MATERIMATERI

ANIMASIANIMASI

VIDEOVIDEO

SELESAISELESAI

MATERI BAHAN AJAR

A. Pengertian dan Prinsip Kesetimbangan Kimia

B. Tetapan dan Perhitungan Kesetimbangan Kimia

C. Arah Reaksi dan Pergeseran Kesetimbangan Kimia

D. Penerapan Kesetimbangan Kimia

REAKSI KESETIMBANGAN

REAKSI KESETIMBANGAN• Reaksi kesetimbangan: reaksi reversible di

mana zat-zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali membentuk zat-zat pereaksi.

• Kesetimbangan kimia: Reaksi kimia yang berlangsung dua arah, yaitu hasil reaksi dapat berubah kembali menjadi pereaksinya hingga konsentrasi reaktan dan produk konstan.

• Reaksi kimia ada yang bersifat satu arah (irreversible) dan ada yang berlangsung dua arah (reversible).

Kesetimbangan Kimia Reaksi ini akan berlangsung bolak balik terus

menerus tidak pernah berhenti, inilah yang disebut sebagai Reaksi Kesetimbangan Dinamis

• 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)

• Digambarkan :

mA + nB pC + qD

Kesetimbangan Kimia

• Reaksi dikatakan setimbang jika kecepatan kearah produk dan reaktan sama.

• Asas Le Chatelier – Jika dalam suatu sistem

kesetimbang diberi suatu aksi, maka sistem akan memberikan reaksi sedemikian pengaruh aksi menjadi sekecil mungkin.

AIR AIR

SISTEM KESETIMBANGAN

ASAS LE CHATELIER

AIR

A B

AIR AIR

SISTEM KESETIMBANGAN

ASAS LE CHATELIER

AIR

A B

Animasi Reaksi Kesetimbangan

NEXT

Jenis Reaksi Kesetimbangan

Kesetimbangan Homogen : Reaksi kesetimbangan dimana zat-zat yang terlibat dalam reaksi memiliki fase yang sama.

Kesetimbangan Heterogen: Reaksi Kesetimbangan dimana zat-zat yang terlibat dalam reaksi memiliki fase yang berbeda.

TETAPAN DAN PERHITUNGAN

KESETIMBANGAN KIMIA

Tetapan Kesetimbangan

Kesetimbangan kimia dapat dinyatakan dengan tetapan kesetimbangan.

Tetapan kesetimbangan: perbandingan antara konsentrasi pereaksi dengan hasil reaksi.

Tetapan kesetimbangan untuk setiap reaksi berbeda-beda dan diperoleh melalui percobaan.

Hubungan konsentrasi zat pada keadaan setimbang : mA + nB pC + qD maka K = [C]p [D]q

[A]m [B]n

Keterangan : K = tetapan kesetimbangan[A] = konsentrasi A pada kesetimbangan = mol / volume (lt)[B] = konsentrasi B pada kesetimbangan = mol / volume (lt)[C] = konsentrasi C pada kesetimbangan = mol / volume (lt)[D] = konsentrasi Dpada kesetimbangan = mol / volume (lt)

Harga K (kesetimbangan) menunjukkan banyaknya hasil reaksi (zat ruas kanan) yang dapat terbentuk pada suatu reaksi kesetimbangan.

Harga K besar artinya bahwa zat ruas kanan banyak terbentuk.

Harga K kecil artinya zat diruas kiri sedikit terurai.

Hukum Kesetimbangan Menurut Guldberg dan Waage

“Hasil kali konsentrasi setimbang zat-zat diruas kanan (hasil reaksi) dibagi hasil kali konsentrasi zat-zat diruas kiri (reaktan), masing-masing dipangkatkan koefisiennya reaksinya, mempunyai harga tetap pada suhu tetap.”

TETAPAN KESETIMBANGAN (Kc)

dan (Kp)

Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi:

Reaksi : pA + qB mC + nD

[C] m [D]n

Kc =

[A]p [B]q

(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

TETAPAN KESETIMBANGAN

DERAJAT DISOSIASI

Pada reaksi penguraian, banyaknya zat yang terurai dapat diketahui dari derajat penguraiannya (derajat disosiasi).

Derajat disosiasi ( α ) dapat dinyatakan dalam fraksi atau dalam persentase, dengan rumus:

mol terurai mol terurai

α = atau, α= X100%

mol mula-mula mol mula-mulaα

TETAPAN KESETIMBANGAN (Kp)

• Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial (Kp)

• Reaksi : pA + qB mC + nD

(PC)m (PD)n

Kp = (PA)p (PB)q

HUBUNGAN ANTARA Kc DAN Kp

Kp = Kc (RT) ∆n

Ket ; R = Tetapan gas ideal = 0,082 L.atm.mol-1 K-1

T = Suhu (K)

∆n = Selisih koefisien zat-zat hasil - koefisien zat-zat

pereaksi

CONTOH

Tuliskan rumus Kc dan Kp untuk reaksi berikut : N2 (g) + 3 H 2(g) → 2 NH3 (g)

Jawab :

A. Reaksi : N2 (g) + 3 H 2(g) 2 NH3 (g)

[NH3 ]2

Kc =

[N2 ] [H2 ]3

(PNH3)2

Kp = (PN2) (PH2)3

Dalam ruangan 5 liter berlangsung reaksi kesetimbangan 2 SO3 (g) 2SO2(g) + O2(g) Jika dari pemanasan 1 mol gas SO3 diperoleh 0,25 mol gas O2., tentukan tetapan kesetimbangannya.

Jawab:

2 SO3 (g) 2SO2(g) + O2(g)

mula2 : 1

terurai : 0.50

stbg : 0,50 0,50 0,25

[SO3 ] = 0,5/5 = 0,1 M; [SO2 ] = 0,50/5 = 0,1 M; [O2 ] = 0,25/5 = 0,05 M

[SO2 ]2 [O2 ] (0,1)2 (0,05)

Kc = = = 0,05

[SO3 ]2 (0,1)2

Jika natrium bikarbonat dipanaskan menurut reaksi :

2NaHCO3(s) Na2CO3(s)+ CO2(g)+ H2O(g) , ternyata tekanan total saat setimbang = 0,04 atm, hitung harga Kp

Jawab :

Reaksi setimbang : 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2 O(g) Yang berfasa gas adalah CO2 dan H2O Berdasarkan persamaan reaksi ; mol CO2 = mol H2O

mol zat PCO2 = PH2O = x Ptotal =1/2 x 0,04 atm = 0,02

mol total

Kp = PCO2 x PH2O

= 0,02 x 0,02= 0,0004

Untuk reaksi kesetimbangan : PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) , harga Kc pada suhu191o C = 3,26 x 10-2 , tentukan harga Kp pada

suhu tersebut.

Jawab

R = 0,082; T = (191 + 273) = 464 K ∆n = 2 – 1 = 1

Kp = Kc x (RT) ∆n

= 3,26 x 10-2 x (0,082 x 464)1

= 1,24

Faktor - Faktoryang Mempengaruhi Sistem

Kesetimbangan

1. Pengaruh suhu

2. Perubahan konsentrasi

3. Perubahan tekanan

4. Perubahan volume

Pengaruh Suhu

Jika suhu dinaikkan (menambah atau memberikan kalor) maka reaksi akan bergeser ke arah kiri yaitu arah reaksi yang endoterm (membutuhkan).

Jika suhu diturunkan(kalor dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah kanan yaitu arah reaksi yang eksoterm(mengeluarkan).

Misal : 2 NH3 N2 + 3 H2 ΔH = +92 Kj Jika suhu dinaikkan reaksi bergeser ke kanan (NH3

banyak terurai), jika suhu diturunkan akan bergeser ke kiri.

Contoh

CO(g) + 3H2(g) CH⇋ 4(g) + H2O(g) ∆H = - 206,2 kJ

SUHU DINAIKKAN

SUHU DITURUNKAN

Perubahan Konsentrasi

Reaksi : A + B CBila A ditambah artinya konsentrasinya

diperbesar, sehingga “jika diberi, dia akan memberi” maka terjadi pergeseran ke kanan sehingga C banyak.

Bila B diambil (dipisah) artinya memperkecil konsentrasi B sehingga “jika diambil , dia akan mengambil” maka reaksi bergeser ke kiri sehingga C berkurang.

• Jika salah satu zat konsentrasinya diperbesar (ditambah), maka reaksi bergeser dari arah zat tersebut.

• Jika salah satu zat konsentrasinya diperkecil (dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah zat tersebut.

Contoh

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH⇋ 3(g)

[N2] dan [H2] ditambah

[N2] dan [H2] dikurangi

Perubahan tekanan

Perubahan tekanan hanya berpengaruh untuk gas.Fase padat dan cair pengaruh tekanan diabaikan.Sesuai hukum Boyle maka :

Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terkecil.

Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terbesar.

Karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol ,maka cukup memperhatikan jumlah koefisien gas pada masing-masing ruas.

Contoh

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH⇋ 3(g)

TEKANAN DINAIKKAN

TEKANAN DITURUNKAN

PERUBAHAN VOLUME

N2(g) + 3 H2(g) 2 NH⇋ 3(g)

VOLUME DIPERBESAR

VOLUME DIPERKECIL

Pengaruh Katalisator

• Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi tapi tidak ikut bereaksi.

• Sesuai dengan fungsinya mempercepat reaksi maka akan mempercepar tercapainya proses kesetimbangan, dengan cara mempercepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.

• Fungsi katalisator pada awal reaksi (sebelum kesetimbangan tercapai).

• Jika kecepatan reaksi maju = kecepatan reaksi balik maka katalis berhenti berfungsi.

Animasi Kesetimbangan Kimia

NEXT

Cara penyelesaian praktis soal kesetimbangan

mA + nB pC + qD

Mula mula : e f Terurai : g h Setimbang : i j k l Keterangan :

e = mol A mula-mula f= mol B mula-mula g = mol A yang terurai h= mol B yang terurai i= mol A pada kesetimbangan = e – g j= mol B pada kesetimbangan = f – h k = mol C pada kesetimbangan = (C yang terbentuk) l = mol D pada kesetimbangan = (D yang terbentuk)

• Karena C dan D yang dihasilkan berasal dari A dan B yang terurai, maka harga g, h, k, l harus sesuai dengan perbandingan koefisien.

• g : h : k : l = m : n : p : q ini dinamakan hubungan tanda panah bengkok yang disebut angka jalur koefisien.

• Urutan penyelesaian soal : Masukkan mol yang tercantum di soal dalam tabel. Lengkapi angka jalur keofisien, berdasarkan perbandingan

koefisien. Lengkapi mol pada kesetimbangan (baris paling bawah tabel) Mol pada kesetimbangan masing-masing dibagi dengan volume

untuk memperoleh konsentrasi masing-masing zat (mol/lt) Gunakan rumus tetapan kesetimbangan (K).

Contoh soal :

1. 0,1 mol HI dimasukkan dalam tabung 1 lt dan terurai sesuai reaksi : 2HI H2 + I2. Jika I2 yang terbentuk adalah 0,02 mol, berapa harga K?

2. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi : A + 2B AB2 adalah 0,25. Berapa jumlah mol A yang harus dicampurkan

pada 4 mol B dalam volume 5 lt agar menghasilkan 1 mol AB2.

Jawaban no 1.

Jawaban no.2

• Misal mol A mula-mula = x mol

• A + 2B AB2Mula-mula : x 4Terurai : 1 2Setimbang : x-1 4-2 = 2 1

[AB2] = mol / lt = 1 / 5 lt = 1/5[A] = mol / lt = x-1 / 5 lt = (x-1)/5[2B] = mol / lt = 2 / 5 lt = 2/5K = [AB2] ¼ = 1/5 x = 26 [A] [B]2 (x-1)/5 (2/5)2

Aplikasi Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari-hari

• Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang merupakan proses kesetimbangan.

Contohnya :Perubahan wujud cairReaksi kesetimbangan dalam tubuhReaksi kesetimbangan dalam mulut

KESIMPULAN

• Ada empat faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia

– Perubahan suhu

– Perubahan konsentrasi

– Perubahan tekanan

– Perubahan volume

REFERENSI

1. Sudarmo, Unggul.2006.Kimia XI IPA.Surakarta:Phibeta

2. Karyadi, Benny.1997.Kimia 2. Jakarta: Balai Pustaka

3. Budi, Sentot. 2008. KIMIA Berbasis EKSPERIMEN 1. Solo : Tiga Serangkai