Kesetimbangan Kimia - faisal dwiyana.

Kesetimbangan Kimia
KIMIA DASAR
Oleh
DR. Aminudin Sulaeman
Kestimbangan kimia
Pendahuluan kesetimbangan kimia
Tetapan kesetimbangan dan cara menyatakanya
Perhitungan berdasarkan tetapankesetimbangan
Penggunaan prinsip Le Chatelier
Beberapa reaksi kesetimbangan yang penting
Kesetimbangan Kimia
Untuk reaksi kimia umum
Jika A dan B dicampurkan bersama, suatu
keadaan dimana kecepatan reaksi pada kedua
arah sama dan tidak mengahasilkan perubahan
sistem lebih lanjut – kesetimbangan
Suatu kesetimbangan dinamik, spesi yang
terbentuk adalah konstan terhadap perubahan net
konsentrasi
Kesetimbangan Kimia
Perbedaan jenis dari arah yang digunakan dalam
persamaan kimia berkaitan dengan kesetimbangan
Panah tunggal
Reaksi dianggap sesuai dengan persamaan yang
ditulis
Dua panah bulak balik
Digunakan untuk suatu sistem kesetimbangan
Duan panah bolak balik berbeda ukuran
Dapat digunkana untuk menunjukkan
kecendrungan kesetimbangan ke satu arah
tertentu
Kesetimbangan Kimia
Kesetimbangan homogen
Kesetimbangan yang melibatkan satu fasa
Contoh:
Semua komponen berada dalam fasa gas
Kesetimbangan kimia
Tahap-tahap dasar
Untuk reaksi umum
Kita dapat tunjukkan reaksi sebagai terdiri dalam 3
tahap
• awal pencampuran
• daerah kinetik
• daerah kesetimbangan
Kestimbangan Kimia
Awal pencampuran
Jika A dan B pertama kali dicampurkan bersama, dan
C belum ada
Reaksi yang terjadi
Bersamaan dengan dimulainya reaksi, maka
sejumlah C mulai terbentuk
Kesetimbangan kimia
Daerah kinetik
Bersamaan dengan terbentuknya C, reaksi balik
juga mulai terjadi
Secara keseluruhan, kita masih melihat
pertabahan jumlah C
Dengan semakin dekatnya pada daerah
kesetimbangan, laju ke arah produk semakin
lambat
Kesetimbangan kimia
Daerah kesetimbangan
Suatu titik dimana kecepatan reaksi pada arah
yang berlawanan sama
Secara netto tidak ada perubahan konsentrasi
dari setiap komponen
Kesetimbangan kimia
Cara Mengungkapkan Tetapan
Kesetimbangan
Untuk reaksi umum :
Kesetimbangan dapat diungkapkan sebagai berikut :
Kc Tetapan kesetimbangan homogen
[ ]n konsetrasi molar berpangkat koefisiennya
dalam persamaan reaksi yang setimbang
Ungkapkan Tetapan Kesetimbangan
Kestimbangan Heterogen
Kesetimbangan yang melibatkan beberapa fasa
Ugkapan kesetimbangan untuk sistem jenis ini,
tidak termasuk konsentrasi dari padatan murni
(atau cairan)
Ungkapkan Tetapan Kesetimbangan
Kesetimbangan heterogen
Kita tidak memasukkan apadatan murni dan cairan
sebab konsentrasinya tidak bervariasi. Nilai-nilanya
tidak dimasukkan dalam nilai K
Selama temperatur konstan dan padatan masih ada, jumlah
padatan yang ada tidak berpengaruh terhadap kesetimbangan
Menuliskan Ungkapan Kesetimbangan
• Setarakan
persamaan reaksi kesetimbangan
•Taruh produk sebagai pembilang dan pereaksi
sebagai penyebut
•Keluarkan fasa padat dan fasa cair dari
ungkapan kesetimbangan
• keluarkan pelarut dari zat terlarut untuk larutan
yang encer ( < 0,1 M)
• Pangkat setiap konsentrasi setiap komponen
harus sama dengan koefisien komponen tsb.
dalam reaksikesetimbangan
Menuliskan ungkapan Kesetimbangan
Contoh
Bagai mana ungkapan kesetimbangan berikut ?
(NH4)2CO3 adalah padatan
Kita tuliskan [NH3] 2 sebab koefisien untuk NH3(g)
dalah 2
Kesetimbangan dan Laju reaksi
Reaksi kimia yang menuju kesetimbangan,
reaksinya berlangsung dengan laju yang signifikan.
Disana tidak ada hubungan antara kesetimbangan
dengan laju reaksi
Reaksi ini memerlukan waktu bertahun-tahun
untuk mencapai kesetimbangan pada temperatur
ruang
Menentukan tetapan kesetimbangan
Tetapan kesetimbangan dapat ditemukan dengan
eksperimen
Jika konsentrasi awal dari semua reaktan
diketahui, anda hanya perlu untuk mengukur
konsentrasi salah satu komponen saja pada
kesetimbangan untuk menentukan nilai Kc
Marilah kita perhatikan kesetimbangan berikut :
Menentukan Tetapan Kesetimbangan
Anggap bahwa kita mulai dengan konsentrasi
awal pada 425,4 oC
Pada kesetimbangan, kita dapat tentukan
bahwa konsentrasi I2 adalah 0,00772 M
Menentukan tetapan kesetimbangan
Tetapan Kesetimbangan Tekanan
Parsial
Pada temperatur konstan, tekanan dari gas
sebanding dengan molaritas
Ingat
PV = nRT
Dan molaritas adalah M = mol/liter atau n/V
Maka
p = RTM
dimana
R tetapan gas
T
temperatur, K
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial
Untuk kesetimbangan yangmelibatkan gas,
tekanan parsial dapat digunakan untuk
menggantikan konsentrasi
Kp digunakan dimana tekanan parsial diungkapkan
dalam satuan atmosfir
Tetapan Kesetimbangan Tekanan parsial
Secara umum, Kp = Kc , sebagai gantinya
Dng adalah jumlah mol gas hasil reaksi minus
jumlah mol gas pereaksi
Tetapan Kesetimbangan Tekanan
Parsial
Untuk Kesetimbangan berikut, Kc = 1,10 x 107
pada 700 oC berapakah Kp
Tetapan Kesetimbangan
Tekanan parsial
Perhitungan kesetimbangan kimia
Kita dapat perkirakan arah reaksi dengan
menghitung quotion reaksi
Quotion reaksi, Q
Q mempunyai benyak Kesamaan dengan Kc, tetapi
dengan satu perbedaan penting, yaitu Q dapat
digunakan untuk semua set konstrasi, sedangkan K
tidak
Quition Reaksi
Beberapa set konsentrasi dapat memberikan
suatu Q perhitungan, dengan membandingkan Q
terhadap nilai Kc. Kita dapat memperkirakan arah
untuk reaksi.
Reaksi akan berlangsung kearah kanan
Tidak ada perubahan, Reaksi pada
kesetimbangan
Reaksi kearahakan berlangsung ke arah kiri
Contoh Quotion Reaksi
Untuk contoh awal
Kita tentukan Kc = 54 pada 425,4oC
Jika kita mempunyai campuran sebagai
berikut,perkirakan arah dari reaksi
Contoh Quotion Reaksi
Karena Q < Kc, maka sistem tidak dalam
berkesetimbangan dan akan reaksi
berlangsung kearah kanan
Perhitungan konsentrasi kesetimbangan
Jika stoikhiometri dan Kc suatu reaksi diketahui,
menghitung konsentrasi kesetimbangan untuk semua
komponen yang mungkin
• Biasanya, konsentrasi awal diketahui
•Satu dari konsentrasi diungkapkan sebagai variabel
x
•Semua yang lainnya kemudian diungkapkan dalam
bentuk x
Contoh Perhitungan kesetimbangan
Suatu sampel COCl2 dibiarkan terdekomposisi
Nilai Kc untuk kesetimbangan
Jika konsentrasi awal COCl2 adalah 0,095 M, berapa
konsentrasi setiap komponen pada keadaan
kesetimbangan
Contoh Perhitungan kesetimbangan
Konsentrasi awal, M
Perubahan
konsentrasi akibat
reaksi
Kesetimbngan
konsentrasi, M
Contoh Perhitungan kesetimbangan
Ini adalah bentuk persamaan kuadrat,
kebetulan persamaan secara langsung untuk
larutannya
Persamaan kuadrat
Suatu bentuk persamaan
Hanya akar yang positif yang digunakan dalam
memecahkan masalah kesetimbangan
Contoh perhitungan Kesetimbangan
Contoh perhitungan Kesetimbangan
Sekarang kita sudah tahu nilai x, dan kita dapat
selesaikan untuk konsentrasi semua komponen.
Dalam kasus ini, perubahan dari konsentrasi
COCl2 diabaikan
Kesimpulan dari metode perhitungan
konsentrasi kesetimbangan
• Kita
tuliskan persaman reaksi kesetimbangan
• tuliskan uangkapan tetapan kesetimbangan
• Nyatakan semua konsentrasi yang tidak diketahui dalam
bentuk suatu variabel tunggal misaalnya x .
• Subtitusikan konsentrasi dalam bnentuk varabel tunggal
tersebut kedalam ungkapan tetapan kesetimbangan
• hitung harga x
•Gunakan nilai x untuk menghitung konsentrasi
kesetimbangan
Memperkirakan pergeseran
kesetimbangan
Prinsip le Chatelier’s
Jika suatu sistem diberi gangguan, sistem dalam
kesetimbangan akan bereaksi untuk menghilangkan
gangguan tersebut
Posisi kesetimbangan kimia akan bergeser ke arah
berlawanan (yang menghilangkan) dari gangguan tersebut.
Contoh
Penambahan A atau B atau mengurangi C atau D akan
mengeser kesetimbangan ke arah kanan
Perubahan konsentrasi
•Perubahan konsentrasi tidak akan merubah nilai
tetapan kesetimbangan pada temperatur yang tetap
•Jika suatu zat ditambahkan ke dalam sistem yang
setimbang, kesetimbangan akan bergeser ke arah
sisi yang lain
•Jika zat dikurangi dari sistem yang setimbang,
kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi tempat
zat itu diambil
Perubahan konsentrasi
Contoh : Jika sejumlah I2 ditambahkan ke dalam
campuran.
Sistem akan mengatur konsetrasi dan menyusun
ulang kesetimbangan baru dengan Kc yang sama
Perubahan konsentrasi
Contoh : Jika sejumlah H2 dihilangkan
Sistem akan menyusun ulang konsetrasi dalam
kesetimbangan baru dengan Kc yang tetap
Perubahan Tekanan
Perubahan tekanan tidak akan merubah nilai
tetapan kesetimbangan pada temperatur yang
konstan
•Padatan dan cairan tidak begitu dipengaruhi oleh
perubahan tekanan
•Perubahan tekanan dengan memasukkan gas inert
tidak akan menggeser kesetimbangan
•Perubahan tekanan hanya berpengaruh terhadap
porsi gas pada kesetimbangan
Perubahan tekanan
Secara umum, bertambahnya tekann akan
menurunkan volume akan menggeser kestimbangan
ke sisi yang jumlah mol gasnya lebih kecil
Perubahan Temperatur
Perubahan temperatur biasanya merubah nila
tetapan kesetimbangan
•Kc dapat juga meningkat atau menurun dengan
bertambahnya temperatur
• Arah dan tingkat perubahannya tergatung pada
spesifik reaksi