Kesetimbangan Kimia

Keadaan SetimbangKonstanta KesetimbanganPergeseran Kesetimbangan

Keadaan Setimbang

• Suatu reaksi kimia dapat merupakan suatu reaksi satu arah

• Beberapa reaksi kimia juga merupakan suatu reaksi yang sifatnya reversibel, atau dapat balik

• Pada reaksi kimiawi yang reversibel, produk yang telah terbentuk dapat kembali terurai menjadi reaktan

Contoh Kesetimbangan Contoh Kesetimbangan

Pink menjadi biru:Co(H2O)6Cl2 ---> Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O

Biru menjadi pink: Co(H2O)4Cl2 + 2 H2O ---> Co(H2O)6Cl2

Contoh kesetimbanganPerubahan fase:

H2O(s) H2O(liq)

N2O4 (g) 2NO2 (g)

Start with NO2 Start with N2O4 Start with NO2 & N2O4

equilibrium

equilibrium

equilibrium

14.1

Keadaan Setimbang

• Suatu sistem reaksi kimia dinyatakan berada dalam keadaan kesetimbangan jika:• Laju reaksi pembentukan produk sama dengan laju

terurainya produk tersebut kembali menjadi reaktan• Konsentrasi baik dari reaktan maupun produk tidak

lagi berubah secara signifikan

Konstanta Kesetimbangan

• Komposisi dari reaktan maupun produk pada saat kesetimbangan tercapai (pada suatu T tertentu) dinyatakan dalam konstanta kesetimbangan yang dinotasikan sebagai Keq

• Harga K merupakan suatu nilai yang sangat dipengaruhi oleh temperatur

• Untuk reaksi: a A + b B c C + d D

ba

dc

c ]B[]A[

]D[]C[K

• Koefisien dari masing-masing komponen untuk persamaan reaksi setara menjadi pangkat dari persamaan di atas.

• Yang dicantumkan dalam persamaan untuk konstantan kesetimbangan reaksi adalah konsentrasi dari reaktan dan atau produk

• Yang dicantumkan adalah konsentrasi dari komponen yang berada dalam fase terlarut (aqueous) dan yang berada dalam fase gas.

ba

dc

c ]B[]A[

]D[]C[K

• Jika masing-masing koefisien dari suatu persamaan reaksi dikalikan dengan n, maka harga Keq untuk persamaan reaksi yang baru tersebut adalah Keq dipangkatkan n.

1) S(s) + 3/2 O2(g) SO3(g)

2) 2 S(s) + 3 O2(g) 2 SO3(g)

Konstanta Kesetimbangan

• Harga/nilai Keq dari reaksi (1) dan (2) yang saling berkebalikan nilainya juga akan saling berkebalikan

1) S(s) + O2(g) SO2(g)

2) SO2(g) S(s) + O2(g)

𝐾 1=[𝑆𝑂2 ][𝑂 2]

𝐾 2=[𝑂2 ]

[𝑆𝑂 2]

𝐾 1=[𝑆𝑂3 ]

[𝑂2 ]32

• Untuk suatu persamaan yang merupakan hasil penggabungan dari dua (or even more!) persamaan reaksi, nilai Keq diperoleh dari persamaan reaksi total, sehingga Keq = K1×K2×…×Kn

Persamaan reaksi (1): S(s) + O2(g) SO2(g)

Persamaan reaksi (2): SO2(g) + 1/2 O2 (g) SO3(g)

Persamaan reaksi total: S(s) + 3/2 O2(g) SO3(g)𝐾 1=

[𝑆𝑂 2][𝑂2]

𝐾 2=[𝑆𝑂 3]

[𝑂2 ]❑12

𝐾𝑒𝑞=[𝑆𝑂3 ]

[𝑂 2]❑32

=( [𝑆𝑂 2][𝑂2] )×( [𝑆𝑂 3]

[𝑂2 ]❑12 )=𝐾 1×𝐾 2

Konstanta Kesetimbangan Kc dan Kp

• Pada reaksi dimana semua komponen berada dalam fase gas, maka harga kesetimbangan dinyatakan dalam notasi Kp.

• Secara umum, untuk reaksi aA(g) + bB(g) cC(g), maka harga Kp

• Dalam banyak kasus, untuk reaksi umum: aA + bB cC + dD, harga • , dimana ∆n adalah selisih dari jumlah koefisien dari produk

yang berada dalam fase gas dikurangi jumlah koefisien dari reaktan yang berada dalam fase gas

• Nilai dari K merupakan indikasi tentang perbandingan komposisi antara reaktan dan produk yang ada dalam sistem reaksi setelah kesetimbangan tercapai

• Berdasarkan hukum aksi massa, maka harga Kc akan selalu tetap selama temperatur dipertahankan tetap

Pergeseran Kesetimbangan

• Sesuai dengan Prinsip Le Chatelier, suatu gangguan atau perubahan terhadap sistem yang telah berada dalam kesetimbangan akan menyebabkan sistem mentgalami pergeseran untuk mencapai kembali keadaaan setimbang

• Kc selama temperatur dipertahankan konstan nilainya akan tetap

• Pergeseran kesetimbangan menyebabkan perubahan konsentrasi dari komponen-komponen yang ada dalam reaksi

Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan

Perubahan Pergeseran Kesetimbangan

Perubahan Keq

Konsentrasi √ X

Tekanan √ X

Volume √ X

Temperatur √ √

Katalis √ X

Perubahan konsentrasi dari salah satu komponen dalam reaksi akan mendorong terjadinya perubahan konsentrasi dari komponen lain yang ada dalam reaksi, sehingga sistem kembali berada dalam keadaan setimbang

N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

PenambahanNH3

Kesetimbangan bergeser ke arah

kiri

•Perubahan Temperatur

14.5

colder hotter

• Perubahan temperatur tidak hanya akan menggeser kesetimbangan, akan tetapi juga merubah harga Kc

• Kenaikan temperatur menggeser reaksi ke arah reaksi endotermis, et vice versa

• Perubahan harga Kc (menjadi lebih besar atau lebih kecil) ditentukan oleh apakah reaksi tersebut merupakan reaksi yang bersifat eksotermis atau endotermis

Perubahan Tekanan dan Volume

• Perubahan tekanan akan berpengaruh pada volume• Bertambahnya tekanan akan menggeser kesetimbangan ke

arah reaksi yang menempati lebih sedikit ruang, et vice versa• Semakin sedikit jumlah molekul, maka semakin sedikit pula

ruang yang ditempati oleh sistem reaksi tersebut• Pertambahan volume ruang yang ditempati sistem juga dapat

menggeser kesetimbangan

Perubahan Arah Pergeseran Kesetimbangan

Pertambahan tekanan Sisi reaksi dengan jumlah molekul gas yang lebih sedikit

Pengurangan tekanan Sisi reaksi dengan jumlah molekul yang lebih banyak

Pertambahan volume Sisi reaksi dengan jumlah molekul yang lebih banyak

Pengurangan volume Sisi reaksi dengan jumlah molekul gas yang lebih sedikit

Penggunaan Katalis

• Keberadaan katalis dalam suatu sistem tidak menggeser kesetimbangan maupun mengubah harga konstanta kesetimbangan

• Keberadaan katalis hanya mempercepat sistem untuk mencapai kondisi setimbang