KIMIA DASARNAMA KELOMPOKALFRIDA KUMALA EFI RATNA SARI NARULITA ERRIGA P PAULUS T

MATERIKESETIMBANGAN KIMIAKIMIA GASTEKANAN DAN SUHU GASHUKUM GAS IDEAL DAN KINETIKA GAS

KESETIMBANGAN KIMIA

PENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIAReaksi 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 kesetimbangan : kecepatan reaksi ke kanan = kecepatan reaksi kekiri reversibelJumlah molekul/ion yang terurai = jumlah molekul/ion yang terbentuk dalam satu satuan waktu

Contoh Uap mengembun dengan laju yang sama dengan air menguap Pelarutan padatan, padatan yang terlarut sama dengan padatan yang mengendap saat konsentrasi larutan jenuh (tidak ada perubahan konsentrasi)

TETAPAN KESETIMBANGAN N2O4(g) 2NO2(g)Nisbah yang nilainya relatif konstan disebut tetapan kesetimbangan (K).

[ ] awal[ ] kesetimbanganNisbah [ ] saat kesetimbangan[NO2][N2O4][NO2][N2O4][NO2]/[N2O4][NO2]2/[N2O4]0,0000,6700,05470,6430,08514,65 10-30,0500,4460,04570,4480,10204,66 10-30,0300,5000,04750,4910,09674,60 10-3

TETAPAN KESETIMBANGAN

Hukum Guldberg dan Wange:Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisa dimana masing-masing konsentrasi itu dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap.

Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi:Reaksi : pA + qB mC + nD

[C] m [D]n [A]p [B]q (Harga Kc dipengaruhi oleh suhu)

Untuk kesetimbangan homogen berlaku untuk semua spesi bereaksi yang berada pada fase yang sama ( satu fase) kesetimbangan heterogen, hanya zat yang berfase gas (g) dan larutan (aq).TETAPAN KESETIMBANGAN Kc =

BEBERAPA HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN1. Jika zat-zat terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat dan gas yang dimasukkan dalam, persamaan kesetimbangan hanya zat-zat yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi zat padat adalah tetap dan nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu.

Contoh: C(s) + CO2(g) 2CO(g) Kc = (CO)2 / (CO2)2.Jika kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja.

Contoh: Zn(s) + Cu2+(aq) Zn2+(aq) + Cu(s) Kc = (Zn2+) / (Cu2+)3.Untuk kesetimbangan antara zat-zat dalam larutan jika pelarutnya tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka konsentrasi dari pelarut itu tidak dimasukkan dalam perhitungan Kc.Contoh: CH3COO-(aq) + H2O(l) CH3COOH(aq) + OH-(aq) Kc = (CH3COOH) x (OH-) / (CH3COO-)

Contoh Kesetimbangan

homogenHeterogen

MACAM KESETIMBANGAN KIMIA

1. Kesetimbangan dalam sistem homogena. Kesetimbangan dalam sistem gas-gas Contoh: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)b.Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan Contoh: 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 larutan Contoh: BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42- (aq)c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas Contoh: Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

Reaksi : pA + qB mC + n

(PC)m (PD)n Kp = (PA)p (PB)q

Untuk kesetimbangan yang melibatkan gas, tekanan parsial dapat digunakan untuk menggantikan konsentrasiTetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial (Kp)

Ket ;R = tetapan gas = 0,082 L.atm.mol-1 K-1 T = suhu (K)n = jumlah koefisien zat-zat hasil - reaksikoefisien zat-zat pereaksi

HUBUNGAN ANTARA Kc DAN KpKp = Kc (RT) n

Menurut hukum gas ideal:pV = nRTp = (n/V)RT = [ ] RTUntuk reaksi fase gas: a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)danKarena itu,ng = koef gas produk koef gas reaktan Hubungan KP dengan KCTETAPAN KESETIMBANGAN

(1) 4 NH3(g) + 7 O2(g) 4 NO2(g) + 6 H2O(g)(2) CH3OH(l) + CH3COOH(l) CH3COOCH3(l) + H2O(l)(3) CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)(4) BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) BaSO4(s) + NaCl(aq)Tidak ada KP untuk reaksi (2) dan (4), karena tidak ada zat yang berfase gas.CONTOH

1. Pada suhu tertentu, untuk reaksi N2O4(g) 2NO2(g) pada saat kesetimbangan terdapat 0,1 mol N2O4 dan 0,06 mol NO2 dalam volume 2 L. Hitunglah nilai Kc?Jawab

2. Pada suhu yang sama, ke dalam wadah bervolume 2 L dimasukkan 0,8 mol N2O4. Hitunglah konsentrasi zat-zat dalam reaksi pada kesetimbangan yang baruJawabx2 + 0,009x 0,0072 = 0 x = 0,0809 molJadi, pada saat kesetimbangan tercapai[NO2] = 2x mol/2L = 0.0809 M[N2O4] = (0,8 x) mol/2 L = 0,7191 mol/2 L = 0,3595 M

N2O4(g)2 NO2(g)Mula-mula0,8 molReaksix+2xSetimbang0,8 x 2x

MACAM KESETIMBANGAN KIMIA(a) Kesetimbangan fisika : melibatkan 1 zat dalam 2 fase yang berbedaH2O(l) H2O(g)(b) Kesetimbangan kimia : melibatkan zat yang berbeda sebagai reaktan dan produkContoh:Contoh:N2O4(g) (tak berwarna) 2NO2(g) (cokelat gelap)

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIABila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut.Reaksi = -Aksi

FAKTOR-FAKTOR YANG DAPAT MENGGESER LETAK KESETIMBANGAN ADALAH :

1. Perubahan Konsentrasi Salah Satu ZatApabila dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu zat diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut.

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) Bila pada sistem kesetimbangan ini ditambahkan gas SO2 maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. - Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O2, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

Contoh:

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Koefisien reaksi di kanan = 2 Koefisien reaksi di kiri = 42. Perubahan Volume Atau TekananJika dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan berupa pergeseran kesetimbangan.

Jika tekanan diperbesar = volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien Reaksi Kecil.Jika tekanan diperkecil = volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien reaksi besar.Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka perubahan tekanan/volume tidak menggeser letak kesetimbangan.

-Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperbesar (= volume diperkecil), maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.-Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperkecil (= volume diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

3. PERUBAHAN SUHU Menurut Van't Hoff: Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm). Contoh:

-Bila pada sistem kesetimbangan suhu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).

2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ; H = -216 kJ

Pendugaan Arah ReaksiPada setiap saat selama berlangsungnya reaksi dapat dirumuskan nisbah konsentrasi-konsentrasi yang bentuknya sama dengan rumus tetapan kesetimbangan. Nisbah ini disebut kuosien reaksiApabila nilai yang disubstitusikan ke dalam kuosien reaksi Q merupakan konsentrasi-konsentrasi dalam keadaan setimbang, maka Q akan sama dengan K.

Rumus Q = K, tetapi nilainya belum tentu sama:Q = K reaksi dalam keadaan setimbangQ < K produk < reaktan; reaksi bergeser ke kanan (ke arah produk)Q > K produk > reaktan; reaksi bergeser ke kiri (ke arah reaktan)Arah reaksi dapat diduga dengan menghitung kuosien hasil reaksi (Q).Pendugaan Arah Reaksi

Contoh ReaksiKita tentukan Kc = 54 pada 425,4oCJika kita mempunyai campuran sbg berikut, perkirakan arah dari reaksiPada awal reaksi

Karena Q < Kc, maka sistem tidak dalam kesetimbangan dan reaksi akan berlangsung ke arah kananContoh Quotion Reaksi

Tekanan dan Suhu Gas

Kinetika GasTeori kinetika gas merupakan cabang ilmu fisika yang menjelaskan sifat-sifat gas dengan menggunakan hukum hukum newton tentang gerak (mekanika) partikel atau molekul yang bergerak secara acak dan terus menerus. Dalam gas misalnya, tekanan gas adalah berkaitan dengan tumbukan yang tak henti-hentinya dari molekul-molekul gas terhadap dinding-dinding wadahnya.Gas yang kita pelajari adalah gas ideal, yaitu gas yang secara tepat memenuhi hukum-hukum gas. Dalam keadaan nyata, tidak ada gas yang termasuk gas ideal, tetapi gas-gas nyata pada tekanan rendah dan suhunya tidak dekat dengan titik cair gas, cukup akurat memenuhi hukum-hukum gas ideal.

Pengertian Gas Ideal Gas adalah zat yang secara normal berada pada keadaan gas pada suhu dan tekanan biasa. Gas dapat dipandang secara miksroskopik dan secara makroskopik. Contoh beberapa besaran makroskopik misalnya volume, tekanan, suhu dan suhu, yang semuanya dapat diukur secara langsung di laboratorium sedangkan besaran mikroskopik tidak dapat diukur secara langsung di laboratorium.

Warna gasSebagian besar tak berwarna (colorless)Kecuali:Fluorine (F2), Chlorine (Cl2) keduanya kuning kehijau-hijauan (green-yellow)Bromine (Br2) coklat kemerahan (red-brown)Iodine (I2) ungu (violet)Nitrogen dioxide (NO2), dinitrogen dioxide (N2O3) keduanya coklat (brown)*

Pergerakan dan perubahan volume gasGas lambat mengalirGerakannya menyebar ke semua arahMampu menembus pori-poriPemanasan menyebabkan ekspansi gas sehingga volumenya membesarPendinginan menyusutkan volume gas

*

Sifat Sifat Fisis yang Khas Dari Semua Gas:Gas mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya.Gas merupakan Wujud materi yang paling mudah dimampatkan.Gas gas akan segera bercampur secara merata dan sempurna jika ditempatkan pada wadah yang samaGas memiliki kerapatan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan cairan dan padatan

Model Gas Ideal

SIFAT GAS IDEAL

Persamaan Keadaan Gas IdealP = Tekanan gas [N.m-2]V = Volume gas [m3]n = Jumlah mol gas [mol]N = Jumlah partikel gasNA = Bilangan Avogadro = 6,02 X 1023 R = Konstanta umum gas = 8,314 J.mol-1 K-1kB = Konstanta Boltzmann = 1,38 x 10-23 J.K-1T = Temperatur mutlak gas [K]

N = Jumlah molk = Tetapan Boltzman 1,3807.10-23 J/K

M = massa molekul = massa jenis

CONTOH SOALSebuah tabung bervolume 590 liter berisi gas oksigen pada suhu 20C dan tekanan 5 atm. Tentukan massa oksigen dalam tangki ! (Mr oksigen = 32 kg/kmol)Penyelesaian :Diketahui :V = 5,9 . 10-1 m3P = 5 . 1,01 . 105 PaT = 20C = 293 K Ditanyakan :m = .?Jawaban :PV = nRT dan n = M / Mr sehingga :PV = mRT / Mrm = PVMr / RT = 5. 1,01 . 105 .0,59 . 32 / 8,314 . 293 = 3,913 kg

Hukum-Hukum Pada Gas Ideal

Hukum BoyleHukum Boyle yang dapat dinyatakan berikut ini. Apabila suhu gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding terbalik dengan volumenya. Secara sistematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan:

P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3)P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3)Proses pada suhu konstan disebut proses isotermis.

Hukum CharlesHukum Charles yang dapat dinyatakan berikut ini. Apabila tekanan gas yang berada dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Secara matematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan:

V1 = volume gas pada keadaan 1 (m3)T1 = suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)V2 = volume gas pada keadaan 2 (m3)T2 = suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

Proses yang terjadi pada tekanan tetap disebut proses isobaris.

Hukum Gay LussacApabila volume gas yang berada pada ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.

P1 = tekanan gas pada keadaan 1 (N/m2)T1 = suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)P2 = tekanan gas pada keadaan 2 (N/m2)T2 = suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)

Proses yang terjadi pada volume konstan disebut proses isokhorik.

Contoh Soal

1.Udara dalam ban mobil pada suhu 15C mempunyai tekanan 305 kPa. Setelah berjalan pada kecepatan tinggi, ban menjadi panas dan tekanannya menjadi 360 kPa. Berapakah temperatur udara dalam ban jika tekanan udara luar 101 kPa?Penyelesaian :Diketahui :T1 = 288 KP1 = 305 + 101 = 406 kPaP2 = 360 +101 = 461 kPaDitanyakan : T2 = .?Jawaban :P1 / T1 = P2 / T2406 / 288 = 461 / T2T2 = 327 K = 54C

Hukum Boyle-Gay Lussac

Hukum Boyle-Gay Lussac merupakan gabungan dari persamaan (8.1), (8.2), dan (8.3), sehingga dapat dituliskan:

Contoh Soal

Tangki berisi gas ideal 6 liter dengan tekanan 1,5 atm pada suhu 400 K. Tekanan gas dalam tangki dinaikkan pada suhu tetap hingga mencapai 4,5 atm. Tentukan volume gas pada tekanan tersebut !Penyelesaian : Diketahui : V1 = 6 liter P1 = 1,5 atm T1 = 400 K P2 = 4,5 atm T2 = 400 KDitanyakan : V2 = .?

Jawaban :P1V1 = P2V2V2 = P1V1 / P2 = 1,5 . 6 / 4,5 = 2 liter

Tekanan GasTekanan merupakan salah satu sifat gas yang segera dapat diukur. Tekanan (pressure) didefinisikan sebagai gaya yang diberikan tiap satuan luas:Pada pembahasan sifat-sifat gas ideal dinyatakan bahwa gas terdiri dari partikel-partike gas. Partikel-partikel gas senantiasa bergerak hingga menumbuk dinding tempat gas. Dan tumbukan partikel gas dengan dinding tempat gas akan menghasilkan tekanan.P = Nmv2/3vdengan :P = tekanan gas (N/m2)v = kecepatan partikel gas (m/s)m = massa tiap partikel gas (kg)N = jumlah partikel gasV = volume gas (m3)

Temperatur Gas Ideal merupakan suatu ukuran yang berhubungan denganm rata- rata energi kinetik atom atomnya ketika mereka saling bergerak.Dari persamaandan persamaan gas ideal

dapat diperoleh hubungan atau

sehingga

Temperatur Gas Ideal

Standar Temperature and Pressure (STP)Hukum-hukum tentang gas dikoreksi pada kondisi T dan P standard yakni:Temperature (T) = 0 0C atau 273,15 KPressure (P) = 760 torr atau 1 atm

*

Energi Dalam Gas

Gas terdiri atas partikel-partikel gas, setiap partikel memiliki energi kinetik. Kumpulan dari energi kinetik dari partikel-partikel gas merupakan energi dalam gas. :Besar energi dalam gas dirumuskan U = N EkU = energy dalam gas (J)N = jumlah partikel

Energi kinetik yang dimiliki oleh partikel gas ada tiga bentuk, yaitu energi kinetik translasi, energi kinetik rotasi, dan energi kinetik vibrasi. Gas yang memiliki f derajat kebebasan energi kinetik tiap partikelnya, rumusnya adalah

Ek = f/2 kT

Untuk gas monoatomik (misalnya gas He, Ar, dan Ne), hanya memiliki energi kinetik translasi, yaitu pada arah sumbu X, Y, dan Z yang besarnya sama. Energi kinetik gas monoatomik memiliki 3 derajat kebebasan dan dirumuskan :

Ek = 3/2 kT

b)Dan untuk gas diatomik (missal O2, H2), selain bergerak translasi, juga bergerak rotasi dan vibrasi. Gerak translasi mempunyai 3 derajat kebebasan. Gerak rotasi mempunyai 2 derajat kebebasan. Gerak vibrasi mempunyai 2 derajat kebebasan. Jadi, untuk gas diatomik, energi kinetik tiap partikelnya berbeda-beda.1.Untuk gas diatomik suhu rendah, memiliki gerak translasi. Energi kinetiknya adalah :Ek = 3/2 kT

2.Untuk gas diatomik suhu sedang, memiliki gerak translasi dan rotasi. Energi kinetiknya adalah :Ek = 5/2 kT3.Sedangkan untuk gas diatomik suhu tinggi, memiliki gerak translasi, gerak rotasi, dan gerak vibrasi. Energi kinetiknya adalah :Ek = 7/2 kT

CONTOH SOAL

1.Satu mol gas ideal monoatomik bersuhu 527C berada di dalam ruang tertutup. Tentukan energi dalam gas tersebut !(k = 1,38 . 10-23 J/K)Penyelesaian :Diketahui :n = 1 molT = (527+273) K = 800 KDitanyakan :U = .?

Jawaban :U = N EkU = n NA 3/2 kT = 1 . 6,02 . 10 23. 3/2 .1,38 . 10 -23.800 = 1 . 104 joule

Hubungan antara Tekanan, suhu, dan Energi Kinetik Gas.

Secara kualitatif dapat diambil suatu pemikiran berikut. Jika suhu gas berubah, maka kecepatan partikel gas berubah. Jika kecepatan partikel gas berubah, maka energi kinetik tiap partikel gas dan tekanan gas juga berubah. Hubungan ketiga faktor tersebut secara kuantitatif membentuk persamaan

Daftar Pustaka

Chang R. 2005. Kimia dasar konsep-konsep inti edisi ketiga jilid 1. Jakarta: Erlangga.Chang R. 2005. Kimia dasar konsep-konsep inti edisi ketiga jilid 2. Jakarta: Erlangga.Purba, michael.2007.Kimia XII A.Jakarta:ErlanggaS,Syukri.1991.Kimia Dasar 2.Bandung.ITBSudarmo, Unggul.2006.Kimia XI IPA. Surakarta:PhibetaYennymartha.wordpress.com/kimia/kesetimbangan-kimia/Rostika dewi.ppt reaksi kesetimbangan kimia.Semarang.Lailamaghfir.blogspot.com/2013/07/teori-kinetik-gas.htmlhttp://sunyonomas.files.wordpress.com/.../teori-kinetika-gas_sunyono.pdfff12klsc.weebly.com/oploads/1/3/6/5/..../Kesetimbangan_kimia_12.ppt

terimakasih

**************