3781_5.kesetimbangan_kimia

Report
KESETIMBANGAN KIMIA
Kompetensi :
 Mampu
menginterpretasikan
dan
meramalkan hasil penerapan konsepnya
untuk
memahami
konsep
kesetimbangan kimia dan faktor yang
mempengaruhi
dalam industri.
serta
penggunaannya
Pengantar :
 Pernahkah anda sakit gigi? Sakit gigi biasanya
disebabkan oleh makanan yang asam maupun manis.
Untuk merawat dianjurkan menggosok gigi sehari
dua kali dengan menggunakan pasta gigi
berflourida. Mengapa makanan manis dan asam
menyebabkan sakit gigi dan mengapa pula pasta
gigi berflourida dapat merawat kesehatan gigi?
Pertanyaan ini akan terjawab setelah mempelajari
kesetimbangan kimia.
Materi:
A. Kesetimbangan
B.
C.
D.
E.
Dalam
Kehidupan
Sehari-hari
Keadaan Kesetimbangan
Pergeseran Kesetimbangan
Hukum Kesetimbangan
Sistem Kesetimbangan Dalam Industri
A. Kesetimbangan Dalam Kehidupan
Sehari-hari
 Banyak peristiwa dalam kehidupan
sehari-hari yang merupakan proses
kesetimbangan.
Contohnya :
Perubahan wujud cair
Reaksi kesetimbangan dalam tubuh
Reaksi kesetimbangan dalam mulut
B. Keadaan Kesetimbangan
 Reaksi Umum :
mA + nB
pC + qD
 Pembentukan zat diruas kanan (reaksi maju)
selalu disertai pembentukan kembali zat diruas
kiri (reaksi balik).
 Reaksi terus berlangsung dua arah.
 Arti kesetimbangan : kecepatan reaksi ke kanan
sama dengan kecepatan reaksi ke kiri
 Pada keadaan setimbang konsentrasi zat baik ruas
kiri maupun kanan berada dalam keadaan tetap.
Lanjutan B
 Hubungan konsentrasi zat pada keadaan setimbang :
mA + nB
K = [C]p [D]q
[A]m [B]n
Keterangan :
pC + qD
maka
K = tetapan kesetimbangan
[A] = konsentrasi A pada kesetimbangan = mol / volume (lt)
[B] = konsentrasi B pada kesetimbangan = mol / volume (lt)
[C] = konsentrasi C pada kesetimbangan = mol / volume (lt)
[D] = konsentrasi Dpada kesetimbangan = mol / volume (lt)
Lanjutan B
 Harga
K
(kesetimbangan)
menunjukkan
banyaknya hasil reaksi (zat ruas kanan) yang
dapat
terbentuk
kesetimbangan.
pada
suatu
reaksi
 Harga K besar artinya bahwa zat ruas kanan
banyak terbentuk.
 Harga K kecil artinya zat diruas kiri sedikit
terurai.
C. Pergeseran Kesetimbangan
1. Perubahan Konsentrasi
2. Perubahan suhu
3. Perubahan tekanan
4. Peranan Katalisator
1. Perubahan Konsentrasi
 Reaksi :
 Bila
A+B
C
A ditambah artinya konsentrasinya
diperbesar, sehingga “jika diberi, dia akan
memberi” maka terjadi pergeseran ke kanan
sehingga C banyak.
 Bila B diambil (dipisah) artinya memperkecil
konsentrasi B sehingga “jika diambil , dia
akan mengambil” maka reaksi bergeser ke
kiri sehingga C berkurang.
Lanjutan 1.
 Jika
salah satu zat konsentrasinya
diperbesar (ditambah), maka reaksi
bergeser dari arah zat tersebut.
 Jika
salah satu zat konsentrasinya
diperkecil (dikurangi), maka reaksi akan
bergeser ke arah zat tersebut.
2. Perubahan Suhu
 Jika suhu dinaikkan (menambah atau memberikan
kalor) maka reaksi akan bergeser ke arah kiri yaitu
arah reaksi yang endoterm (membutuhkan).
 Jika suhu diturunkan(kalor dikurangi), maka reaksi
akan bergeser ke arah kanan yaitu arah reaksi yang
eksoterm(mengeluarkan).
 Misal :
2 NH3
N2 + 3 H2 ΔH = +92 Kj
Jika suhu dinaikkan reaksi bergeser ke kanan (NH3
banyak terurai), jika suhu diturunkan akan bergeser ke
kiri.
3. Perubahan tekanan
 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.
4. Peranan Katalisator
 Katalisator 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.
D. Hukum Kesetimbangan
 Ketentukan yang harus diperhatikan :
 Jangan menggunakan hukum aksi massa
sebelum menghitung konsentrasi masingmasing zat pada kesetimbangan.
 Konsentrasi zat selalu dalam satuan molar
(mol / lt) sehingga jangan lupa perhatikan
volume.
 Zat ruas kiri berlaku hubungan : zat pada
saat setimbang = zat mula=mula – zat yang
terurai.
Lanjutan D
 Zat ruas kanan berlaku hubungan :
zat pada saat setimbangan = zat yang
terbentuk dari zat ruas kiri yang
terurai.
 Koefisien
reaksi
kesetimbangan
menyatakan perbandingan mol zat
ruas kiri yang terurai serta mol zat
ruas kanan yang terbentuk pada saat
setimbang.
Cara penyelesaian praktis
soal kesetimbangan
mA + nB

 Mula mula
 Terurai
 Setimbang
:
:
:
e
g
i
f
h
j
 Keterangan :
 e = mol A mula-mula
 f= mol B mula-mula
 g = mol A yang terurai
 h= mol B yang terurai
 i= mol A pada kesetimbangan = e – g
 j= mol B pada kesetimbangan = f – h
 k = mol C pada kesetimbangan = (C yang terbentuk)
 l = mol D pada kesetimbangan = (D yang terbentuk)
pC
k
+
qD
l
Lanjutan cara penyelesaian soal:
 Karena C dan D yang dihasilkan berasal
dari A dan B yang terurai, maka harga g,
h, k, l harus sesuai dengan perbandingan
koefisien.
 g : h : k : l = m : n : p : q ini dinamakan
hubungan tanda panah bengkok yang
disebut angka jalur koefisien.
Lanjutan cara penyelesaian soal:
 Urutan penyelesaian soal :
 Masukkan mol yang tercantum di soal dalam tabel.
 Lengkapi
angka jalur keofisien, berdasarkan
perbandingan koefisien.
 Lengkapi mol pada kesetimbangan (baris paling
bawah tabel)
 Mol pada kesetimbangan masing-masing dibagi
dengan volume untuk memperoleh konsentrasi
masing-masing zat (mol/lt)
 Gunakan rumus tetapan kesetimbangan (K).
E. Sistem Kesetimbangan Dalam Industri
 Proses Haber – Bosch :
1. Merupakan proses yang sangat penting dalam
industri kimia karena amoniak merupakan bahan
utama dalam pembuatan berbagai barang misal :
pupuk urea, asam nitrat, dan senyawa nitrogen.
2.Bisa dipakai sebagai pelarut karena kepolaran
amoniak cair hampir menyamai kepolaran air.
 Proses Kontak :
 Adalah proses pembuatan asam sulfat secara
besar-besaran. Digunakan untuk pembuatan
pupuk amonium sulfat, pada proses pemurnian
minyak tanah, pada industri baja untuk
menghilangkan karat besi sebelum bajanya
dilapisi timah atau seng, pada pembuatan zat
warna, obat-obatan, pada proses pemurnian
logam dengan cara elektrolisa, pada industri
tekstil dll.
 Pada proses kontak bahan yang dipakai adalah
belerang murni yang dibakar di udara :
S + O2
SO2
 SO2 yang terbentuk dioksidasi di udara dengan
memakai katalisator :
2 SO2 + O2
2SO3 + 45 kkal
 Katalis yang dipakai adalah vanadium pentaoksida (V2O5).
 Makin rendah suhunya maka makin banyak SO3
yang dihasilkan, tapi reaksi yang berjalan lambat.
 Dengan memperhitungkan faktor waktu dan
hasil dipilih suhu 400oC dengan hasil kurang
lebih 98%.
 Karena SO3 sukar larut dalam
dilarutkan H2SO4 pekat.
 SO3 + H2SO4
 H2S2O7 + H2O
air maka
H2S2O7 (asam pirosulfat)
2 H2SO4
Contoh soal :
1. 0,1 mol HI dimasukkan dalam tabung 1 lt dan
terurai sesuai reaksi : 2HI
H2 + I2.
Jika I2 yang terbentuk
berapa harga K?
adalah 0,02 mol,
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.
2 HI
Mula-mula
Terurai
Setimbang
H2
: 0,1
: 2 x 0,02 = 0,04
: 0,1-0,04=0,06
+
0,02
[HI] = mol / lt = 0,06 / 1 lt = 0,06
[H2] = mol / lt = 0,02 / 1 lt = 0,02
[I2] = mol / lt = 0,02 / 1 lt = 0,02
K = [H2] [I2] = 0,02 x 0,02 =
[HI]2
(0,06)2
4.10-4 /36.10-4 = 1,1.10-1
I2
0,02
Jawaban no.2
 Misal mol A mula-mula = x mol
A

Mula-mula
Terurai
Setimbang
+
: x
: 1
: x-1
AB2
4
2
4-2 = 2
[AB2] = mol / lt = 1 / 5 lt = 1/5
[A] = mol / lt = x-1 / 5 lt = (x-1)/5
[2B] = mol / lt = 2 / 5 lt = 2/5
K = [AB2]
¼=
1/5
[A] [B]2
2B
(x-1)/5 (2/5)2
1
x = 26
Soal-soal :
 Tetapan kesetimbangan untuk reaksi :
2HBr
H2 + Br2 adalah ½ . Hitunglah mol
H2 yang dihasilkan jika 2 mol HBr dimasukkan
dalam tabung 2 liter.
 1 mol A dan 1 mol B direaksikan dalam tabung
1 liter, sesuai dengan reaksi A + B
C + D
ternyata pada saat setimbang diperoleh 0,33
mol A. Berapa harga K?
Soal-soal :
 Tetapan kesetimbangan CO + H2O CO2 + H2
adalah 0,1. Berapa jumlah mol CO yang harus
dicampurkan pada 3 mol H2O dalam volume 1
liter agar menghasilkan 2 mol H2.
 Sebutkan contoh peristiwa kesetimbangan
kimia dalam kehidupan sehari- hari!.
 Mengapa asap rokok berbahaya ?
Kesimpulan :
 Reaksi HCl + NaOH
NaCl + H2O
berlangsung sempurna dari kiri ke kanan. NaCl
dan H2O yang terbentuk tidak dapat bereaksi
kembali untuk menghasilkan HCl dan NaOH. Ini
dinamakan
reaksi
berkesudahan
atau
irreversible (tidak dapat balik lagi) yaitu suatu
reaksi dinama zat di ruas kanan tidak dapat
bereaksi kembali untuk membentuk zat diruas
kiri.
 Reaksi N2 + 3H2
kembali menjadi 2NH3
2NH3 akan terurai
N2 + 3H2 ini
dinamakan reaksi kesetimbangan atau reaksi
reversible (dapat balik) yaitu reaksi dimana
zat –zat diruas kanan dapat bereaksi atau
terurai kembali membentuk zat di ruas kiri.
 Reaksi ke arah kanan disebut reaksi maju dan
ke ruas kiri disebut reaksi balik.
Latihan soal
 1. Tentukan persamaan harga Kc untuk reaksi berikut
a. SO2(g) + O2(g)  SO3(g)

b. Cu(s) + 2Ag+ (aq)  Cu2+ (aq) + 2Ag(s)
 2. Diketahui reaksi kesetimbangan
 4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(l) H =- 904,5 kJ
 Jelaskan pengaruh perubahan berikut terhadap sistem kesetimbangan
 a. Volume diperkecil
 b. O2 ditambah
 c. Suhu sistem dinaikan.



3.Satu mol a dan satu mol B dimasukkan dalam ruang
1 Liter, terjadi kesetimbangan
2A(g) + 3 B(g)  A2B3 (g)
Setelah tercapai kesetimbangan terdapat 0,25 mol B
Berapa harga Kc
tertutup dengan volume
4.Suatu ruangan mempunyai tekanan total 10 atm,terdapat campuran gas A, gas B
dan gas C dengan jumlah mol berturut-turut o,o2 mol: 0,03 mol dan o,o5 mol.
Tentukan harga Kp
5. Pada reaksi kesetimbangan disosiasi N2O4(g)  2NO2(g)
volume ruangan 12 Liter, jumlah mol N2O4 dan NO2 berbanding 1 : 2. Hitung
derajat disosianya

similar documents