materi 2 kesetimbangan kimia
Post on 04-Dec-2015
271 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
KESETIMBANGAN KESETIMBANGAN KIMIAKIMIAMateri 2
PENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIAPENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIA
A + B <=> C
Keadaan kesetimbangan :• kecepatan reaksi ke kanan =
kecepatan reaksi kekiri reversibel• Jumlah molekul/ion yang terurai =
jumlah molekul/ion yang terbentuk dalam satu satuan waktu
Uap mengembun dengan laju yang sama dengan air menguap
Pelarutan padatan, sampai pada titik laju padatan yang terlarut sama dengan padatan yang mengendap saat konsentrasi larutan jenuh (tidak ada perubahan konsentrasi)
PENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIAPENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIA
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
NN22OO4(4(gg)) 2NO 2NO2(2(gg))
[ ] awal [ ] kesetimbangan Nisbah [ ] saat kesetimbangan
[NO2] [N2O4] [NO2] [N2O4] [NO2]/[N2O4] [NO2]2/[N2O4]
0,0000,000 0,6700,670 0,05470,0547 0,6430,643 0,08510,0851 4,65 4,65 10 10-3-3
0,0500,050 0,4460,446 0,04570,0457 0,4480,448 0,10200,1020 4,66 4,66 10 10-3-3
0,0300,030 0,5000,500 0,04750,0475 0,4910,491 0,09670,0967 4,60 4,60 10 10-3-3
Nisbah Nisbah yang nilainya relatif konstan yang nilainya relatif konstan
disebut tetapan kesetimbangan (disebut tetapan kesetimbangan (KK).).
]O[N][NO
42
22
Hukum Guldberg dan
Wange:
Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil
kali konsentrasi pereaksi yang sisa dimana masing-masing konsentrasi itu
dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap.
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Hukum Empiris Aksi Massa (Guldberg & Waage)
aA + bB cC + dD
KC =[C]c [D]d
[A]a [B]b
Tetapan kesetimbangan empiris (KC)
Reaksi dalam larutan
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Adding equations for reactions
S(s) + OS(s) + O22(g) (g) SO SO22(g) (g) KK11 = [SO = [SO22] / ] /
[O[O22]]
SOSO22(g) + 1/2 O(g) + 1/2 O22(g) (g) SO SO33(g)(g)
KK22 = [SO = [SO33] / [SO] / [SO22]]
[O[O22]]1/21/2
NET EQUATIONNET EQUATION
S(s) + 3/2 OS(s) + 3/2 O22(g) (g) SO SO33(g)(g)
Knet [SO3]
[O2 ]3/2 = K1 • K2 Knet [SO3]
[O2 ]3/2 = K1 • K2
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Changing coefficientsChanging coefficients
S(s) + 3/2 OS(s) + 3/2 O22(g) (g) SO SO33(g)(g)
2 S(s) + 3 O2 S(s) + 3 O22(g) (g) 2 SO 2 SO33(g)(g)
Knew [SO3 ]2
[O2 ]3 = (Kold )2 Knew
[SO3 ]2
[O2 ]3 = (Kold )2
K [SO3 ]
[O2 ]3/2 K [SO3 ]
[O2 ]3/2
Knew [SO3 ]2
[O2 ]3 Knew
[SO3 ]2
[O2 ]3
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Changing directionChanging direction
S(s) + OS(s) + O22(g) SO(g) SO22(g)(g)
SOSO22(g) (g) S(s) + O S(s) + O22(g)(g)
K [SO2 ]
[O2 ] K
[SO2 ]
[O2 ]
Knew [O2 ][SO2 ]
= 1
Kold Knew
[O2 ][SO2 ]
= 1
Kold
Knew [O2 ][SO2 ]
Knew [O2 ][SO2 ]
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Kp =[pC]c [pD]d
[pA]a [pB]b
p = Tekanan parsial
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial
Untuk kesetimbangan yangmelibatkan gas, tekanan parsial dapat digunakan untuk menggantikan konsentrasi
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Menurut hukum gas ideal:Menurut hukum gas ideal:pVpV = = nRTnRT pp = ( = (n/V)RTn/V)RT = [ ] = [ ] RTRT
Untuk reaksi fase gas: Untuk reaksi fase gas: a a AA((gg)) + + bb B B((gg)) c c CC((gg)) + + dd DD((gg))
dandan
Karena itu,Karena itu,
nngg = = koef gas produk – koef gas produk – koef koef gas gas reaktanreaktan
Hubungan Hubungan KKPP dengan dengan KKCC
TETAPAN KESETIMBANGAN TETAPAN KESETIMBANGAN
(1) (1) 44 NHNH33((gg)) + 7 + 7 OO22((gg)) 4 4 NONO22((gg)) + + 6 H6 H22OO((gg))
(2) CH(2) CH33OHOH((ll)) + CH + CH33COOHCOOH((ll)) CH CH33COOCHCOOCH3(3(ll)) + H + H22OO((ll))
(3) (3) CaCOCaCO3(3(ss)) CaO CaO((ss)) + CO + CO2(2(gg))
(4) (4) BaClBaCl2(2(aqaq)) + Na + Na22SOSO4(4(aqaq)) BaSO BaSO4(4(ss)) + NaCl + NaCl((aqaq))
Tidak ada Tidak ada KKPP untuk reaksi (2) dan (4), karena tidak ada zat yang berfase gas. untuk reaksi (2) dan (4), karena tidak ada zat yang berfase gas.
CONTOHCONTOH
Arti Nilai Tetapan KesetimbanganArti Nilai Tetapan Kesetimbangan
Nilai numeris Kc atau Kp yang sangat besar menandakan bahwa reaksi berjalan ke kanan sebagaimana dituliskan, berlangsung sempurna atau mendekati sempurna
Nilai numeris Kc atau Kp yang sangat kecil menyatakan bahwa reaksi ke kanan sebagaimana dituliskan tidak berlangsung sempurna
KK >> 1 >> 1 reaksi lebih banyak ke arah produk reaksi lebih banyak ke arah produk
(kesetimbangan berada di kanan).(kesetimbangan berada di kanan).
KK << 1 << 1 reaksi lebih banyak ke arah reaktan reaksi lebih banyak ke arah reaktan
(kesetimbangan terletak di kiri).(kesetimbangan terletak di kiri).
2 H2 H2(2(gg)) + O + O2(2(gg)) 2 H 2 H22OO((gg)) KKCC = 9,1 = 9,1 10 108080
NN22OO4(4(gg)) 2 NO 2 NO2(2(gg)) KKCC = 4,63 = 4,63 1010-3-3
ContohContoh ::
ContohContoh ::
Tuliskan rumus Tuliskan rumus KKcc dan dan KKPP untuk reaksi-reaksi berikut: untuk reaksi-reaksi berikut:
Jawab:Jawab:
(a) 2 ZnS(a) 2 ZnS((ss)) + 3 O + 3 O2(2(gg)) 2 ZnO 2 ZnO((ss)) + 2 SO + 2 SO2(2(gg))
(b) 2 HCrO(b) 2 HCrO44--((aqaq)) Cr Cr22OO77
2-2-((aqaq)) + H + H22OO((ll))
Apakah reaksi-reaksi di atas termasuk kesetimbangan Apakah reaksi-reaksi di atas termasuk kesetimbangan
homogen atau heterogen?homogen atau heterogen?
(a)(a)
((bb))
Kesetimbangan heterogenKesetimbangan heterogen
Tidak ada Tidak ada KKPP Kesetimbangan homogenKesetimbangan homogen
LATIHANLATIHAN
((aa)) Pada suhu tertentu, untuk reaksi N Pada suhu tertentu, untuk reaksi N22OO4(4(gg)) 2NO 2NO2(2(gg)) pada pada
saat kesetimbangan terdapat 0,1 mol Nsaat kesetimbangan terdapat 0,1 mol N22OO44 dan 0,06 mol dan 0,06 mol
NONO22 dalam volume 2 L. Hitunglah nilai dalam volume 2 L. Hitunglah nilai KKcc..
(b) Pada suhu yang sama, ke dalam wadah bervolume 2 L (b) Pada suhu yang sama, ke dalam wadah bervolume 2 L
dimasukkan 0,8 mol Ndimasukkan 0,8 mol N22OO44. Hitunglah konsentrasi zat-zat . Hitunglah konsentrasi zat-zat
dalam reaksi pada kesetimbangan yang baru.dalam reaksi pada kesetimbangan yang baru.
Jawab:Jawab:
Jawab:Jawab: NN22OO4(4(gg)) 2 NO2 NO2(2(gg))
Mula-mulaMula-mula 0,8 mol0,8 mol
ReaksiReaksi ––xx +2+2xx
SetimbangSetimbang 0,8 – 0,8 – xx 22xx
LATIHANLATIHAN
xx22 + 0,009 + 0,009xx – 0,0072 = 0 – 0,0072 = 0
xx = 0,0809 = 0,0809
molmol
Jadi, pada saat kesetimbangan tercapaiJadi, pada saat kesetimbangan tercapai
[NO[NO22] = 2] = 2xx mol/2L = 0.0809 M mol/2L = 0.0809 M
[N[N22OO44] = (0,8 – ] = (0,8 – xx) mol/2 L = 0,7191 mol/2 ) mol/2 L = 0,7191 mol/2
L L
= 0,3595 M= 0,3595 M
LATIHANLATIHAN
MACAM KESETIMBANGAN KIMIAMACAM KESETIMBANGAN KIMIA
(a) (a) Kesetimbangan fisikaKesetimbangan fisika :: melibatkan 1 zat melibatkan 1 zat dalam 2dalam 2 fase yang fase yang berbedaberbeda
HH22OO((ll)) H H22OO((gg))
(b) (b) Kesetimbangan kimiaKesetimbangan kimia :: melibatkan zat melibatkan zat yang berbeda sebagai yang berbeda sebagai reaktan dan produkreaktan dan produk
Contoh:Contoh:
Contoh:Contoh:
NN22OO4(4(gg)) (tak berwarna) (tak berwarna) 2NO 2NO2(2(gg)) (cokelat gelap) (cokelat gelap)
1. Kesetimbangan dalam sistem homogena. Kesetimbangan dalam sistem gas-gas
Contoh: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)
b. Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan
Contoh: NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH- (aq)
2. Kesetimbangan dalam sistem heterogena. Kesetimbangan dalam sistem padat gas
Contoh: CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
b. Kesetimbangan sistem padat larutan
Contoh: BaSO4(s) Ba2+(aq) + SO42
- (aq)
c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas
Contoh: Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)
MACAM KESETIMBANGAN KIMIAMACAM KESETIMBANGAN KIMIA
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
Usaha untuk mengubah suhu, tekanan atau konsentrasi pereaksi dalam suatu sistem dalam keadaan setimbang merangsang terjadinya reaksi yang mengembalikan kesetimbangan pada sistem tersebut
Bila suatu sistem dalam kesetimbangan mendapat
gangguan eksternal maka sistem tersebut akan melakukan perubahan yang
mengatasi gangguan tersebut, dan menyusun ulang kesetimbangan baru dengan Kc yang sama pergeseran pergeseran
kesetimbangankesetimbangan1. Perubahan Konsentrasi
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
[Produk] [Produk] , [Reaktan] , [Reaktan] QQ > > KK Kesetimbangan bergeser Kesetimbangan bergeser
ke kiri ke kiri
[Produk] [Produk] , [Reaktan] , [Reaktan] QQ < < KK Kesetimbangan bergeser Kesetimbangan bergeser
ke kananke kanan
(a) Larutan Fe(SCN)(a) Larutan Fe(SCN)33: campuran warna merah FeSCN: campuran warna merah FeSCN2+2+ dan dan warna kuning Fewarna kuning Fe3+3+ (b) Setelah penambahan NaSCN: kesetimbangan bergeser (b) Setelah penambahan NaSCN: kesetimbangan bergeser
ke kirike kiri(c) Setelah penambahan Fe(NO(c) Setelah penambahan Fe(NO33))33: kesetimbangan juga : kesetimbangan juga bergeser ke kiribergeser ke kiri
(d) Setelah penambahan H(d) Setelah penambahan H22CC22OO44: kesetimbangan bergeser : kesetimbangan bergeser ke kanan; warna kuning berasal dari ion Fe(Cke kanan; warna kuning berasal dari ion Fe(C22OO44))33
3-3-
FeSCNFeSCN2+2+ Fe Fe3+3+ + + SCN SCN--
merahmerah kuningkuning taktak mudamuda berwarnaberwarna
Hanya berpengaruh terhadap fase gas; tidak memengaruhi Hanya berpengaruh terhadap fase gas; tidak memengaruhi fase cair dan padat.fase cair dan padat.
VV , , PP QQ < < KK Kesetimbangan bergeser ke Kesetimbangan bergeser ke koef gas terbesar koef gas terbesar
V V , , PP QQ > > KK Kesetimbangan bergeser ke Kesetimbangan bergeser ke koef gas terkecil koef gas terkecil
NN22OO4(4(gg)) 2 NO 2 NO2(2(gg))
Volume wadah diperbesar Volume wadah diperbesar [N [N22OO44] maupun [NO] maupun [NO22] ]
mengalami pengenceran.mengalami pengenceran. ((ttekanan diperkecil)ekanan diperkecil)
]O[N][NO
42
22Q penurunan pembilang > penyebut karena penurunan pembilang > penyebut karena
[NO[NO22] dipangkatkan 2 ] dipangkatkan 2 QQ < < KK
kesetimbangan bergeser ke kanankesetimbangan bergeser ke kanan
Contoh:Contoh:
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
ContohContoh 2 2:: CoClCoCl442-2- + 6 H + 6 H22O O Co(H Co(H22O)O)662+2+ + 4 + 4
ClCl-- birubiru merah mudamerah muda
Reaksi pembentukan Reaksi pembentukan
CoClCoCl442-2- endoterm: larutan endoterm: larutan
berwarna biru jika berwarna biru jika
dipanaskan dan merah dipanaskan dan merah
muda jika didinginkan.muda jika didinginkan.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
Perubahan tekanan hanya berpengaruh untuk gas.
Fase padat dan cair pengaruh tekanan diabaikan.
Sesuai hukum Boyle maka :Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil)
maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terkecil.
Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terbesar.
Karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol maka cukup memperhatikan jumlah koefisien gas pada masing-masing ruas.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
Tidak seperti perubahan konsentrasi, volume, atau tekanan, Tidak seperti perubahan konsentrasi, volume, atau tekanan,
perubahan suhu tidaperubahan suhu tidakk hanya menggeser kesetimbangan, hanya menggeser kesetimbangan,
tetapi juga tetapi juga mengubah nilai mengubah nilai KK..TT Kesetimbangan bergeser ke arah reaksi Kesetimbangan bergeser ke arah reaksi
endoterm endoterm
TT Kesetimbangan bergeser ke arah reaksi Kesetimbangan bergeser ke arah reaksi
eksotermeksotermContohContoh 1 1::NN22OO4(4(gg)) 2 NO 2 NO2(2(gg)) HH oo = 58,0 kJ = 58,0 kJ
atauatau
NN22OO4(4(gg)) 2 NO 2 NO2(2(gg)) –– 58,0 kJ58,0 kJReaksi pembentukan NOReaksi pembentukan NO22 dari dari NN22OO44 endoterm; reaksi endoterm; reaksi sebaliknya eksoterm. sebaliknya eksoterm. Pemanasan akan memperbesar Pemanasan akan memperbesar [NO[NO22] (warna makin cokelat), ] (warna makin cokelat), pendinginan akan memperbesar pendinginan akan memperbesar [N[N22OO44] (warna cokelat ] (warna cokelat memudar).memudar).
Setiap bola Setiap bola berisi berisi
campuran gas campuran gas NONO22 dan N dan N22OO44
Dalam Dalam air esair es
Dalam air Dalam air panaspanas
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
Ke arah manakah reaksi di bawah ini bergeser bilapada suhu yang tetap, tekanan diperbesar (volumediperkecil)
a. CaCO3 (p) CaO (p) + CO2 (g)
b. PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)
c. H2 (g) + CO2 (g) H2O (g) + CO (g)
d. N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
Penyelesaian:
a. kiri
b. kiri
c. tidak terjadi
d. kanan
LATIHANLATIHAN
4. Pengaruh Kekuatan Ion = pengaruh konsentrasi
5. Peranan KatalisatorKatalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi tapi tidak ikut bereaksi.Sesuai dengan fungsinya mempercepat reaksi maka akan mempercepar tercapainya proses kesetimbangan, dengan cara mempercepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.Fungsi katalisator pada awal reaksi (sebelum kesetimbangan tercapai).Jika kecepatan reaksi maju = kecepatan reaksi balik maka katalis berhenti berfungsi.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
Katalis dalam reaksi dapat balik dapat mempercepat reaksi baik kekanan atau kekiri. Keadaan kesetimbangan tercapai lebih cepat tetapi tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari spesies-spesies yang bereaksi.
Peranan katalis adalah mengubah mekanisme reaksi agar tercapai energi aktivasi yang lebih rendah.
Keadaan kesetimbangan tidak bergantung pada mekanisme reaksi
Sehingga tetapan kesetimbangan yang diturunkan secara kinetik tidak dipengaruhi oleh mekanisme yang dipilih.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIAKESETIMBANGAN KIMIA
5. Peranan Katalisator
LATIHANLATIHAN
1. 0,1 mol HI dimasukkan dalam tabung 1 lt dan terurai sesuai reaksi :
2HI H2 + I2.
Jika I2 yang terbentuk adalah 0,02 mol, berapa harga K?
2. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi : A + 2B AB2 adalah 0,25. Berapa jumlah mol A yang harus
dicampurkan pada 4 mol B dalam volume 5 lt agar menghasilkan 1 mol AB2.
Jawaban no 1.Jawaban no 1.
LATIHANLATIHAN
Jawaban no.2Jawaban no.2 Misal mol A mula-mula = x mol A + 2B AB2
Mula-mula : x 4
Terurai : 1 2
Setimbang : x-1 4-2 = 2 1
[AB2] = 1 / 5 lt = 1/5
[A] = x-1 / 5 lt = (x-1)/5
[2B] = 2 / 5 lt = 2/5
K = [AB2] ¼ = 1/5 x = 26
[A] [B]2 (x-1)/5 . (2/5)2
LATIHANLATIHAN
Pendugaan Arah Reaksi
Pada setiap saat selama berlangsungnya reaksi dapat dirumuskan nisbah konsentrasi-konsentrasi yang bentuknya sama dengan rumus tetapan kesetimbangan.
Nisbah ini disebut kuosien reaksi
...][][
...][][ba
dc
BA
DCQ
Apabila nilai yang disubstitusikan ke dalam kuosien reaksi Q merupakan konsentrasi-konsentrasi dalam keadaan setimbang, maka Q akan sama dengan K.
Rumus Rumus QQ = = KK, tetapi , tetapi nilainya belum tentu nilainya belum tentu sama:sama:QQ = = KK reaksi dalam reaksi dalam
keadaan setimbangkeadaan setimbang
QQ < < KK produk < produk <
reaktan; reaksi reaktan; reaksi
bergeser bergeser ke ke kanan (ke kanan (ke
arah produk)arah produk)QQ > > KK produk > produk >
reaktan; reaksi reaktan; reaksi
bergeser bergeser ke ke kiri kiri (ke (ke
arah reaktan)arah reaktan)
KesetimbanganΔG = 0
Reaktan murni
Produkmurni
Q < KΔG < 0
Q > KΔG > 0
G
AArah reaksi dapat diduga dengan menghitung rah reaksi dapat diduga dengan menghitung kuosien hasil reaksi (Q)kuosien hasil reaksi (Q)..
Pendugaan Arah Reaksi
Contoh Quotion Reaksi
Kita tentukan Kc = 54 pada 425,4oC
Jika kita mempunyai campuran sbg berikut, perkirakan arah dari reaksi
Pada awal reaksi
Karena Q < Kc, maka sistem tidak dalam kesetimbangan dan reaksi akan berlangsung ke arah kanan
Contoh Quotion Reaksi
top related