Kimia hari ini 15 july 14

Reaksi Kesetimbangan Homogen dan Heterogen

Kata Kunci: fasa senyawa, reaksi kesetimbangan, reaksi kesetimbangan heterogen, reaksi kesetimbangan homogen

Ditulis oleh Harun Nasrudin pada 09-12-2010

Reaksi dapat diibedakan menjadi dua macam yaitu reaksi kesetimbangan homogen dan reaksi kesetimbangan heterogen. Reaksi Kesetimbangan Homogen merupakan reaksi kesetimbangan dimana semua fasa senyawa yang bereaksi sama.

Contoh :

Sedangkan reaksi kesetimbangan dimana reaktan dan produk yang berbeda fasa. Contoh :

Pengertian Kesetimbangan Kimia

—

Merupakan suatu reaksi yang hasil reaksinya dapat membentuk

kembali zat-zat pereaksi.

—

Reaksi ini disebut juga reaksi dua arah atau reaksi bolak-balik

(reversible).

—

Suatu reaksi kimi adu arah mencapai kesetimbangan jika kedua

—

Tetapan Kesetimbangan Kimia

—

Tetapan Kesetimbangan Kimia dibagi menjadi 2, yaitu :

—

Tetapan Keseimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc).

—

Tetapan Konsentrasi berdasarkan Tekaanan Parsial (Kp).

—

Tetapan keseimbangan berdasarkan Konsentrasi (Kc)

—

Merupakan hasil kali konsentrasi reaksi dibagi dengan hasil kali

konsentrasi pereaksi, setelah zat-zatnya dipangkatkan sesuai

dengan koefsiennya.

—

Reaksi : mA + nB <-> pC + qD

—

Persamaan tetapan kesetimbangan :

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan

Kimia

Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia antara

lain sebagai berikut:

1. Perubahan konsentrasi

- Jika konsentrasi zat pereaksi ditambah, kesetimbangan akan

bergeser ke arah zat hasil, jika konsentrasi zat pereaksi

dikurangi, kesetimbangan bergeser ke arah zat pereaksi.

- Jika konsentrasi zat hasil ditambah, kesetimbangan akan

bergeser ke arah zat pereaksi, jika konsentrasi zat hasil

dikurangi, kesetimbangan bergeser ke arah zat hasil reaksi.

- Jika suhu sistem dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke reaksi

endoterm (menyerap panas).

- Jika suhu sistem diturunkan, kesetimbangan, kesetimbangan

bergeser ke reaksi eksoterm (melepas panas).

3. Perubahan tekanan/volume

- Jika tekanan dinaikkan/volume diturunkan, kesetimbangan

bergeser ke arah koefsien terkecil.

- Jika tekanan diturunkan/volume dinaikkan, kesetimbangan

bergeser ke arah koefsien terbesar.

Disosiasi

adalah penguraian suatu zat menjadi beberapa zat lain yang lebih

sederhana.

Derajat disosiasi

adalah perbandingan antara jumlah mol yang terurai dengan

jumlah mol mula-mula.

Contoh:

2NH

3

(g)



N

2

(g) + 3H

2

(g)

besarnya nilai derajat disosiasi (



):



= mol NH3 yang terurai / mol NH3 mula-mula

Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jika:

a = 0 berarti tidak terjadi penguraian

a = 1 berarti terjadi penguraian sempurna

0 <



< 1 berarti disosiasi pada reaksi setimbang (disosiasi sebagian).

Contoh:

Dalam reaksi disosiasi N

2

O

4

berdasarkan persamaan

N

2

O

4

(g)



2NO

2

(g)

banyaknya mol N

2

O4 dan NO

2

pada keadaan setimbang adalah sama.

Jawab:

Misalkan mol N

2

O

4

mula-mula = a mol

mol N

2

O

4

yang terurai = a



mol



mol N

2

O

4

sisa = a (1 -



) mol

mol NO

2

yang terbentuk = 2 x mol N

2

O

4

yang terurai = 2 a



mol

Pada keadaan setimbang:

mol N

2

O

4

sisa = mol NO

2

yang terbentuk

a(1 -



) = 2a





1 -



= 2







= 1/3

< Sebelum

Disosiasi

adalah penguraian suatu zat menjadi beberapa zat lain yang lebih

sederhana.

Derajat disosiasi

adalah perbandingan antara jumlah mol yang terurai dengan

jumlah mol mula-mula.

Contoh:

2NH

3

(g)



N

2

(g) + 3H

2

(g)

besarnya nilai derajat disosiasi (



):



= mol NH3 yang terurai / mol NH3 mula-mula

Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jika:

a = 0 berarti tidak terjadi penguraian

a = 1 berarti terjadi penguraian sempurna

0 <



< 1 berarti disosiasi pada reaksi setimbang (disosiasi sebagian).

Contoh:

Dalam reaksi disosiasi N

2

O

4

berdasarkan persamaan

banyaknya mol N

2

O4 dan NO

2

pada keadaan setimbang adalah sama.

Pada keadaan ini berapakah harga derajat disosiasinya ?

Jawab:

Misalkan mol N

2

O

4

mula-mula = a mol

mol N

2

O

4

yang terurai = a



mol



mol N

2

O

4

sisa = a (1 -



) mol

mol NO

2

yang terbentuk = 2 x mol N

2

O

4

yang terurai = 2 a



mol

Pada keadaan setimbang:

mol N

2

O

4

sisa = mol NO

2

yang terbentuk

a(1 -



) = 2a





1 -



= 2







= 1/3

2. Pembuatan Asam Sulfat (Proses Kontak)

0

Pembuatan Asam Sulfat (Proses Kontak)

Pembuatan asam sulfat menurut proses kontak industri lainnya

yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan

asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Reaksi yang

terjadi dapat diringkas sebagai berikut:

a. Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida

b. Belerang dioksida dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida.

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

Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi (2). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm.

Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada

suhu tinggi justru kesetimbangan bergeser ke kiri. Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC dengan

katalisator V2O5. Sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan tekanan

ternyata tidak diimbangi penambahan hasil yang memadai. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak

digunakan tekanan besar melainkan tekanan normal, 1 atm. Dalam industri kimia, jika campuran reaksi

kesetimbangan mencapai kesetimbangan maka produk reaksi tidak bertambah lagi. Akan tetapi produk

reaksinya diambil atau disisihkan, maka akan menghasilkan lagi produk reaksi.

Amonia yang terbentuk dipisahkan dari campuran kesetimbangan dengan cara pencarian dari gas nitrogen di

daur ulang ke wadah reaksi untuk menghasilkan produk reaksi.

Banyak proses alamiah dalam kehidupan sehari-hari berkaitan dengan perubahan konsentrasi pada sistem

kesetimbangan. pH darah dan jaringan badan kira-kira 7,4 . Harga ini diatur dalam darah berada dalam

kesetimbangan dengan ion hidrogen karbonat dan ion hidrogen.

Jika konsentrasi ion hidrogen bertambah, ion-ion ini bereaksi dengan ion hidrogen karbonat. Jika konsentrasi

ion hidrogen terlampau rendah, asam karbonat bereaksi menghasilkan hidrogen.

Oksigen diangkut dari paru-paru ke sel badan oleh haemoglobin dalam sel darah merah. Dalam paru-paru,

konsentrasi oksigen cukup tinggi dan haemoglobin bereaksi dengan oksigen membentuk oksihemoglobin.

Reaksi ini dapat ditulis,

Dalam jaringan tubuh, konsentrasi oksigen rendah, sehingga reaksi sebaliknya yang terjadi, yaitu

menghasilkan oksigen untuk digunakan dalam sel tubuh. Ketika oksigen diangkut dari paru-paru ke jaringan

Dalam jaringan tubuh karbon dioksida yang konsentrasinya relatif tinggi melarut dalam darah bereaksi

dengan air membentuk asam karbonat.

Dalam paru-paru di mana konsentrasi karbon dioksida relatif rendah, reaksi sebaliknya yang terjadi dan

karbon dikeluarkan dari darah ke udara.

Batu kapur CaCO3 tidak melarut dalam air murni, namun melarut dalam air tanah yang mengandung

CO2 terlarut, membentuk kalsium hidrogen karbonat yang melarut.

Reaksi di atas dapat dianggap sebagai jumlah dua reaksi kesetimbangan.

Jika air tanah mengalir melalui daerah berkapur, maka batu kapur melarut. Jika air berjumpa dengan udara

yang mengandung sedikit karbondioksida maka karbon dioksida akan dilepaskan dari larutan ke udara,

sehingga kalsium karbonat mengendap.

Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak Industri

lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu

pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses

kontak. Reaksi yang terjadi dapat diringkas sebagai

berikut:

Pertama, belerang dibakar menjadi belerang dioksida.

S(s) + O2(g) —-> SO2(g)

Belerang dioksida kemudian dioksidasi lbh lanjut jd belerang

trioksida.

Reaksi ini berlangsung pd suhu sekitar 500 derajat C, tekanan 1

atm dgn katalisator V2O5. Kemudian gas SO2 dilarutkan dlm

asam sulfat pekat hingga jd asam sulfat pekat berasap (dsb

oleum, H2SO4.SO3 atau H2S2O7).

SO3(g) + H2SO4(l) ——-> H2S2O7(l)

H2S2O7(l) + H2O(l) ——> 2H2SO4(l)

Dari proses kontak ini lalu akan terbentuk asam sulfat pekat

dgn kadar 98%

Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi (2). Reaksi

ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm.

Sama seperti pada sintesis amonia, reaksi ini hanya

berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada

suhu tinggi justru kesetimbangan bergeser ke kiri.

Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500oC

dengan katalisator V2O5. sebenarnya tekanan besar

akan menguntungkan produksi SO3, tetapi penambahan

tekanan ternyata tidak diimbangi penambahan hasil

yang memadai. Oleh karena itu, pada proses kontak

tidak digunakan tekanan besar melainkan tekanan

normal, 1 atm

Share this: