KESETIMBANGAN KIMIAKesetimbangan Dinamik dalam Sistem KimiaKesetimbangan : Suatu keadaan dimana konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah lagi oleh karena laju ke kanan sama dengan ke kiriSetimbang, karena konsentrasi tidak berubah lagiDinamik, karena reaksi bergerak saling berlawanan tidak berhenti1

Figure 14.1As a reaction proceeds,The concentrations of theReactans and productsApproach steady (constant)value

2

Hukum Kesetimbangan untuk sebuah reaksiReaksi kesetimbangan :H2(g) + l2(g)2Hl(g)3

Konstanta Kesetimbangan Konsentrasi (Kc):

Hasil perkalian konsentrasi zat hasil reaksi dibagi dengan perkalian konsentrasi zat pereaksi, dan masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Contoh:Tentukan Kc dari reaksi sbb:2NO2 (g) N2O4

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (g)

4.cdx

5.cdx

6.cdx

7.cdx

Tabel. Equilibrium Concentrations and the Mass Action ExpressionExperiment[H2][l2][Hl]EquilibriumConcentration (mol/L)[Hl]2[H2][l2]I

II

III

IV0,0222

0,0350

0,0150

0,04420,0222

0,0450

0,0135

0,04420,156

0,280

0,100

0,311(0,156)2/(0,0222)(0,0222) = 49,4

(0,280)2/(0,0350)(0,0450) = 49,8

(0,100)2/(0,0150)(0,0135) = 49,4

(0,311)2/(0,0442)(0,0442) = 49,5Average = 49,55

Rumus umum :Hukum Kesetimbangan untuk reaksi Gas- dapat ditulis dengan tekanan parsial :PV = nRTatau P = (mol/L) x RT6

Hubungan Kp dan Kc

n = mol gas produk - mol gas reaktanRumus Reaksi KesetimbanganN2(g) + 3H2(g)2NH3(g)7

Contoh:Pada suhu 250 oC kesetimbangan PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)Mempunyai Kc 4,07 x 10-2. Hitung Kp pada suhu tersebut.Jawab:n = (1+1)-1= 1Kp = Kc (RT) n = 4,07 x 10-2 (0,082 x 523)1 = 1,75

15.cdx

Keberartian konstanta kesetimbangan K sangat besar: K = 1:

K sangat kecil:

Hasil reaksi ke arah sempurnaKonsentrasi reaktan hampir sama dengan konsentrasi produk pada kesetimbanganHasil reaksi sulit terbentukPrinsip Le CatheliersMenyatakan:Jika suatu kesetimbangan diganggu, maka sistem secara langsung akan menetralkan gangguan tersebut hingga kesetimbangan tercapai kembali

8

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kesetimbangan : Penambahan atau pengurangan pereaksi atau hasil reaksi

Penambahan : mengeser kesetimbangan ke arah yang tidak ditambahkanPengurangan : menggeser kesetimbangan ke arah yang dikurangi Misalnya : 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)9

Perubahan volume pada reaksi gas

Penambahan volume menggeser kesetimbangan ke arah gas terbesar dan sebaliknya Perubahan suhu

Jika suhu dinaikan kesetimbangan bergeser ke arah endoterm, karena membutuhkan panasPerubahan suhu dapat merubah harga Kp dan Kc Pengaruh Katalis

Katalis dapat mempercepat tercapainya kesetimbangan tapi tidak menggeser letak kesetimbangan Penambahan gas inert (volume konstan)

Menyebabkan kenaikan tekanan, perbandingan konsentrasi reaktan dan produk dan volume tidak berubah sehingga kesetimbangan tidak berubah10

Perhitungan kesetimbanganMenghitung Kc dari konsentrasi kesetimbangan Contoh : campuran H2 dan l2 dibuat dengan menempatkan 0,100 mol H2 dan 0,100 mol l2 ke dalam labu 1L sesudah setimbangH2(g) + l22Hl(g)Warna ungu uap l2 digunakan untuk memantau reaksi dan dari penurunan intensitas warna ungu ditentukan bahwa pada kesetimbangan konsentrasi l2 menjadi 0,020 mol/L. Berapa Kc ? Penyelesaian11

H2(g) + l22Hl(g)Konsentrasi awal (M)PerubahanKonsentrasi setimbangan0,100-0,0800,0200,100-0,0800,0200,000+2(0,08)0,160Perhatikan : Konsentrasi dinyatakan dalam mol/L perhatikan volume konsentrasi setimbang = konsentrasi awal - perubahan

Sehingga : menghitung konsentrasi kesetimbangan menggunakan Kc

12

c). Menghitung konsentrasi kesetimbangan menggunakan Kc dan konsentrasi awalContoh reaksi :CO(g) + H2OCO2(g) + H2(g)Mempunyai harga Kc = 4,06 pada 500 0C.Jika 0,100 mol CO dan 0,100 mol H2O dimasukan pada wadah 1 L, berapa komposisi konsentrasi setimbang ?13

CO(g) + H2O(l)CO2(g) + H2(g)Jawab :Konst awalPerubahanKonst setimbang0,100-X0,100-X0,100-X0,100-X0,000+XX0,000+XXmaka14

X= 2,01 (0,100 x)X= 0,0668(CO)= 0,100 - x = 0,100 0,0668 = 0,033 M(H2O)= 0,100 - x = 0,100 0,0668 = 0,033 M(CO2)= x = 0,0668 M(H2)= x = 0,0668 M Jadi :d). Menghitung konsentrasi setimbang jika Kc sangat kecilContoh :Reaksi :2H2O(l)2H2(g) + O2(g)Kc = 7,3 x 10-18 pada suhu 1000 0C konst awal H2O = 0,100 M. berapa konst H2 setimbang ?15

Jawab :2H2O(9)2H2(g) + O2(g)Konst awalPerubahanKonst setimbang0,100-2X0,100 - 2X0,000+2X2X0,000+XXMaka :16

Kc sangat kecil sehingga produk sulit terbentuk, maka harga konst setimbang (2x) diabaikan terhadap 0,100Sehingga := 7,3 x 10-18

4x3= 7,3 x 10-20X= 2,6 x 10-7 [H2] setimbang = 2 (2,6 x 10-7) = 5,2 x 10-7 M

17