KESETIMBANGAN KIMIA

Nama : Ayu Asmara (051. 10. 012)

Eva Dianovita Purwanto (051. 10. 022)

Radhitya Putra Anggada (051. 10. 038)

Dosen : Dra. Diah Kusmadarini. M, Pd.

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN PERENCANAAN

JURUSAN TEKNIK SIPIL

2011

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta

hidayah kepada kita semua, sehingga berkat Karunia-Nya kami dapat menyelesaikan makalah

yang berisi tentang Kesetimbangan Kimia

Dalam penyusunan makalah ini, kami tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada

semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas makalah ini sehinggga kami

dapat menyelesaikan penyusunan makalah ini. Dan tidak lupa juga kami ucapkan terima kasih

kepada dra. Diah Kusmadarini M.Pd selaku dosen pembimbing mata kuliah Kimia Dasar.

Akhir kata kami mohon maaf atas segala kekurangan dalam penyusunan makalah ini.

Kami berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri maupun kepada

pembaca umumnya.

Jakarta, Mei 2011

\

Penyusun

DAFTAR ISI

Kata Pengantar …………………………………………………………………………………

Daftar Isi ……………………………………………………………………………………….

BAB I : Pendahuluan

I.A Latar Belakang Masalah ……………………………………………………...…...

I.B Pokok Permasalah ………………………………………………………………...

I.C Tujuan Penelitian ………………………………………………………………….

I.D Sistematika Penulisan ……………………………………………………………..

BAB II : Pembahasan …………………………………………………………………………..

BAB III : Penutup

III.A Kesimpulan ……………………………………………………………………

III.B Saran …………………………………………………………………………..

Daftar Pustaka ………………………………………………………………………………….

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang Masalah

Saat ini kebutuhan mahasiswa untuk mempelajari tentang kimia tidak dapat lagi

disepelekan dan dipandang sebelah mata. Karena pengetahuan kimia kini dapat dilihat dan

diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari. Apalagi bagi mahasiswa yang nantinya akan masuk

di dunia kerja dan akan menjadi calon-calon pemimpin harus menguasai berbagai pengetahuan

dasar agar kedepannya memiliki pengetahuan yang luas tentang pengetahuan tersebut, salah

satunya kimia.

Salah satu yang menjadi pokok bahasan dalam kimia yaitu Kesetimbangan Kimia.

Tentunya akan muncul berbagai macam pertanyaan di pikiran kita saat disebut kata

kesetimbangan kimia. Apa itu kesetimbangan kimia? Bagaimana proses suatu reaksi dapat

mencapai suatu kesetimbangan tersebut? Dan, contoh – contoh reaksi kesetimbangan kimia.

Dalam makalah ini anda akan mengetahui tentang kesetimbangan kimia dan contoh –

contoh reaksi kesetimbangan kimia.

B. Pokok Permasalahan

Berdasarkan latar belakang masalah diatas maka dalam makalah ini akan dijelaskan dan

dijabarkan dengan jelas tentang semua hal – hal yang terkait tentang Kesetimbangan Kimia.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penyusunan makalah ini adalah agar kita mengetahui dan memahami semua

hal – hal yang terkait mengenai pokok bahasan Kesetimbangan Kimia.

D. Sistematika Penulisan

BAB 1 : PENDAHULUAN

Pada bab ini akan menguraikan tentang latar belakang masalah, pokok permasalahan,

tujuan penelitian, dan sistematika penulisan makalah.

BAB 2 : PEMBAHASAN

Bab ini memuat hasil penelitian yang dilakukan oleh peneliti yaitu mengenai kesetimbangan

kimia

BAB 3 : PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari penelitian yang telah dibuat. Selain itu juga berisi

rekomendasi yang diharapkan dapat menyempurnakannya.

BAB 2

PEMBAHASAN

A. Reaksi Kesetimbangan

1. Pengertian kesetimbangan Reaksi

Reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik. Apabila dalam suatu reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai:

A  +  B     C  +  D

2. Penulisan Ketetapan Kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan dilambangkan dengan Kc yang menyatakan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (C = konsentrasi). Tetapan kesetimbangan ini sering dilambangkan dengan K saja. Untuk kesetimbangan zat dalam wujud gas, tetapan kesetimbangan dilambangkan dengan Kp yang menyatakan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan ( P = pressure)Pada 1864, dua orang ilmuwan dari Norwegia, Cato Guldberg dan Peter Waage berhasil merumuskan antarkonsentrasi zat – zat yang berada dalam kesetimbangan. Hubungan ini dikenal sebagai Hukum Kesetimbangan Kimia atau Hukum Aksi Massa.

Menurut Hukum Aksi Massa: untuk reaksi kimia pada suhu tertentu, perbandingan hasil kali konsentrasi zat – zat di ruas kanan

dengan hasil kali konsentrasi zat – zat di ruas kiri, yang masing masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, akan menghasilkan suatu bilangan yang tetap (konstan).

a. Nilai Kc untuk Kesetimbangan Homogen

Reaksi kesetimbangan homogen terjadi jika fase dari zat zat yang bereaksi dengan zat zat yang bereaksi dengan zat zat hasil reaksi sama, yaitu gas atau larutan.Berikut contoh reaksi kesetimbangan homogen:

N2 (g) + 3 H2↔ 2 NH3 (g)H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI (g)

Tetapan kesetimbangan Kc merupakan pernyataan matematis dari Hukum Aksi Massa.Perhatikan rekasi berikut.pA + qB ↔ rC + sDuntuk reaksi tersebut, tetapan kesetimbangannya dinyatakn sebagai berikut: [C] r + [D] s Kc =[A]p + [B]q

Kc merupakan bilangan positif

b. Nilai Kc untuk Kesetimbangan Heterogen

Pada kesetimbangan heterogen, zat – zat yang berada pada keadaan setimbang memiliki fase yang berbeda – beda. Pada kesetimbangan heterogen ini, fase zat yang berpengaruh dalam penentuan nilai Kc atau dalam pergeseran kesetimbangan adalah sebagai berikut.1. Jika terdapat dalam fase gas dan fase padat, yang menentukan Kc adalah fase gas.2. Jika terdapat fase gas dan fase cair, yang menentukan Kc adalah fase gas.3. Jika terdapat larutan dan fase padat, yang menentukan Kc adalah larutan.4. Jika terdapat fase gas, fase cair, dan fase padat, yang menentukan Kc adalah fase

gas.Pada reaksi kesetimbangan heterogen yang melibatkan larutan dan fase padat, air yang hanya berfungsi sebagai pelarut dianggap tidak ikut bereaksi.

B. Pergeseran Kesetimbangan

Le Chatelier seorang ahli berkebangsaan Perancis menyatakan bahwa pada reaksi kesetimbangan, bila diberi aksi maka sistem akan mengadakan reaksi sehingga pengaruh aksi sekecil mungkin (Azas Le Chatelier).

Faktor – faktor yang mempengaruhi kesetimbangan No Faktor Perubahan Arah Pergeseran

1 Suhu DiperbesarDiperkecil

Ke arah endoterm (∆H +)Ke arah eksoterm (∆H -)

2 Konsentrasi DiperbesarDiperkecil

Ke arah lawanKe arah sendiri

3 Volume

Diperbesar

Diperkecil

Koefisien sama (tetap)Ke arah koefisien besarKoefisien sama (tetap)Ke arah koefisien kecil

4 Tekanan

Diperbesar

Diperkecil

Koefisien sama (tetap)Ke arah koefisien kecilKoefisien sama (tetap)Ke arah koefisien besar

C. Tetapan Kesetimbangan

1. Tetapan KesetimbanganPada hubungan tetapan kesetimbangan dua reaksi yang saling berkebalikan Kc1 dan Kc2, yaitu:Kc2 = 1 atau Kc1 = 1 Kc1 Kc2

Jika koefisien reaksi kesetimbangan diubah, pangkat konsentrasi juga akan berubah sebagai berikut: a. Jika koefisien tersebut dikalikan x, nilai tetapan kesetimbangan menjadi pangkat x b. Jika koefisien tersebut 1, nilai tetapan kesetimbangan menjadi akar pangkat x

XKita dapat menemukan hubungan antara tetapan tetapan kesetimbangan tersebutKc2 = (Kc1)2 atau Kc3 = (Kc1)½

2. Pengaruh Konsentrasi Tekanan, dan Suhu Terhadap Tekanan Kesetimbangan

a. Pengaruh Perubahan Konsentrasi

PCl5 ↔ PCl3 + Cl2

Kc = [PCl3] [Cl2][PCl5]

Jika konsentrasi PCl5 ditingkatkan dan seandainya tidak terjadi pergeseran, nila Kc akan mengecil. Akan tetapi, penambahan/pengurangan konsentrasi mengakibatkan pergeseran kea rah reaksi dari PCl5 ke PCl3 dan Cl2 (ke kanan), dan sebaliknya sehingga perlakuan ini tidak akan mengubah nilai Kc. jadi, perubahan konsentrasi ini hanya menggeser arah reaksi, tidak mempengaruhi nilai Kc.

b. Pengaruh Perubahan Volume dan Tekanan

Jika konsentrasi setiap zat pada tetapan kesetimbangan (Kc) diubah kebentuk jumlah mol/volume, dapat dituliskan sebagai berikut:Kc = jumlah mol PCl3 jumlah mol Cl2 V V = (n PCl3) (nPCl2)

jumlah mol PCl5 (nPCl5) (V) VJika volume diperbesar dan tidak terjadi pergeseran nilai Kc akan mengecil. Adapun jika volume diperkecil, dan tidak terjadi pergeseran, nilai Kc akan membesar. Jadi, perubahan volume dan tekanan hanya menggeser arah reaksi tidak mengubah nilai Kc. Apabila reaksi kesetimbangan yang memiliki jumlah koefisien diruas kiri dan ruas kanan sama maka perubahan volume tidak menggeser kesetimbangan maupun mengubah nilai kc.

c. Pengaruh Suhu

Setiap terjadi perubahan suhu, baik endoterm maupun eksterm, akan menggeser reaksi sekaligus mengubah nilai Kc. jika rekasi bergeser ke kanan , nilai Kc akan bertambah. Jika bergeser ke kiri maka nilai Kc akan menurun.

3. Perhitungan Kc

a. Perhitungan Kc Untuk Reaksi Homogen

Contoh soal: Diketahui 0,6 M PCl5 dibiarkan terurai sesuai dengan persamaan reaksi PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)Pada keadaan setimbang, terdapat 0,2 M PCl5. Tentukan jumlah gas klorin yang terbentuk jika pada suhu yang sama 0,25 M PCl5 dibiarkan terurai.

Jawab:Pada keadaan setimbang terdapat 0,2 M PCl5

PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)Keadaan awal 0,6 M - -Bereaksi 0,6 – 0,2=0,4M 0,4 M 0,4 MKeadaan setimbang 0,2 M 0,4 M 0,4 M

Kc1 = [PCl5] [Cl2] = (0,4) (0,4) = 0,8 M[PCl5] (0,2)Dengan diketahui nilai Kc1 jumlah Kc2 pada keadaan (2) dapat diketahui. Pada keadaan (2) sebanyak 0,25 PCl5 dibiarkan terurai. Jumlah gas cl2 dimisalkan x mol.

PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)Keadaan awal 0,25 M - -Bereaksi x x M x MKeadaan setimbang 0,25 - x x M x M

Kc2 = [PCl5] [Cl2] [PCl5]Pada suhu yang sama, nilai Kcsuatu reaksi tidak berubah sehinggaKc2 = Kc1 =0,8 =(x) (x) = X 2

(0,25 - x) 0,25 – x 0,2 – 0,8x = x2

X2 + 0,8x + 0,2 = 0(x+1) (x – 0,2) = 0

X1 = -1 (tidak mungkin)X2 = 0,2

Jadi, jumlah gas klorin yang dihasilkan 0,2 M.

b. Perhitungan Kc untuk Reaksi Heterogen

Contoh soal:Jika tetapan kesetimbangan reaksiAg2CrO4 (s) ↔ 2 Ag+ (aq) + CrO4

2- (aq)Dalam wadah bervolume 1 L adalah 4 x 10-12, tentukan konsentrasi CrO4

2- pada keadaan setimbang.

Jawab:Dimisalkan konsentrasi CrO4

2- = x M

Ag2CrO4 (s) ↔ 2Ag+ (aq) + CrO42- (aq)

Keadaan awal - - -Bereaksi - 2x mol x molKeadaan setimbang - 2x mol x mol

Kc = [ Ag+ ]2 [ CrO42-]

4 x 10-12 = (2x)2 (x)= (4x2) (x)= 4x3

10-12 = x3

X = 3√10-12 = 10 -4 mol Jadi, pada keadaan setimbang dengan konsentrasi CrO4

2- = 10 -4 mol L-1 = 10-4 M.

4. Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Tekanan (Kp)

Untuk sistem kesetimbangan gas, perhitungan tetapan kesetimbangan dapat dilakukan dengan menggunakan tekanan parsial setiap gas. Untuk reksi heterogen yang melibatkan fase gas, cair, dan padat, pehitungan Kp hanya didasarkan pada zat yang berfase gas. Zat yang berfase padat dan cair tidak mempengaruhi tekanan. Untuk reaksi homogen berlakupA (g) + qB (g) ↔ rC (g) + sD (g)Kp = ( Pc) r x (P d) s (Pb)q x (Pa)p

Untuk reaksi heterogen berlakupA (g) + qB (s) ↔ rC (g) + sD (g)Kp = ( Pc) r x (P d) s (Pa)p

Keterangan: PA, PB, PC, dan PD masing masing merupakan tekanan parsial zat A,B, C, dan D. Tekanan parsial gas ideal miasalnya A, dapat dihitung dangan persamaan berikut.Pa = jumlah mol A x Ptotal

Jumlah mol total gasPtotal (tekanan total) ialah penjumlahan seluruh tekanan pada system kesetimbangan (PA + PB

+ PC + PD)

Contoh soal:

Diketahui reaksi kesetimbangan 2NaHCO3 (s) ↔ Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)Jika pada keadaan setimbang tekanan total = 6 atm, tentukan Kp

Jawab:Data yang diketahui berupa persamaan reaksi sehingga untuk menghitung Kp tidak digunakan perbandingan mol melainkan perbandingan koefisien.

PH2O = koefisien H2O x Ptotal

Koefisien total gas = 1 mol x 6 atm = 3 atm 2 mol

PCO2 = koefisien Co2 x Ptotal

Koefisien total gas = 1 mol x 6 atm = 3 atm 2 mol

Kp = PH2O x PCO2 = 3 x 3 = 9Jad, pada keadaan setimbang Kp = 9.

5. Hubungan Kp dengan Kc

Tekanan suatu gas sangat bergantung pada jumlah gas dan volume yang ditempatinya. Hubungan ini dapat dijelaskan dengan persamaan gas ideal.

P x V = x R x TKeterangan :P = tekanan (atm)V = volume (L)n = jumlah mol gas T = suhu (K)R = 0,0823 L atm mol-1 K-1

untuk suatu gas, yang terdapat dalam campuran beberapa gas, tekanan parsial dapat ditentukan dengan rumus berikut. P= n x R x TVNilai n = kemolaran (konsentrasi gas)

VTetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan dapat ditulis sebagai berikut

KP = Kc (R x T) (x-y)

Keterangan : x = jumlah koefisien ruas kanan Y = jumlah koefisien ruas kiri

Contoh soal:

Dalam volume 2 L dimasukkan % mol PCl5 (g) dan dibiarkan terjadi kesetimbangan sesuai dengan persamaan reaksi PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)Jika pada keadaan setimbang terdapat 2 mol Cl2 dan pengukuran dilakukan pada suhu 27oC, tentukan nilai Kp.

Jawab: PCl5 ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)

Keadaan awal 5 mol - -bereaksi 2 mol 2 mol 2 molKeadaan setimbang 3 mol 2 mol 2 mol

Kc = [PCl3] [Cl2] = (2/2) (2/2) = 2/3 [PCl5] (3/2)

Kp = Kc (R xT)2-1 = Kc x R x T = (2/3) (0,082) (27 + 273) = 2/3 x 0,082 x 300 = 16,4 Jadi, pada saat kesetimbangan, Kp = 16,4

6. Derajat disosiasi

Disosiasi ialah reaksi penguraian suatu senyawa menjadi zat zat yang lebih sederhana. Disosiasi biasanya merupakan rekasi kesetimbangan. Derajat disosiasi adalah perbandingan zat yang terurai terhadap jumalh zat sebelum terurai (mula – mula). Derajat disosiasi diberi notasi alfa (α). Derajat disosiasi (α) dapat berupa: 1. Angka decimal, nilainya antara 0 < α < 1, atau2. Presentase, yang memiliki nilai 0 < α < 100 %

Derajat disosiasi (α) = jumlah zat mol terurai Jumlah mol zat mula – mula

AtauDerajat disosiasi (α) = jumlah mol zat terurai x 100%

Jumlah mol zat mula – mula

Contoh soal:

Diketahui 0,8 mol gas PCl5 dibiarkan terurai sampai tercapai reaksi kesetimbangan. Jika pada keadaan setimbang terdapat 0,2 mol gas klorin, tentukan derajat disosiasi PCl5 dan presentase gas PCl5 yang terurai.

Jawab:

PCl5 ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)

Keadaan awal 0,8 mol - -bereaksi 0,2 mol 0,2 mol 0,2 molKeadaan setimbang 0,6 mol 0,2 mol 0,2 mol

α = jumlah PCl5 terurai jumlah mol PCl5 mula – mula = 0,2 = 0,25 0,8Jadi, derajat disosiasi PCl5= 0,25 atau 25%

D. Penerapan Konsep Kesetimbangan

1. Industri Pupuk Urea

Bahan dasar pembuatan urea adalah ammonia cair. Ammonia dapat diperoleh dengan cara mereaksikan gas nitrogen dengan hidrogen melalui proses Haber – Bosch.

N2(g) + 3H2 (g) ↔ 2 NH3 (g) ; ∆H = - 92kJ

Agar dapat menghasilkan gas NH3 dalam jumlah maksimum , reaksi harus selalu digeser kanan. Oleh karena itu, kondisi reaksi perlu diatur sebagai berikut:

1. Volume diperkecil2. Tekanan ditingkatkan3. Suhu diturunkan

Jika suhu terlalu rendah rendah, yakni laju reaksi menjadi lambat. Oleh karena itu, tekanan dan suhu harus diatur pada kondisi optimum sehingga diperoleh jumlah gas NH3 sebanyak banyaknya. Selain itu, agar reaksi ke kanan berlangsung lebih cepat, ke dalam rekasi dapat ditambahkan katalis, seperti:

1. Logam platina2. Besi oksida yang sedikit mengandung kalium oksida3. Alumunium oksida

2. Industri Asam Sulfat

Gas belerang trioksida (SO3) digunakan sebagai bahan dasar pembuatan asam sulfat (H2SO4). Pembuatan gas SO3 dilakukan dengan mereaksikan gas belerang dioksida (SO2) dan gas oksigen. Cara ini disebut proses kontak. Reaksi kimianya sebagai berikut.

2SO2 (g) + O2 (g) ↔ 2 SO3 (g)

Proses pembuatan SO3 memerlukan keadaan optimum agar reaksi selalu berlangsung kekanan dan katalis yang digunakan adalah vanadium pentaoksida (V2O5). Belerang trioksida yang dihasilkan, kemudian direaksikan dengan asam sulfat pekat dan membentuk asam pirosulfat. Selanjutnya,asam pirosulfat direaksikan dengan air sehingga menghasilkan asam sulfat. Asam sulfat yang dihasilkan dari proses ini merupakan asam sulfat pekat dengan kadar 98%.

BAB 3 KESIMPULAN

Kesimpulan dari materi kesetimbangan kimia ini adalah:

1. Ada dua jenis kesetimbangan reaksi, yaitu kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis.2. Secara mikro, kesetimbangan dinamis belangsung secara terus – menerus, tetapi secara makro

reaksi telah dianggap berhenti.3. Pergeseran kesetimbangan (asas Le Chatelier) disebabkan oleh perubahan konsentrasi, volume,

tekanan dan suhu reaksi.4. Konsep kesetimbangan banyak diaplikasikan dalam kegiatan industri, seperti industri pupuk dan

asam sulfat.5. Kesetimbangan dapat terjadi pada reaksi homogen (satu fase) maupun reaksi heterogen (lebih

dari satu fase)

DAFTAR PUSTAKA

Sutresna , Nana. 2007. Cerdas belajar kimia untuk kelas XI SMA/MA Program Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Grafindo media pratama.

Nurjanah, siti, Niyata Sirat, S.Pd, Dra. Ernavita, M. Pd. 2009. Pendalaman Materi Sukses Ujian Nasional Kimia SMA. 2009. Jakarta: Penerbit Akasia Citraprima.

Departemen Pendidikan dan Kebudayaan. 1995. Glosarium Kimia. Jakarta: Balai Pustaka.