bahan ajar kimia kelas xi 2
Post on 06-Jul-2018
240 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
1/54
BAHAN AJAR KELAS X SEMESTER 1
BAB 1 STRUKTUR ATOM DAN SISTEM
PERIODIK UNSUR
Standar Kompetensi :
1. Memahami struktur atom untuk meramalkan sifat-sifat periodik
unsur, struktur molekul, dan sifat-sifat senyawa
Kompetensi Dasar :
1.1. Menjelaskan teori atom Bohr dan mekanika kuantum
untuk menuliskan kongurasi elektron dan diagram orbital serta
menentukan letak unsur dalam tabel periodik1.2. Menjelaskan teori jumlah pasangan eletron di
sekitar inti atom dan teori hibridisasi untuk meramalkan
bentuk molekul1.!. Menjelaskan interaksi antarmolekul "gaya
antarmolekul# dan sifatnya.
T!an Pem"e#a!aran $
1% Menjelaskan teori atom mekanika kuantum.&% Menentukan bilangan kuantum "kemungkinan elektron berada#'% Menggambarkan bentuk-bentuk orbital.(% Menuliskan kongurasi elektron suatu unsur dengan
menggunakan prinsip aufbau, aturan $und dan a%as larangan
&auli)% Menghubungkan kongurasi elektron suatu unsur dan letaknya
dalam sistem periodik unsur*% Meramalkan bentuk molekul berdasarkan teori pasangan
elektron
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
2/54
+% Menjelaskan gaya antarmolekul terhadap sifat sik %at
'()'*+ /'*0
&erkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi membawa
perubahan pada pemahaman tentang alam semesta, termasuk
alam mikro.$al ini juga berlaku pada perkembangan teori atom,dari
teori atom sederhana yang dinyatakan oleh dalton hingga model
aom mekanika kuantum.
eori atom telah mengalami perkembangan yang sangat
pesat selamat berabad-abad sampai mnjadi ajang perdebatan para
ilmuan. eori atom yang dipergunakan sampai saat ini adalah teori
mekanika kuantum yang menyatakan bahwa elektron
memperlihatkan sifat sebagai materi maupun sebagai gelombang.
(alam teori atom mekanika kuantum juga dijelaskan tentang posisi
elektron, yaitu peluang untuk menemukan elektron disekitar inti
yang disebut orbital.
1. eori 'tom Mekanika 3uantum
eori mekanika kuantum dimulai dari tahun 1455 oleh
sikawan muda 6erman bernama Max Planck . 3etika menganalisis
data radiasi yang dipanarkan oleh padatan yang dipanaskan pada
berbagai suhu, &lank menemukan bahwa atom dan molekul
memanarkan energy hanya dalam kuantitas diskret tertentu,
seperti kemasan keil atau bundelan. &lank memberi namakuantum "7uantum# untuk kuantitas energy terkeil yang dapat
dipanarkan "atau diresapi# dalam bentuk radiasi elektromagnetik.
$al ini seara matematis dapat dituliskan :
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
3/54
E=h f atau E=hc
λ
'dapun besarnya energy kuantum tergantung pada frekuensiatau panjang gelombang radiasinya.
Keterangan :
8 energy kuantum h 8 tetapan &lank " 9,9! 15-!; 6s #
f 8 frekuensi radiasi 8 keepatan ahaya " ! 15 8
panjang gelombang
Niels Bohr pada tahun 141; menjelakan tentang spetrum
garis dengan menggunakan teori kuantum Ma? &lank. Menurut
Bohr, spetrum garis menunjukkan bahwa eletron dalam atom
beredar pada suatu lintasan dengan tingkat energy tertentu.
@intasan eletron tersebut berupa lingkaran dengan jari-jari
tertentu yang disebut kulit atom.
2. Bilangan 3uantum
Bilangan kuantum adalah bilangan yang digunakan untuk
menyatakan kedudukan suatu orbital dan menggambarkan
distribusi eletron dalam atom hidrogen dan atom-atom lain.
Bilangan-bilangan ini diturunkan dari solusi matematis persamaan
Ahrodinger untuk atom hydrogen. Bilangan-bilangan kuantum ini
disebut bilangan kuantum utama, bilangan kuatum azimuth
(momentum sudut), bilangan kuantum magnetic dan bilangankuantum spin.
a. Bilangan kuantum utama (n)
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
4/54
Bilangan kuantum utama menyatakan nomor kulit eletron.
6umlah eletron maksimum setiap kulit dinyatakan oleh 2n2.
Bilangan kuantum utama juga berhubungan dengan jarak rata-rata
eletron dari inti dalam orbital tertentu. Aemakin besar n, semakin
besar jarak rata-rata eletron tersebut dari inti dan oleh karena itu
semakin besar orbitalnya.
&erhatikan tabel berikut :
K#it K L M N O P ,
Har-a
n
1 2 ! ; 9 C
Jm#a.
e#e/tro
n
2 < 1
<
!
2
5
C2 4
<
b.Bilangan kuantum azimuth (l)
Bilangan kuantum momentum sudut "l# memberikan
informasi mengenai DbentukE orbital. *ilai l bergantung pada nilai
bilangan kuantum utama, n. untuk nilai n tertentu, l mempunyai
nilai bilangan bulat yang mungkin dari o sampai "n-1#. Bila n 8 1,
hanya ada satu nilai l yang mungkin : yakni l 8 n-1 8 1-1 8 5.
Bila n 8 2, ada dua nilai l, 5 dan 1. Bila n 8 !, ada tiga nilai l,
yaitu 5,1,2. *ilai-nilai l biasanya ditandai dengan huruf s,p,d,F.
Aebagai berikut :
c.Bilangan kuantum
magnetic (ml )
l 0 1 & ' ( )Nam
a
Or"it
a#
p d ! g h
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
5/54
Bilangan kuantum magneti menggambarkan tentang
orientasi orbital eletron karena pengaruh medan magnet yang
kuat. $arga m tergantung pada harga l, dengan ketentuan :
M 8 -l ,FFF.., G l
&erhatikan tabel berikut :
No S"#it Bi#an-an Kantm
Ma-neti 2m3
Jm#a.
Or"ita#1 A 5 12 & -1, 5, G1 !
! ( -2, -1, 5, G1, G2 ; H -!, -2, -1, # C
d.Bilangan kuantum spin (s)
Bilangan kuantum spin menyatakan arah rotasi eletron
dalam orbital terhadap sumbunya . $arga bilangan kuantum spin
adalah s 8 G I atau s G -1=2. anda positif "G# artinya eletron
berputar searah jarum jam dan digambarkan dengan arah tandake atas , sedangkan tanda negatiJe "-# artinya eletron berputar
berlawanan arah jarum jam dan digambarkan dengan tanda panah
kearah bawah.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
6/54
!. Bentuk - Bentuk rbital
a. Bentuk orbital s
rbital s memiliki kerapatan eletron dengan jarak yang sama dari
inti atom ke semua arah, sehingga orbital s berbentuk seperti bola.
b. Bentuk orbital p
rbital p berbentuk balon dan orientasi orbital membentuk sudut
45K antara satu dengan yang lainnya. Aubkulit p memiliki tiga
maam orbital, yaitu p? , py , dan p% karena subkulit p memiliki tiga
nilai bilangan kuantum magneti, yaitu -1, 5, dan G1.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
7/54
. Bentuk orbital d
Aubkulit d mempunyai orbital dengan 15 elektron. 3elima eletron
ini mempunyai tingkat energy yang sama.
d. Bentuk orbital f
Aubkulit f mempunyai C nilai bilangan kuantum magneti, yaitu : -!,-2, -1, 5, G1, G2, dan G!, maka subkulit f mempunyai C maam
orbital.
;. 3ongurasi lektron dengan Menggunakan &rinsip 'ufbau,
'turan $und dan 'sas @arangan &auli
3ongurasi eletron merupakan gambaran susunan eletron pada
orbital-orbital kulit di sekitar inti atom. Aetiap atom memilikikongurasi eletron yang berbeda dengan atom yang lain. erdapat
tiga prinsip dalam penentuan kongurasi eletron, yaitu :
a.'sas 'ufbau
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
8/54
'ufbau berasal dari kata 6erman D'ufbauE berarti
membangun.Menurut asas aufbau, pengisian eletron dimulai dari
energy yang paling rendah kemudian energy yang lebih tinggi. 'sas
aufbau menggunakan diagram Mnemoni Moeller.
6umlah eletron maksimum pada subkulit :
s 8 2 p 8 9 d 8 15 f 8 1;
"ontoh : 3ongurasi eletron 19A 8 1s2 2s2 2p9 !s2 !p; . Lntuk
subkulit d, isinya enderung penuh atau setengah penuh " atau
15#
b.'turan $und
$und menyatakan bahwa pengisian eletron pada orbital p, d dan f
mula-mula diisi masing-masing orbital dengan satu eletron dengan
arah yang sama "arah ke atas#, setelah semua orbital terisi satu
eletron baru mengisikan orbital dengan berpasangan "arah ke
bawah#.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
9/54
.&rinsip @arangan &auli
Lntuk atom berelektron banyak kita menggunakan prinsip larangan
pauli 2dinamakan berdasarkan nama penetusnya, sikawan 'ustria
olfgang &auli# untuk menentukan kongrasi eletron. &rinsip ini
menyatakan bahwa tidak ada eletron-elektron dalam satu atom
yang mempunyai keempat bilangan kuantum yang sama. 6adi,
setiap orbital hanya dapat terisi maksimum dua eletron dengan
arah yang berlawanan.
. $ubungan 3ongurasi lektron Auatu Lnsur dan @etaknya
dalam Aistem &eriodik Lnsur
Aistem periodi unsur menggambarkan tentang susunan unsur-
unsur berdasarkan kenaikan nomor atom dan kemiripan sifat.
@ajur-lajur hori%ontal "periode# diurutkan berdasarkan kenaikan
nomor atom, sedangkan lajur Jertial "golongan# diurutkan
berdasarkan kemiripan sifat.
#.Blok pada istem Periodic Modern
&ada sistem periodi modern , unsur-unsur dibagi menjadi ; blok,
yaitu :
a.Blok s untuk golongan 0' dan 00'
b.Blok p untuk golongan 000', 0)', )', )0', )00', dan )000'
.Blok d untuk golongan 0B, 00B, 000B, 0)B, )B, )0B, )00B, dan )000B"disebut golongan transisi#
d.Blok f untuk golongan transisi dalam "deret @antanida dan deret
'ktinida#
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
10/54
$.%ubungan Kon&gurasi 'lectron dengan istem Periodik
a.&eriode
&eriode adalah lajur mendatar dalam system periodi unsur yangmenyatakan banyaknya bilangan kuantum utama "kulit eletron#
yang dimiliki oleh setiap unsur
b./olongan
Berdasarkan system periodi, unsur-unsur digolongkan menjadi dua
golongan, yaitu golongan utama " golongan ' # dan golongan
transisi " golongan B #
1./olongan utama "golongan '#
Lnsur yang terletak pada golongan ', kulit dan eletron Jalensinyamemiliki iri ns 1s=d 2, np 1 s=d 9
Jm#a.
e#e/tron
4a#ensi
Kon5-rasi
e#e/tron 4a#ensi
6o#on-an
1 ns1 0'2 ns2 00'! ns2 np1 000'; ns2 np2 0)'
ns2 np! )'9 ns2 np; )0'C ns2 np )00'
< ns2 np9 )000'
2./olongan ransisi "/olongan B#
K#it K L M N O P ,Ni#ai
n
1 2 ! ; 9 C
Perio
de
1 2 ! ; 9 C
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
11/54
Lnsur yang terletak pada golongan B memiliki iri eletron Jalensi
terletak pada subkulit s dengan harga "n-1# d1 s=d 15 ns2
Jm#a.
e#e/tron
4a#ensi
Kon5-rasi
e#e/tron
4a#ensi
6o#on-an
! "n-1#d1ns2 000B; "n-1#d2ns2 0)B "n-1#d!ns2 )B9 "n-1#d;ns2 )0BC "n-1#dns2 )00B< "n-1#d9ns2 )000B4 "n-1#dCns2 )000B
15 "n-1#d<
ns2
)000B11 "n-1#d4ns2 0B12 "n-1#d15ns2 00B
9. Bentuk Molekul Berdasarkan eori &asangan lektron
Bentuk molekul berkaitan dengan susunan ruang atom-atom dalam
molekul. Makin banyak atom penyusun molekul, maka makin
kompleks bentuknya. Molekul dapat diramalkan bentuknya
berdasarkan pemahaman tentang struktur eletron dalam molekul.
+ara meramalkan bentuk molekulnya berdasarkan pemahaman
tentang struktur eletron dalam molekul dengan teori )A&
")alene Ahell letron &air epulsion#, yaitu bentuk molekul
ditentukan oleh pasangan elketron pada kulit terluar atom pusat
"eletron kulit Jalensi#.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
12/54
Bentuk molekul dari senyawa biner berikatan tungal dapat dilihat
dengan menggunakan rumus
'Nnm
Keterangan : '8 atom pusat, N 8 domain eletron ikatan,
8 domain eletron bebas, n 8 jumlah domain eletron
ikatan, m 8 jumlah domain eletron ikatan
(ari rumus diatas, maka diperoleh beberapa kemungkinan bentuk
molekul sebagai berikut :
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
13/54
No Jm#a.
pasan-a
n
e#e/tron
iatan
Jm#a.
pasan
-an
e#e/tr
on
"e"as
Rm
s
Bent
mo#e#
7onto.
1. 2 5 'N2 @inear Be+l22. ! 5 'N! Aegitiga
planar
BH!
!. ; 5 'N; etrahedral +$;;. ! 1 'N! &iramida
trigonal
*$!
. 2 2 'N22 &lanar
bentuk )
$2
9. 5 'N Bipiramida
trigonal
&+l
C. ; 1 'N; Bidang
empat
AH;
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
14/54
/aya tarik-menarik antarmolekul antara lain gaya )an der alls dan
ikatan hydrogen.
a.aa *an der +alls
/aya )an der alls adalah gaya tarik-menarik molekul yang
menyebabkan timbulnya kohesi molekul didalam larutan atau
padatan nonioni. 'da beberapa maam bentuk gaya )an der alls,
yaitu :
1./aya antardipol, adalah gaya tarik-menarik antarmolekul dalam
senyawa koJalen polar 2./aya @ondon, adalah gaya tarik-menarik
antarmolekul dalam senyawa non polar. 3ekuatan gaya tarik
disperse ini "gaya @ondon# dapat menjelaskan kenapa +l2 berwujud
gas, Br2 berwujud air, dan 02 berwujud padatan.
b.katan %idrogen
0katan hydrogen adalah ikatan yang terbentuk antara atom $ dari
suatu molekul dengan atom elektronegatif pada molekul yang lain.
(engan adanya ikatan hydrogen, air mempunyai sifat-sifat sebagaiberikut :
1.Molekul-molekul air " $2 # letaknya lebih berdekatan
dibandingkan molekul es "$2 padat#. 3erapatan air dalam bentuk
air lebih besar daripada dalam bentuk padat
2. 'ir mempunyai titik didih yang tinggi
RAN6KUMAN
eori kuantum &lank menyatakan bahwa energi radiasi
dipanarkan oleh atom atau molekul dalam paket keil "kuanta#,
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
15/54
bukan dalam rentang kontinu. &erilaku ini diatur oleh hubungan
E=hv . Aehingga besarnya energi kuantum tergantung pasa
frekuensi atau panjang gelombang radiasinya. Bohrmengembangkan model atom hydrogen dimana energy dari sebuah
eletron yang mengelilingi inti adalah terkuantisasi atau terbatas
pada nilai energy tertentu yang ditentukan oleh bilangan bulat,
yaitu kuantum utama. erdapat ; bilangan kuantum yaitu
bilangan kuantum utama "n#, bilangan kuantum a%imuth "l#,
bilangan kuantum magnetik "m# dan bilangan kuantum spin "s#.
(an ada ; pula bentuk orbital yaitu orbital s, orbital p, orbital d
dan orbital f.
3ongurasi elektron merupakan gambaran susunan elektron
pada orbital-orbital kulit di sekitar inti atom. 'da tiga prinsip utama
dalam penentuan kongurasi elektron diantaranya yaitu asas
'ufbau, 'turan $und dan 'sas larangan &auli. 'sas 'ufbau adalah
pengisian elektron mulai dari energi paling rendah ke energi yang
paling tinggi. 'turan $und adalah susunan eletron paling stabildalam subkulit adalah susunan dengan jumlah spin parallel paling
banyak. (an &rinsip @arangan &auli adalah tidak boleh ada dua
eletron dalam dua atom yang sama memiliki keempat bilangan
kuantum yang sama.
Aistem periodik unsur terdiri atas golongan "lajur Jertial# dan
periode "golongan hori%ontal#. &eriode sama dengan jumlah kulit
dan nomor periode, sedangkan golongan terdiri atas golonganutama dan golongan transisi. (engan mengunakan teori pasangan
elektron kita juga dapat meramalkan bentuk molekul. 6uga terdapat
gaya antarmolekul seperti /aya )an der alls dan 0katan hidrogen
yang mempeengaruhi sifak sik %at.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
16/54
LATIHAN SOAL
1. @etak unsur dan kongurasi elektron yang tepat untuk unsur
14N adalah...
a. &eriode ;, golongan 0', O'rP ;s1
b. &eriode 1, golongan 0B, O'rP ;d1
. &eriode 1, golongan 00', O'rP ;s2
d. &eriode 2, golongan 00B, O'rP ;d2
e. &eriode !, golongan 0)', O'rP ;s2 !d2
Pembahasan : Menetukan -etak nsur
14N 8 2 < < 1 8 1s2 2s22p9 !s2!p9 ;s1 8 O'rP ;s1
n"kulit terakhir# 8 ; ⟶ periode ;
elektron Jalensi 8 1 → golongan 1 ' "psi '#
2. $arga keempat bilangan kuantum elektron terakhir dari atom
19A adalah...
a. n 8 2, l 8 5, m 8 5, s 8 -1=2
b. n 8 !, l 8 1, m 8 -1, s 8 -1=2
. n 8 !, l 8 1, m 8 5, s 8 -1=2
d. n 8 !, l 8 1, m 8 5, s 8 G1=2
e. n 8 !, l 8 1, m 8 G1, s 8 G1=2
Pembahasan : Menentukan %arga Bilangan Kuantum
19A 8 2 < 9 8 1s2 2s2 2p9 !s2 !p;
lektron terakhir berada pada orbital !s !p
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
17/54
Lntuk orbital !s :
1. n 8 !, l 8 5, m 8 5, s 8 G1=2
2. n 8 !, l 8 5, m 8 5, s 8 -1=2
Lntuk orbital !p
1. n 8 !, l 8 1, m 8 G1, s 8 G1=2
2. n 8 !, l 8 1, m 8 5, s 8 G1=2
!. n 8 !, l 8 1, m 8 -1, s 8 G1=2
;. n 8 !, l 8 1, m 8 -1, s 8 -1=2 "psi B#
Lntuk soal nomor ! dan ; dua unsur memiliki diagram orbital sebagai
berikut :
!. *omor atom dari unsur N adalah...
a. 1C
b. 1<. 21
d. 29
e. !5
Pembahasan : Menentukan Nomor /tom
'r dan *e merupakan golongan gas mulia ")000'#.
*omor atom 'r 8 1<
*omor atom N 8 'r G ! 8 1< G ! 8 21 "psi +#
;. 3ongurasi elektron yang paling tepat dari unsur 24+u adalahF..
a. 1s2 2s2 2p9 !s2 !p9 !d4 ;s2
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
18/54
b. 1s2 2s2 2p9 !s2 !p9 !d15 ;s1
. 1s2 2s2 2p9 !s2 !p9 !d< ;s1 ;p1
d. 1s2 2s2 2p9 !s2 !p9 !d< ;s2 ;p1
e. 1s2 2s2 2p9 !s2 !p9 !d4 ;s2 ;p2
Pembahasan : Kon&gurasi elektron
24+u 8 1s2 2s2 2p9 !s2 !p9 !d15 ;s1 "psi B#
BAB & TERMOKIMIA
Standar Kompetensi :
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
19/54
2. Memahami perubahan energi dalam reaksi kimia dan ara
pengukurannya
Kompetensi Dasar :
2.1 Mendeskripsikan perubahan energi suatu reaksi,
reaksi eksoterm dan reaksi endoterm2.2 Menentukan '$ reaksi berdasarkan
perobaan,hukum $ess, data perubahan entalpi pembentukan
standar, dan data energi ikatan
T!an Pem"e#a!aran $
1. Mengetahui asas= hukum kekekalan energi2. Membedakan perbedaan antara sistem dan lingkungan!. Menyimpulkan perbedaan antara reaksi eksoterm dan
endoterm melalui perobaan;. Mendeskripsikan maam-maam perubahan entalpi "Q$Kf , Q$K ,
Q$Kd#. Menentukan ntalpi eaksi "Q$# berdasarkan eksperimen
"3alorimeter#9. Menentukan nilai Q$ reaksi dengan menggunakan hukum $essRC. Menentukan nilai '$ reaksi dengan menggunakan data
perubahan entalpi pembentukan standarR
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
20/54
kalor reaksi tersebut.reaksi kimia berlangsung dan menyerapatau
memebebaskan energi.6umlah energi yang menyertai "dibebaskan
atau diserap#oleh suatu reaksi disebut kalor reaksi.
Lntuk mempelajari perubahan kalor dari suatu reaksi, maka perlu
dikaji beberapa hal yang berhubungan dengan energi yang
dimilikioleh suatu %at.
1.'sas 3ekekalan nergi
$ukum kekekalan energi menyatakan bahwa energi alam semesta
adalah kekal, energy tidak dapatdiiptakan dan dimusnakan, energy
hanya dapat diubah bentuknya dari satu bentuk kebentuk energy
yang lainya.$ukum kekekalan energy ini merupakan hukum
ermodinamika 1.
Aeara matematis, hukum termodinamika 1 dapat dituliskan :
Q E=q+W
3et :
Q E : perubahan energidalam
7 : jumlah kalor yang diserap atau dilepas sistem
: jumlah kerja yang diterima atau dilakukan sistem
2.Aistem dan @ingkungan
(alam termokimia ada dua hal yang perlu diperhatikan yang
menyangkut perpindahan energi, yaitu sistem dan
lingkungan.eaksi atau proses yang sedang menjadi pusat
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
21/54
perhatian disebut sistem,sedangkan lingkungan adalah segala
sesuatu yang yang berada disekitar sistem.
"ontoh :
eaksi antara larutan *a$ dengan $+l dalam tabung reaksi
menyebabkan kenaikan suhu,sehingga suhu tabung reaksi naik,
demikian pula suhu disekitarnya.(ari reaksi tersebut dapat
disimpulkan bahwa:
Aistem : larutan *a$ dan larutan $+l
@ingkungan : tabungreaksi, suhu udara
0nteraksi antara system dan lingkungan dapat berupa pertukaran
materi dan energi. Berdasarkan interaksinya dengan lingkungan,
sistem dibedakan menjadi tiga maam, yaitu sistem terbuka, sistem
tertutup, dan sistem terisolasi.
a. Aistem terbuka
Aistem terbuka merupakan suatu system dimana antara system danlingkungan dapat terjadi perpindahan materi. "ontoh : eaksi sutu
%at dalam wadah terbuka
b. Aistem tertutup
Aistem tertutup merupakan suatu system dimana antara system
dan lingkungan dapat terjadi perpindahan energy,tetapi tidak
terjadi perpindahan materi."ontoh : eaksi antara logam
magnesium dengan asam klorida enr yang dilakukan pada tabung
reaksi yang tersumbat rapat.
. Aistem terisolasi
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
22/54
Aistem terisolasi merupakan system yang tidak memungkinkan
terjadinya perpindahan dan materi antara system dan
lingkungan."ontoh : eaksi suatu %at yang dilakukan dalam termos.
!.eaksi ksoterm dan eaksi ndoterm
leh karena energi tidak dapat diiptakan maupun dimusnakan,
maka dalam suatu reaksi kimia, energi yang dilepas oleh sistem
dalam bentuk kalor akan diserap oleh lingkungan maupun
sebaliknya.
a.eaksi ksoterm
+iri-irinya :
1. eaksi membebaskan kalor
2. 3alor mengalir dari system ke lingkungan
!. erjadi kenaikan suhu
;. Q$ reaksi S 5 "negatiJe# +ontoh : *2 "g# G !$2 "g#→
2*$!
"g# G 29,C< 3kal
b. eaksi endoterm
+iri-irinya :
1. eaksi menyerap kalor
2. 3alor mengalirdari lingkungan ke system
!. erjadi penurunan suhu
;. Q$ reaksi T 5 "positif#
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
23/54
+ontoh : 2*$! ⟶ *2 "g# G !$2 "g# - 29,C< 3kal
;.Maam-Maam &erubahan ntalpi
Banyaknya kalor yang dibebaskan atau diperlukan "Q$# padasuatu
reaksi tergantung pada suhu dan tekanan saat reaksi berlangsung.
&erubahan entalpi reaksi yang ditentukan pada kondisi standar
dinyatakan sebagai perubahan entalpi standar "Q$ 5#. Maam U
maam perubahan entalpi berdasarkan jenis reaksinya, antara lain:
#.Kalor Pembentukan tandar ( Q$ 0! )
3alor pembentukan standar "Q$5f # adalah kalor yang dibebaskan
atau diserap pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-
unsurnya yang diukur pada suhu 25 " 24< 3 # atau 1 atm. +ontoh:
uliskan persamaan termokimia dari V$5f $2 8 - 2
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
24/54
3alor penguraian merupakan kebalikan dari kalor pembentukan.
3alor penguraian standar adalah kalor yang dibebaskan atau yang
diserap untuk menguraikan 1 mol senyawa menjadi unsur-unsurnya
pada keadaan standar."ontoh : Kalor penguraian $2"l# 8 G 2ab : Na"l(s) ⟶ Na"l(a=) 9 Q$0s
k56mol
4.Kalor Penetralan tandar (;%0 penetralan )
3alor penetralan standar adalah kalor yang disebabkan atau yang
diserap pada pelarutan asam atau basa yang menghasilkan 1 mol
air.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
25/54
. &enentuan ntalpi eaksi "Q$# berdasarkan eksperimen
"3alorimeter#
Q$ reaksi dapat diukur atau ditentukan menggunakan alat yangdisebut 3alorimeter. 3alorimeter terdiri dari pemanas air dengan
dinding isolasi dan bejana reaksi.
3alor yang diserap atau dilepas oleh larutan dihitung dengan rumus
:
W 8 +. Q
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
26/54
kenaikan suhu K+. apabila diketahui kalor air ;,2 j=gK+, maka
berapa Q% ang terjadi pada reaksi tersebutX
&enyelesaian :
(iketahui : m 8 15 g , 8 ;,2 j=gK+ , Q< 8 K+
(itanya : Q%C
6awab : W 8 m Qt 8 15. ;,2. 8 !15 joule Q% 9 2= 9 21#40
5
D.Penentuan Q%E berdasarkan %ukum %ess
$ukum $ess menyatakan bahwa Dkalor reaksi tidak bergantung
pada jalannya reaksi tetapi hanya ditentukan oleh keadaan awal
dan keadaan akhir reaksi D.
$ukum $ess sangat penting dalam perhitungan kalor reaksi yang
tidak dapat ditentukan seara eksperimen. +ontoh reaksi :
1. eaksi langsung
' ⟶ B Q$1 8 ? 3kal
2. Aeara tidak langsung
a# lewat + ' ⟶ + Q$2 8 b 3kal
+ ⟶ B Q$! 8 3kal
b# @ewat ( dan
' ⟶ ( Q$; 8 a 3kal
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
27/54
( ⟶ E Q$ 8 d 3kal
⟶B Q$9 8 e 3kal
Maka berlaku hubungan : ? 8 b G 8 a G d G e Q$1 8 Q$2 G
Q$! 8 Q$; G Q$ G Q$9
+
' B
(
+ontoh soal :
1. (iketahui : 2$2"g# G 2"g# ⟶ 2$2"air# Q$ 8 -1!9 3kal
$2"g# G 2"g# ⟶ $ 22"air# Q$ 8 -;;,< 3kal
$itung Q$ untuk reaksi :
2$22"air# ⟶ 2$2 G 2
6awab :
2$2 G 2 ⟶ 2$2 Q$ 8 -1!9 3kal
2$22 ⟶ 2 $2 G 22 Q$ 8 G
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
28/54
Berdasarkan perubahan entalpi pembentukan standar %at-%at yang
ada dalam reaksi, perubahan entalpi reaksi dapat dihitung dengan
rumus:
($r58 perubahan entalpi reaksi
Aeorang ilmuwan, /erman $ess, telah melakukan beberapa
penelitian perubahan entalpi ini dan hasilnya adalah bahwa
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
29/54
perubahan entalpi reaksi dari suatu reaksi tidak bergantung pada
jalannya reaksi, apakah reaksi tersebut berlangsung satu tahap
atau beberapa tahap. &enemuan ini dikenal dengan $ukum $ess
yang berbunyi:
Berdasarkan penelitian $ess ini, perubahan entalpi suatu reaksi
yang tidak dapat ditentukan dengan kalorimeter dapat ditentukan
dengan perhitungan. Berikut ini ontoh perhitungan penentuanperubahan entalpi.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
30/54
eaksi ksoterm adalah reaksi yang membebaskan kalor dan
endoterm adalah reaksi yang menyerap kalor. 'da ; perubahan
entalpi berdasarkan jenis reaksinya yaitu kalor pembentukan
standar, kalor penguraian stadar, kalor pembakaran standar, kalor
pelarutan standar, dan kalor penetralan standar.
@'0$'* A'@
1.(iketahui $2"l# ⟶ $2"g# Q$ 8 G ;5 k6=mol, berapakah
kalor yang diperlukan untuk penguapan ;, gram $2 "'r $ 8 1,5
'r 8 19# X.
&embahasan :
Mr $2 8 1< g=mol
Massa $2 8 ;, gr
Mol $2 8 ;, g=1< g mol-1 8 5,2 mol
Q$ 8 W=n
W 8 Q$ ? n
8 G ;5 k6=mol ? 5,2 mol
8 G 15 k6
2.Berapakah kalor yang dihasilkan pada pembakaran ;,;< @iter gaskarbon standar sesuai reaksi sbb:
+"g# G 2"g# ⟶ +2"g# Q$ 8 -!4; k6=mol
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
31/54
&embahasan :
Mol pembakaran gas karbon 8 ;,;< @=22,; @mol -1
8 5,2 mol
Q$ 8 W=n
W 8 Q$ ? n
8 -!4; k6=mol ? 5,2 mol
, 8 +9:9 J
!.+"g# G 2 "g# +2 Q$of 8 -!4!, k6=mol menghasilkan 22 gr +2,
berapakah kalor yang diperlukan untuk menghasilkan gas +2
tersebutX
&embahasan :
mol +2 8 Massa=Mr
8 22 gr=;;g mol-1
85, mol
Q$ 8 W=n
W 8 Q$ ? n
8 -!4!, k6=mol ? 5, mol
, 8 ; 1
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
32/54
;.Bila diketahui energi ikatan rata-rata *-$ pada *$! 8 !41 k6=mol,
$-$ 8 ;! 3j=mol, energi ikatan rata-rata rangkap tiga *8 4;9
k6=mol, maka entalpi pembentukan gas *$! adalahF.
&embahasan :
*2 G !$2 2*$!
Q$ 8 Y energi ikatan rata2 reaktan U Y energi ikatan rata2 produk
8 "1 "4;9 k6=mol G ! ";! k6mol# U "2! "!41 k6=mol##
8 4;9 k6=mol G 1!5 k6=mol U 2!;9 k6=mol
8 221 k6=mol U 2!;9 k6=mol
Q$ 8 U 4 k6=mol "ini untuk 2 mol *$!#
Q$ untuk 1 mol 8 -4 k6=mol= 2mol 8 U ;C, k6=mol
BAB ' LAJU REAKSI
Standar Kompetensi :
!. Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-
faktor yang memengaruhinya, serta penerapannya dalam
kehidupan seharihari dan industri
Kompetensi Dasar :
!.1 Memahami teori tumbukan "tabrakan# untuk
menjelaskan faktor-faktor penentu laju dan orde reaksi serta
terapannya dalam kehidupan sehari-hari
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
33/54
T!an $
Menjelaskan pengertian laju reaksi
1. Mejelaskan orde reaksi
2. Menghitung konsentrasi larutan"molaritas#
!. Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi
;. Menjelaskan pengaruh konsentrasi,luas permukaan, dan suhu
terhadap laju reaksi berdasarkan teori tumbukan
. Menjelaskan peranan katalis dan energi aktiJasi
'()'*+ /'*0
6ika kita memperhatikan, keepatan gerak benda ada yang epat
dan ada pula yang lambat. Begitu juga dengan reksi kimia, reksinya
ada yang berlangsung dengan keepatan yang berbeda beda, ada
yang berlangsung sangat epat dan ada pula yang berlangsung
sangat lambat. +ontohnya pelarutan gula lebih epat menggunakan
air panas dari pada menggunakan air dingin. leh karena itu, dalam
ilmu kimia dikenal istilah laju reaksi.
eaksi kimia dapat terjadi jika molekul-molekul %at yang bereaksi
salig bertumbukan, serta reaksi akan terjadi jika tumbukan yang
dilakukan memiliki energi yang ukup "tumbukan efektif#.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
34/54
1.&engertian @aju eaksi
@aju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau
terbentuknya produk. eaksi kimia adalah proses perubahan %at
pereaksi menjadi produk. Aeiring dengan bertambahnya waktu
reaksi, maka jumlah %at pereaksinya akan semakin sedikit,
sedangkan produk semakin banyak. Aelain itu laju reaksi kimia
ternyata dipengaruhi oleh berbagai fator seperti temperatur,
konsentrasi, luas, permukaan,katalisator, tekanan, dan Jolume.
&ada reaksi :
*2"g# G !$2"g#⟶ 2*$!"g#
@aju reaksi :
U laju penambahan konsentrasi *$!
U laju pengurangan konsentrasi *2 dan $2
2.rde eaksi
rde reaksi merupakan pangkat bilangan pada konsentrasi pereaksi
yang memengaruhi laju reaksi. &enetapan orde reaksi berdasarkan
hasil perobaan, bukan berdasarkan koesien reaksinya.
) 8 k O'P?OBPy
3eterangan :
) 8 @aju eaksi
3 8 tetapan laju reaksi O P 8 konsentrasi %at
N 8 orde=tingkat reaksi terhadap '
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
35/54
Z 8 orde=tingkat reaksi terhadap B
? G y 8 orde=tingkat reaksi keseluruhan
+ontoh :
*itrogen ksida "*# bereaksi dengan oksigen membentuk nitrogen
dioksida "*# reaksinya sbb : 2*"g# G 2"g# ⟶ 2*2 dari reaksi
ini diperoleh data sbb :
*o.
O*P awal "M# OP awal "M# @aju eaksi"m=s#
1 5,15 5,15 5,11C2 5,25 5,15 5,;9<! 5,!5 5,15 1,5;; 5,!5 5,25 2,15C
a. entukan orde reaksi terhadap * [b. entukan orde reaksi terhadap 2 [. uliskan persamaan reaksinya [
6awab : Misal persamaan laju reaksi adalah : J 8 k O*Pm O2Pn
a.Menentukan m dengan data 1 dan 2 "k dan O2Pn tetap #
)1=)2 8 O*1= *2Pm
5,11C=5,;9< 8 "5,1=5,2#m
1=; 8 "1=2#m
"1=2#2 8 "1=2#m
m 8 2orde reaksi * 8 m 8 2
b.Menentukan n dengan data ! dan ; "k dan O*Pm tetap #
)!=); 8 O2.!= 2.;Pn
1,5;=2,15C 8 "5,1=5,2#n
1=2 8 "1=2#n
"1=2#1 8 "1=2#n
n 8 1
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
36/54
.J 8 k O*P2 O2P
!.Molaritas
3emolaran adalah satuan konsentrasi larutan yang menyatakanbanyaknya mol %at terlarut dalam 1 liter larutan. 3emolaran "M#
sama dengan jumlah mol "n# %at terlarut dibagi Jolume "F # larutan.
M =n
v atau M =
gr
Mr ×
1000
p
3et: M 8 molaritas, n8jumlah mol, J8 Jolume larutan, m8massa
%at ,p8Jolume larutan.
+ontoh : berapa molaritas larutan yang terjadi jika 1; gr
3$"Mr89# dilarutkan dalam air hingga Jolumenya menjadi 25
m@X
6awab : M =gr
Mr ×
1000
p =
14
56×1000
250=1 M
;.Haktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi
a.-uas permukaan sentuhan6 kuran partikel
@uas permukaan sentuh memiliki peranan yang sangat penting
dalam laju reaksi, sebab semakin besar luas permukaan bidang
sentuh antar partikel, maka tumbukan yang terjadi semakin banyak,
sehingga menyebabkan laju reaksi semakin epat. Begitu juga,
apabila semakin keil luas permukaan bidang sentuh, maka
semakin keil tumbukan yang terjadi antar partikel, sehingga laju
reaksi pun semakin keil. 3arakteristik kepingan yang direaksikan
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
37/54
juga turut berpengaruh, yaitu semakin halus kepingan itu, maka
semakin epat waktu yang dibutuhkan untuk bereaksiR sedangkan
semakin kasar kepingan itu, maka semakin lama waktu yang
dibutuhkan untuk bereaksi.
b.Konsentrasi
3onsentrasi mempengaruhi laju reaksi, karena banyaknya partikel
memungkinkan lebih banyak tumbukan, dan itu membuka peluang
semakin banyak tumbukan efektif yang menghasilkan
perubahan.=$ubungan kuantitatif perubahan konsentrasi dengan
laju reaksi tidak dapat ditetapkan dari persamaan reaksi, tetapiharus melalui perobaanE. (alam penetapan laju reaksi ditetapkan
yang menjadi patokan adalah laju perubahan konsentrasi reaktan
.uhu
3enaikan suhu dapat memperepat laju reaksi karena dengan
naiknya suhu energi kinetik partikel %at-%at meningkat sehingga
memungkinkan semakn banyaknya tumbukan efektif yang
menghasilkan perubahan%
d.Katalis
3atalis adalah suatu %at yang memperepat laju reaksi kimia pada
suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai olehreaksi itu sendiri. Auatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan
sebagai pereaksi ataupun produk. 3atalis memungkinkan reaksi
berlangsung lebih epat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih
rendah akibat perubahan yang dipiunya terhadap pereaksi. 3atalis
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
38/54
menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktiJasi yang lebih
rendah. 3atalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk
berlangsungnya reaksi.
3atalis dapat dibedakan ke dalam dua golongan utama: katalis
homogen dan katalis heterogen. 3atalis heterogen adalah katalis
yang ada dalam fase berbeda dengan pereaksi dalam reaksi yang
dikatalisinya, sedangkan katalis homogen berada dalam fase yang
sama. Aatu ontoh sederhana untuk katalisis heterogen yaitu bahwa
katalis menyediakan suatu permukaan di mana pereaksi-pereaksi
"atau substrat# untuk sementara terjerat. 0katan dalam substrat-
substrat menjadi lemah sedemikian sehingga memadai
terbentuknya produk baru. 0katan atara produk dan katalis lebih
lemah, sehingga akhirnya terlepas. 3atalis homogen umumnya
bereaksi dengan satu atau lebih pereaksi untuk membentuk suatu
perantarakimia yang selanjutnya bereaksi membentuk produk akhir
reaksi, dalam suatu proses yang memulihkan katalis.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
39/54
. eori umbukan
&engaruh berbagai faktor terhadap laju reaksi dijelaskan dengan
teori tumbukan. Auatu reaksi dapat terjadi karena adanya tumbukan
antara partikel pereaksi. idak setiap tumbkan menghasilkan
tumbukan, hanya tumbukan efektif "energi ukup serta arah
tumbukan yang tepat# saja yang dapat menghasilkan reaksi. nergi
minimum yang harus dimiliki oleh parikel pereaksi sehingga
menghasilkan tumbukan efektif disebut energi pengaktifan "a 8
energi aktiJasi#.
9. &eranan katalis dan energi aktiJasi
Beberapa proses industri yang memerlukan katalisator antara lain :
1.&roses &enernaan Makanan
&roses penernaan makanan diperepat oleh katalis yang disebut
en%im. (alam tubuh kita en%im bekerja seara spesik, artinya
suatu reaksi memerlukan en%im yang tertentu juga.
2.&embuatan gas 'monia dengan &roses $aber-Bosh
3atalisatir yang digunakan amonia adalah serbuk besi. Aerbuk besi
berfungsi untuk memperepat reaksi melalui aksi permukaan atom-
atom di permukaan. eaksi pembuatan amonia adalah : *2 G !$2
⇋ 2*$!
!.&embuatan asam sulfat dengan proses 3ontak
'dapun reaksi pembentukan asam sulfat antara lain :
a. A G 2 ⟶ A2 "epat#
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
40/54
b. 2A2 G 2⟶ 2A! "lambat#
. A! G $2 ⟶ $2A; "epat#
RAN6KUMAN
@aju reaksi dinyatakan sebagai laju berkurangnya pereaksi atau
terbentuknya produk. Aetiap pereaksi disertai suatu perubahan sis
yang diamati, seperti pembentukan endapan, gas, atau perubahan
warna. 3elajuan reaksi dapat dipelajari dengan mengukur salah
atau dari perubahan tersebut. Aelain itu laju reaksi kimia ternyata
dipengaruhi oleh berbagai fator seperti temperatur, konsentrasi,
luas, permukaan,katalisator, tekanan, dan Jolume.3atalis adalah
suatu %at yang memperepat laju reaksi kimia pada suhu tertentu,
tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu sendiri.
&engaruh berbagai faktor terhadap laju reaksi dijelaskan dengan
teori tumbukan. Auatu reaksi dapat terjadi karena adanya tumbukan
antara partikel pereaksi.
LATIHAN SOAL
1.eaksi 2' G B \ + mempunyai tetapan laju reaksi k dengan orde
reaksi ' 8 2 dan orde reaksi B 8 1. &ersamaan laju reaksi
pembentukan + adalah ....
'. J 8 kO2'P.OBP
B. J 8 kO'P2.OBP
+. J 8 2kO'P2.OBP
(. J 8 k
. J 8 k
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
41/54
Pem"a.asan $
Aeara umum reaksi kimia dapat ditulis sebagai :
a' G bB \ + G d(
&ersamaan laju reaksi untuk reaksi kimia seara umum adalah :
J 8 kO'P?.OBPy
(engan :
J 8 laju reaksi kimia
k 8 konstanta laju reaksiO'P 8 konsentrasi %at '
OBP 8 konsentrasi %at B
? 8 orde reaksi %at '
y 8 orde reaksi %at B
? G y 8 orde total= tingkat laju reaksi
&ada soal diketahui ? 8 2, y 8 1. Berdasarkan rumus di atas, maka
laju reaksi untuk 2' G B \ + adalah :
J 8 kO'P2.OBP
Ja>a"an $ B
2.Auatu reaksi kimia a' G bB \ +. 3etika konsentrasi kedua reaktan
' dan B dinaikkan dua kali lipat, laju reaksi meningkat menjadi
empat kali lipat. 3etika hanya konsentrasi ' yang dinaikkan dua kali
lipat dan konsentrasi B dibiarkan tetap, laju reaksi menjadi dua kali
lipat. Berdasarkan data tersebut, maka persamaan laju reaksinya
adalah ....
'. J 8 kO'P.OBP (. J 8 kO'P2.OBP2
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
42/54
B. J 8 kO'P2.OBP . J 8 kO'P.OBP2
+. J 8 kO'P2.O2BP
Pem"a.asan $
&ersamaan laju reaksi seara umum :
J 8 kO'P?.OBPy
3etika konsentrasi B tetap :
] J 8 kO2'P?.OBPy
] J 8 2 kO'P?.OBPy
] 2
?
8 2] ? 8 1.
3etika konsentrasi ' dan B dinaikkan :
] J 8 kO2'P?.O2BPy
] J 8 ; kO'P?.OBPy
] 2?.2y 8 ;
] 21.2y 8 ;
] 2.2y 8 ;
] 2y 8 2
] y 8 1.
6adi, persamaan lajur reaksinya adalah :
J 8 kO'P.OBP
Ja>a"an $ B
!.(i bawah ini merupakan tabel data perobaan laju reaksi untuk
reaksi ' G B \ +.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
43/54
*oO'
"m
1 5
2 5
! 5
; 5
'. J 8 kO'P2.OBP (. J 8 kO'P!.OBP
B. J 8 kO'P2.OBP2 . J 8 kO'P.OBP!
+. J 8 kO'P.OBP2
Pem"a.asan $
3ita tentukan terlebih dahulu orde masing-masing reaktan. Lntuk ',
lihat konsentrasi B yang sama yaitu pada data nomor 1 dan 2.
*oO'
"m
1 5
2 5
! 5
; 5
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
44/54
Bandingkan data no 2 dan no 1 :
]
]5,5<
5,52
]
] 2? 8 ;
] 2? 8 22
] ? 8 2
Aelanjutnya tentukan orde untuk B, lihat konsentrasi ' yang samayaitu pada data nomor 2 dan !.
*oO'
"m
1 5
2 5
! 5
; 5
Bandingkan data no ! dan no 2 :
]
]5,19
5,5<
]
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
45/54
] 2y 8 2
] 2y 8 21
] y 8 1
6adi persamaan laju reaksinya adalah :
J 8 kO'P2.OBP
Ja>a"an $ A
;.eaksi 2' G B \ + G ( memiliki persamaan laju reaksi J 8 kO'P 2.
OBP. 6ika konsentrasi ' dinaikkan dua kali lipat dan konsentrasi B
dinaikkan tiga kali lipat, maka lajunya menjadi ....'. 9 kali semula (. 12 kali semula
B. 15 kali semula . 1< kali semula
+. 11 kali semula
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
46/54
BAB ( KESETIMBAN6AN KIMIA
Standar Kompetensi :
;. Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang memengaruhinya, serta penerapannya dalam
kehidupan seharihari dan industri
Kompetensi Dasar :
;.1 Menjelaskan kesetimbangan dan faktor-faktor yang
memengaruhi pergeseran arah kesetimbangan dengan
melakukan perobaan
T!an Pem"e#a!aran $
1. Menjelaskan konsep kesetimbangan kimia2. Meramalkan arah pergeseran kesetimbangan dengan
menggunakan asas @e +hatelier.!. Menyimpulkan pengaruh perubahan suhu, konsentrasi,
tekanan, dan Jolume pada pergeseran kesetimbangan.;. Menghitung harga 3 + dan 3 & suatu reaksi pada keadaan
setimbang.
. Menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan-
bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi
kesetimbangan.
'()'*+ /'*0
6ika suatu airan diletakan didalam gelas terbuka, dan tidak
ditutup,maka lama kelamaan airan dalam gelas tersebut akan
berkurang. $al ii dikarenakan karena butir butir airan akanmenguap dari permukaan airan dan keluar dari gelas. Aedangkan
pada tempat tertutup,uap airan yang terjadi pada proses
penguapan tidak keluar dari wadah dan mengembun kembali
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
47/54
menjadi airan. &roses penguapan dan pengembunan dalam waktu
yang bersamaan ini merupakan ontoh dari reaksi kesetimbangan
'nda juga pasti tahu bahwa hasil pembakaran kayu atau kertas
adalah arang atau abu dan tidak bisa dikembalikan menjadi kayu
atau kertas. +ontoh tersebut merupakan reaksi kimia yang
berlangsung satu arah atau reaksi berkesudahan.
1.3onsep 3esetimbangan dinamis
Banyak reaksi-reaksi kimiayang berjalan tidak smpurna, artinya
tidak semua %at pereaksi dapat menjadi produk. &ada temperature,
tekanan dan konsentrasi tertentu reaksi akan terhenti. &ada saat
seperti itu reaksi dikatakan telah menapai kesetimbangan.
1.eaksi bolak balik "reJersible#
eaksi bolak balik adalah reaksi yang dapat berjalan ke arah kanan
maupun kiri. 'rtinya reaktan. (apat menhasilkan produk dan
produk dapat kembali menjadi reaktan. +ontoh :
He!;"s# G ;$2 "g# ⇌ !He"s# G ;$2"g#
2.eaksi Aearah
eaksi searah adalah reaksi yang hanya dapat berjalan ke satu arah
saja yaitu ke kanan.
+ontoh :
*a$"a7# G $+l"a7# ⟶ *a+l"s# G $2"g#
!.eaksi dalam keadaan setimbang
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
48/54
eaksi dalam keadaan setimbang terjadi jika keepatan reaksi ke
kanan sama dengan keepatan reaksi ke kiri. 3eadaan demikian
dinamakan kesetimbangan dinamis.
' G B ⇌ + G (
Berdasarkan fase %at yang bereaksi "reaktan dan produk# suatu
reaksi kesetimbangan dibedakan menjadi dua yaitu :
a.3esetimbangan homogeny
3esetimbangan homogeny 'dalah kesetimbangan kimia dimana
fase reaktan dan produk berada dalam fasa yang sama.
b.3esetimbangan heterogen
3esetimbangan heterogen 'dalah kesetimbangan kimia dimana
fase reaktan dan fase produk tidak berada dalam fasa yang sama.
;.&ergeseran kesetimbangan
'sas @e +hatelier mengatakan : DBila dalam suatu kesetimbangandiberikan aksi "tindakan#, maka system itu akan mengadakan reaksi
yang enderung mengurangi pengaruh aksi tersebut. +ara system
beraksi adalah dengan melakukan pergeseran ke kiri atau ke kanan.
2. &engaruh perubahan suhu, konsentrasi, tekanan, dan Jolume
pada pergeseran kesetimbangan.
• &erubahan 3onsentrasi
&engaruh perubahan konsentrasi terhadap reaksi kesetimbangansebagai berikut :a.6ika konsentrasi salah satu pereaki diperbesar, maka
kesetimbangan bergeser ke kanan. Aebaliknya, jika konsentrasi
produk diperbesar, maka kesetimbangan bergeser ke kiri.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
49/54
b.6ika konsentrasi salah satu pereaksi diperkeil, maka
kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Aebaliknya, jika konsentrasi
produ diperkeil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
• &erubahan Jolume dan tekanan&engaruh perubahan Jolume dan tekanan terhadap reaksi
kesetimbangan sebagai berikut :a.6ika Jolume diperbesar, berarti tekanan diperkil, sehingga
kesetimbangan bergeser ke jumlah molekul yang besarb.6ika Jolume diperkeil, berarti tekanan dipebesar, sehingga
kesetimbangan bergeser ke jumlah molekul yang keil.
• &erubahan suhu&engaruh perubahan suhu dalam reaksi kesetimbangan sebagai
berikut :a.6ika suhu dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke reaksi endotermb.6ika suhu diturunkan , kesetimbangan bergeser ke reaksi eksoterm
• &eranan katalis terhadap reaksi keetimbangan3atalis berfungsi memperepat terapainya kesetimbangan dengan
ara memperepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.
;.etapan 3esetimbangan etapan kesetimbangan menggambarkan tentang konsentrasi
pereaksi dan hasil reaksi yang berada dalam keadaan setimbang
pada suhu tertentu.
1.etapan kesetimbangan "3 #a.$ukum kesetimbangan$ukum kesetimbangan menyatakan bahwa :Dhasil kali konsentrasi setimbang %at-%at di ruas kanan dibagi
dengan hasil kali konsentrasi setimbang %at-%at di ruas kiri yang
masing-maing dipangkatkan koesien reaksi, merupakan suatu
tetapan pada suhu tetap.Eb.&ersamaan tetapan kesetimbangan&ersamaan reaksi seara umum adalah :
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
50/54
p' G 7B⇌ r+ G s(
maka nilai 3 8[ C ] r [ D ] s[ A ] p [ B ] q
.&enentuan 3 pada reaksi homogeny&ersamaan reaksi seara umum dalam kesetimbangan homogeny
adalah :
m'"g# G nB"g# ⇌ p+ G 7(, maka
maka nilai 3 8[C ] p [ D ]q[ A ]m [B ] n
d.&enentuan 3 pada reaksi heterogenHase gas dan fase larutan berpengaruh pada system
kesetimbangan, sedangkan fase padat dan fase air tidak
berpengaruh pada system kesetimbangan.
1.Menentukan $arga etapan 3esetimbangan
a.Menghitung harga 3 berdasarkan konsentrasi kesetimbanganb.umusan tetapan kesetimbangan 3 p etapan kesetimbangan adalah tetapan kesetimbangan dengan
data tekanan. leh karena itu yang dipengaruhi tekanan adalahgas, maka perhitungan ini hanya berlaku untuk fase gas.eaksi kesetimbangan seara umum dapat dituliskan :
p' G 7B⟺ r+ G s(
maka nilai 3 p 8 p [C ] r p [ D ] s p [ A ] p p [ B ] q
a.$ubungan 3 p dan 3 ekanan parsial gas tergantung pada konsentrasi. (ari persamaan
gas ideal, yaitu:&) 8 n maka tekanan gas adalah n=J 8 konsntrasi gas. (engan
mengganti p pada persamaan 3 p dengan n=J, maka didaptkan
hubungan 3 p dengan 3 sebagai berikut :3 p 8 3 "#^Vn
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
51/54
Keterangan : 8 tetapan gas 8 5,5
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
52/54
d.(itambah katalisi besi oksidae./as ammonia yang terbenuk segera dipisahkan3egunaan gas ammonia antara lain :a.Lntuk membuat pupuk '
b.Lntuk membuat urea.Lntuk membuat pupuk asam sitratd.Lntuk membuat senyawa-senyawa nitrogen
RAN6KUMAN
erdapat tiga reaksi kesetimbangan yaitu reaksi bolak-balik, reaksi
searah dan reaksi dalam keadaan setimbangan. Aedangkan
berdasarkan fase kesetimbangan dibedakan menjadi dua yaitu
kesetimbangan homogeny dan heterogen. 'sas @e +hatelier
mengatakan : DBila dalam suatu kesetimbangan diberikan aksi
"tindakan#, maka system itu akan mengadakan reaksi yang
enderung mengurangi pengaruh aksi tersebut. +ara system
beraksi adalah dengan melakukan pergeseran ke kiri atau ke kanan.
'da ; faktor terjaadinya pergeseran kesetimbangan diantaranya :
perubahan konsentrasi, perubahan Jolume dan tekanan, perubahan
suhu dan peranan katalis.etapan kesetimbangan "3 # adalah hasil
kali konsentrasi setimbang %at-%at di ruas kanan dibagi dengan %at-
%at di ruas kiri yang masing-masing dipangkatkan koesien
reaksinya.
&roduksi bahan-bahan kimia seperti &embuatan 'sam Aulfat "$2A;#
melalui proses kontak,dan &embuatan ammonia "*$!# dengan
proses $aber-Bosh.
@'0$'* A'@
1.(iketahui suatu reaksi kesetimbangan
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
53/54
2' G B ⟺ '2B
&ada kondisi awal di dalam bejana 2 liter terdapat 2 mol ' dan 2
mol B. 6ika dalam kesetimbangan
5, mol ', maka tetapan kesetimbangannya adalah....
Ja>a"
(ari permasalahan dapat ditentukan jumlah mol sebagai berikut.
6adi
2. Aebanyak 9 mol *$! dipanaskan hingga menjadi *2 dan $2.
&ada saat kesetimbangan terapai tersisa 2 mol *$! . 6ika tekanan
total ampuran gas adalah 15 atm makan tentukanlah harga 3p.
Ja>a"an
(ari persoalan kita dapat temukan data sebagai berikut.
-
8/17/2019 Bahan Ajar Kimia Kelas Xi 2
54/54
otal mol dalam sistem. Menari tekanan parsial pada setiap %at
dengan persamaan
Aehingga didapatkan p*$! 8 2 atm, p*2 8 2 atm, dan p$2 8 9atm
top related