Reaksi kesetimbangan yakni reaksi dimana zat-zat hasil reaksi ( produk ) sanggup bereaksi kembali membentuk zat-zat semula ( reaktan ). Kaprikornus reaksi berlangsung dua arah ( reversibel ) :
Kapankah suatu reaksi bolak-balik mencapai keadaan setimbang ?
Pada dikala laju reaksi ke kanan = laju reaksi ke kiri
Bagaimana kita sanggup mengetahui bahwa suatu reaksi bolak-balik telah mencapai kesetimbangan ?
Saat tercapai kesetimbangan jumlah zat-zatnya baik reaktan maupun produk tidak lagi berubah. Jumlah zat sebanding dengan mol dan konsentrasi sehingga dikala setimbang mol dan konsentrasi zat-zatnya tetap.
Jelaskan, mengapa kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis !
Jelaskan, mengapa kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis !
Walaupun reaksi kimia sudah mencapai keadaan setimbang akan tetapi reaksi tetap berlangsung pada tingkat molekul/mikroskopis. sebab kecepatan reaksi maju/ke kanan = reaksi balik/ke kiri maka seolah-olah reaksinya sudah berhenti.
Ciri khas reaksi kesetimbangan :
"Zat-zat ruas kiri ( reaktannya ) tidak pernah habis"
Pada dikala terjadi kesetimbangan, maka harga tetapan kesetimbangan ( Kc ) sanggup ditentukan. Nilainya ditentukan dengan memakai perbandingan konsentrasi zat-zatnya dikala tercapai kesetimbangan.
dari bentuk persamaan di atas sanggup disimpulkan :
Jika nikai K > 1 maka hasil/produk yang dihasilkan banyak
Jika nikai K < 1 maka hasil/produk yang dihasilkan sedikit
Hal PENTING yang perlu kalian ketahui !
Untuk reaksi yang sama harga Kc hanya dipengaruhi suhu. Selama suhu tetap maka K tetap. Harga K berubah hanya apabila suhunya berubah. perubahan harga K tergantung jenis reaksinya :
- Reaksi Endoterm ( menyerap kalor / delta H nya positif ) : K berbanding lurus dengan suhu. Artinya jikalau suhunya meningkat maka K nya juga meningkat dan sebaliknya jikalau suhunya menurun maka K nya juga menurun.
- Reaksi Eksoterm ( melepas kalor / delta H nya negatif ) : K berbanding terbalik dengan suhu. Artinya jikalau suhunya meningkat maka K nya menurun dan sebaliknya jikalau suhunya menurun maka K nya meningkat.
Membandingkan harga K dengan beberapa reaksi :
- Jika reaksi dibalik maka K menjadi 1/K
- Jika reaksinya dikalikan n maka K menjadi Kn
- Jika reaksinya dibagi n maka K menjadi akar n nya K
- Jika dua reaksi atau lebih dijumlahkan maka harga K tiap-tiap reaksi dikalikan
Diketahui tetapan kesetimbangan 2 reaksi sebagai berikut :
Kc nya berturut-turut yakni 4 dan 8 maka tetapan kesetimbangan bagi reaksi :
yakni !
Untuk mengetahui perubahan nilai tetapan kesetimbangan ( K ) yang kita perhatikan yakni senyawa yang spesifik yang ada untuk tiap-tiap reaksi.
untuk reaksi pertama yang kita perhatikan perubahannya yakni senyawa B sebab senyawa B tidak ada pada reaksi ke dua. Senyawa B yang mula-mula di ruas kiri menjadi di ruas kanan dan dikalikan 2 (karena angka koefisiennya berubah dari 1 menjadi 2 berarti berkembang menjadi dua kalinya).
maka reaksinya ditulis :
sebab dibalik maka K = 4 menjadi K = 1/4 kemudian dikalikan 2 maka K = 1/4 berubah lagi menjadi kuadratnya K = (1/4)2 = 1/16
untuk reaksi kedua tidak mengalami perubahan sebab senyawa spesifiknya yaitu senyawa D tetap ada di ruas kiri dan angka koefisiennya pun tetap = 1 sehingga K nya juga tetap 8. Dari reaksi pertama yang telah diubah dengan reaksi kedua digabung menjadi :
senyawa yang sama di ruas kiri dan kanan saling coret....
sebab digabung maka nilai K = 1/16 dan K = 8 dikalikan sehingga menjadi :
K = 1/16 . 8 = 1/2
Pergeseran Kesetimbangan
Asas Le Chatelier
Jika terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu aksi (tindakan) maka reaksi akan bergeser untuk menghilangkan imbas agresi itu.
Pengaruh Konsentrasi
Pengaruh Volume
PENTING !! Angka koefisien reaksi dari zat padat murni ( s ) dan zat cair murni ( l ) TIDAK mempengaruhi kesetimbangan yang mempengaruhi kesetimbangan yakni senyawa dalam bentuk larutan ( aq ) dan gas ( g ). Perhatikan teladan untuk imbas volume dan konsentrasi :
Kc nya berturut-turut yakni 4 dan 8 maka tetapan kesetimbangan bagi reaksi :
Untuk mengetahui perubahan nilai tetapan kesetimbangan ( K ) yang kita perhatikan yakni senyawa yang spesifik yang ada untuk tiap-tiap reaksi.
untuk reaksi pertama yang kita perhatikan perubahannya yakni senyawa B sebab senyawa B tidak ada pada reaksi ke dua. Senyawa B yang mula-mula di ruas kiri menjadi di ruas kanan dan dikalikan 2 (karena angka koefisiennya berubah dari 1 menjadi 2 berarti berkembang menjadi dua kalinya).
maka reaksinya ditulis :
sebab dibalik maka K = 4 menjadi K = 1/4 kemudian dikalikan 2 maka K = 1/4 berubah lagi menjadi kuadratnya K = (1/4)2 = 1/16
untuk reaksi kedua tidak mengalami perubahan sebab senyawa spesifiknya yaitu senyawa D tetap ada di ruas kiri dan angka koefisiennya pun tetap = 1 sehingga K nya juga tetap 8. Dari reaksi pertama yang telah diubah dengan reaksi kedua digabung menjadi :
sebab digabung maka nilai K = 1/16 dan K = 8 dikalikan sehingga menjadi :
K = 1/16 . 8 = 1/2
Pergeseran Kesetimbangan
Asas Le Chatelier
Jika terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu aksi (tindakan) maka reaksi akan bergeser untuk menghilangkan imbas agresi itu.
Pengaruh Konsentrasi
- Jika salah satu pereaksi/reaktan/senyawa di ruas kiri diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kanan/produk/hasil reaksi. Sebaliknya jikalau salah satu produk/hasil reaksi/ruas kanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kiri/pereaksi/reaktan.
- Jika salah satu pereaksi/reaktan/senyawa di ruas kiri diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kiri/pereaksi/reaktan. Sebaliknya jikalau salah satu produk/hasil reaksi/ruas kanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kanan/produk/hasil reaksi.
Pengaruh Volume
- Jika volume diperbesar (pengenceran) maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terbanyak atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terbanyak.
- Jika volume diperkecil (pemekatan) maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terkecil atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terkecil.
- Jika jumlah angka koefisien ruas kanan dan ruas kiri sama maka penambahan atau pengurangan volume tidak akan menggeser kesetimbangan.
PENTING !! Angka koefisien reaksi dari zat padat murni ( s ) dan zat cair murni ( l ) TIDAK mempengaruhi kesetimbangan yang mempengaruhi kesetimbangan yakni senyawa dalam bentuk larutan ( aq ) dan gas ( g ). Perhatikan teladan untuk imbas volume dan konsentrasi :
ke arah mana kesetimbangan bergeser jikalau suhu tetap :
a. ditambah BiCl3
b. ditambah air
c. ditambah BiOCl
d. ditambah HCl
e. ditambah NaOH
Jawab :
a. Penambahan BiCl3, salah satu pereaksi, akan menggeser kesetimbangan ke kanan
b. Penambahan air (memperbesar volume) akan menggeser kesetimbangan ke kanan sebab koefisien ruas kanan lebih besar dari ruas kiri. Alasannya : koefisien ruas kiri = 1 yaitu koefisien BiCl3, ingat koefisien H2O tidak usah dihitung sebab zat cair murni ( l ) sedangkan jumlah koefisien di ruas kanan = 2 yaitu koefisien dari HCl, ingat BiOCl tidak diperhitungkan sebab bentuknya padat ( s ).
c. Penambahan BiOCl yang merupakan komponen padat tidak menggeser kesetimbangan.
d. Penambahan HCl, salah satu produk, akan menggeser kesetimbangan ke kiri.
e. Penambahan NaOH akan bereaksi dengan HCl yang berarti mengurangi salah satu produk, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
Pengaruh Tekanan
imbas tekanan berlawanan dengan imbas volume :
- Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terkecil atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terkecil.
- Jika tekanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terterbesar atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terbesar.
- Jika jumlah angka koefisien ruas kanan dan ruas kiri sama maka penambahan atau pengurangan tekanan tidak akan menggeser kesetimbangan.
Pengaruh Suhu
- Jika suhu sistem kesetimbangan dinaikkan maka reaksi sistem menurunkan suhu dengan cara kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (endoterm).
- Jika suhu sistem kesetimbangan diturunkan maka reaksi sistem menaikkan suhu dengan cara kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang melepas kalor (eksoterm).
Ke arah mana kesetimbangan akan bergeser jikalau suhu dinaikkan !
Pada kenaikan suhu kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm ( delta H nya + ) :
a. Pada reaksi pertama kesetimbangan akan bergeser ke kiri sebab reaksi pertama dari kiri ke kanan yakni reaksi eksoterm ( delta H nya - ) maka reaksi endotermnya kebalikannnya yaitu dari kanan ke kiri
b. Pada reaksi kedua kesetimbangan akan bergeser ke kanan sebab reaksi kedua dari kiri ke kanan yakni reaksi endoterm ( delta H nya + ) maka reaksi endotermnya sudah sesuai yaitu dari kiri ke kanan
Pengaruh Katalisator
Dalam suatu reaksi kesetimbangan, imbas katalisator yakni mempercepat terjadinya reaksi sehingga reaksi maju dan reaksi baliknya sama-sama bertambah kuat. Oleh sebab itu, katalisator tidak mempengaruhi susunan kesetimbangan akan tetapi mempercepat tercapainya keadaan setimbang.
Menentukan Tetapan Kesetimbangan ( Kc )
Memperdalam perihal tetapan kesetimbangan yang telah disinggung sebelumnya.
Tetapan kesetimbangan yakni hasil kali konsentrasi setimbang zat di ruas kanan
dibagi hasil kali konsentrasisetimbang zat di ruas kiri, masing-masing konsentrasi zat dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.
Persamaan tetapan kesetimbangannya yakni :
Tetapan kesetimbangan untuk reaksi yang sama "harganya tetap untuk suhu yang tetap"
zat padat murni ( s ) dan zat cair murni ( l ) TIDAK disertakan dalam penyusunan tetapan kesetimbangan
BiOCl (s) dan H2O tidak disertakan dalam persamaan Kc sebab bertutut-turut bentuknya zat padat (s) dan zat cair murni ( l ).
Contoh Soal 1 :
Metana (CH4) sanggup diperoleh dari dari reaksi gas CO2 dan gas H2 berdasarkan persamaan :
Reaksi ini berlangsung pada suhu tinggi dengan suatu katalisator. Ke dalam ruangan 500 ml mula-mula dimasukkan 1 mol gas CO dan 3 mol gas H2 diperoleh 0,387 mol air. Tentukan besarnya tetapan kesetimbangannya pada suhu tersebut !
Jawab :
Mula-mula kalian buat skema menyerupai di bawah ini :
angka yang digunakan untuk menyusun Kc yakni angka dikala keadaan setimbang... tetapi ingat, bukan dalam mol namun dalam konsentrasi ( M )
sebab volemenya 500 ml = 0,5 liter maka setiap molnya dibagi 0,5 :
CO = 0,622 mol / 0,5 l = 1,244 M
H2 = 1,866 mol/ 0,5 l = 3,732 M
CH4 = H2O = 0,378 mol / 0,5 l = 0,756 M
Harga Kc yang kecil mengatakan reaksi ini hanya membentuk sedikit sekali metana (CH4)
Contoh Soal 2 :
Harga Kc untuk reaksi di bawah ini dalam suhu tertentu yakni 49
Pada suatu percobaan, 2 mol H , 2 mol I dan 4 mol HI dicampur dalam suatu ruangan 1 liter pada suhu yang sama. Tentukan mol HI dikala mencapai keadaan setimbang !
Jawab :
Misalkan H yang bereaksi x mol maka :
sebab volumenya 1 liter maka mol = konsentrasinya ( ingat : M = mol/volume )
kedua ruas diakar :
14 - 7x = 4 + 2x
10 = 9x
x = 10/9 = 1,11
maka dikala setimbang mol HI = (4 + 2x) = 6,22 mol
Contoh Soal 3 :
Dalam ember 1 dm3 terdapat kesetimbangan antara 0,05 mol N2; 0,20 mol H2; dan 0,10 NH3. Untuk meningkatkan jumlah NH3 menjadi 0,20 mol dalam suhu dan volume tetap harus ditambahkan N2 sebanyak....
Jawab :
sebab dalam suhu yang sama Kc tidak berubah maka berlaku Kc1 = Kc2
Ingat.... mol tiap-tiap senyawa tidak dibagi volume sebab volumenya = 1 liter jikalau tidak satu liter maka mol tiap-tiap senyawa harus dibagi dengan volumenya menyerupai teladan soal no 1.
N2 = 4.0,05 = 0,20 mol
maka N yang ditambahkan = mol N sesudah - mol N mula-mula = 0,20 mol - 0,05 mol = 0,15 mol
Kesetimbangan Dissosiasi
Disosiasi adalah peruraian suatu zat menjadi zat lain yang lebih sederhana
Derajad disosiasi adalah perbandingan antara jumlah zat yang terdisosiasi / terurai / bereaksi dengan jumlah zat mula-mula.
Contoh :
Jika 3 mol AB dalam satu liter air terurai sebanyak 40 % berdasarkan reaksi :
maka tetapan kesetimbangan reaksi tersebut....
Jawab :
Derajad disosiasi = 40 % = 0,4
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial ( Kp )
tetapan kesetimbangan untuk sistem kesetimbangan gas juga sanggup dinyatakan dengan tekanan parsial gas
, P = tekanan parsial senyawa gas
Perbandingan tekanan parsial = Perbandingan mol dikala setimbang
Jika diketahui tekanan total suatu reaksi gas maka tekanan parsial tiap-tiap zatnya sanggup ditentukan :
Jumlah mol total dikala reaksi gas mencapai kesetimbangan sanggup dicari dengan rumus gas ideal :
Hubungan Kc dan Kp :
Keterangan :
P = tekanan (atm)
V = volume (m)
n = mol
R = 0,082 L.atm/mol.K
T = Suhu ( K )
delta n = Jumlah koefisien gas kanan - Jumlah koefisien gas kiri
Contoh Soal :
Sebanyak 10 mol gas N2 dicampurkan dengan 40 mol gas H2 dalam suatu ruangan 10 liter kemudian dipanaskan pada suhu 427 C sehingga bereaksi membentuk NH3 berdasarkan reaksi kesetimbangan :
Apabila tekanan total adonan pada keadaan setimbang yakni 230 atm. tentukanlah harga Kp !
Jawab :
dengan memakai persamaan gas ideal jumlah mol gas dalam adonan dikala setimbang sanggup dihitung sebagai berikut :
Hati2... suhu harus dalam Kelvin ( K ) maka T = 427 C + 273 = 700 K
misal jumlah mol N2 yang bereaksi = x mol maka susunan kesetimbangan sanggup dihitung sebagai berikut :
sebab jumlah mol totalnya = 40 mol maka x sanggup dicari :
(10 - x) + (40 - 3x) + 2x = 40
-2x = -10
x = 5
susunan mol dikala kesetimbangan sebagai berikut :
N2 = 10 - x = 5 mol
H2 = 40 - 3x = 25 mol
NH3 = 2x = 10 mol
Tekanan Parsial gas dikala setimbang :
tekanan parsial N2 = 5/40 . 230 atm = 28,75 atm
tekanan parsial H2 = 25/40 . 230 atm = 143,75 atm
tekanan parsial NH3 = 10/40 . 230 atm = 57,50 atm
EmoticonEmoticon