Materi 6 Kesetimbangan kimia ADS

Kesetimbangan

Kimia

Pengertian kesetimbangan kimia

 _{Suatu sistem dikatakan setimbang jika dua proses yang} berlawanan terjadi dengan laju yang sama atau dengan kata lain tidak terjadi perubahan dalam sistem yang setimbang

Chemical Equilibria



Reaksi pembentukan NH

₃

dari gas N

₂

dan H

₂

N

_2(g)

+ 3H

_2(g)

2NH

_3(g)

2NH

_3(g)

N

_2(g)

+ 3H

_2(g)



_{Bila kedua gas pada volume 1 : 3 dicampur pada suhu}

kamar tidak terjadi sesuatu reaksi pada laju yang dapat

dideteksi.



_{Tetapi pada 200 C dan 30 atm campuran bereaksi cepat}

hingga 67,6% dan tidak ada perubahan lebih lanjut ketika

suhu dan tekanan dipertahankan.



Begitu pula sebaliknya ketika NH

₃

dalam suhu kamar tidak

terjadi sesuatu apapun.



_{Tetapi pada 200 C dan 30 atm terurai dengan cepat hingga}

Tetapan Kesetimbangan (K

_c

)

 _{Untuk reaksi umum,}

aA + bB + …  gG + hH + …

 _{Rumus tetapan kesetimbangan berbentuk}

 _{Pembilang adalah hasil kali konsentrasi spesies-spesies yang}

ditulis disebelah kanan persamaan ([G], [H] …) masing-masing konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien dalam persamaan

reaksi yang setara (g, h …). Penyebut adalah hasil kali konsentrasi spesies-spesies yang ditulis disebelah kiri persamaan ([A]. [B] ..) dan setiap konsentrasi dipangkatkan dengan koefisien reaksinya (a, b, …). Nilai numerik tetapan kesetimbangan Kc sangat

Contoh

 Tuliskan pernyataan kesetimbangan Kc untuk reaksi

berikut :

 2O3(g) 3O2(g)

 2NO(g) + Cl2  2NOCl(g)

Jawab:

 _{(a) Kc = [O2]}3 / [O₃]2

Penggabungan Rumus Tetapan

Kesetimbangan



_{Dalam menentukan nilai K}

_c

_{maka setiap persaman}

reaksi kimia harus disetarakan.



_{Jika persamaannya dibalik, maka nilai K}

_c

_dari

persamaan yang baru adalah kebalikan dari

persamaan aslinya



_{Tetapan kesetimbangan untuk reaksi total K}

_c(net)

adalah K

c(1)

x K

c(2)

, hasil kali tetapan kesetimbangan

Contoh soal



_{Jika diketahui:}

N

2(g)

+ O

2(g)



2NO

(g)

K

c

= 4,1 x 10

-31

N

2(g)

+ ½ O

2(g)



N

2

O

(g)

K

c

= 2,4 x 10

-18

Bagaimana K

c

reaksi:

N

2

O

(g)

+ ½ O

2(g)



2NO

(g)

K

c

= ?



_{Persamaan diatas dapat digabungkan}

N

2(g)

+ O

2(g)



2NO

(g)

K

c

= 4,1 x 10

-31

N

2

O

(g)



N

2(g)

+ ½ O

2(g)

K

c

= 1/(2,4 x 10

-18

) = 4,2 x 10

17

N

2

O

(g)

+ ½ O

2(g)



2NO

(g)

K

c

= ?

Contoh hubungan K

c

dan konsentrasi

 35,7 g larutan PCl5 ditempatkan dalam labu 5 L dipanasi hingga 250 C

dan dipertahankan hingga tercapai kesetimbangan. Setelah dianalisis terdapat 7,87 g Cl2. hitunglah Kc

PCl5(aq) PCl3(aq) + Cl2(g)

Mol/L PCl5 pada awal 35,7g/5L x 1mol/208g = 0,0343 M

Mol/L Cl2 pada kesetimbangan 7,87g/5L x 1mol/70,9g = 0,0222 M

Dari persamaan diperoleh hubungan kesetimbangan [PCl5] = [PCl5]awal – [Cl2] = 0,0343 – 0,0222 = 0,0121 M

PCl5(aq) PCl3(aq) + Cl2(g)

Mol awal 0,0343

Mol kesetimbangan 0,0121 0,0222 0,0222

Faktor yang mempengaruhi

kesetimbangan kimia

Tekanan

 _{Untuk sistem yang melibatkan gas biasanya pengukuran} dilakukan dalam tekanan bukan konsentrasi. Dalam hal ini tetapan dihitung berdasarkan tekanan parsial gas.

 _{Ketetapan ini disebut Kp}

 _{Kp = (PG)}g (P_H)h

(PA)a (PB)b

 _{Tekanan total sama dengan jumlah tekanan parsial}

 Hubungan Kc dan Kp adalah

Kc = Kp (1/RT) n

 _Dengan _{n =}  _{koef produk –}  _{koef reaktan}

Perhitungan dalam kesetimbangan

kimia

 _{Hitunglah Kp dan Kc untuk kesetimbangan reaksi berikut pada 10}

atm dan 200 C

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

tekanan NH3 pada keadaan tersebut adalah 50,7%. R = 0,0821 Jawab:

Tekanan total = 10 atm = P_NH3 + (P_N2 + P_H2)

PNH3 = 50,7% tekanan total = 0,507 x 10 atm = 5,07 atm P_N2 + P_H2 = 10 – 5,07 = 4,93 atm

Karena perbandingan N2 dan H2 adalah 1 : 3 maka,



K

_p

= (P

_NH3

)

2

= (5,07)

2

(P

_N2

) (P

_H2

)

3

(1,23) (3,70)

3

= 0,413



_K

_c

_{= K}

_p

_(1/RT)

n

Pengaruh temperatur terhadap

kesetimbangan kimia

 _{Perubahan konsentrasi dan tekanan dapat mengubah} kuantitas relatif pereaksi dan produk tetapi tidak dapat mempengaruhi ketetapan kesetimbangan.

 _{Namun perubahan temperatur sangat berbeda, dalam} reaksi reversibel laju penguraian sangat dipengaruhi temperatur.

 _{Molekul senyawa cenderung terdisosiasi pada suhu}

sangat tinggi sehingga reaksi penguraian makin disukai dengan kenaikan temperatur

Pengaruh katalis



_{Dalam suatu kesetimbangan,}

_katalis

dapat mempercepat reaksi maju atau

balik sama kuat

. Katalis tidak mengubah

kuantitas relatif yang ada dalam

kesetimbangan sehingga tidak

soal

 _{Nitrogen dioksida cenderung berasosiasi dengan bila}

temperatur diturunkan membentuk dinitrogen tetraoksida, Ke dalam labu tertutup ukuran 100 mL ditaruh 0,235g NO2

dan kesetimbangan dicapai pada 55 C. Pada temperatur tersebut ternyata terdapat 0,115g NO2. Hitunglah Kc

 _{Pada sistem kesetimbangan pembentukan gas amoniak} ditaruh pada 100 atm dan 300 C sampai tercapai

kesetimbangan dan persentase volum NH3nya 52%

a) berapa tekanan parsial masing2 gas penyusun pada kesetimbangan

b) hitung Kp dan Kc