Banyak proses pembuatan zat kimia yang didasarkan pada reaksi

kesetimbangan, untuk menggeser kesetimbangan ke arah produk dan

meminimalkan reaksi balik

A. Proses Haber BoschA. Proses Haber Bosch(Industri Amoniak)(Industri Amoniak)

Amoniak, merupakan bahan penting dalam produksi berbagai senyawa, antara lain : pupuk urea, asam nitrat, amonium sulfat, dllReaksi Dasar Amoniak pada 25˚C dan Kp = 6,2 x 105:

N2(g) + 3H2(g)↔ 2NH3(g) ∆H = -92 kJ

Fritz Haber dan Carl Bosch, melakukan penelitian dengan dasar reaksi tersebut untuk mendapatkan maksimum amoniak :

Teoritis: Dari koefesien reaksi : kiri 1+3 = 4,

kanan =2, maka reaksi harus dilakukan pada tekanan tinggitekanan tinggi, supaya kesetimbangan bergeser ke arah produkarah produk

Dari data ∆H =(-), eksotermeksoterm, maka reaksi harus dilakukan pada suhu suhu rendahrendah, sebab harga K makin K makin besarbesar

Kondisi Optimum :• Bila dilakukan pada suhu rendah, ternyata

reaksi berlangsung sangat lambat, sehingga tidak ekonomis. Hasil penelitian (%) Haber :

• T dikurangi : %NH3 bertambah, tapi sangat lambat

• T dinaikkan :%NH3 berkurang, tapi cepat• P diperbesar, %NH3 makin tinggiDengan pertimbangan laju reaksi, maka

kondisi optimum : suhu 450˚C, tekanan 300 atm (hasil 36%). Digunakan katalis serbuk Fe dan K2O/Al2O3

Prinsip pembuatan Prinsip pembuatan amoniak :amoniak :

Gas hidrogen dan nitrogen dikompresi hingga mencapai tekanan yang diinginkan, kemudian campuran gas bersama katalisator dipanaskan sehingga terbentuk amoniak. Campuran gas didinginkan, sehingga amonia mencair. Gas nitrogen dan hidrogen yang belum bereaksi diresirkulasi untuk diubah menjadi amonia

INDUSTRI AMONIAH2 ↔ 2H(g)

N2 ↔ N2(g)↔ 2N(g) N(g) + H(g) ↔ NH(g)

NH(g) + H(g) ↔ NH2(g)

NH2(g) + H(g) ↔ NH3(g)

NH3(g) ↔ NH3

Pembuatan Amonia di Alam

B. Proses Kontak ( Industri Asam Sulfat)

Asam sulfat merupakan bahan yang banyak digunakan dalam industri, antara lain : industri cat, plastik, serat sintetis, galvanisasi logam, bahan peledak, deterjen, pupuk, zat warna, dll

Reaksi Asam Sulfat :

1. S(g) + O2(g)↔ SO2(g) ∆H = -71 kkal/mol

2. SO2(g) + O2(g)↔ SO3(g) ∆H = -24 kkal/mol

3. SO3(g) + H2O(l)↔ H2SO4(aq)∆H = (-) kkal/mol

Reaksi 1 dan 2 merupakan reaksi sempurna dan sangat eksoterm, tapi reaksi 3 sangat lambat dengan hasil rendah

Teoretis : Dari koefesien reaksi : kiri 1+1=

2, kanan =1, maka reaksi harus dilakukan pada tekanan tinggi, supaya kesetimbangan bergeser ke arah produk

Dari data ∆H =(-), eksoterm, maka reaksi harus dilakukan pada suhu rendah, sebab harga K makin besar

Kondisi Optimum Tekanan 1-2 atm Suhu 450˚C, Dengan kondisi ini diperoleh hasil 98% dan mempercepat jalannya reaksi ditambah katalis V2O5

Industri Asam Sulfat

Pembuatan Asam Sulfat di Alam

Meramal Arah Reaksi Kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan(K), mempunyai fungsi :

Memberi Petunjuk sejauhmana reaksi berlangsung; bila K sangat besar, maka reaksi dianggap sempurna, hasil yang terbentuk banyak

Dengan harga K, dapat menentukan susunan zat dalam sistem kesetimbangan

Meramal arah reaksi dengan Meramal arah reaksi dengan membandingkan harga K (literatur) membandingkan harga K (literatur)

dengan Q (hasil kali konsentrasi pada dengan Q (hasil kali konsentrasi pada saat pengukuran)saat pengukuran)

Q < K, reaksi belum selesai, bergeser Q < K, reaksi belum selesai, bergeser ke kananke kanan

Q = K, reaksi dalam keadaan Q = K, reaksi dalam keadaan setimbangsetimbang

Q > K, hasil terlalu banyak, bergeser Q > K, hasil terlalu banyak, bergeser ke kirike kiri

Refleksi

1. Reaksi :NO1. Reaksi :NO(g) (g) ↔ ½ N↔ ½ N2(g)2(g)+ ½ O+ ½ O2(g) 2(g) ∆H = - ∆H = -90,2 kJ90,2 kJ

Bagaimana caranya untuk menghasilkan Bagaimana caranya untuk menghasilkan nitrogen yang maksimal? lalu apa nitrogen yang maksimal? lalu apa pengaruhnya terhadap nilai Kc?pengaruhnya terhadap nilai Kc?

2. Menurut Haber Bosch, pembuatan 2. Menurut Haber Bosch, pembuatan amonia amonia N2(g) + 3H2(g)↔ 2NH3(g) ∆H = -92 kJdilakukan pada suhu dan tekanan yang dilakukan pada suhu dan tekanan yang relatif tinggi (773 K, 250 atm). Jelaskan relatif tinggi (773 K, 250 atm). Jelaskan alasannya berdasarkan prinsip alasannya berdasarkan prinsip kesetimbangankesetimbangan

3. Tahap penting pembuatan asam sulfat 3. Tahap penting pembuatan asam sulfat adalah mengubah SOadalah mengubah SO2 2 menjadi SOmenjadi SO33. .

22SOSO2(g)2(g) + O + O2(g)2(g)↔ 2SO↔ 2SO3(g) 3(g) ∆H = -98 kJ∆H = -98 kJBerdasarkan prinsip kesetimbangan, jelaskan Berdasarkan prinsip kesetimbangan, jelaskan bagaimana pengaturan suhu dan tekanan bagaimana pengaturan suhu dan tekanan yang menguntungkan dalam industri SOyang menguntungkan dalam industri SO33!!

4. Reaksi esterifikasi asam asetat dengan 4. Reaksi esterifikasi asam asetat dengan etanol membentuk etil asetat pada 100˚C etanol membentuk etil asetat pada 100˚C mempunyai Kc=10. Bila dalam sistem : mempunyai Kc=10. Bila dalam sistem :

CHCH33COOH + CHCOOH + CH33CHCH22OH ↔ CHOH ↔ CH33COOCHCOOCH22CHCH3 3 + H+ H22O O diperoleh [CHdiperoleh [CH33COOH] = [CHCOOH] = [CH33CHCH22OHOH] = 0,25 M dan [ester] = [air] = 1M. Tentukan arah reaksi!

5. Ruang bervolume 1L, suhu 400K, Reaksi : NH3(g) + HCl(g)↔ NH4Cl(g) ,

Pada saat setimbang, ada 0,8 mol HCl, 0,8 mol NH4Cl, dan 1 mol NH3. Bila pada suhu yang sama dimasukkan gas HCl 0,3 mol, maka susunan gas-gas kesetimbangan yang baru adalah…

6. Pada suhu 100K, volume ruang 1 L, dalam keadaan setimbang reaksi pembentukan gas SO3, terdapat gas: 0,6 mol SO2, 0,8 mol mol O2, dan 0,3 mol SO3. Pada suhu yang sama, dimasukkan gas SO2, kesetimbangan baru tercapai, saat setimbang ada gas SO3: 5/3 kali semula. Tentukan Kc dan mol SO2 yang ditambahkan!

Thank’s for your Thank’s for your attention…attention…Bye ByeBye Bye……