KESETIMBANGAN KIMIA

Indriana Lestari

Reaksi irreversible (reaksi satu arah/tidak dapat balik), yaitu suatu reaksi hanya terjadi pembentukan zat-zat hasil reaksi saja

Reaksi reversible (reaksi dua arah/dapat balik), yaitu suatu reaksi di mana hasil reaksi dapat bereaksi kembali membentuk zat-zat pereaksi

Ditinjau dari arahnya, reaksi kimia dapat dibagi menjadi dua

Reaksi kesetimbangan merupakan reaksi reversible di mana zat-zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali membentuk zat-zat pereaksi

Reaksi ini akan berlangsung bolak balik terus menerus tidak pernah berhenti, inilah yang disebut sebagai Reaksi Kesetimbangan Dimanis

Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana laju reaksi ke arah kanan (pembentukan hasil reaksi) sama dengan laju reaksi ke arah kiri (pembentukan zat-zat pereaksi), dimana tidak menghasilkan perubahan sistem lebih lanjut.

Digambarkan :mA + nB pC + qD

REAKSI KESETIMBANGAN

Kesetimbangan kimia

Tahapan Kesetimbangan Kimia Pada awal reaksi:

A dan B mulai dicampur, namun belum terbentuk CReaksi :

Bersamaan dengan dimulainya reaksi, maka sejumlah C mulai terbentuk.

Konsentrasi berubah dengan cepat sejalan dengan terbentuknya C

Pada Daerah Kinetik:

Bersamaan dengan terbentuknya C, reaksi balik juga mulai terjadi.

Secara keseluruhan, kita masih melihat pertambahan jumlah C

Dengan semakin dekatnya pada daerah kesetimbangan, laju ke arah produk semakin lambat

Pada Daerah Kesetimbangan:

Suatu titik dimana kecepatan reaksi pada arah yang berlawanan sama.Laju reaksi ke kanan = laju reaksi ke kiri

Tidak ada perubahan konsentrasi komponen dalam sistem, karena dalam keadaan setimbang

Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi:

Kc : tetapan kesetimbangan homogen[ ]n : konsentrasi molar dengan pangkat koefisien reaksi

(Harga Kc dipengaruhi oleh suhu)

Untuk kesetimbangan heterogen, hanya zat yang berfase gas (g)

dan larutan (aq), karena konsentrasi zat padat atau cairan murni

adalah konstan

Harga Tetapan Kesetimbangan

mA + nB pC + qD

Kc =[C]p [D]q

[A]m [B]n

Tetapan kesetimbangan dalam sistem gas dapat dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas.

Kp : tetapan kesetimbangan gas (tekanan parsial gas), atm

[P ]n : tekanan parsial komponen dengan pangkat koefisien reaksi

Harga Tetapan Kesetimbangan Gas

Kp =[PC]p [PD]q

[PA]m [PB]n

Hubungan Kc dan Kp:

Kc =[C]p [D]q

[A]m [B]n Kp =[PC]p [PD]q

[PA]m [PB]n

PV = nRT P= (n/V)RT = [ ] RT

)()( nmqpnm

qp

nnmm

qqp

nm

qp

P PP

PPK (RT)

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

(RT)[B](RT)[A](RT)[D](RT)[C]

B)(A)(D)(C)( p

gnCP KK (RT)

ng = koef gas produk – koef gas reaktanR = Tetapan Gas Ideal = 0,08205 L.atm/mol KT = Suhu sistem (K)

1. Kesetimbangan sistem Homogensemua komponen dalam satu fase, gas (g) atau larutan (aq) saja

2. Kesetimbangan sistem Heterogenterdiri atas dua fase atau lebih, umumnya melibatkan komponen padat-gas, cair-gas.Nilai tetapan kesetimbangan pada sistem ini tidak melibatkan konsentrasi padatan (s) dan cairan murni (l), karena konsentrasinya dianggap tidak berubah

Macam Kesetimbangan Kimia

1. Kesetimbangan dalam sistem homogen

a. Kesetimbangan dalam sistem gas-gasContoh: 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)

b. Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutanContoh: NH4OH(aq)   NH4+(aq) + OH- (aq)

2. Kesetimbangan dalam sistem heterogena. Kesetimbangan dalam sistem padat gas

Contoh: CaCO3(s)    CaO(s) + CO2(g)

b. Kesetimbangan sistem padat larutanContoh: BaSO4(s)    Ba2

+(aq) + SO42- (aq)

c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gasContoh: Ca(HCO3)2(aq)    CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Jika ke dalam suatu sistem kesetimbangan mendapatkan gangguan dari luar sistem (eksternal), maka campuran mjd tidak setimbang. Dan sistem akan menanggulangi gangguan tersebut dengan cara menggeser reaksi ke kanan atau ke kiri sampai kesetimbangan tercapai.

Arah reaksi dapat ditentukan dengan memeriksa nilai Qc (kuosien reaksi).

Qc adl nisbah konsentrasi yang bentuknya = rumus Kc (sebelum tercapainya kesetimbangan)

Qc < Kc , rx. Ke kanan sampai Qc = KcQc > Kc , rx. Ke kiri sampai Qc = KcQc = Kc , campuran setimbang

Peramalan Arah

PERGESERAN KESETIMBANGANASAS LE CHATELIER“ BILA PADA SUATU KESETIMBANGAN DILAKUKAN TINDAKAN (aksi), MAKA SISTEM ITU AKAN MENGADAKAN REAKSI YANG CENDERUNG MENGURANGI PENGARUH AKSI TERSEBUT”

REAKSI = - AKSI

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERGESERAN KESETIMBANGAN:KonsentrasiTemperaturTekanan dan VolumeKatalis

1. Konsentrasi•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

N0 AKSI REAKSI CARA SISTEM BEREAKSI

1 Menambah konsentrasi pereaksi

Mengurangi konsentrasi pereaksi

Bergeser ke kanan

2 Mengurangi konsentrasi pereaksi

Menambah konsentrasi pereaksi

Bergeser ke kiri

3 Memperbesar konsentrasi produk

Mengurangi konsentrasi produk

Bergeser ke kiri

4 Mengurangi konsentrasi produk

Menambah konsentrasi produk

Bergeser ke kanan

5 Mengurangi konsentrasi total

Memperbesar konsentrasi total

Bergeser ke arah yang jumlah molekulnya besar

Sesuai Asas Le Chatelier, jika suhu sistem dinaikkan maka sistem akan menurunkan suhu, kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (ke reaksi endoterm)

Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi yang membutuhkan panas (eksotem)

Contoh:N2 (g) + 3H2 (g) 2 NH3 (g) ΔH = -92,2 kJH2) (g) ½ H2 (g) + O2 (g) ΔH = +242 kJ Ke arah mana kesetimbangan bergeser jika suhu

dinaikkan?

2. Temperature

3. Tekanan• Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume konsentrasi membesar.

Sesuai asas le chatelier, maka sistem akan mengurangi tekanan.

Ingat bahwa tekanan gas begantung pada jumlah molekul gas, sehingga untuk mengurangi tekanan maka reaksi akan bergeser ke jumlah koefisien yang lebih kecil.

P >> V << ke arah yang koefisien rx. Kecil

P << V >> ke arah yang koefisien rx. Besar

Contoh: 2 HI (g) H2 (g) + I2 (g), P>>?

Katalisator adalah zat yang mempercepat tercapainya kesetimbangan, tetapi tidak mengubah komposisi kesetimbangan, karena katalisator mempercepat reaksi ke kanan jg ke kiri.

4. Katalisator

5. Pengaruh Komponen s dan l

Komponen padat (s) dan cairan murni (l) tidak mempengaruhi kesetimbangan, tapi dalam sistem larutan (pelarut air), penambahan air daalam julah yang besar akan menaikkan volume, sehingga kesetimbangan akan bergeser ke ruas yang jumlah koefisiennya besar.

Ex: BiCl3(aq) + H2O(l) BiOCl (s) + 2 HCl (aq)

I2 (g) + H2 (g) 2 HI (g)

Tentukan Nilai Kesetimbangan

No I2 H2 2 HI

1 2,84 2,28 17,15

2 1,63 0,97 8,49

3 4,06 1,72 17,79

4 2,60 2,60 17,62

5 1,01 1,01 6,83

PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)Harga Kc pada 191 oC = 3,26 x 10^-2 MR = 0,08205 L.atm/mol KBerapa Kp?

Kp