BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pada dasarnya, istilah kesetimbangan berhubungan dengan apa yang kita sebut ”keseimbangan kimia” akan tetapi, keseimbangan ini merupakan keseimbangan Mekanik. Dalam keseimbangan mekanik, jika resultan gaya ( net force) pada suatu benda sama dengan nol, sehingga sebuah benda dikatakan kesetimbangan mekanik jika benda tersebut tidak sedang mengalami perubahan dalam gerakannya (percepatannya sama dengan nol). Apakah kesetimbangan kimia itu? Simaklah penjelasan berikut ini!. Ketika suatu reaksi kimia berlangsung dalam sebuah bejana yang mencegah masuk atau keluarnya zat-zat yang terlibat dalam reaksi tersebut. Maka besaran-besaran (kuantitas-kuantitas) dari komponen-komponen reaksi tersebut berubah ketika beberapa komponen tersebut digunakan dan komponen lainnya terbentuk. Akhirnya, ini akan berakhir, setelah komposisinya tetap selam sistem ter sebut tidak terganggu, sehingga sistem tersebut kemudian di katakan berada dalam keadan kesetimbangan atau lebih sederhana ”berada dalam kesetimbangan” dengan kata lain, sebuah reaksi kimia berada dalam kesetimbanagan 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada dasarnya, istilah kesetimbangan berhubungan dengan apa yang kita sebut
”keseimbangan kimia” akan tetapi, keseimbangan ini merupakan keseimbangan
Mekanik. Dalam keseimbangan mekanik, jika resultan gaya ( net force) pada suatu
benda sama dengan nol, sehingga sebuah benda dikatakan kesetimbangan mekanik jika
benda tersebut tidak sedang mengalami perubahan dalam gerakannya (percepatannya
sama dengan nol). Apakah kesetimbangan kimia itu? Simaklah penjelasan berikut ini!.
Ketika suatu reaksi kimia berlangsung dalam sebuah bejana yang mencegah masuk
atau keluarnya zat-zat yang terlibat dalam reaksi tersebut. Maka besaran-besaran
(kuantitas-kuantitas) dari komponen-komponen reaksi tersebut berubah ketika beberapa
komponen tersebut digunakan dan komponen lainnya terbentuk. Akhirnya, ini akan
berakhir, setelah komposisinya tetap selam sistem ter sebut tidak terganggu,
sehingga sistem tersebut kemudian di katakan berada dalam keadan kesetimbangan atau
lebih sederhana ”berada dalam kesetimbangan” dengan kata lain, sebuah reaksi kimia
berada dalam kesetimbanagan ketika tidak ada kecenderungan kuantitas-kuantitas zat-
zat peraksi dan zat hasil reaksi untuk berubah.
Jadi latar belakang penyusunan makalah ini adalah untuk mengetahui apakah yang
dimaksud dengan kesetimbangan kimia, apa saja karakteristik keadaan kesetimbangan,
Tetapan kesetimbangan, perhitungan tetapan kesetimbangan, dan bagaimana penerapan
kesetimbangan kimia dalam industri.
B. Tujuan
1. Sebagai syarat untuk memenuhi nilai tugas mandiri untuk anggota kelompok 1.
2. Untuk mengetahui apakah yang dimaksud dengan kesetimbangan kimia.
3. Untuk mengetahui karakteristik keadaan kesetimbangan.
1
4. Untuk mengetahui seperti apakah tetapan kesetimbangan kimia dan bagaimana
caranya menghitung kesetimbangan kimia.
5. Untuk mengetahui penerapan kesetimbangan kimia dalam industri.
C. Rumusan Masalah
1. Apakah yang dimaksud dengan Kesetimbangan Kimia ?
2. Bagaimanakah contoh-contoh kesetimbangan kimia dalam kehidupan sehari-
hari ?
3. Apa sajakah karakteristik keadaan kesetimbangan ?
4. Bagaimana tetapan kesetimbangan Kimia dan cara untuk menghitungnya ?
5. Bagaimanakah penerapan kesetimbangan kimia dalam industri ?
D. Manfaat
1. Dapat mengetahui apakah yang dimaksud dengan kesetimbangan kimia.
2. Dapat mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kesetimbangan
kimia.
3. Dapat mengetahui seperti apakah tetapan kesetimbangan kimia dan bagaimana
caranya menghitung kesetimbangan kimia.
4. Dapat mengetahui penerapan kesetimbangan kimia dalam indus
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. PENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIA
Kita telah mempelajari bahwa suatu zat dapat bereaksi dengan zat lain yang
kemudian menghasilkan zat baru. Reaksi tersebut umumnya disebut Reaksi kimia yang
berlangsung sampai habis. Misalnya, pita magnesium akan bereaksi dengan oksigen
membentuk magnesium oksida (MgO). Demikian pula sebutir pualam ( CaCO3) di
masukan ke dalam laruta asam klorida (HCI) berlebihan, semua pualam akan habis
bereaksi dengan asam klorida.
Reaksinya sebagai berikut:
2 Mg(s) + O2(s) → 2Mg (s)
CaCO3 + 2HCI(aq) → CaCI (aq) + H2O (l) + CO2 (g)
Ada beberapa reaksi yang dapat berlangsung dua arah, contohnya pada reaksi
pembuata gas Amonia
3H2 (g) + N2 (g) ⇋ 2 NH3 (g)
Reaksi ini disebut juga reaksi reversibel atau reaksi kesetimbangan. Pada reaksi
ini setiap NH3 terbentuk akan segera terurai lagi menjadi H2 dan N2. untuk membuat
produk yang di hasilkan melalui reaksi kesetimbangan di perlukan bebera faktor untuk
mengatur arah reaksi seperti: konsentrasi, suhu, tekanan, dan volume, reaksi
kesetimbangan dapat terjadi pada reaksi homogen dan reaksi heterogen.
1. Reaksi kesetimbangan homogen
Contoh : H2 (g) + I2 (g) ⇋ 2HI(g)
3
K= [ HI]2
[H2][I 2]
2. Reaksi heterogen
Contoh : C(s) + O2 (g) ⇋ CO2 (g)
K= [ CO2]
[O2 ]
B. REAKSI DAPAT BALIK
Reaksi dapat berlangsung bolak balik, zat semula (reaktan) direaksikan akan habis
dan terbentuk zat baru (produk). Zat baru yang terbentuk dapat dapat direaksikan dengan
zat lain menghasilkan zat semula. Reaksi ini disebut reaksi bolak-balik.
Hal ini juga bisa digambarkan dengan hal sebagai berikut, yaitu apabila dalam suatu
reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri maka,
reaksi dikatakan dalam keadaan setimbang. Secara umum reaksii kesetimbangan dapat
dinyatakan sebagai :
A + B → C + D
Mula-mula zat A dan zat B sebagai reaktan (tidak harus dalam jumlah yang sama)
dicampur dalam suatu tabung reaksi. Konsentrasi A dan B kemudian diukur pada selang
waktu tertentu. Bila hasil pengukuran itu digambarkan dalam sebuah grafik konsentrasi
sebagai fungsi dari waktu maka akan tampak gambar sebagai berikut:
4
Perubahan konsentrasi terhadap waktu
Penurunan konsentrasi A dan B mula-mula terjadi dengan cepat, makin lama semakin
lambat sampai pada akhirnya konstan. Sebaliknya yang terjadi pada produk zat C dan D.
Pada awal reaksi konsentrasinya = 0, kemudian bertambah dengan cepat tapi makin lama
semakin lambat sampai akhirnya menjadi konstan. Pada waktu t = t~ konsentrasi masing-
masing zat A, B, C, dan D menjadi konstan, yang berarti bahwa laju reaksi kekiri = laju
reaksi kekanan.
Karakteristik keadaan kesetimbangan
Ada empat aspek dasar keadaan kesetimbangan, yaitu :
1. Keadaan kesetimbangan tidak menunjukkan perubahan makroskopik yang nyata
2. Keadaan kesetimbangan dicapai melalui proses yang berlangsung spontan
3. Keadaan kesetimbangan menunjukkan keseimbangan dinamik antara proses maju
atau balik
4. Keadaan kesetimbangan adalah sama walaupun arah pendekatannya berbeda
5
C. KEADAAN KESETIMBANGAN
Keadaan Kesetimbangan
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
ADA DUA MACAM SISTEM KESETIMBANGAN, YAITU :
1. Kesetimbangan dalam sistem homogen
a. 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 heterogen
a. 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)
D. PERGESERAN KESETIMBANGAN
Azas Le Chatelier menyatakan: Bila pada sistem kesetimbangan diadakan aksi,
maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu
menjadi sekecil-kecilnya.
Perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru
akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan pergeseran kesetimbangan.
6
Bagi reaksi:
A + B → C + D
KEMUNGKINAN TERJADINYA PERGESERAN
1. Dari kiri ke kanan, berarti A bereaksi dengan B memhentuk C dan D, sehingga jumlah mol
A dan Bherkurang, sedangkan C dan D bertambah.
2. Dari kanan ke kiri, berarti C dan D bereaksi membentuk A dan B. sehingga jumlah mol C
dan Dherkurang, sedangkan A dan B bertambah.
FAKTOR-FAKTOR YANG DAPAT MENGGESER LETAK KESETIMBANGAN
ADALAH :
a. Perubahan konsentrasi salah satu zat
Apabila 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.
Contoh: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.
b. Perubahan volume atau tekanan
7
Jika 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.
Contoh:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
Koefisien reaksi di kanan = 2
Koefisien reaksi di kiri = 4
- 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.
8
c. Perubahan suhu
Menurut Van't Hoff:
- Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka
kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan
kalor (ke arah reaksi endoterm).
- Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka
kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan
kalor (ke arah reaksi eksoterm).
Contoh:
2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ; H = -216 kJ
- Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
- Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke
kanan
Faktor-faktor yang dapat menggeser letak kesetimbangan diantaranya adalah:
1. Perubahan konsentrasi salah satu zat
9
Pengaruh Konsentrasi dalam Pergeseran Kimia
Apabila 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. Contoh : 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.
2. Perubahan volume atau tekanan
Pengaruh Volume / Tekanan dalam Pegeseran kesetimbangan
Jika 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.
10
Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi sebelah kiri = jumlah
koefisien sebelah kanan, maka perubahan tekanan/volume tidak menggeser letak
kesetimbangan.
Contoh : N2(g)+3H2(g) ↔ 2NH3(g) Koefisien reaksi di kanan = 2 Koefisien reaksi di
kiri = 4
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
Pengaruh suhu dalam pergeseran kimia
Menurut Van’t Hoff:
Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan
bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).
Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi
akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm).
11
Contoh: 2NO(g) + O2(g) ↔ 2NO2(g) ; ¨H = -216 kJ
Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
Pengaruh Katalisator Terhadap Kesetimbangan
4. Pengaruh katalisator
Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya
kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan
Kc tetap), hal ini disebabkan katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri
sama besar
E. TETAPAN KESETIMBANGAN BERDASARKAN KONSENTRASI
Pada tahun 1886, dua orang para ahli kimia Nrwegia, yaitu Cato maxmilian
guldberg (1836-1902) dan Peter waage (1833-1900) mengajukan postulat berdasarkan
sejumlah pengamatan yang mereka lakukan terhadap reaksi kesetimbangan. Ponstulat ini
menyatakan bahwa ’jika hasil reaksi konsentrasi zat hasil reaksi yang di pangkatkan
koefisiennya di bandigkan dengan hasil kali konsentrasi zat pereaksi yang di pangkatkan
koefisiennya, maka akan di peroleh perbandingan yang tetap”. Untuk reaksi yang
dinyatakan dengan aA + bB ⇋ cC + dD, dengan A, B adalah pereaksi C, D
12
adalah reaksi ; dan a, b, c, d adalah koefisien reaksi, maka secara sistematis ponstulat
Guldberg dan Waage tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:
[C]c [D]d
C=
[A]a [B]b
Dengan : C = konstanta
Dalam kasus umum yang didalamnya konsentrasi dapat mempunyai nilai yamg berubak
ubah (termasuk nol), pernyataan diatas di sebut hasil bagi (quotient) kesetimbangan dan
nilainya di nyatakan dengan Q atau Qc. Jika istilah tersebut berhubungan dengan
konsentrasi keseimbangan, maka pernyataan ini di sewbut tetapan kesetimbangan dan
nilainya dinyatakan dengan K atau Kc.
Nilai konstan dari perbandingan hasil kali konsentrasi hasil reaksi yang di pangkatkan
koefisiennya dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang dipangkatkan koefisiennya
tersebut selalu tetap selama suhu sistem tidak berubah. Oleh karena itu, harga
perbandingan tersebut di namakan tetapan keseimbangan yang dinyatakan sebagai
berikut:
[C]c[D]d
Kc=
[A]a [B]b
Nilai Q dalam hubungan dengan Kc dapat digunakan untuk menunjukan arah suatu reaksi
berlangsung. Tiga buah kemungkinan dari arah reaksi tersebut adalah sebagai berikut.
13
1. Q
> 1
Kc
Hal ini berarti konsentrai hasil reaksi terlalu tinggi untuk kesetimbangan, sehingga
reaksinya berlangsung ke kiri.
2. Q
= 1
K
Hal ini berarti sistem berada dalam kesetimbangan, tidak ada perubahan.
3. Q
< 1
K
Hal ini berarti konsentrasi hasil reaksi terlalu rendah untuk kesetimbangan, sehingga
reaksinya berlangsung ke kanan.
a. Makna Tetapan Kesetimbangan
Berdasarkan harga tetapan kesetimbangan, suatu reaksi dapat diketahui secara
kualitatif bagaimana reaksi tersebut berlangsung
1. Jika KC < 1, maka pada reaksi kesetimbangan tersebut di hasilkan zat hasil
reaksi yang cukup banyak, bahkan melebihi jumlah pereaksi,dan suatu reaksi di
katakan sempurna apabila reaksi tersebut memiliki Kc yang sangat besar.
2. Jika Kc< 1, maka pada reaksi kesetimbangan tersebut di peroleh zat hasil
reaksi yang sedikit, bahkan lebih sedikit di bandingkan dengan jumlah pereaksi,dan
apabila harga Kc suatu reaksi sangat kecil, bisa saja tidak terjadi reaksi.
14
Harga Kc hanya di pengaruhi oleh suhu, jika suhu tidak berubah, maka harga Kc
selalu teatp. Pada reaksi endoterem, harga Kc berbanding lurus dengan suhu,
sedangkan pad reaksi eksoterm, harga Kc berbanding terbalik dengan suhu.
F. PERHITUNGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Jika konsentrasi masing-masing zat sudah diketahui, maka perhitungan harga Kc
dapat dilakukan secara langsung dengan memasukan nilai konsentrasi zat pada
persamaan sebagai berikut :
[ C]c [ D]d
KC =
[ A]a [ B]b
Contoh soal !
1. Pada reaksi penguraian gas N2O4 menjadi gas NO2 terjadi keadaan setimbang yang
dinyatakan dengan persamaan reaksi sebagai berikut :
N2O4 (g)⇋ 2NO4(g)
Jika konsentrasi N2O4 dan NO2 berturut-turut 1,71 M dan 0,58 M, hitunglah harga Kc
pada keadaan tersebut !
Penyelesaian :
N2O4 (g)⇋ 2NO4
[ NO2]2 [ 0,58]2
KC= = =0,2
[N2O4] [1,71]
15
Jadi nilai Kc untuk eraksi tersebut adalah 0,2
Jika konsentrasi masing-masing zat belum diketahui seluruhnya, maka informasi yangada
di gambar digunakan untuk menentukan konsentrasi masing-masing zat dan hasil nya
digunakan untuk menentukan harga Kc.
2. Jika 0,8 mol HI dimasukkan kedalam wadah 1 liter pada suhu 458oC, campurkan
dalam kesetimbangan di temukan mengandung 0,088 mol gas I2. hitung harga Kc untuk
reaksi kesetimbangan :
Untuk menentukan konsentrasi masing-masing zat,ikuti langkah-langkah berikut!
Kesetimbangan = 2HI (g)⇋ H2 (g) + I2 (g)
Awal = 0,8 0 0
Terurai = 2x x x
Kesetimbangan = 0,8-2x x 0,088
Pada kesetimbangan
[I2] = [H2] = 0,088 M
[HI] = 0,8-2x
= 0,8-2(0,088)
=0,623 M
Karena volume wadahnya 1 liter, maka jumlah mol menyatakan hargakonsentrasi,tetapi
jika volum wadah tersebut ≠ 1 liter, maka konsenttrasi
16
Mol
sama dengan
volume
sehingga :
[H2] [I2] (0,08) (0,08)
Kc= = =0,02
[HI]2 (0,623)
Jadi harga, harga Kc untuk penguraian HI pada suhu 4580 adalah 0,02
Jika konsentrasi masing-masing zat belum diketahui seluruhnya, tetapi diketahui harga
derajat dissosiasi (penguraian) zat, maka harga konsentrasi masing-masing zat ditentukan
berdasarkan harga derajat dissosiasi tersebut (α).
Mol yang terurai
α =
Mol mula-mula
Atau
Mol terurai= α x mol mula-mula
Dengan
α = derajat ionisasi
3. sebanyak 0,4 mol HI di masukan ke dalam bejana 1 liter, sehingga
terjadikesetimbangan menurut persamaan berikut:
2HI ⇋ H2 + I2
17
Jika derajat dissosiasi HI diketahui sama dengan 0,25 hitung harga Kc
Penyelesaian
0,4 mol
[HI] mula-mula = =0,4 M
1 liter
[HI]Terurai = 0,25 x [HI] mula-mula
= 0,25 x 0,4 M
= 0,1 M
Reaksi kesetimbangan = 2HI (g)⇋ H2 (g) + I2 (g)
Mula-mula = 0,4 M
Terurai = 0,1 M
Kesetimbangan = 0,3 M 0,05 M + 0,05 M
[H2] [I2] (0,05) (0,05)
Kc= = =0,028
[HI]2 (0,3)2
Jadi, harga Kc adalah 0,028.
G. DERAJAT DISOSIASI
Disosiasi adalah penguraian suatu zat menjadi beberapa zat lain yang lebih
sederhana.
Derajat disosiasi adalah perbandingan antara jumlah mol yang terurai dengan jumlah mol
mula-mula.
Contoh:
2NH3(g) ↔ N2(g) + 3H2(g)
18
besarnya nilai derajat disosiasi (α):
α= mol NH3 yang terurai / mol NH3 mula-mula
Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jika:
a = 0 berarti tidak terjadi penguraian
a = 1 berarti terjadi penguraian sempurna
0 <α< 1 berarti disosiasi pada reaksi setimbang (disosiasi sebagian).
Contoh:
Dalam reaksi disosiasi N2O4 berdasarkan persamaan :
N2O4(g)↔ 2NO2(g)
banyaknya mol N2O4 dan NO2 pada keadaan setimbang adalah sama.
Pada keadaan ini berapakah harga derajat disosiasinya ?
Jawab:
Misalkan mol N2O4 mula-mula = a mol
mol N2O4 yang terurai = a α mol →mol N2O4 sisa = a (1 -α) mol
mol NO2 yang terbentuk = 2 x mol N2O4 yang terurai = 2 a α mol
Pada keadaan setimbang:
smol N2O4 sisa = mol NO2 yang terbentuk
a(1 -α) = 2a α→ 1 - α = 2 α→α = 1/3
H. KESETIMBANGAN KIMIA BERDASARKAN TEKANAN PARSIAL
Tekanan parsial (bhs. Inggris: partial pressure) adalah tekanan yang diberikan
oleh komponen-komponen gas dalam campuran gas. Menurut hukum Dalton, tekanan
total merupakan jumlah dari seluruh tekanan parsial gas dalam campuran atau P = p1 +
p2 + ... + pn
Tekanan uap murni adalah tekanan uap dari zat cair (bisa juga zat padat) yang muRrni.
Tekanan ini terdapat beberapa mikron di atas permukaan zat cair tersebut. Adanya zat
terlarut akan menurunkan tekanan uap karena timbulnya interaksi antarmolekul zat cair.
19
Tekanan uap dan tekanan uap murni merupakan fungsi dari temperatur.Gas merupakan
satu dari tiga wujud zat dan walaupun wujud ini merupakan bagian tak terpisahkan dari
studi kimia, bab ini terutama hanya akan membahasa hubungan antara volume,
temperatur dan tekanan baik dalam gas ideal maupun dalam gas nyata, dan teori kinetik
molekular gas, dan tidak secara langsung kimia. Bahasan utamanya terutama tentang
perubahan fisika, dan reaksi kimianya tidak didisuksikan. Namun, sifat fisik gas
bergantung pada struktur molekul gasnya dan sifat kimia gas juga bergantung pada
strukturnya. Perilaku gas yang ada sebagai molekul tunggal adalah contoh yang baik
kebergantungan sifat makroskopik pada struktur mikroskopik.
a. Sifat gas
Sifat-sifat gas dapat dirangkumkan sebagai berikut.
1. Gas bersifat transparan.
2. Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya.
3. Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding.
4. Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi,
volume gas akan menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak hingga
kecilnya.
5. Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar.
6. Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata.
7. Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan
mengembang.
8. Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut.
Dari berbagai sifat di atas, yang paling penting adalah tekanan gas. Misalkan suatu cairan
memenuhi wadah. Bila cairan didinginkan dan volumenya berkurang, cairan itu tidak
akan memenuhi wadah lagi. Namun, gas selalu akan memenuhi ruang tidak peduli
berapapun suhunya. Yang akan berubah adalah tekanannya.
Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas adalah manometer. Prototipe alat
pengukur tekanan atmosfer, barometer, diciptakan oleh Torricelli.
20
Tekanan didefinisikan gaya per satuan luas, jadi tekanan = gaya/luas.Dalam SI, satuan
gaya adalah Newton (N), satuan luas m2, dan satuan tekanan adalah Pascal (Pa). 1 atm
kira-kira sama dengan tekanan 1013 hPa.
1 atm = 1,01325 x 105 Pa = 1013,25 hPa
Namun, dalam satuan non-SI unit, Torr, kira-kira 1/760 dari 1 atm, sering digunakan
untuk mengukur perubahan tekanan dalam reaksi kimia.
b. Volume dan tekanan
Fakta bahwa volume gas berubah bila tekanannya berubah telah diamati sejak abad 17
oleh Torricelli dan filsuf /saintis Perancis Blase Pascal (1623-1662). Boyle mengamati
bahwa dengan mengenakan tekanan dengan sejumlah volume tertentu merkuri, volume
gas, yang terjebak dalam tabung delas yang tertutup di salah satu ujungnya, akan
berkurang. Dalam percobaan ini, volume gas diukur pada tekanan lebih besar dari 1 atm.
Boyle membuat pompa vakum menggunakan teknik tercangih yang ada waktu itu, dan ia
mengamati bahwa gas pada tekanan di bawah 1 atm akan mengembang. Setelah ia
melakukan banyak percobaan, Boyle mengusulkan persamaan (6.1) untuk
menggambarkan hubungan antara volume V dan tekanan P gas. Hubungan ini disebut
dengan hukum Boyle.
PV = k (suatu tetapan) (6.1)
Penampilan grafis dari percobaan Boyle dapat dilakukan dengan dua cara. Bila P diplot
sebagai ordinat dan V sebagai absis, didapatkan hiperbola (Gambar 6.1(a)). Kedua bila V
diplot terhadap 1/P, akan didapatkan garis lurus (Gambar 6.1(b)).
(a) Plot hasil percobaan; tekanan vs. volume
(b) Plot hasil percobaan; volume vs 1/tekanan. Catat bahwa kemiringan k tetap.
Diajukan Untuk Memenuhi syarat Ujian Akhir Semester
Mata kuliah “Kimia Dasar”
Dosen : bapak Irhamni
Disusun oleh :
Ade Hidayatullah 2225111925
Ila Rohila
Mila Choirunnisa 2225110397
M. Ridwan 2225110280
Ratna Wulandari
Siti Juhariah 2225777953
Tia yuniarni 2225110416
Ulpha Mega Pratiwi
Yanti
Yuni Rahmawati 2225111938
Pendidikan Matematika
UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA
SERANG 2011
34
KATA PENGANTAR
Asalamualaikum warohmatullahi wabaraokatu
Alhamdulilah hirobil alamin, puji syukur kepada Allah AWT yang mana masih memberikan kesempatan sehingga dapat menyelesaikan tugas makalah ini
Tugas ini saya susun dan saya buat dari sumber-sumber yang terkait dan di tambah dengan pengetahuan saya, bertujuan untuk mengembangkan daya pikir dan intelektual
Saya pun berharapmudah-mudahan tugas yang saya buat bias di terima dengan baik dan bisa menambah ilmu untuk kita semua
Walaupun saya menyadari banyak keterbatasan dan kekurangan dari makalah yang saya buat. Semoga dapat di maklumi
Wasalamualaikumwarohmatullahi wabarokatu
Serang, 12 Desember 2011
Penulis
35
DAFTAR ISI
KATAPENGANTAR……………………………………………………. i
DAFTR ISI……………………………………………………………….. ii
BAB I PENDAHULUAN……………………………………………….. 1
A. Latar belakang……………………………………………… 1
B. Tujuan………………………………………………………. 1
C. Rumusan Masalah………………………………………….. 2
D. Manfaat………………………………………….. 2
BAB II PEMBAHASAN……………………………………………………………………….... 3
A. Pengertian Kesetimbangan Kimia……………… ……………….. 3
B. Reaksi Dapat Balik………………………………………………..………. 4
C. Keadaan Kesetimbangan……………………………………….……… 6
D. Pergeseran Kesetimbngan…………………………………………….. 6
E. Tetapan Kesetimbngan Berdasarkan Konsentrasi……….... 12
F. Perhitungan Tetapan Kesetimbangan……………..…………... 15
G. Derajat Disosiasi…………………………………………………………... 18
H. Kesetimbangan Kimia Berdasarkan Tekanan Parsial…...… 19
I. Sistem Kesetimbangan Dalam Industri……………………..…… 25
BAB III KESIMPULAN ……………………………………………………………………….... 31
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………….……………..…... 33
36
37
Contoh aplikasi
Coba perhatikan reaksi antara larutan besi(III) klorida dengan larutan kaliumtiosianat yang menghasilkan ion besi(III) tiosianat.
Ditinjau dari reaksi searah maka kedua pereaksi tersebut akan habis karenajumlah mol zat yang bereaksinya sama. Apa yang terjadi apabila pada zat hasilreaksi ditambahkan 1 tetes larutan FeCl3 1 M atau 1 tetes larutan KSCN 1 M?Apakah ada perubahan warna? Jika terjadi, mengapa?
Pada penambahan ion SCN– warna merah bertambah tua berarti terbentuklagi ion Fe(SCN)2+, atau ion SCN– yang ditambahkan bereaksi lagi dengan ion Fe3+.Darimana ion Fe3+? Menurut perhitungan jika 10 mL larutan FeCl3 0,001 M bereaksidengan 10 mL KSCN 0,001 M kedua zat akan habis bereaksi atau ion Fe2+ dan ionSCN– sudah habis bereaksi. Demikian pula pada penambahan ion Fe3+ akanterbentuk kembali Fe(SCN)2+, berarti ion Fe3+ bereaksi lagi dengan ion SCN–.Darimana ion SCN– tersebut? Dari data percobaan tersebut dapat disimpulkan ionFe3+ dan ion SCN– selalu ada pada sistem karena Fe(SCN)2+ secara langsungdapat terurai lagi menjadi ion Fe3+ dan ion SCN–.Oleh karena reaksi tersebut terjadi pada sistem tertutup maka reaksi inidisebut reaksi kesetimbangan.Reaksinya ditulis:Fe3+(aq) + SCN–(aq)→ Fe(SCN)2+(aq)Pada reaksi ini pembentukan Fe(SCN)2+ dan penguraiannya menjadi ion Fe3+dan SCN– tidak dapat diamati karena berlangsung pada tingkat partikel. Reaksi inidisebut juga reaksi kesetimbangan dinamis.Ciri-ciri keadaan setimbang dinamis adalah sebagai berikut.1. Reaksi berlangsung terus-menerus dengan arah yang berlawanan.2. Terjadi pada ruangan tertutup, suhu, dan tekanan tetap.3. Laju reaksi ke arah hasil reaksi dan ke arah pereaksi sama.4. Tidak terjadi perubahan makroskopis, yaitu perubahan yang dapat diukur ataudilihat, tetapi perubahan mikroskopis (perubahan tingkat partikel) tetapberlangsung.5. Setiap komponen tetap ada.Reaksi kesetimbangan dinamis yaitu reaksi yang berlangsung terus-menerusdengan arah yang berlawanan dan kecepatan yang sama.