bab 14 kesetimbangan kimia
DESCRIPTION
kimiaTRANSCRIPT
Kesetimbangan Kimia
KIMIA DASAR
Oleh
DR. Aminudin Sulaeman
Kestimbangan kimia
Pendahuluan kesetimbangan kimia
Tetapan kesetimbangan dan cara menyatakanya
Perhitungan berdasarkan tetapankesetimbangan
Penggunaan prinsip Le Chatelier
Beberapa reaksi kesetimbangan yang penting
Kesetimbangan Kimia
Untuk reaksi kimia umum
Jika A dan B dicampurkan bersama, suatu keadaan dimana kecepatan reaksi pada kedua arah sama dan tidak mengahasilkan perubahan sistem lebih lanjut – kesetimbangan
Suatu kesetimbangan dinamik, spesi yang terbentuk adalah konstan terhadap perubahan net konsentrasi
Kesetimbangan Kimia
Perbedaan jenis dari arah yang digunakan dalam persamaan kimia berkaitan dengan kesetimbangan
Panah tunggal
Reaksi dianggap sesuai dengan persamaan yang ditulis
Dua panah bulak balik
Digunakan untuk suatu sistem kesetimbangan
Duan panah bolak balik berbeda ukuran
Dapat digunkana untuk menunjukkan kecendrungan kesetimbangan ke satu arah tertentu
Kesetimbangan Kimia
Kesetimbangan homogen
Kesetimbangan yang melibatkan satu fasa
Contoh:
Semua komponen berada dalam fasa gas
Kesetimbangan kimia
Tahap-tahap dasar
Untuk reaksi umum
Kita dapat tunjukkan reaksi sebagai terdiri dalam 3 tahap
• awal pencampuran
• daerah kinetik
• daerah kesetimbangan
Kestimbangan Kimia
Awal pencampuran
Jika A dan B pertama kali dicampurkan bersama, dan C belum ada
Reaksi yang terjadi
Bersamaan dengan dimulainya reaksi, maka sejumlah C mulai terbentuk
Kesetimbangan kimia
Daerah kinetik
Bersamaan dengan terbentuknya C, reaksi balik juga mulai terjadi
Secara keseluruhan, kita masih melihat pertabahan jumlah C
Dengan semakin dekatnya pada daerah kesetimbangan, laju ke arah produk semakin lambat
Kesetimbangan kimia
Daerah kesetimbangan
Suatu titik dimana kecepatan reaksi pada arah yang berlawanan sama
Secara netto tidak ada perubahan konsentrasi dari setiap komponen
Kesetimbangan kimia
Cara Mengungkapkan Tetapan Kesetimbangan
Untuk reaksi umum :
Kesetimbangan dapat diungkapkan sebagai berikut :
Kc Tetapan kesetimbangan homogen
[ ]n konsetrasi molar berpangkat koefisiennya dalam persamaan reaksi yang setimbang
Ungkapkan Tetapan Kesetimbangan
Kestimbangan Heterogen
Kesetimbangan yang melibatkan beberapa fasa
Ugkapan kesetimbangan untuk sistem jenis ini, tidak termasuk konsentrasi dari padatan murni (atau cairan)
Ungkapkan Tetapan Kesetimbangan
Kesetimbangan heterogen
Kita tidak memasukkan apadatan murni dan cairan sebab konsentrasinya tidak bervariasi. Nilai-nilanya tidak dimasukkan dalam nilai K
Selama temperatur konstan dan padatan masih ada, jumlah padatan yang ada tidak berpengaruh terhadap kesetimbangan
Menuliskan Ungkapan Kesetimbangan
• Setarakan persamaan reaksi kesetimbangan
•Taruh produk sebagai pembilang dan pereaksi sebagai penyebut
•Keluarkan fasa padat dan fasa cair dari ungkapan kesetimbangan
• keluarkan pelarut dari zat terlarut untuk larutan yang encer ( < 0,1 M)
• Pangkat setiap konsentrasi setiap komponen harus sama dengan koefisien komponen tsb. dalam reaksikesetimbangan
Menuliskan ungkapan Kesetimbangan
Contoh
Bagai mana ungkapan kesetimbangan berikut ?
(NH4)2CO3 adalah padatan
Kita tuliskan [NH3] 2 sebab koefisien untuk NH3(g) dalah 2
Kesetimbangan dan Laju reaksi
Reaksi kimia yang menuju kesetimbangan, reaksinya berlangsung dengan laju yang signifikan.
Disana tidak ada hubungan antara kesetimbangan dengan laju reaksi
Reaksi ini memerlukan waktu bertahun-tahun untuk mencapai kesetimbangan pada temperatur ruang
Menentukan tetapan kesetimbangan
Tetapan kesetimbangan dapat ditemukan dengan eksperimen
Jika konsentrasi awal dari semua reaktan diketahui, anda hanya perlu untuk mengukur konsentrasi salah satu komponen saja pada kesetimbangan untuk menentukan nilai Kc
Marilah kita perhatikan kesetimbangan berikut :
Menentukan Tetapan Kesetimbangan
Anggap bahwa kita mulai dengan konsentrasi awal pada 425,4 oC
Pada kesetimbangan, kita dapat tentukan bahwa konsentrasi I2 adalah 0,00772 M
Menentukan tetapan kesetimbangan
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial
Pada temperatur konstan, tekanan dari gas sebanding dengan molaritas
Ingat PV = nRT
Dan molaritas adalah M = mol/liter atau n/V
Maka p = RTM
dimana R tetapan gas
T temperatur, K
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial
Untuk kesetimbangan yangmelibatkan gas, tekanan parsial dapat digunakan untuk menggantikan konsentrasi
Kp digunakan dimana tekanan parsial diungkapkan dalam satuan atmosfir
Tetapan Kesetimbangan Tekanan parsial
Secara umum, Kp = Kc , sebagai gantinya
ng adalah jumlah mol gas hasil reaksi minus jumlah mol gas pereaksi
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial
Untuk Kesetimbangan berikut, Kc = 1,10 x 107 pada 700 oC berapakah Kp
Tetapan Kesetimbangan Tekanan parsial
Perhitungan kesetimbangan kimia
Kita dapat perkirakan arah reaksi dengan menghitung quotion reaksi
Quotion reaksi, Q
Q mempunyai benyak Kesamaan dengan Kc, tetapi dengan satu perbedaan penting, yaitu Q dapat digunakan untuk semua set konstrasi, sedangkan K tidak
Quition Reaksi
Beberapa set konsentrasi dapat memberikan suatu Q perhitungan, dengan membandingkan Q terhadap nilai Kc. Kita dapat memperkirakan arah untuk reaksi.
Reaksi akan berlangsung kearah kanan
Tidak ada perubahan, Reaksi pada kesetimbangan
Reaksi kearahakan berlangsung ke arah kiri
Contoh Quotion ReaksiUntuk contoh awal
Kita tentukan Kc = 54 pada 425,4oC
Jika kita mempunyai campuran sebagai berikut,perkirakan arah dari reaksi
Contoh Quotion Reaksi
Karena Q < Kc, maka sistem tidak dalam berkesetimbangan dan akan reaksi berlangsung kearah kanan
Perhitungan konsentrasi kesetimbangan
Jika stoikhiometri dan Kc suatu reaksi diketahui, menghitung konsentrasi kesetimbangan untuk semua komponen yang mungkin
• Biasanya, konsentrasi awal diketahui
•Satu dari konsentrasi diungkapkan sebagai variabel x
•Semua yang lainnya kemudian diungkapkan dalam bentuk x
Contoh Perhitungan kesetimbangan
Suatu sampel COCl2 dibiarkan terdekomposisi
Nilai Kc untuk kesetimbangan
Jika konsentrasi awal COCl2 adalah 0,095 M, berapa konsentrasi setiap komponen pada keadaan kesetimbangan
Contoh Perhitungan kesetimbangan
Konsentrasi awal, M
Perubahan konsentrasi akibat reaksi
Kesetimbngan konsentrasi, M
Contoh Perhitungan kesetimbangan
Ini adalah bentuk persamaan kuadrat, kebetulan persamaan secara langsung untuk larutannya
Persamaan kuadrat
Suatu bentuk persamaan
Hanya akar yang positif yang digunakan dalam memecahkan masalah kesetimbangan
Contoh perhitungan Kesetimbangan
Contoh perhitungan Kesetimbangan
Sekarang kita sudah tahu nilai x, dan kita dapat selesaikan untuk konsentrasi semua komponen.
Dalam kasus ini, perubahan dari konsentrasi COCl2 diabaikan
Kesimpulan dari metode perhitungan konsentrasi kesetimbangan
• Kita tuliskan persaman reaksi kesetimbangan
• tuliskan uangkapan tetapan kesetimbangan
• Nyatakan semua konsentrasi yang tidak diketahui dalam bentuk suatu variabel tunggal misaalnya x .
• Subtitusikan konsentrasi dalam bnentuk varabel tunggal tersebut kedalam ungkapan tetapan kesetimbangan
• hitung harga x
•Gunakan nilai x untuk menghitung konsentrasi kesetimbangan
Memperkirakan pergeseran kesetimbangan
Prinsip le Chatelier’s
Jika suatu sistem diberi gangguan, sistem dalam kesetimbangan akan bereaksi untuk menghilangkan gangguan tersebut
Posisi kesetimbangan kimia akan bergeser ke arah berlawanan (yang menghilangkan) dari gangguan tersebut.
Contoh
Penambahan A atau B atau mengurangi C atau D akan mengeser kesetimbangan ke arah kanan
Perubahan konsentrasi
•Perubahan konsentrasi tidak akan merubah nilai tetapan kesetimbangan pada temperatur yang tetap
•Jika suatu zat ditambahkan ke dalam sistem yang setimbang, kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi yang lain
•Jika zat dikurangi dari sistem yang setimbang, kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi tempat zat itu diambil
Perubahan konsentrasi
Contoh : Jika sejumlah I2 ditambahkan ke dalam campuran.
Sistem akan mengatur konsetrasi dan menyusun ulang kesetimbangan baru dengan Kc yang sama
Perubahan konsentrasi
Contoh : Jika sejumlah H2 dihilangkan
Sistem akan menyusun ulang konsetrasi dalam kesetimbangan baru dengan Kc yang tetap
Perubahan Tekanan
Perubahan tekanan tidak akan merubah nilai tetapan kesetimbangan pada temperatur yang konstan
•Padatan dan cairan tidak begitu dipengaruhi oleh perubahan tekanan
•Perubahan tekanan dengan memasukkan gas inert tidak akan menggeser kesetimbangan
•Perubahan tekanan hanya berpengaruh terhadap porsi gas pada kesetimbangan
Perubahan tekanan
Secara umum, bertambahnya tekann akan menurunkan volume akan menggeser kestimbangan ke sisi yang jumlah mol gasnya lebih kecil
Perubahan Temperatur
Perubahan temperatur biasanya merubah nila tetapan kesetimbangan
•Kc dapat juga meningkat atau menurun dengan bertambahnya temperatur
• Arah dan tingkat perubahannya tergatung pada spesifik reaksi