Bab 2.1. Kesetimbangan Kimia

8/16/2019 Bab 2.1. Kesetimbangan Kimia

1/75

Kesetimbangan Kimia

Bab 2.1Kesetimbangan Kimia


2/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 2

Pendahuluan

Persamaan Kesetimbangan Kimia

Perhitungan

Prinsip Le Chatelier

Beberapa Kesetimbangan Penting

Konsep Kesetimbangan Kimia


3/75


Konsep Kesetimbangan Kimia

Konsep Dasar • Sebagian besar reaksi kimia berada dalam keadaankesetimbangan;

• Keadaan kesetimbangan dapat dihitung dan dikendalikan• Industri dan Biologi banyak memanfaatkan sistem

kesetimbangan reaksiKonsep Kimia:

• Kesetimbangan adalah proses yang dinamis• Tetapan Kesetimbangan , K Eq• Arah Perubahan Kimia• angguan Kesetimbangan! "e #hatelier$s

Perhitungan:• %enghitung Posisi Kesetimbangan;

• %enghitung Arah Perubahan Kimia;

• %enghitung Keadaan Kesetimbangan Baru setelah Ter&adiPerubahan;


4/75


KESETIMBANGAN REAKSI KIMIA


5/75


Kesetimbangan KIMIA

5

• Reaksi Kimia:• 'mumnya tidak ())* menghasilkan produk+

• Pada saat reaksi berlangsung dan menghasilkanproduk, ada se&umlah produk yang bereaksiterurai- membentuk pereaksi kembali+

• .era&at suatu reaksi!• %isalnya /)* atau 0)*, dapat ditentukan dengan

1ara mengukur konsentrasi setiap komponen yangterdapat di dalam larutan+

• Secara umum:• .era&at 2eaksi merupakan fungsi dari ; temperatur,konsentrasi, dan dera&at pembentukan

• Semua ini ditentukan oleh suatu kons3tantakesetimbangan, K eq+


6/75


Untuk reaksi kesetimbangan kimia dituliskan :

A + B 4 C ika ! dan B direaksikan bersamaan" kesetimbangan akan ter#apai

bila tidak lagi ada perubahan pada sistem

Kesetimbangan KIMIA

Bagaimana Kesetimbangan Tercapai?

Tahapantahapan untuk reaksi umum

(+ Saat a5al pen1ampuran

/+ .aerah kinetik

6+ .aerah kesetimbangan


7/75


!aerah Kinetik:• Ketika # terbentuk, reaksi sebaliknya

mungkin ter&adi• Se1ara keseluruhan konsentrasi #

dapat dinaikkan• Ketika mendekati keadaan

kesetimbangan, la&u reaksi ke kananpembentukan #- akan semakinmelambat

!aerah kesetimbangan:• .aerah ini ter1apai apabila reaksi ke kanan

dan reaksi ke kiri ber&alan dengan la&u yangsama

• Tidak ada lagi perubahan konsentrasi dari tiapspesies

K"nstanta Kesetimbangan #an $a%u reaksi&kinetika'

Bagaimana Kesetimbangan Te!apai

Kesetimbangan KIMIA


8/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia "

Bagaimana Kesetimbangan

Te!apai (ntukreaksikimia )ang umum: A + B 4C

Kinetika dan kesetimbangan:

Kesetimbangan ter1apai bila pada saat yangbersamaantidaklagiadaperubahanpadasistem r 7 )-! (+- "a&u reaksi pembentukan for5ard- dan kebalikan

re8erse- sama, dan /+- Konsentrasi reaktan dan produk tetap konstan,

tetapi reaksi tetap berlangsung dinamis-

• Kesetimbangankimiamerupakan pr"ses )ang

#inamis. Spesi3spesiyang

terlibatse1arakonstandapatterbentukatau teruraitanpamengalamiperubahankonsentrasi

2asiokonsentrasi &umlah-

pereaksidanproduktidakberubahseiringdenganperubahan5aktu


9/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia #

Konstanta Kesetimbangan $an %a&' ea(si

)Kesetimbangan $an Kineti(a*

*+&g' , 2 -2&g' 4

*-+-&g'

Kesetimbangan Dinamis Proses Kimia

/"r0ar# &pembentukan': *+&g' , 2 -2&g'→

*-+-&g' R0r# 3 k 14*+54-25

2

Re6erse &keba$ikan': *-+-&g' → *+&g' , 2 -2&g'

Rr6rs 3 k 14*-+-5

k -1

k 1

Kesetimbangan : R0r# 3 Rr6rs k 14*+54-252 3 k

14*-+-5

3Konstanta Kesetimbangan-

k 1

k -1

*"nt"h: *+&g' , 2 -2&g' 4

*-+-&g'

k 1

k -1

t t t


10/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia ,

"nstanta eset m angan an a ureaksi &Kesetimbangan #anKinetika'

Kesetimbangan $an Kineti(a Conto-. N2/4 4 N/2

• 2eaksi Kekanan!

9/: g- → / 9:/ g-

"a&u 2eaksi"a&u 7 r 7 k f


11/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia

• Seiring sistem mendekati kesetimbangan, berlangsung reaksipembentukan for5ard- dan penguraian re8erse-+• Pada kesetimbangan, berlangsung reaksi pembentukan for5ard-

dan penguraian re8erse- dengan laju yang sama+• Kesetimbangan ter1apai, jumlah setiap reaktan dan produk

tidak berubah lagi+

$%&'(g ) 4 % $&%(g )(*ak ber+arna)(Coklat)

Tidak ter&adiperubahan lagi




12/75




Kesetimbangan Kimia Ter&adi bila reaksi dan reaksi kebalikannya berlangsung dengan la&u

yang sama

.alam gambar diatas, kesetimbangan akhirnya ter1apai sepertiilustrasi yang ke 6

Rea(si Kesetimbangan dekomposisi $%&':

$%&'(g ) 4 % $&%(g ) (*ak ber+arna) (Coklat) o ,imulai dengan -as $%&'

pada suhu rendah (dalam es)

dibiarkan

o ,ibiarkan es men#air dantemperaturnya naik men#apai

temperatur kamar o *er.adi perubahan +arna" dari

tak ber+arna men.adi #oklat

Bagaimana Kesetimbangan Te!apai


13/75


Konstanta Kesetimbangan Kimia

*"nt"h kesetimbangan $ainn)a:

• Proses ?aber Pro1ess, pembuatan ammoniase1ara industri !

$%(g ) / 0 H%(g ) % $H4 0(g )

1eaksi penipisan &2on:

• / 9: @ #l/4/ 9:#l

• #l@ :/4 #l:/3

?/g- @ I/ g- 4/ ?I g-

]][[][

2

2

Cl NO NOCl K c =


14/75



0'('m KESETIMBANGAN KIMIA

Reaksi aA , bB 4 c* , d !• Pernyataan Konstanta kesetimbangan tergantung stoikiometri4

• Kesetimbangan 1a$a tempeat' tetent'. 6uatu sistem reaksi kimia akan men#apai kesetimbangan bila rasio

konsentrasi reaktan dan produk konstan (tetapan kesetimbangan K)4

*idak tergantung la.u reaksi4

• Pada *emperatur yang sama:• Untuk sistem 7reaksi tertentu:

• ,alam setiap keadaan kesetimbangan tetap sama"• *idak tergantung pada .umlah reaktan dan produk di a+al

reaksi4


15/75


Konstanta Kesetimbangan Gas $an Te(anan 1asia%• Kesetimbangan asa gas:

Reaksi: aA&g' , bB&g' 4 c*&g' , d !&g'• Karena tekanan sebanding dengan konsentrasi gas dalam

sistem tertutup, pernyataan kesetimbangan dapat ditulis

dengan menggunakan tekanan parsial gas!

• Konstanta kesetimbangan berdasarkan konsentrasi danberdasarkan tekanan dapat dibandingkan+

• as, PV 7 nRT ?ukum as ideal-+• .itata3ulang, P 7 n>V -RT ; n>V - 7 < =+• .iperoleh

• .imana! ∆n 3 &m"$e pr"#uk gas' 8&m"$e

reaktan gas'

K p = Kesetimbangan

tekanan parsial

n

c p RT K K = )(



16/75


•Konstanta Kesetimbangan Gas $an Te(anan 1asia%Contoh:

9/g- @ 6 ?/g- 4 / 9?6g-

/ 9: @ #l/4 / 9:#l

#l @ :/4 #l:/

?/ g- @ I/ g- 4 / ?I g-

n

c p RT K K ∆= )(

n = # mole gas produk # mole gas reaktan


n

pc

RT

K K

∆=

)(

))((

)(

2

2

OCl

ClO p

P P

P K =

))((

)(

22

2

I P P

P K

H

HI p =

))((

)(

2

2

Cl P

P K

NO

NOCl p =

3

2

))((

)(

22

3

H N

NH

p P P

P K =


17/75


1enataan Kesetimbangan

$an

'osien Rea(si


18/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia "

9u"sien Reaksi #an K"nstantaKesetimbangan

• Sebelum men1apai kesetimbangan, ?ukum Aksi%assa hanya dapat mengukur Kuosien 2eaksi2ea1tion uotient, 9-+

• 2asio produk dan reaktan untuk reaksi kimia yangditentukan dari persamaan reaksi kimianya

• %isalnya untuk kesetimbangan kimia di ba5ahbelum men1apai kesetimbangan+

• Kuosien reaksi dapat ditulis sebagai berikut !

Ati $ai 'osien Rea(si Q )Kema&'an Rea(si*

a A + b B # C / d ,

ba

d c

B A

DC Qc

][][

][][==

Reaktan

Produk


19/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia #

'osien Rea(si $an Konstanta Kesetimbangan

$ilai 8 akan menentukan arah reaksi yang akan ter.adi: 8 9 Ke 1eaksi bergerak ke kanan 8 ; Ke 1eaksi bergerak ke kiri

• Bila kondisi sistem men#apai Kesetimbangan maka:! (onstant K c

• K 3 Konstanta Kesetimbangan reaksi pada temperatur tertentu4

Qc B A

DC Kc

ba

d c

==

][][

][][

a A + b B 4 # C / d ,


20/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 2,


Memban$ing(an Q $an K

• Keadaan alamiah! Q 7 K.

• Bila Q K , reaksiberlangsung kearahproduk+

• bila Q 7 K , reaksi dalamkesetimbangan+

• bila Q C K , reaksiberlangsung kearahreaktan+

Arti #ari 9u"sien Reaksi; Q &Kema%uanReaksi'


21/75


Besaan Re%ati Aa- Rea(si

Q < K Rea(tan 1o$'(

Q = K Rea(si pa$a Kesetimbangan

Q > K Rea(tan → 1o$'(


Kesimpulan: Kesetimbangan dapat dicapaimelalui arah! tergantung "ilai Q #s K

K B A

DC Q

ba

d c

>=

][][

][][

K B A

DC

Q ba

d c

== ][][

][][


22/75



• Contoh:• Telah diketahui, rasio


23/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 23%0

1a$a (ea$aan (esetimbangan $inamis:

• La.u reaksi kekanan 3 la.u reaksi kekiri• $*I


Conto-.


24/75


9u"sien Reaksi #an K"nstantaKesetimbanganConto-.

Kesetimbangan $apat te!apai me%a%'i $'a aa-


25/75


1e'ba-an (onsentasi N2/4 $an N/2 $ai $'a e(speimen pa$a

tempeat'e 25 oC




26/75



%?

raDk hubungan konsentrasi dengan 5aktu pada reaksikesetimbangan pembentukan ataupun penguraian 9?6

akan menun&ukkan keadaan yang sama pada kondisikesetimbangan equilibrium-+

6 ?/ g- @ 9/ g- 4 / 9?6 g-



27/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 27%@

Nilai Qc pada konsentrasi awal berbeda dengan K c,

Pada akhirnya mencapai kesetimbangan dengan nilai K c = Q c



K"nsentrasi A0a$ #an Kesetimbangan

#ari >"*

Eks

+

A5al 9/:

%-

A5al

9:/ %-

Kesteimbang

an 9/: %-

Kesetimbang

an 9:/ %-K1

( )+))) )+)/)) )+))() )+)(/ )+/((

/ )+))) )+)6)) )+))/0) )+)/6)+/(

(

6 )+))) )+))) )+))F/ )+)6())+/(

6

)+)/)) )+))) )+))F/ )+)6())+/(

6


28/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 2"

Conto- Soa%.

Menggunakan Q reaksi untuk meramalkan arah reaksi

Untuk reaksi ! / B C4 K# 3 A?4% D

Kearah manakah #ampuran akan bereaksiE

Kasus D:

Kasus 0:


Penyelesaian:

• Hitung 8# untuk setiap kasus dan bandingkan dengan K# 3 A?4% D 4

Kasus 1,

Karena 8# 9 K# " maka reaksi akan kearah kanan " pembentukan produk


29/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 2#

Penyelesaian:

Kasus 2,

Karena 1 C K 1 , maka akan bergeser kekiri, pembentukan

produk

Kasus 3

Karena 8# 3 K# " maka sistem sudah berada dalam keadaan

kesetimbangan


Pengaruh Besaran


30/75


Pengaruh BesaranK"nstanta

Kesetimbangan

• Bila K CC (, reaksi1enderung ke arahproduk; dalamkeadaankesetimbangan,produk &auh lebihbanyak• Bila K (, reaksi1enderung ke arah

reaktan; dalamkeadaankesetimbangan,produk &auh lebih

banyak


31/75


KESETIMBANGAN 0ETER/GEN8/SIEN REAKSI 9AN K/NSTANTA KESETIMBANGAN


32/75


Kesetimbangan 0omogen

o Kesetimbangan yang hanya melibatkan satu asa

o *er.adi bila semua reaktan dan produk berada dalam

asa (u.ud) yang sama

ontoh:

H%(g) / I%(g) %HI(g)

HC%H%&%(a) H/(a) / C%H0&%(a)

1oses Kesetimbangan1oses $inamis

0omogen :s 0eteogen


33/75


Kesetimbangan -eter"gen:o Kesetimbangan yang melibatkan lebih dari

satu fasa

o Ter&adi bila sesuatu yang berada dalamkesetimbangan berada dalam fasa yangberbeda+

o

9ilai yang digunakan untuk senya5a murniselalu 7 konstan (-

$%nt%h!

• #a#:6s- #a:s- @ #:/g-

• Ag#ls- Ag@aq- @ #l3aq-


0omogen :s 0eteogen


34/75


1oses KesetimbanganPr"ses #inamis

o *abung berisi #ampuran $&% dan $%&'4

o Pada temperatur rendah #enderung membentuk $%&'

(tak ber+arna) dan ber+arna #oklat gelap ($&%) bilatemperatur dinaikkan4

*a*+ &s' *a+ &s' , *+2


35/75



Pern)ataan K"nstanta Kesetimbangan-eter"gen

1.Reaksi me$ibatkan PA!AT #an *AIR• Konsentrasi PA.AT dan #AI2 murni ditentukan

oleh densitas atau massa molar dan konstanpada temperatur konstan+

Karena dianggap konstan , maka tidak dinyatakandalam pernyataan besaran konstantakesetimbangannya

Sehingga dapat dihilangkan dari Pernyataan

K%nstanta Kesetimbangana 1a$at $an gas

e(s) / 5 C&(g) J e(C&)5(g)

5

5

5

5

][

])([

]][[

])([

CO

CO Fe

CO Fe

CO Fe

c K ==

9 i R k i # K t t


36/75



#a#:6 s- #:/ g- @ #a:s-

Sepan&ang #a#:6 atau #a: berada dalam sistem ,

&umlah>konsentrasi #:/ diatas padatan akan tetap

tidak berubah-+

][

][

]][[2

3

2 CO

CaCO

COCaOc

K ==

23

2

COCaCO

COCaO

P P

P P

p K ==

9?-/#:6 s- /9?6g- @ #:/ g- @ ?/:g-

]][[][])[(

]][[][22

23

324

222

3 O H CO NH CO NH

O H CO NH c K ==

))(()(223

2O H CO NH p P P P K =


37/75


Kesetimbangan -eter"gen

b 1a$at $an Cai )%a'tan*

PbCl% (s) Pb%/

(a!) / % Cl(a!)

Ba6&' (s) Ba%/

(a!) / 6&'(a!)

K c 3 4Ba2,5 4S+=

5 3 K sp &$arutan %enuh'

!gCl(s) !g/ (a!) / % Cl(a!)

K c 3 4Ag,5 4*$5 3 K sp &$arutan %enuh'

K c 3 4Pb2,5 4*$52 3 K sp &$arutan %enuh'


38/75


][

]][[

]][[

]][[

H COCH

O H COCH

O H H COCH

O H COCH K

23

323

223

323

=

2 CAIR $an %a'tan

CH0C&%H(a) / H%&(l) 4 CH0C&%(a) / H0&

/(a)

• Konsentrasi "#R (pelarut air) sangat tinggi dan dianggap

tidak berubah (konstan)4o aka: dapat dihilangkan dari Pernyataan Konstanta

Kesetimbangan$

Kesetimbangan -eter"gen


39/75


Besaan Konstanta Kesetimbangan

B K t t


40/75


Besaran K"nstantaKesetimbangan

1enggan$aan $engan a(to 'm'm 8uosien reaksi baru pangkatnya sama dengan a+alpangkat aktor persamaan kimia yang dikalikan4

][][

][

22

2

2

3

O SO

SO K =

2

3

2

22

2

2

3

2

2

22 K

SOO SO

SOO SO K

=

=

][]][[

][][][

Conto-.

% 6&%(g) / &%(g) % 6&4 0(g)


41/75


4


;i(a (oeisien ea(si (esetimbangan $i(a%i(an a(to n

$ilai Konstanta Kesetimbangan sebanding dengan .umlah

mol dari setiap produk maupun reaktannya

K c 3 3 F4%D% pada DFF°C


42/75


42

rev

fwd

rev

fwd

K

K

Q

Q

ata'

=

][][

][

22

2

23

OSO

SO K fwd =

23

22

2

][

][][

SO

OSO K

rev =

2 Aa- pesamaan Kimia $an K Rea(si (e$epan


43/75


43

#ontoh Soal! Gika persamaan reaksi kesetimbangan

dibalik+*"nt"h :

?#:/?aq- @ ?/:l- 4 ?#:/ 3aq- @ ?6:@aq-K ( 7 (,0 H()

3 pada /F o#

2eaksi sebaliknya !

?#:/3aq- @ ?6:@ aq- 4 ?#:/?aq- @ ?/:l-K / 7 F, H ()

6 pada /F o#

Gadi K / 7 (>K ( 7(,0 H ()3



44/75


44

Reaksi berurutan #an Reaksi Bersih7net

• Bila ter&adi dua atau lebih kesetimbangan yangberurutan, persamaan dapat ditambahkan danmemberikan kesetimbangan tunggal

• K atau Q untuk keseluruhan o8erall- reaksi

sama dengan hasil kali K&s atau Q&s untuklangkah elementer reaksi

• Contoh/ 9:Br 4 / 9: @ Br/ K ( 7 )+)(

Br/ @ #l/ 4 / Br#l K / 7 +// 9:Br @ #l/ 4 / 9: @ / Br#l K 3

9ilai Konstanta Kesetimbangan baru adalahhasil kali dari dua konstanta! K 3 K 1 @ K 2

K 3 K 1 @ K 2 3 >.>1= @ .2 3 >.1>



45/75


45

Persamaan Reaksi T"ta$*"nt"h :

(- / 9: g- @ :/ g- 4 / 9:/ g- K ( 7 9:/-/

9:-/:/-

/- 9/ g- @ :/ g- 4 /9: K /7 9:-/

9/-:/-

6- 9/ g- @ /:/ g- 4 / 9:/ g- K 6 7 9:/-/

9/- :/-/

Br %(g) % Br(g)4 KDBr(g) / H%(g) HBr(g) / H(g)4 K%H(g) / Br %(g) HBr(g) / Br(g)4 K0

% Br (g) Br 4 %(g) K' 3KD M K% M K0

?arga Konstanta kesetimbangan padareaksi yang mempunyai beberapatahapan reaksi merupakan produkperkalian dari konstanta kesetimbangan

dari setiap tahapan yang menyertai reaksitersebut

K3 K > K2

⋅

⋅

32+

32+

K K K K

QQQQ

overall

overall


46/75


46

1ene%esaian Soa% Kesetimbangan


47/75


47

,iberikan Persamaan 1eaksi Kimia dan konsentrasireaktan dan produk dalam kesetimbangan" menyelesaikanK 4

A Menent'(an K

Menghitung k"nsentrasikesetimbangan

Kesetimbangan: H%(g) / I%(g) % HI(g)4

Konsentrasi Kesetimbangan:


48/75


4"

2 ,iberikan Persamaan 1eaksi" konsentrasi a+alreaktan dan produk dan konsentrasi kesetimbangansatu atau lebih komponen" menyelesaikan K 4

A Menent'(an K

Kesetimbangan. % $&(g) / &%(g) % $&4 %(g)9i(eta-'i.

*ekanan !+al :

*ekanan inal :

? Penyelesaianenggunakan *abel IC> (Initial Change>) untuk menggambarkan

tekanan pada kesetimbangan N/ dan N/2" kemudian menyelesaikan K 4

Atm P P O NO 00,122

==

Atm P O 506,0

2

=


49/75


4#


Persamaan 2


50/75


5,


• (+ %enentukan konsentrasi semua reagen dalamkesetimbangan bila diberikan konsentrasi a5alreaktan dan dan K + Kadangkala diperlukan menggunakan persamaan

Kuadrat+

• /+ %enentukan konsentrasi kesetimbangan satureagen bila diketahui konsentrasi kesetimbanganreagen yang lain dan K +

• Bi$a #iketahui k"nstanta kesetimbangan; K: K"nsentasi kesetimbangan #apat #ihitung #ari

k"nsentrasi a0a$ #an perubahann)a &ber#asarkan

B Menent'(an Konsentasi Kesetimbangan

a

acbb xcbxaxU

2

40

22 −±−

==++ :ntuk


51/75



Soal:

6uatu +adah D4FFF L diisi dengan D4FFF mol H%(g )

dan %4FFF mol I%(g ) pada ''G NC4 Bila untukkesetimbangan:

H%(g ) / I%(g ) % HI(4 g )

diketahui nilai K c adalah 5F45 pada ''G NC" berapa

konsentrasi H%" I%" dan HI dalam keadaankesetimbanganE


52/75


Penyelesaian:

Kesetimbangan ! ?/g- @ I/g- 4 / ?Ig-

Konsentasi a=a% )M * ,,, 2,,, ,

1e'ba-an (onsentasi )M * @ @ +2

Konsentasi (esetimbangan )M * ,,, @ 2,,, @ 2

• diselesaikan menggunakan persamaan kuadrat

• %iperoleh: & 3 %40%0 dan F4A054

Karena & harus dikurangi dari D4FFF ' " %40%0 tidak masuk akal4

(menghasilkan konsentrasi negatiO) $ilai yang diterima harus F4A054


53/75


• Sehingga

•


54/75


Perhitungan 2eaksiKesetimbangan

ContohSuatu sistem tertutup mula3 mula mengandung(+))) H ()M6 % ?/ dan /+))) H ()

M6 % I/

Pada suhu 0 o# reaksi berada dalam keadaankesetimbangan+ ?asil analisis 1ampuran dalamkeadaan kesetimbangan mengandung ?Isebanyak (+0 H ()M6 %+

?itunglah harga K1 pada suhu tersebut+H% (g ) / I% (g ) % HI4 (g )


55/75


Menghitung K"nsentrasiKesetimbangan

K"nsentrasi 4-25; M 4I

25; M 4-I5; M

A0a$ (+))) H()36

/+))) H ()36 )

Perubahan 3L+6F H()3

3L+6F H ()3 @(+0 H ()36

Kesetimbangan

+F H ()3F (+)F H ()36 (+0 H ()369ilai konstanta kesetimbangan JJ

K c 3


56/75



6+ %enentukan Konsentrasi kesetimbangansemua reagen berdasarkan konsentrasi a5alreaktan dan pr%duk serta K +

• Pertama! tentukan ke arah mana prosesreaksi dengan membandingkan Q terhadap K +

ontoh:

$%(g) / &%(g) %4 $&(g) K3D"@ M DF0 %0FF K

a4 Pada kondisi tertentu" konsentrasi $% dan &% masing masingadalah F"%5 dan $& adalah F"FF'% 4 !pakah sistem dalamkesetimbanganE

b4 Berapa konsentrasi reagent bla sistem men#apai kesetimbanganE


57/75



4 Bila K ke#il dan konsentrasi a+al reaksi besar" makaperubahan konsentrasi dapat diabaikan

! B / C4

Bila DFF•K 9

Contoh:

% H%6(g) % H4 %(g) / 6%(g) K# 3 A"0 M DFG @FF NC

,alam keadaan kesetimbangan" berapa konsentrasi H%

bila F"'5F mol H%6 ditempatkan dalam +adah 0"FF L pada

@FF NCE

Menghitung K"nsentrasiKesetimbangan

- b K ti b


58/75


-ubungan ∆" #an Kesetimbangan

∆ 7 ∆o @ 2T lnatau

∆ 7 ∆o @ /,6)6 2T log

-ubungan Kesetimbangan; ∆"

#an ∆-"

,imana

∆- 3 perubahan energi bebas

-ibbs sistem

∆-o 3 perubahan energi bebas

-ibbs standar

1 3 konstanta gas universal*3 temperatur (K)

Persamaan 8an$t ?oN! K 6s T

][21

1

2 11lnT T R

H K K

T

T −∆= ][

211

2 11

303,2log

T T R

H

K

K

T

T −

∆=ata'

0 b G $ K ti b


59/75

Pada kesetimbangan,∆

7 ) karenatidak ada transfer perubahan energibebas dan nilai 7 K sehingga

∆o 7 3 2T ln K atau ∆o 7 3 /+6)6 2T

log K

RSL Kesetimbangan Kimia 59

0'b'ngan ∆Go $an Kesetimbangan

∆Go Κ Pembentukan Produk

∆o ! 0

∆

o

" 0∆o # 0

Κ > 1

Κ " 1

Κ ! 1

$%a& 'embentan '%o* *i sai

+a*a esetimbangan$%a& 'embentan %eatan *isai

K ∆?O


60/75


( )K%'FFatDFQ0"%K

DFQ?"'DFQD"5K

DFMD"5eK

K

K%'FF

D

K%AG

D

Kmol70D'"G

mol7DFMGF5"D

K

K

ln

0%*

0D%@

%*

%@GF"?0

D*

%*

5

D*

%*

−

−

==

==

−⋅=

• ∆

?o

7 (+0)FH()F

G>mol dan K 7 ,H()36(

pada /F o#+

• Tentukan Konstanta kesetimbangan pada/))KJ

K 8ersus ∆?O


61/75


1insip e C-te%ie

B i b h k #i i


62/75


Bagaimana perubahan k"n#isiKesetimbangan

1insip e C-te%ie 6e#ara kualitati untuk meramalkan pergeseran

kesetimbangan berdasarkan perubahan kondisi4

Bila pada sistem kesetimbangandiganggu dengan adanya perubahantemperatur, tekanan atau konsentrasidari salah satu komponen dalam sistem

maka! sistem akan untuk mela5an pengaruhperubahan untuk kembali ke keadaankesetimbangan +

1eaksi bersih adalah menu.u nilai K 4

Bagaimana perubahan k"n#isi


63/75


enggunakan 1insip e C-te%ie :

Bagaimana perubahan k"n#isiKesetimbangan

P i i L ChR li


64/75


Prinsip Le ChRtelier

Pengaruh gangguan terhadap kesetimbangan dan nilai K

Genis angguanPerubahan agar1ampuran kembalike kesetimbangan

Pengaruhterhadapkesetimbangan

PengaruhterhadapK

Penambahanreaktan

Penambahanproduk

Sebagian reaktanyang ditambahkandikonsumsi

Sebagian produkyang ditambahkandikonsumsi

Bergeser ke

kananBergeser ke kiri

Tak

berubah

Tak

berubah

olumediperke1il,tekanan

diperbesarolumediperbesar,tekanandiperke1il

Tekanan diperke1il Tekanan diperbesar

Bergeser ke arah &umlah molekulgas yang lebih

ke1ilBergeser ke arah

&umlah molekulgas yang lebihbesar

Tak

berubah Tak

berubah

Temperaturdinaikkan

Temperatur

Energi panasdikonsumsi

Energi panas

Bergeser ke arahreaksi endoterm

Bergeser ke arah

Berubah

Berubah

1 i i C-t %i


65/75


1insip e C-te%ie

Bila ?/ ditambahkan ke

dalam sistem, 9/ akan

dikonsumsi dan keduareaktan akan membentuk

9?6+

2eaksi bergeser ke kanan+

Pengaruh k"nsentrasi

Pr"ses -aber

$%(g ) / 0 H%(g ) % $H4 0(g )

Proses ?aber


66/75


• #ampuran gas 9/ dan?/ pada tekanan (6)3

6)) atm dile5atkandipermukaan katalispada ))3F))O#! .i

hasilkan ammoniasesuai reaksi

• 9/g- @6 ?/g- 4 /

9?6g-+ as 9?6 dalam

1ampuran reaktan danproduk kemudiandi1airkan dan 9/ serta

?/ di daur3ulang

Proses ?aberProses produksi ammonia

1insip e C-te%ie


67/75


• Bila gas terlibat dalam kesetimbangan:

• Perubahan tekanan atau volume akan mempengaruhikesetimbangan: Solume dinaikkan atau tekanan diturunkan #enderung ke arah

persamaan dengan .umlah mole lebih banyak (dan sebaliknya)4

1insip e C-te%ie

1insip e C-te%ie


68/75


1enga'- Te(anan $an o%'me

1insip e C-te%ie

$%(g ) / 0 H%(g ) % $H4 0(g )

CDek Kua$itatai #ari Tekanan #an 6"$ume#a$amkesetimbangan

• 9/g- @6 ?/g- / 9?6g-+• a- #ampuran gas 9/, ?/, dan 9?6 dalam keadaan kesetimbangan

• b- Bila tekanan diperbesar dengan menge1ilkan 8olume, maka1ampuran tidak lagi dalam keadaan kesetimbangan 1 K1-+

• 1- Ter&adi reaksi dari kiri kekanan pembentukan 9?6-,mengurangi &umlah total molekul molekul gas hingga di1apai kembalikesetimbangan 1 7 K1-+ "e #hQtelier, 8olume, pressure

1insip e C-te%ie


69/75


• Pergeseran reaksi ditentukan oleh entalpireaksi ∆?-R

• Eksotermis! panas bertindak seperti produk;penambahan panas mendorong reakssi kearah

reaktan+

• Endotermis! panas bertindak seperti reaktan;penambahan panas mendorong reaksi kearahproduk+

• ENek yang sebaliknya bila reaksi endotermis

@∆?-+

1insip e C-te%ie

1e'ba-an Tempeat'

P#l6

g- @ #l/

g- 4 P#lF

g- ∆?reHn

7 3((( kG

Atau

P#l6g- @ #l/g- 4 P#lFg- @ Panas

P i i " #ht li


70/75

Hanya digunakan di Universitas Indonesia 7,Reaksi bergeser ke arah en#"termis

Pengaruh Perubahan *emperatur

Prinsip "e #htelier

Kesetimbangan En$otemis

Prinsip "e #htelier


71/75


$%(g ) / 0 H%(g ) % $H4 0(g ) ∆Ho3 A% k4molD

Prinsip "e #htelierKesetimbangan E(sotemis.

Proses Haber untuk produksi ammonia dari unsurunsurnya adalah eksotermis4

Karena kesetimbanganberdasarkan la.u kedepan (r )

dan reaksi kebalikan (r r )

kesetimbangan .uga tergantungpada temperatur4 La.u reaksi tergantung

*emperatur (r ∼*) *etapi" energi aktiasi sangat

tinggiO Ini salah satu #ontoh dimana

sistem dalamkesetimbangandapat dipengaruhi katalisO

P i i L ChRt li


72/75


• Perubahan Temperatur

Prinsip Le ChRtelier

$%(g ) / 0 H%(g ) % $H4 0(g ) ∆Ho3 A% k4mol

Berkurang dengan aktor DFDD dengan naiknyatemperatur dari 0FF K hingga DFFF K O

Plot log K# terhadap *emperatur

K t $i


73/75


Kata$is

• >nergi aktiasi untuk .e.ak reaksi katalitik (merah) lebih rendahdibandingkan dengan .e.ak reaksi tanpa katalis (biru)"denganperbedaan sebesar ∆>a4

• Katalis menurunkan rintangan energi aktiasi kedua arah reaksidengan besar yang sama

Proil >nergi Potensial untuk reaksi yang energi

aktiasinya diturunkan dengan adanya katalis4

K t $i


74/75


• Kata$is meningkatkan la&u, reaksi kedepan dan

kebalikannya+• Kesetimbangan di1apai lebih 1epat, tetapi

komposisi kesetimbangan tetap, tidak berubah+

• Energi aktifasi diturunkan, memungkinkan

kesetimbangan dapat ter&adi pada temperaturlebih rendah+

Kata$is


75/75

.aftar Pustaka• Bro5n, "e%ay, Bursten, %urphy, #hemistry The #entral

S1ien1eU, (th eds, Pearson Edu1ational International,/)(F, / +

Bab 2.1. Kesetimbangan Kimia

Documents