadi perlu dilakukan pada tekanan tinggi.
!. #eaksi kekanan adalah reaksi eksoterm ( ∆* : - DC k! berarti harus dilakukan pada
suhu rendah, tetapi permasalahannya pada suhu rendah reaksinya menjadi lambat. 1eperti pada pembuatan amoniak permasalahan ini dapat diatasi dengan penambahan katalisator J)A
7ari penelitian didapat kondisi optimum untuk proses industri asam sul0at dilakukan pada suhu antara 2@@o & - 2A@o & dan tekanan atm. *asil yang didapat berkadar D> - DDL *
1)2 . )leh karena pada kondisi tersebut sudah didapat hasil yang kadarnya cukjup tinggi, maka tidak perlu dilakukan pada tekanan yang lebih tinggi, sebab hanya akan membuang beaya tanpa peningkatan hasil yang berarti.
Hypoxia Sympton dan Kadar Haemolobin
+ubuh manusia terdapat suatu sistem kesetimbangan yang berperan didalam menjaga fungsi fisiologis tubuh untuk beradaptasi dengan lingkungannya. Salah satu proses adaptasi yang dilakukan oleh tubuh manusia adalah beradaptasi terhadap perubahan ketuinggian yang tiba-tiba. Seseorang yang bertempat tinggal akarta dengan ketinggian km diatas permuakaan laut pergi dengan pesa;at terbang ke Me<i"o 2ity dengan ketinggian %,3 km dipermukaan laut maka setelah tiba di Me<i"o 2ity akan merasa pusing, mual atau rasa tidak nyaman lainnya.
Kondisi ini disebut dengan Hypoxia sympton yaitu kondisi sindrom kekurangan oksigen pada
jaringan tubuh yang terjadi akibat pengaruh perbedaan ketinggian . ada kasus yang fatal bisa berakibat koma, bahkan sampai kepada kematian. +etapi kondisi tersebut bila sudah beberapa ;aktu tub uh akan segera beradaptasi dan berangsur-angsur normal kembali, maka kasus hypo<ia ini tidak terjadi pada penduduk setempat yang sudah biasa hidup di d aerah dataran tinggi tersebut.&leh sebab itu bagi pendaki gunung diperlukan pos-pos pemberhentian agar
selalu terjadi adaptasi se"ara baik terus menerus. Keadaan ini dapat dijelaskan berdasar sistem reaksi kesetimbangan pengikatan darah oleh
haemoglobin: *b/a=0 > &%/a=0 *b&%/a=0
dimana *b&% merupakan oksihaemoglobin yang berperan memba;a oksigen ke seluruh jaringan
tubuh termasuk otak. +etapan kesetimbangan dari reaksi tersebut adalah : ?*b&% @
K" (
?*b@?&% @
ada ketinggian sekitar 3 km tekanan parsial gas oksigen sekitar ,' atm, sedangkan pada permukaan laut tekanan parsial gas oksigen ,% atm. erdasar asa 1e-2hetelier dengan berkurangnyagas oksigen berarti kesetimbangan akan bergeser kekiri, dan berakibat konsnetrasi
*b&% di dalam darah akan menurun. 7kibatn yang ditimbulkan adalah suplai oksigen ke seluruh
jaringan akan berkurang dan inilah yang mengakibatkan terjadinya rasa mual dan pusing, serta perasaan tidak nyaman. Kondisi tersebut akan mengakibatkan tubuh berusaha beradaptasi dengan memproduksi haemoglobin sebanyak-banyaknya. Dengan meningkatnya konsnetrasi *b akan menggeser
kembali kesetimbangan kekanan dan *b&% akan meningkat kembali seperti semula.enyesuaian
berlangsung kurang lebih % A 3 minggu. Dari penelitian tyernyata kadar *b rata-rata penduduk pada yang bertempat tinggal di dataran tinggi akan mempunyai haemoglobin lebih tinggi daripada orang yang bertempat tinggal di dataran rendah.
Silakan !en"oba # $%$&'() K*S*T)!B$%($% D)%$!)S %etun'uk Bela'ar (
a. Baca secara cermat sebelum anda mengerjakan tugas.
b. Bekerjalah secara berkelompok dan lakukan diskusi terhadap hasil kerja anda. c. onsultasikan kepada guru bila anda menemui kesulitan.
d. Bacalah buku dan literatur sebanyak-banyaknya untuk memperdalam pemahaman anda. K$mpetensi )ang akan di*apai(
1iswa dapat menjelaskan pengertian reaksi kesetimbangan. In+$rmasi (
!. #eaksi bolak balik dapat mencapai kesetimbangan bila mempunyai laju reaksi kekanan sama dengan laju reaksi kekiri.
!.
Alat dan Bahan(
5lat Bahan
ama alatHUkuran umlah ama Bahan (ukuran! umlah 1ilinder ukur @@ cm3
Pipa kaca dengan ( sama dan berbeda diameternya!
3 3
&airan berwarna @@ cm3
Tugas dan ,angkah Ker'a (
. /silah salah satu silinder ukur dengan cairan berwarna sebanyak A@ cm3 (anggaplah ini sebagai konsnetrai $at pereaksi 5!.
. Pindahkan cairan dari silinder ukur 5 ke B dengan menggunakan pipa, dan secara bersamaan dari B ke 5 dengan pipa yang lain.
3. Ukurlah 6olume cairan pada kedua silinder setiap pemindahan dilakukan beberapa kali sesuai dengan yang ada pada tabel pengamatan.
2. Iakukan percobaan 3 kali dengan catatan '
a. Percobaan ' pipa kaca di 5 lebih besar dari pipa kaca di B b. Percobaan ' pipa kaca di 5 lebih kecil dari pipa kaca di B c. Percobaan 3 ' pipa kaca di 5 sama dengan pipa di B
!asil %engamatan ( Pemindahan ke 2 C C @ A 3@ 2@ A@ C@ Jolume 5 Jolume B Perubahan 6olume di 5 dan B Tugas (
!. Buatlah kur6a jumlah pemindahan Js. 6olume cairan.
!. Bacalah Buku re0erensi anda dan temukan in0ormasi mengenai kesetimbangan dinamis dan mikroskopis.
%ertan)aan - Bahan Diskusi(
. "ulai pemindahan ke berapakah 6olume dalam silinder ukur tetap, mengapa tetap O
. "ulai pemindahan ke berapakah 6olume cairan yang dipindahkan dari 5 ke B sama dengan
aktu pemindahan aktu pemindahan
o umlah $at yang dipindahkan dari 5 ke B dianggap laju reaksi 5 (J5 ! o umlah $at yang dipindahkan dari B ke 5 dianggap laju reaksi 5 (J5 !
Berdasar petunjuk di atas analogikan terjadinya kesetimbangan dinamis dan mikroskopis.
%enilaian - Authenti* Asessment A. %sik$m$t$rik
o ama
5spek yang dinilai
umlah skor ilai &ara mengukur larutan etepatan "emilih 5lat &ara memindahkan Iarutan &ara mengamati perubahan . QQQQ Pedoman Penilaian
5. Psikomotorik : =idak =epat, tidak teliti : kurang =epat, urang =eliti 3 : =epat, =eliti
2 : =epat, teliti dan cermat
B. A+ekti+
o ama
5spek yang dinilai
umlah
skor riteria erjasama
dalam kelompok
Perhatian Peranserta ejujuran . QQQQ
Pedoman Penilaian 50ekti0 : #endah
: 1edang 3 : =inggi riteria
#ata % #ata skor ' @ % ,@ : rendah
, % ,@ : sedang , % 3,@ : tinggi
$+$S &*-,H$T*&)*R
%etun'uk Bela'ar (
a. Baca secara cermat sebelum anda mengerjakan tugas.
b. Bekerjalah secara berkelompok dan lakukan diskusi terhadap hasil kerja anda. c. onsultasikan kepada guru bila anda menemui kesulitan.
d. Bacalah buku dan literatur sebanyak-banyaknya untuk memperdalam pemahaman anda.
K$mpetensi )ang akan di*apai(
"enyelidiki 0aktor-0aktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan dan menyimpulkan hasilnya serta penerapannya+ dalam industri.
In+$rmasi ( 16 100 x Skor Jum!" #$!$ =
3!. Bila larutan 4e&l3 dan 1& direaksikan akan terjadi reaksi kesetimbangan ' 4e3(a+! 1& %(a+! 4e1&(a+!.
2!. *P)2% dapat mengikat ion 4e3 dalam suatu larutan ' 4e3(a+! *P)2-(a+!→ 4e(*P)2!3(s!
Alat dan Bahan(
5lat Bahan
ama alatHUkuran umlah ama Bahan (ukuran! umlah =abung reaksi (sedang!
#ak tabung Pipet tetes
Gelas kimia A@ cm3 1ilinder ukur @@ cm3 Pengaduk > Iarutan 4e&l3 " Iarutan 1& " ristal a*P)2 5ir teh akuades A cm3 A cm3 3 butir @ cm3 @@ cm3
Tugas dan ,angkah Ker'a (
!. 5mbilah A@ cm3 akuades dan masukkan ke dalam gelas kimia.
!. =eteskan ke dalam akuades tersebut masing-masing 3 tetes larutan 1& @, " dan 4e&l3 @, " dan aduklah sampai warna tetap.
3!. Bagi larutan terasebut ke dalam A tabung reaksi sama banyak. =abung ke- digunakan sebagai pembanding.
2!. =ambahkan berturut turut '
a. Pada tabung % ' larutan 4e&l3 " sebanyak tetes. b. Pada tabung % 3 ' larutan 1& " sebanyak tetes. c. Pada tabung % 2 ' kristal a*P)2 butir.
d. Pada tabung % A ' akuades A cm3.
A!. Bandingkan warna pada tabung , 3, dan 2 dengan warna tabung . C!. Bandingkan pula warna tabung A dengan tabung (dilihat dari atas!. !asil %engamatan (
o
=abung Perlakuan 5rti perlakuan
arna dibandingkan
dengan tabung- esimpulan 7itambah 4e3
3 7itambah 1& -2 7itambah *P)2 -A 7itambah air %ertan)aan - Bahan Diskusi(
!. Bagaimana pengaruh penambahan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem kesetimbangan O
!. Bagaimana pengaruh pengurangan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem kesetimbangan O
3!. Bagaimana pengaruh perubahan 6olume terhadap sistem kesetimbanganO Tugas (
3!. Buatlah laporan dan kesimpulan eksperimen yang telah anda lakukan.
2!. Bacalah buku re0erensi dan temukan pengaruh perubahan suhu dan tekanan terhadap sistem kesetimbangan.
S$al Kui
. elaskan apa yang terjadi dengan sistem kesetimbangan berikut jika tekanannya dinaikkan , a. 2 *3 (g! A ) (g! 2 ) (g! C *) (g!
b. (g! ) (g! ) (g! . 7iketahui reaksi setimbang '
4e)3(s! 3 &) (g! 4e(s! 3 &) (g! ∆* : 2, k
Pada suhu to & terdapat dalam kesetimbangan gas &)
dan gas * masing-masing molE &)
dan uap air masing - masing 2 mol. Pada suhu yang tetap ditambahkan 2 mol gas &)dan 2 mol
gas *. Bagaimanakan komposisi setelah tercapai kesetimbangan lagi.
%enilaian - Authenti* Asessment A. %sik$m$t$rik
o ama
5spek yang dinilai
umlah skor ilai &ara mengukur larutan etepatan "emilih 5lat &ara meneteskan larutan &ara mengamati perubahan . QQQQ Pedoman Penilaian B. Psikomotorik
: =idak =epat, tidak teliti : kurang =epat, urang =eliti 3 : =epat, =eliti 2 : =epat, teliti dan cermat
B. A+ekti+
o ama
5spek yang dinilai
umlah skor riteria erjasama dalam kelompok Perhatian Peran serta ejujuran . QQQQ
: #endah : 1edang 3 : =inggi
riteria ' #ata % #ata skor ' @ % ,@ : rendahE , % ,@ : sedangE , % 3,@: tinggi C @@ ? 1kor .umlah ilai=
S$al / S$al ,atihan
2. 5pakah syarat-syaratnya terjadinya suatu reaksi kesetimbangan O
A. 5pa yang dimaksud dengan suatu reaksi setimbang bersi0at dinamis dan mikroskopis O
C. Bila larutan besi (///! ditetesi dengan larutan ion 1&-- akan terjadi warna merah yang pekat kemudian menyebar dan akhirnya warnanya tetap. "engapa terjadi proses eeperti itu, dan bagaimana untuk membuktikan bahwa dalam sistem tersebut masih terdapat ion besi (///! .
>. =uliskan rumusan hukum kesetimbangan (! untuk reaksi berikut ' a. P&lA (g! P&I3(g! &l (g!
b. 1)3(g! &I (g! 1)&l(g! ) (g! c. &) (g! * (g! &*3)* (g!
d. &u (a+! n (s! n (a+! &u (s! e. *3(g! &) (g! *&)*2 (s! . *arga tetapan kesetimbangan c untuk reaksi '
* (g! / (g! */ (g!
pada to & adalah 2. =entukanlah tetapan kesetimbangan (c! bagi reaksi ' */ (g! N * N / (g!
D. Pada to & dalamn ruangan @ liter terdapat dalam kesetimbangan @, mol P&l
A E @,3 mol P&l3 dan @, mol &l menurut reaksi setimbangE
P&lA (g! P&l3(g! &l(g!
=entukan harga tetapan kesetimbangan bagi reaksi tersebut pada to &.
@. 7iketahui reaksi kesetimbangan dan harga c pada @@@ untuk reaksi -reaksi, &) (g! N ) (g! &) (g! c : , ? @
*) (g! *(g! )(g! c : >, ? @-
=entukan harga tetapan kesetimbangan (c! pada suhu @@@ untuk reaksi , &) (g! *) (g! &)(g! * (g!
. 7alam ruangan yang tekanannya 3 atm. dipanaskan @,A mol gas dan ,A mol gas * Pada suhu 2@@ terjadi reaksi setimbang,
(g! 3 * (g! *3 (g!
=ernyata pada saat setimbang didapai gas sebanyak @,A mol, hitunglah p dan c pada saat itu.
. Pada suhu >@@ terdapat kesetimbangan ,
1)(g! ) (g! 1)3(g! p : C,> ? @2
ika tekanan parsial gas 1) : , atmE gas ) : 3,2 atm dan gas 1)3 : 2 atm. 1elidikilah apakah dalam sistem tersebut sudah dalam keadaan setimbang.
3. elaskan apa yang terjadi dengan sistem kesetimbangan berikut jika tekanannya dinaikkan , a. 2 *3 (g! A ) (g! 2 ) (g! C *) (g!
b. (g! ) (g! ) (g! 2. 7iketahui reaksi setimbang '
4e)3(s! 3 &) (g! 4e(s! 3 &) (g! ∆* : 2, k Bagaimanakah besi yang dihasilkan jika,
a. tekanan diperbesar
b. 6olume ruangan diperbesar c. ditambah 4e)3
d. konsentrasi gas &) diperbesar e. suhunya dinaikkan
A. Pada ruangan @ liter terdapat kesetimbangan, &)(g! * (g! &) (g! *) (g!
Pada suhu to & terdapat dalam kesetimbangan gas &)
dan gas * masing-masing molE &) dan uap air masing - masing 2 mol. Pada suhu yang tetap ditambahkan 2 mol gas &) , Bagaimanakan komposisi setelah tercapai kesetimbangan lagi.
C. 7iketahui data tentang harga p untuk berbagai suhu dari reaksi setimbang, ) (g! )2 (g!
1uhu (o&! @@ A @
c , >@ 2@@
Berdasar data tersebut jelaskan reaksi tersebut merupakan reaksi eksoterm atau endoterm M >. "etanol didalam industri dibuat melalui reaksi setimbang,
&) (g! * (g! &*3)* (g! ∆* : - D k
0'i K$mpetensi Soal ilihan anda
setimbang bila Q .
5. reaksinya berlangsung dua arah pada waktu bersamaan
B. #eaksi berlangsung dalam dua arah dalam laju reaksi yang sama
&. jumlah mol $at yang ada pada keadaan setimbang selalu sama 7. masing-masing $at yang bereaksi
sudah habis
R. jumlah $at yang terbentuk dalam reaksi sama dengan pereaksi
. 1uatu sistem kesetimbangan bersi0at dinamis % mikroskopis berarti Q .
5. perubahan berlangsung terus menerus dan dapat diamati.
B. reaksi terus berlangsung kekanan dan kekiri dan dapat diamati
&. reaksi terus berlangsung kekanan dan kekiri tetapi tidak teramati 7. perubahan berlangsung terus
berhenti sehingga tidak dapat diukur R. perubahannya terhenti dan
dapat terukur.
3. #umusan *ukum kesetimbangan untuk reaksi '
&a&)3 (s! &a)(s! &) (g! yang paling tepat adalah Q .
5. ] 3 C!C% [ ] C!% ][ 2 C% [ K&= B. ] 2 C% ][ C!% [ ] 3 C!C% [ K&= &. ] 3 C!C% [ ] C!% [ K&= 7. ] C!% [ ] 3 C!C% [ K&= R. c : 8&)9
2. Gas dengan 6olume @ mI direaksikan dengan A mI gas *, membentuk reaksi setimbang '
(g! 3 *(g! *3(g!
6olume akhir pada saat setimbang adalah A mI (diukur pada P dan = yang sama!. Jolume gas *3 yang terjadi pada saat setimbang adalahQ
5. A mI 7. 3A mI B. @ mI R. 2@ mI
&. A mI
@,C mol dan @, mol dicampurkan dalam ruang tertutup dan terjadi reaksi kesetimbangan '
35(g! B(g! &(g!
Pada saat setimbang @,3 mol gas 5 telah bereaksi, maka gas B yang ada dalam keadaan setim,bang adalah Q
5. @,A mol 7. @, mol B. @,2 mol R. @, mol &. @,3 mol
C. Pada suhu tetap pada reaksi kesetimbangan '
&a&)3(s! &a)(s! &) (g! 6olume ruang diperbesar, maka Q . 5. &a) bertambah
B. &a&)3 bertambah
&. &a) dan &) bertambah 7. &a&)3 dan &) bertambah R. &a) dan &) bertambah
>. 5gar pada reaksi kesetiumbangan ' (g! )(g! )(g! ∆* : @k jumlah gas ) yang dihasilkan maksimal maka tindakan yang diperlukan adalah Q .
5. menaikkan tekanan B. menurunkan tekanan &. mengecilkan 6olume 7. menaikkan suhu R. memperbesar 6olume
. Pada suhu tertentu dalam ruang tertutup yang tekanannya @ atm terdapat dalam keadaan setimbagn @,3 mol gas 1) , @, mol gas 1)3 dan @, mol gas ) dengan reaksi '
1)3(g! 1) (g! )(g!
harga p pada suhu tersebut adalah 5. 3C atm 7. 2,A atm B. atm R. @,@A atm &. D atm
D. Pada to& dalam ruang yang 6olumenya @ liter dipanaskan @,C mol gas 1)3 hingga terdissosiasi A@L menurut persamaan reaksi '
1)3(g! 1)(g! )(g!
*arga tetapan kesetimbangan (c! untuk reaksi tersebut adalah Q .
5. @,@@ 7. @,@A
B. @,@A R. @,@3@
&. @,@@
@. 7alam ruang liter terdpat mol gas */ yang terurai mewnurut reaksi'
gas * yang ada pada saat setimbang adalah Q .
5. @, mol 7. @,2 mol B. @,C mol R. @, mol &. @,A mol
. Pada temperatur tertentu, dalam ruang liter terdapat kesetimbangan '
1)3(g! 1)(g! )(g!
1emula terdapat @,A mol gas 1)3 dan setelah tercapai kesetimbangan perbandingan jumlah mol 1)3terhadap ) adalah 2 ' 3. *arga tetapan kesetaimbangannya adalah
5. ,A 7. @,C@ B. @,3 R. C,@@ &. @,33
3. ika tetapan kesetimbangan ,c, bagi reaksi 5 B & dan bagi reaksi 5 7 & berturut-turut adalah 2 dan , maka
tetapan kesetimbangan, c, bagi reaksi ' & 7 B adalah
5. N 7.
B. R. 2
&.
2. Pada sistem kesetimbangan yang manakah perubahan tekanan tidak menyebabkan pergeseran Q
5. 1)3 (g! 1) )(g@ B. (g! )(g! )(g! &. (g! 3*(g! *3 (g! 7. P&lA (g! P&l3(g! &l(g! R. *(g! )(g! *) (g! A. Pada sistem kesetimbangan '
*2&l(s! *3(g! &l(g!
mempunyai harga p : a. =ekanan parsial gas &l pada saat itu adalah ..
5. a 7 N a
B. a R. Sa
&. a
C. =etapan kesetimbangan untuk reaksi ' P&lA(g! P&l3 (g! &l (g!
pada suhu >C@ adalah @,@A.
ika konsentrasi awal P&lA @, molHI, maka pada keadaan setimbang P&lA yang terurai adalahQ .
5. ,AL 7. 33,3 L B. @,@L R. A@,@L &. A,@L
kesetimbangan antara gas , * dan *3 dengan persamaan reaksi '
*3(g! (g! 3*(g!
Pada kesetimbangan tersebut terdapat @,@ mol E @,@ mol * dan @,@A mol *3. *arga konstanta kesetimnagan reaksi adalah
5. ? @-T7. 2 ? @-A B. A ? @-A R. ? @-@ &. A ? @-@
. #eaksi &)(g! )(g! )(g! &)(g! dilakukan dalam wadah A I. Pada keadaan awal terdapat 2,A mol &) dan 2 mol ), sesudah kesetimbangan ) yang masih tersisa adalah @,A mol. =etapan kesetimbangan reaksi tersebut adalah 5. ,A 7. 2D,@
B. 2,A R. C@,@ &. 3A,A
D. Pada ruang tertutup terdapat mol gas *3 yang terdissosiasi A@L menurut persamaan reaksi '
*3 (g! (g! 3 *(g!
ika tekanan didalam ruangan tersebut 3 atm, maka harga p pada saat itu adalah Q .
5. 7.2H3
B. HD R. HD &. DH
@. 7ari reaksi setimbang '
4e3(a+! 1& %(a+! 4e1& (a+!
ika ditambah tets larutan jenuh 4e&l3 maka
5. jumlah ion 1&- akan bertambah B. jumlah ion 4e3 akan berkurang &. jumlah 4e1& akan bertambah 7. jumlah ion 4e1& akan berkurang R. jumlah ketiga ion tetap.
