STANDAR KOMPETENSI: MEMAHAMI KONSEP KESETIMBANGAN REAKSI

KOMPETENSI DASAR: 1. Menguasai reaksi kesetimbangan2. Menguasai faktor-faktor yang mempengaruhi

pergeseran kesetimbangan3. Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi

dan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan

TUJUAN PEMBELAJARAN:

Setelah mempelajari kempetensi dasar ini siswa dapat:1. Menjelaskan pengelompokan reaksi kimia menjadi reaksi

berkesudahan dan reaksi kesetimbangan2. Mendeskripsikan kesetimbangan kimia sebagai kondisi

yang dicapai suatu reaksi jika laju reaksi dalam dua arah yang berlawanan adalah sama dan konsentrasi reaktan serta produk tetap

3. Membedakan reaksi kesetimbangan homogen dan reaksi kesetimbangan heterogen

4. Menjelaskan bahwa kesetimbangan kimia bersifat dinamis

5. Mendeskripsikan tentang terjadinya perubahan atau pergeseran kesetimbangan sebagai akibat adanya aksi pada reaksi kesetimbangan (asas Le Chatelier) yang cenderung akan mengurangi aksi tersebut

6. mendeskripsikan tentang pengaruh berbagai faktor, diantaranya perubahan konsentrasi, temperature, volume dan tekanan terhadap pergeseran kesetimbangan

7. mendeskripsikan tentang pengaruh penambahan katalisator terhadap reaksi kesetimbangan

8. Mendeskripsikan pengertian tetapan kesetimbangan sebagai suatu angka yang menggambarkan banyak tidaknya produk terbentuk

9. Mendeskripsikan tentang pengertian tetapan kesetimbangan (Kc) sebagai perbandingan konsentrasi reaktan dan produk suatu reaksi kesetimbangan yang memiliki harga tetap pada kondisi kesetimbangan dan temperatur tertentu (Hukum Aksi Massa)

10. Mendeskripsikan tentang pengertian kesetimbangan homogen dan heterogen berdasarkan fasa seluruh spesi yang bereaksi (produk dan reaktan)

11. Menghitung Kc dan Kp12. Menghitung derajat dissosiasi

13. Menentukan Kc dan Kp yang masih ada hubungannya

14. Mendeskripsikan tentang konversi Kc menjadi Kp berdasarkan persamaan gas ideal

15. Melakukan perhitungan tentang konsentrasi reaktan dan produk dalam suatu campuran kesetimbangan berdasarkan konsentrasi awal dan konstanta kesetimbangannya

PENGGOLONGAN REAKSI KIMIA ATAS STABIL TIDAKNYA PRODUK YANG TERBENTUK

Berdasarkan stabil tidaknya produk yang terbentuk, reaksi kimia tergolong atas dua macam:

1. Reaksi berkesudahan (irreversibel) Bila produk yang terbentuk tidak dapat kembali menjadi pereaksi(stabil)

2. Reaksi kesetimbangan (reversibel) Bila produk yang terbentuk dapat berubah menjadi pereaksi kembali (tidak stabil)

Contoh reaksi berkesudahan (irreversibel) dalam kehidupan sehari-hari :

1. reaksi pembakaran kayu2. reaksi perkaratan logam3. reaksi pembusukan sampah4. reaksi pelapukan kayu

Contoh reaksi kesetimbangan dalam kehidupan sehari-hari:1. reaksi fotosintesis dengan reaksi pernafasan2. reaksi penguapan air dengan pengembunan air

Suatu reaksi kesetimbangan ditandai dengan tanda panah bolak balik

Contoh:1. H2(g) + Cl2(g) ⇄ 2HCl(g)

2. N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)

3. 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g)

Saat Kesetimbangan adalah:Saat laju pembentukan produk sama dengan laju pembentukan pereaksi kembali Pada saat kesetimbangan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi tetapSaat Kesetimbangan untuk reaksi:

PCl5(g) PCl⇄ 3(g) + Cl2(g)

Adalah saat laju pembentukan PCl3 dan Cl2

Sama dengan laju pembentukan PCl5 kembali

setimbang21 v=v1v

2v

t

v

→

↑

gankesetimban reaksi pada kecepatan hanperuba grafik

H2(g) + Cl2(g) ⇄ 2HCl(g)

Bila zat-zat dalam kesetimbangan merupakan campuran homogen (fasenya sama), maka disebut kesetimbangan homogen.Contoh :2H2(g) + O2(g) 2H⇄ 2O(g)

2SO2(g) + O2(g) 2SO⇄ 3(g)

Bila zat-zat dalam kesetimbangan merupakan campuran beberapa fase (padat, cair dan gas) atau fasenya tidak sama, maka disebut kesetimbangan heterogen.Contoh :2C(s) + O2(g) 2CO⇄ (g)

Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe⇄ (s) + 3CO2(g)

Kesetimbangan kimia bersifat dinamis, artinya secara makroskopis reaksi telah berhenti sedangkan secara mikroskopis reaksi terus berlangsung ke kiri dan ke kanan dengan kecepatan yang sama. Dengan demikian pada reaksi yang telah setimbang, konsentrasi masing-masing zat tetap.

Latihan dulu ah !

1. Reaksi 2SO2(g) + O2(g) 2SO⇄ 3(g) disebut setimbang bila ……

a. Reaksi sudah berhentib. Konsentrasi pereaksi sama dengan konsentrasi hasil

reaksic. Jumlah SO2, O2, dan SO3 sama

d. Kecepatan pembentukan hasil reaksi sama dengan kecepatan pembentukan pereaksi

e. Kecepatan reaksi terhadap SO3 sama dengan kecepatan reaksi terhadap O2

2. Reaksi N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)

mencapai kesetimbangan bila ……a. Reaksi berlangsung bolak-balikb. Reaksi berlangsung dengan cepatc. Reaksi telah berhentid. Konsentrasi pereaksi sama dengan konsentrasi hasil

reaksie. Jumlah NH3 yang terjadi tiap detik sama dengan

jumlah NH3 yang terurai tiap detik

3. Pada saat kesetimbangan reaksi kimia tetap berlangsung dari kiri dan ke kanan dengan kecepatan yang sama. Ini adalah definisi dari…

a. saat kesetimbanganb. kesetimbangan homogenc. kesetimbangan heterogend. kesetimbangan kimiae. kesetimbangan dinamis

4. Yang termasuk reaksi kesetimbangan heterogen adalah….

a. N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g)

b. PCl5(g) PCl⇄ 3(g) + Cl2(g)

c. N2O4(g) 2NO⇄ 2(g)

d. H2(g) + I2(g) ⇄ 2HI(g)

e. Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe⇄ (s)+3CO2(g)

5. Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila….a. reaksi sudah berhentib. terjadi dalam ruang terbukac. terjadi perubahan makroskopisd. komponen yang masih ada hanya hasil reaksie. laju reaksi ke arah hasil reaksi dan ke arah

pereaksi sama

6. Pada keadaan kesetimbangan kimia, pernyataan yang benar adalah…. a. mol pereaksi yang berubah sama dengan mol

zat yang terbentukb. konsentrasi zat-zat dalam campuran reaksi

tidak berubahc. laju reaksi maju lebih cepat daripada laju reaksi

balikd. mol zat pereaksi sama dengan mol zat hasil

reaksie. reaksi telah berhenti

7. Kesetimbangan kimia bersifat dinamis, artinya adalah…a. Reaksi terus berlangsung baik secara makroskopis ataupun

mikroskopis dengan kecepatan yang samab. secara makroskopis reaksi tetap berlangsung ke kanan dan ke

kiri dengan kecepatan yang sama tetapi secara mikroskopis reaksi telah berhenti

c. secara makroskopis reaksi telah berhenti tetapi secara mikroskopis reaksi tetap berlangsung ke kanan dan ke kiri dengan kecepatan yang sama

d. reaksi telah berhenti baik secara makroskopis maupun secara mikroskopis

e. reaksi terus berlangsung ke kiri dan ke kanan baik secara makroskopis maupun mikroskopis tapi dengan kecepatan yang berbeda

8. Diantara reaksi-reaksi berikut yang termasuk reaksi ksetimbangan homogen adalah…

(g)2(s)(g)3(s)2 CO+Fe→CO+OFe

)g(32)s( OAl Al→2(g)O+

(g)2(s)2(g)(s) OH+Cu→H+CuO

(s)2(g)(s) MgO→O+Mg

(g)22(g)2(g)(g) O2H+N2H+2NO →

a

b

c

d

e

9. Contoh reaksi kesetimbangan dalam kehidupan sehari-hari adalah…a. pembakaran kayub. reaksi fotosistesisc. reaksi perkaratan logamd. pembusukan sampahe. reaksi fermentasi

10. Suatu reaksi dikatakan setimbang apabila…a. reaksi sudah berhentib. terjadi dalam ruang terbukac. terjadi perubahan makroskopisd. komponen yang masih ada hanya hasil reaksie. laju reaksi ke arah hasil reaksi dan ke arah

pereaksi sama

MENGUASAI FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERGESERAN KESETIMBANGAN

Menurut Le Chatelier : “Jika terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan, maka reaksi akan bergeser untuk menghilangkan pengaruh tindakan tersebut”.

Tindakan yang dilakukan :1. Perubahan konsentrasi2. Perubahan suhu3. Perubahan tekanan/volume

PERUBAHAN KONSENTRASI

1. Jika konsentrasi zat di ruas kanan ditambah, reaksi bergeser ke arah kiri

2. Jika konsentrasi zat di ruas kiri ditambah, reaksi bergeser ke arah kanan

3. Jika konsentrasi zat di ruas kanan dikurangi, reaksi bergeser ke arah kanan

4. Jika konsentrasi zat di ruas kiri dikurangi, reaksi bergeser ke arah kiri

PERUBAHAN SUHU

1. Jika suhu dinaikkan, reaksi akan bergeser ke arah reaksi endoterm

2. Jika suhu diturunkan, reaksi bergeser ke arah reaksi eksoterm

PERUBAHAN TEKANAN/VOLUME

1. Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil), reaksi bergeser ke ruas dengan mol gas yang lebih kecil

2. Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar), reaksi bergeser ke ruas dengan mol gas yang lebih besar

PENGARUH KATALISATOR

Katalisator tidak akan mempengaruhi jumlah produk maupun jumlah pereaksi.Katalisator berfungsi sebagai zat yang mempercepat tercapainya kesetimbangan

CONTOH SOAL

Dari reaksi :CO(g) + 3H2(g) CH⇄ 4(g) + H2O(g) ΔH=-206 kJ

Sebutkan cara-cara agar produk yang terbentuk banyak!Jawab :1. Menambah CO dan H2

2. Mengalirkan CH4 dan H2O

3. Menurunkan suhu (lihat dari tanda ΔH)4. Memperkecil volume (lihat dari jumlah koefisien hasil

reaksi5. Memperbesar tekanan (lihat dari koefisien hasil reaksi)

LATIHAN DULU DONG !

1. Menurut azas Le Chatelier: Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan aksi yang cenderung…..pengaruh aksi tersebuta. melipatgandakan b. membiarkanc. memperbesard. mengurangie. menambah

2. Faktor yang tidak mempengaruhi sistem kesetimbangan pada reaksi:

H2(g) + Br2(g) ⇄ 2HBr(g) ΔH=-26 kkal

adalah….a. konsentrasi dan suhub. konsentrasi dan tekananc. volume dan tekanand. volume dan suhue. suhu dan tekanan

3. Perhatikan reaksi berikut: 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g) + 45 kkal

Jika suhu diturunkan, yang terjadi adalah…a. tidak terjadi pergeseranb. jumlah SO2 dan O2 bertambah

c. jumlah O2 bertambah

d. jumlah SO2 bertambah

e. jumlah SO3 bertambah

4. Jika ke dalam sistem kesetimbangan: H2(g) + I2(g) ⇄ 2HI(g)

ditambahkan 1 mol HI, maka….a. kesetimbangan akan bergeser ke kirib. kesetimbangan akan bergeser ke kananc. kesetimbangan tidak akan bergeserd. tekanan akan turune. suhu akan turun

5. Pada reaksi kesetimbanganA + B C + D, ⇄kesetimbangan akan lebih cepat tercapai apabila….a. zat A ditambahb. tekanan diperbesarc. volume diperbesard. digunakan katalise. suhu dinaikkan

MENENTUKAN HUBUNGAN KUANTITATIF ANTARA PEREAKSI DAN HASIL REAKSI DARI SUATU REAKSI KESETIMBANGAN

Hukum kesetimbangan (Gulberg-Wage) :Hasil kali konsentrasi setimbang zat di ruas kanan dibagi dengan hasil kali konsentrasi setimbang zat di ruas kiri, masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya mempunyai harga tetap pada suhu tetap

Tetapan kesetimbangan menyatakan banyak tidaknya produk kesetimbangan terbentukBila K>1 produk banyakBila K<1 produk sedikit Ada dua macan tetapan kesetimbangan :1. Tetapan kesetimbangan terhadap konsentrasi (Kc)2. Tetapan kesetimbangan terhadap tekanan (Kp) hanya

untuk zat-zat yang berwujud gas

Tetapan Kesetimbangan

Untuk reaksi mA + nB pC + qD, tetapan ⇄kesetimbangannya adalah :

nm

qp

c ]B[]A[]D[]C[

=K nB

mA

qD

pC

P PP P

=Kp

Satuan KcKarena satuan konsentrasi adalah M maka untuk reaksi mA + nB pC + qD ⇄Satuan Kc = M(p+q)-(m+n)

Untuk reaksi-reaksi berikut, tuliskan rumus Kc dan Kp nya !1. N2(g) + 3H2(g) 2NH⇄ 3(g)

2. SO3(g) SO⇄ 2(g) + ½O2(g)

3. 2HI(g) H⇄ 2(g) + I2(g)

2-3

22

23

c M]H][N[

]NH[=K

21

21

M]SO[]O][SO[

=K3

22c

satuan tanpa ]HI[

]I][H[=K 2

22c

3HN

2NH

22

3

P P

P=Kp

3

21

22

SO

OSO

P

P P=Kp

2

22

HI

IH

P

P P=Kp

Tulislah persamaan tetapan kesetimbangan (Kc) dan Kp untuk reaksi-reaksi berikut !

1. 2H2S(g) + 3O2(g) 2H⇄ 2O(g)+2SO2(g)

2. 4NH3(g) + 3O2(g) 2N⇄ 2(g) +6H2O(g)

3. CO(g) + H2(g) CH⇄ 3OH(g)

4. 2NO(g) + Cl2(g) 2NOCl⇄ (g)

5. 4K(s) + O2(g) 2K⇄ 2O(s)

Menentukan nilai tetapan kesetimbanganHarga tetapan kesetimbangan dapat ditentukan melalui percobaan, salah satu caranya adalah dengan membekukan kesetimbangan, yaitu menurunkan suhu secara tiba-tiba sehingga reaksi terhenti dan kesetimbangan tidak sempat bergeser. Dengan demikian, komposisi kesetimbangan dapat dianalisis. Untuk kesetimbangan gas, tetapan kesetimbangan dapat ditentukan dengan mengukur tekanan campuran.

Contoh soal:1. Dalam ruangan bervolume 2 L terdapat kesetimbangan

gas-gas berikut :CO(g) + 3H2(g) CH⇄ 4(g)+H2O(g)

Bila terdapat 1 mol CO, 2 mol H2, 3 mol CH4 dan 2 mol H2O dengan tekanan total 4 atm, tentukan :

a. Kc b. KpJawab :

a. 32

24c ]H][CO[

]OH][CH[=K

32

24c ]H][CO[

]OH][CH[=K 3=

]1][[]1][[

=K 32123

c

atm 1,5 = atm 4x83

=total molCH4 mol

=P CH4 parsial

atm 1 = atm 4x82

=total mol

OH mol=P 2

OH parsial 2

atm 0,5 = atm 4x81

=total molCO mol

=P CO parsial

atm 1=3 - 4 = 0,5)+1+(1,5-4=P

2H parsial

a.

b.

3HCO

OHCHp

2

24

PP

PP=K

3=5,05,1

=1 x0,51 x1,5

=K 3p

Contoh soal:2. Ke dalam ruangan bervolume 0,5 liter dicampurkan 1 mol

gas N2 dengan 2 mol gas H2 yang bereaksi menurut persamaan :N2(g) + 3H2(g) 2NH⇄ 3(g)

Bila pada saat kesetimbangan tersisa 0,5 mol N2, dengan tekanan total 4 atm, tentukan :a. Kc b. Kp

Pertama-tama buatlah tabel berikut :

Reaksi N2 + 3H2 ⇄ 2NH3

Mula-mula 1 mol 2 mol

Bereaksi 0,5 mol 1,5 mol 1 mol

Setimbang 0,5 mol 0,5 mol 1 mol

[N2] = 0,5/0,5= 1 M[H2] = 0,5/0,5= 1 M[NH3] = 1/0,5 = 2 M

4=1.1

2=

]H][N[]NH[

=K 3

2

322

23

c

atm 1 = atm 4x25,0

=total molN mol

=P 2N parsial 2

Reaksi N2 + 3H2 ⇄ 2NH3

Mula-mula 1 mol 2 mol

Bereaksi 0,5 mol 1,5 mol 1 mol

Setimbang 0,5 mol 0,5 mol 1 mol

atm 1 = atm 4x25,0

=total molH mol

=P 2H parsial 2

atm 2=2 - 4 = 1)+(1-4=P

3NH parsial

4=1.1

2=

PP

P=K 3

2

3HN

2NH

p22

3