10. MEMAHAMI KONSEP KESETIMBANGAN REAKSI***
10.1 Menguasai Reaksi KesetimbanganIndikator :
Ciri-ciri kesetimbangan kimia dijelaskan sebagai sistem reaksi berlangsung dua arah dalam ruang tertutup, laju reaksi ke kiri dank e kanan sama besar, terjadi perubahan mikrokopis
Membedakan reaksi kesetimbangan homogen dan heterogen
Rangkuman Materi
a. Kessetimbangan dinamis
Kesetimbangan dinamis adalah keadaan dimana dua proses yang berlawanan terjadi
dengan laju yang sama, akibatnya tidak terjadi perubahan bersih dalam sistem pada
kesetimbangan.
Suatu reaksi kesetimbangan bersifat dinamis dan berlangsung dalam sistem tertutup.
Reaksi kimia berdasarkan arah dibagi atas reaksi berkesudahan dan reaksi dapat balik
2. Reaksi kesetimbangan disebut reaksi reversible (reaksi dua arah) Reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik. Adalah
Artinya secara makroskopis reaksi berlangsung terus menerus dalam
a. Kesetimbangan dalam sistem gas-gas.
Contoh : 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)
b. Kesetimbangan dalam sistem larutan larutan.
Contoh : NH4OH(aq) ↔ NH4+(aq) + OH- (aq)
c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas
Contoh : Ca(HCO3)2(aq) ↔ CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)
10.2 Menguasai faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan
Indikator :
Azas Le Chatelier dijelaskan sebagai adanya aksi terhadap system kesetimbangan maka system akan mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil kecilnya
Faktor-faktor yang mempengaruhi pegeseran kesetimbangan dijelaskan berdasarkan azas Lechatelier
Rangkuman Materi
Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan
Henry Louis Le Chatelier (1850 – 1936) Mengemukakan :
Bila pada sistem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan
mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya .
Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan :
a. Perubahan konsentrasi salah satu zat
Apabila dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu zat diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut. Conroh :
2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g)
kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O2, maka kesetimbangan
akan bergeser ke kiri. b. Perubahan volume atau tekanan
Jika dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan berupa pergeseran kesetimbangan.
• Jika tekanan diperbesar = volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien Reaksi Kecil.
• Jika tekanan diperkecil = volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien reaksi besar.
• Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka perubahan tekanan/volume tidak menggeser letak kesetimbangan. diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
c. Perubahan suhu
• Menurut Van’t Hoff:Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).
• Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm).
• Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan Kc tetap), hal ini disebabkan katalisator
mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.
• Suatu katalis akan mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi baik reaksi maju maupun reaksi balik sehingga keduanya
mempunyai laju yang lebih besar.
10.3 Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dan hasil reaksi dari suatu reaksi
kesetimbangan Indikator :
Menentukan tetapan kesetimbangan tekanan (Kp) berdasarkan Hukum Tetapan Kesetimbangan
Menentukan komposisi zat dalam suatu campuran kesetimbangan berdasarkan konsentrasi awal dan tetapan
kesetimbangan
Rangkuman Materi
a. Tetapan kesetimbangan konsentrasi ( Kc )
1. Hukum Guldberg dan Wage :
Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali
konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisa dimana masing-masing konsentrasi itu dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap.
• Pernyataan tersebut juga dikenal sebagai hukum kesetimbangan atau hukum aksi massa.
• Secara umum jika suatu zat A dan zat B dimasukkan dalam labu tertutup pada suhu dan tekanan tetap, maka terbentuk zat C dan zat D
Maka harga Kc adalah
Keterangan:
Kc adalah konstanta kesetimbangan yang harganya tetap selama suhu tetap
Konsentrasi zat dinyatakan dalam satuan Molar (M), maka satuan Kc adalah:
(p+q)-(m+n) Kc = M
2. Menentukan rumus Kc kesetimbangan
JIka zat terdapat dalam keadaan kesetimbangan berbentuk gas maka zat-zat tersebut dimasukkan dalam persaaan kesetimbangan homogen.
Jika zat-zat terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat dan gas, maka yang dimasukkan dalam persamaan kesetimbangan hanya zat-zat yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi zat padat adalah tetap dan nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu.
Contoh :
1. C(s) + CO2(g) ↔ 2CO(g)
Harga Kc adalah:
[CO2]
2. 2H2O (l) ↔ 2H2 (g) + O2 (g)
harga Kc :
Kc = [H2]2 [O2]
• Jika kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja.
• Contoh : tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka konsentrasi dari pelarut itu tidak dimasukkan dalam perhitungan Kc.
• Contoh : larutan (aq), sedangkan padat (s) dan cairan (l) tidak diikutsertakan dalam Kc , karena nilainya 1.
Pertemuan 2:
3. Menentukan harga Kc untuk reaksi kesetimbangan homogen
Reaksi kesetimbangan homogen terdiri atas zat-zat yang wujudnya sama, contoh: berupa gas
• Latihan : Tentukan tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut:
a. N2(g)+3H2(g) ↔ 2NH3(g) b. N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g)
contoh perhitungan :
Pengukuran konsentrasi pada keadaan kesetimbangan pada suhu 490°C, memberikan hasil sebagai berikut:
[H2] = 0,000862 mol/liter
[HI] = 0,0102 mol/liter
b. Harga Kc merupakan ukuran seberapa banyak produk yang terbentuk pada kondisi setimbang.
- jika Kc lebih besar 1 : produk lebih besar pereaksi - jika Kc lebih kecil 1 : produk lebih kecil pereaksi
c. Setiap reaksi memilki harga Kc, maka dapat dibnadingkan dengan harga Kc lainnya: jika:
5. Menentukan kesetimbangan tekanan parsial
Menyatakan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial gas. Contoh:
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
maka harga Kp:
Tetapan kesetimbangan parsial gas (Kp) untuk reaksi kesetimbangan heterogen
Untuk menentukan harga Kp hanya zat yang berwujud gas (g) dan larutan (aq) sedangkan padat (s) dan cairan (l) tidak.
Contoh:
2H2O (l) ↔ 2H2 (g) + O2 (g)
maka harga Kp:
contoh perhitungan :
• Jika diketahui reaksi kesetimbangan: CO2(g) + C(s) ↔ 2CO(g)
Pada suhu 300o C, harga Kp= 16. Hitunglah tekanan parsial CO
2, jika tekanan
total dalam ruang 5 atm!
Pembahsan : Misalkan tekanan parsial gas CO = x atm, maka tekanan
parsial gas CO2 = (5 - x) atm.
Kp = (PCO)2 / PCO
2 = x2 / (5 - x) = 16 → x = 4
Jadi tekanan parsial gas CO2 = (5 - 4) = 1 atm
• Latihan :
Tentukan rumus Kp dari reaksi kesetimbangan berikut ini ?
a. CaCO3 (s) ↔ CaO (s) + CO2 (g)
b. NH3 (g) + HCl (g) ↔ NH4Cl (s)
c. Ag2CrO4 (s) ↔ 2Ag 2+ (aq) + CrO4 2- (aq)
• Arti tetapan kesetimbangan :
a. memberi petunjuk tentang posisi kesetimbangan 1. Jika nilai Kc dan Kp sangat besar, maka
reaksi ke kanan sempurna
2. Jika nilai Kc dan Kp sangat kecil , maka reaksi tidak sempurna (reaksi sedikit) b. Meramalkan arah reaksi
dimana Δn adalah selisih (jumlah koefisien gas kanan) dan (jumlah koefisien gas kiri).
Dengan Δn = (p+q) – (m+n) • Contoh :
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
Harga Kc pada suhu 500°C adalah 0,040. Hitunglah Kp pada suhu tersebut. • Pembahasan : Dari persamaan reaksi didapatkan harga ∆n = 2- (1+3) = -2
•
• Latihan : Berapakah harga Kp pada reaksi kesetimbangan :
PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)
Jika harga Kc pada 190°C adalah 0,1 M? • Kp = Kc(RT)Δn
Kc = 0,1 M
R = 0,082 L.atm/mol.K T = (190 + 373 ) =463 K Δn = (1 + 1 ) – 1 = 1
jadi, Kp = 0,1. (0,082 x 463 ) = 3,797 atm
Pertemuan 4:
6. Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dan hasil reaksi dari
suatu reaksi kesetimbangan.
Dapat menentukan tetapan kesetimbangan dari beberapa reaksi kesetimbangan
Menentukan perbandingan antara jumlah zat yang terdisosiasi dengan jumlah zat mula-mula (derajat disosiasi =α )
Menentukan tetapan keetimbangan
Harga tetapan kesetimbangan dapat ditentukan melalui percobaan reaksi kesetimbangan dengan menurunkan suhu secara tiba-tiba sehingga reaksi terhenti dan kesetimbangan tidak akan bergeser dan komposisi
kesetimbangan dapat dianalisis.
Contoh : HBr sejunlah 0,1 mol dimasukkan ke dalam labu 1 liter dan terurai menurut reaksi :
2HBr (g) ↔ H2 (g) + Br2 (g)
Jika Br2 yang terbentuk 0,015 mol, tentukan tetapan kesetimbangan Kc). Pembahasan :
Reaksi kesetimbangan:
2HBr (g) H2 (g) + Br2 (g)
• Pada pemanasan 1 mol gas CO2 dalam ruangan yang volumenya 5 liter, diperoleh gas O2 sebanyak 0,25 mol. Tentukan tetapan kesetimbangan (Kc) pada reaksi kesetimbangan:
2SO2 (g) ↔ 2SO2 (g) + O2 (g)
Reaksi kesetimbangan:
2SO3 (g) 2SO2 (g) + O2 (g) Awal : 1 -Reaksi : 0,5 0,5 0,25 Setimbang : 0,5 0,5 0,25 Pada kesetimbangan:
7. Kesetimbangan disosiasi
Adalah penguraian suatu zat menjadi zat lain yang lebih sederhana
Kesetimbangan disosiasi adalah reaksi kasetimbangan dari reaksi penguraian gas. Dalam reaksi terebut pereaksi tidak pernah habis
Derajat disosiasi (α ) Adalah perbandingan jumlah zat terdisosiasi dengan jumlah zay mula-mula.
Jika jumlah mol zat mula-mula dinyatakan dengan α, maka:
Jadi, mol zat yang terurai = a x α mol Contoh :
Suatu reaksi kesetimbangan :
N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g). Jika N2O4 dibiarkan mencapai kesetimbangan pada
suhu tertentu, dan ternyata dalam keadaan ini jumlah mol N2O4 sama
dengan jumlah mol NO2. Tentukan derajat disosiasi N2O4 tersebut.
Pembahasan :
• Reaksi kesetimbangan:
N2O (g) 2NO2 (g).
