Transcript Daerah kesetimbangan

Kesetimbangan
Kimia
NAMA : SEPTIAN TRIADI SYAHPUTRA
NIM
: 121620152
Pengertian kesetimbangan kimia
 Suatu sistem dikatakan setimbang jika
dua proses yang berlawanan terjadi
dengan laju yang sama atau dengan kata
lain tidak terjadi perubahan dalam sistem
yang setimbang
 Salah satu indikator saat terjadi
kesetimbangan adalah tidak terjadi
perubahan konsentrasi semua komponen
yaitu reaktan dan produk.
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 bolak balik
Digunakan untuk suatu sistem kesetimbangan
Dua 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
Kesetimbangan 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
Daerah kinetik
Bersamaan dengan terbentuknya C, reaksi
balik juga mulai terjadi
Secara keseluruhan, kita masih melihat
pertambahan 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
Konstanta Kesetimbangan
Untuk reaksi umum :
Kesetimbangan dapat diungkapkan sebagai
berikut :
Kc Tetapan kesetimbangan homogen
[ ]n konsetrasi molar berpangkat
koefisiennya dalam persamaan reaksi yang
setimbang
Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan yang melibatkan beberapa
fasa
Penulisan kesetimbangan untuk sistem jenis
ini, tidak termasuk konsentrasi dari padatan
murni (atau cairan)
Chemical Equilibria
 Reaksi pembentukan NH3 dari gas N2 dan H2
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
2NH3(g)
N2(g) + 3H2(g)
 Bila kedua gas pada volume 1 : 3 dicampur pada suhu
kamar tidak terjadi sesuatu reaksi pada laju yang dapat
dideteksi.
 Tetapi pada 200 ˚C dan 30 atm campuran bereaksi cepat
hingga 67,6% dan tidak ada perubahan lebih lanjut ketika
suhu dan tekanan dipertahankan.
 Begitu pula sebaliknya ketika NH3 dalam suhu kamar tidak
terjadi sesuatu apapun.
 Tetapi pada 200 ˚C dan 30 atm terurai dengan cepat
hingga 32,4% dan tidak ada perubahan lebih lanjut ketika
suhu dan tekanan dipertahankan.
Contoh
 Tuliskan pernyataan kesetimbangan Kc
untuk reaksi berikut :
 2O3(g) 3O2(g)
 2NO(g) + Cl2  2NOCl(g)
Jawab:
 (a) Kc = [O2]3 / [O3]2
 (b) Kc = [NOCl]2 / [NO]2[Cl2]
Contoh hubungan Kc dan konsentrasi
 35,7 g larutan PCl5 ditempatkan dalam labu 5 L dipanasi
hingga 250 C dan dipertahankan hingga tercapai
kesetimbangan. Setelah dianalisis terdapat 7,87 g Cl2.
hitunglah Kc
PCl5(aq)
PCl3(aq) + Cl2(g)
Mol/L PCl5 pada awal 35,7g/5L x 1mol/208g = 0,0343 M
Mol/L Cl2 pada kesetimbangan 7,87g/5L x 1mol/70,9g = 0,0222
M
Dari persamaan diperoleh hubungan kesetimbangan
[PCl5] = [PCl5]awal – [Cl2] = 0,0343 – 0,0222 = 0,0121 M
PCl5(aq)
Mol awal
PCl3(aq) + Cl2(g)
0,0343
Mol kesetimbangan 0,0121
0,0222 0,0222
Kc = (0,0222)(0,0222)/0,0121 = 0,0407 = 4,07 x 10-2
Faktor yang mempengaruhi
kesetimbangan kimia
Tekanan
 Untuk sistem yang melibatkan gas biasanya pengukuran
dilakukan dalam tekanan bukan konsentrasi. Dalam hal
ini tetapan dihitung berdasarkan tekanan parsial gas.
 Ketetapan ini disebut Kp
 Kp =
(PG)g (PH)h
(PA)a (PB)b
 Tekanan total sama dengan jumlah tekanan parsial
 Hubungan Kc dan Kp adalah
Kc = Kp (1/RT)
Dn
 Dengan Dn = S koef produk – S koef reaktan
 Jika Dn = 0 maka Kp = Kc
Konstanta 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
dimana
p = RTM
R tetapan gas
T  temperatur, K
Konstanta Kesetimbangan
Tekanan Parsial
Untuk kesetimbangan yang melibatkan gas,
tekanan parsial dapat digunakan untuk
menggantikan konsentrasi
Kp digunakan dimana tekanan parsial
diungkapkan dalam satuan atmosfir
Secara umum, Kp = Kc , sebagai gantinya
Dng adalah jumlah mol gas hasil reaksi
dikurangi jumlah mol gas pereaksi
Konstanta 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 banyak Kesamaan dengan Kc,
tetapi dengan satu perbedaan penting, yaitu
Q dapat digunakan untuk semua set
konsentrasi, sedangkan K tidak
Quitient Reaction
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 akan berlangsung ke arah kiri
Quitient Reaction
Untuk contoh awal
Kita tentukan Kc = 54 pada 425,4oC
Jika kita mempunyai campuran sebagai
berikut,perkirakan arah dari reaksi
Quitient Reaction
Karena Q < Kc, maka sistem tidak
dalam berkesetimbangan dan akan reaksi
berlangsung kearah kanan
SOAL
Pada awal reaksi, ada 0,249 mol N2 ; 3,21x10-2
mol H2 dan 6,42x10-4 mol NH3 dalam sebuah
labu reaksi berukuran 3,5 L pada 375 C. Jika
Konstanta kesetimbangan (Kc) untuk reaksi:
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
Adalah 1,2 pada suhu tersebut, tentukan apakah
sistem tersebut berada pada kesetimbangan.
Jika tidak, prediksi arah reaksi nya
Perhitungan konsentrasi
kesetimbangan
Jika stoikhiometri dan Kc suatu reaksi
diketahui, kita bisa 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 bisa diabaikan
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 tekanan akan
menurunkan volume sehingga akan
menggeser kesetimbangan 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
Pengaruh katalis
 Dalam suatu kesetimbangan, katalis
dapat mempercepat reaksi maju atau
balik sama kuat. Katalis tidak mengubah
kuantitas relatif yang ada dalam
kesetimbangan sehingga tidak
berpengaruh terhadap Kesetimbangan
reaksi.
Penggabungan Rumus Tetapan
Kesetimbangan
 Dalam menentukan nilai Kc maka setiap persaman
reaksi kimia harus disetarakan.
 Jika persamaannya dibalik, maka nilai Kc dari
persamaan yang baru adalah kebalikan dari
persamaan aslinya
 Tetapan kesetimbangan untuk reaksi total Kc(net)
adalah Kc(1) x Kc(2), hasil kali tetapan
kesetimbangan untuk reaksi-reaksi terpisah yang
digabungkan
Contoh soal
 Jika diketahui:
N2(g) + O2(g)  2NO(g)
Kc = 4,1 x 10-31
N2(g) + ½ O2(g)  N2O(g)
Kc = 2,4 x 10-18
Bagaimana Kc reaksi:
N2O(g) + ½ O2(g)  2NO(g)
Kc = ?
 Persamaan diatas dapat digabungkan
N2(g) + O2(g)  2NO(g)
Kc = 4,1 x 10-31
N2O(g)  N2(g) + ½ O2(g)
Kc = 1/(2,4 x 10-18) = 4,2
x 1017
N2O(g) + ½ O2(g)  2NO(g)
Kc = ?
Perhitungan dalam kesetimbangan
kimia
 Hitunglah Kp dan Kc untuk kesetimbangan reaksi berikut pada 10
atm dan 200 C
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
tekanan NH3 pada keadaan tersebut adalah 50,7%. R = 0,0821
Jawab:
Tekanan total = 10 atm = PNH3 + (PN2 + PH2)
PNH3 = 50,7% tekanan total
= 0,507 x 10 atm = 5,07 atm
PN2 + PH2 = 10 – 5,07 = 4,93 atm
Karena perbandingan N2 dan H2 adalah 1 : 3 maka,
PN2 = ¼ x 4,93 atm = 1,23 atm
PH2 = ¾ x 4,93 atm = 3,70 atm
 Kp = (PNH3)2
= (5,07)2
(PN2) (PH2)3
(1,23) (3,70)3
= 0,413
 Kc = Kp (1/RT)
Dn
= (0,413) (1/0,0821 x 473)-2 = 6,23.102
SEKIAN DARI SAYA
MOHON MAAF ATAS
SEGALA KEKURANGANNYA