Reaksi
yang dapat berlangsung dalam dua arah disebut reaksi dapat balik.
Apabila dalam suatu reaksi kimia, kecepatan reaksi ke kanan sama
dengan kecepatan reaksi ke kiri maka, reaksi dikatakan dalam keadaan
setimbang. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai:
ADA
DUA MACAM SISTEM KESETIMBANGAN, YAITU :
1. |
Kesetimbangan
dalam sistem homogen
a. |
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 heterogen
a. |
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)
- 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. |
Pernyataan tersebut juga dikenal sebagai hukum kesetimbangan.
Untuk
reaksi kesetimbangan: a A + b B «
c C + d D maka:
Kc
= (C)c x (D)d / (A)a
x (B)b
|
Kc adalah konstanta kesetimbangan yang harganya
tetap selama suhu tetap.
BEBERAPA
HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN
- |
Jika
zat-zat terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat dan
gas yang dimasukkan dalam, persamaan kesetimbangan hanya
zat-zat yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi
zat padat adalah tetap den nilainya telah terhitung dalam
harga Kc itu.
Contoh:
C(s) + CO2(g) «
2CO(g)
Kc = (CO)2 / (CO2)
|
- |
Jika
kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan
dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat
yang larut saja.
Contoh:
Zn(s) + Cu2+(aq) «
Zn2+(aq) + Cu(s)
Kc = (Zn2+) / (CO2+)
|
- |
Untuk
kesetimbangan antara zat-zat dalam larutan jika pelarutnya
tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka konsentrasi
dari pelarut itu tidak dimasukkan dalam perhitungan Kc.
Contoh:
CH3COO-(aq) + H2O(l)
« CH3COOH(aq)
+ OH-(aq)
Kc = (CH3COOH) x (OH-)
/ (CH3COO-) |
Contoh
soal:
1.
Satu mol AB direaksikan dengan satu mol CD menurut persamaan reaksi:
AB(g)
+ CD(g) « AD(g) +
BC(g)
Setelah
kesetimbangan tercapai ternyata 3/4 mol senyawa CD berubah menjadi
AD dan BC. Kalau volume ruangan 1 liter, tentukan tetapan kesetimbangan
untuk reaksi ini !
Jawab:
Perhatikan
reaksi kesetimbangan di atas jika ternyata CD berubah (bereaksi)
sebanyak 3/4 mol maka AB yang bereaksi juga 3/4 mol (karena koefsiennya
sama).
Dalam keadaan kesetimbangan:
(AD)
= (BC) = 3/4 mol/l
(AB) sisa = (CD) sisa = 1 - 3/4 = 1/4 n mol/l
Kc
= [(AD) x (BC)]/[(AB) x (CD)] = [(3/4) x (3/4)]/[(1/4) x (1/4)]
= 9
2.
Jika tetapan kesetimbangan untuk reaksi:
A(g)
+ 2B(g) « 4C(g)
sama
dengan 0.25, maka berapakah besarnya tetapan kesetimbangan bagi
reaksi:
2C(g) « 1/2A(g) +
B(g)
Jawab:
-
Untuk reaksi pertama: K1 = (C)4/[(A) x (B)2]
= 0.25
- Untuk reaksi kedua : K2 = [(A)1/2 x (B)]/(C)2
- Hubungan antara K1 dan K2 dapat dinyatakan sebagai:
K1 = 1 / (K2)2 ®
K2 = 2
- Azas
Le Chatelier menyatakan: Bila
pada sistem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan
reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya.
Perubahan
dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang
baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan
pergeseran kesetimbangan.
Bagi
reaksi:
KEMUNGKINAN
TERJADINYA PERGESERAN
1. |
Dari kiri ke kanan, berarti A bereaksi dengan B memhentuk
C dan D, sehingga jumlah mol A dan Bherkurang, sedangkan C
dan D bertambah.
|
2. |
Dari kanan ke kiri, berarti C dan D bereaksi membentuk
A dan B. sehingga jumlah mol C dan Dherkurang, sedangkan A
dan B bertambah. |
FAKTOR-FAKTOR YANG DAPAT MENGGESER LETAK KESETIMBANGAN ADALAH
:
a.
Perubahan konsentrasi salah satu zat
b. Perubahan volume atau tekanan
c. Perubahan suhu
A.
PERUBAHAN KONSENTRASI SALAH SATU ZAT
Apabila
dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat
diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan
dari zat tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu zat
diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut.
Contoh:
2SO2(g) + O2(g) «
2SO3(g)
-
Bila pada sistem kesetimbangan ini ditambahkan gas SO2,
maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
- Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O2,
maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
B.
PERUBAHAN VOLUME ATAU TEKANAN
Jika
dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan
perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam
sistem akan mengadakan berupa pergeseran kesetimbangan.
Jika
tekanan diperbesar = volume diperkecil, kesetimbangan
akan bergeser ke arah jumlah Koefisien Reaksi
Kecil.
Jika
tekanan diperkecil = volume diperbesar, kesetimbangan
akan bergeser ke arah jumlah Koefisien reaksi
besar.
Pada
sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi
sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka
perubahan tekanan/volume tidak menggeser
letak kesetimbangan. |
Contoh:
N2(g)
+ 3H2(g) «
2NH3(g)
Koefisien reaksi di kanan = 2
Koefisien reaksi di kiri = 4
- |
Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperbesar (= volume
diperkecil), maka kesetimbangan akan
bergeser ke kanan. |
- |
Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperkecil (= volume
diperbesar), maka kesetimbangan akan
bergeser ke kiri. |
C.
PERUBAHAN SUHU
Menurut Van't Hoff:
- |
Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka kesetimbangan
reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke
arah reaksi endoterm).
|
- |
Bila
pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan
reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke
arah reaksi eksoterm).
Contoh:
2NO(g) + O2(g) «
2NO2(g) ; DH = -216
kJ
|
- |
Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
|
- |
Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke
kanan.
- PENGARUH
KATALISATOR TERHADAP KESETIMBANGAN
Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat
tercapainya kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan
(harga tetapan kesetimbangan Kc tetap), hal ini disebabkan
katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.
HUBUNGAN
ANTARA HARGA Kc DENGAN Kp
Untuk reaksi umum:
a A(g) + b B(g) «
c C(g) + d D(g)
Harga tetapan kesetimbangan:
Kc
= [(C)c . (D)d] / [(A)a .
(B)b]
Kp
= (PCc x PDd) / (PAa
x PBb)
dimana: PA, PB, PC dan PD
merupakan tekanan parsial masing-masing gas A, B. C dan D.
Secara matematis, hubungan antara Kc dan Kp
dapat diturunkan sebagai:
Kp
= Kc (RT) Dn
dimana Dn adalah selisih (jumlah koefisien
gas kanan) dan (jumlah koefisien gas kiri).
Contoh:
Jika
diketahui reaksi kesetimbangan:
CO2(g)
+ C(s) « 2CO(g)
Pada suhu 300o C, harga Kp= 16. Hitunglah
tekanan parsial CO2, jika tekanan total dalaun ruang
5 atm!
Jawab:
Misalkan
tekanan parsial gas CO = x atm, maka tekanan parsial gas CO2
= (5 - x) atm.
Kp
= (PCO)2 / PCO2 = x2 / (5 - x)
= 16 ® x = 4
Jadi tekanan parsial gas CO2 = (5 - 4) = 1 atm
- Disosiasi
adalah penguraian suatu zat menjadi beberapa zat lain yang lebih
sederhana.
Derajat
disosiasi adalah perbandingan antara jumlah mol yang terurai
dengan jumlah mol mula-mula.
Contoh:
2NH3(g)
« N2(g) + 3H2(g)
besarnya
nilai derajat disosiasi (a):
a
= mol NH3 yang terurai / mol NH3
mula-mula
|
Harga derajat disosiasi terletak antara 0 dan 1, jika:
a = 0 berarti tidak terjadi penguraian
a = 1 berarti terjadi penguraian sempurna
0 < a
< 1 berarti disosiasi pada reaksi setimbang (disosiasi sebagian).
Contoh:
Dalam
reaksi disosiasi N2O4 berdasarkan persamaan
N2O4(g) «
2NO2(g)
banyaknya mol N2O4 dan NO2 pada keadaan
setimbang adalah sama.
Pada
keadaan ini berapakah harga derajat disosiasinya ?
Jawab:
Misalkan
mol N2O4 mula-mula = a mol
mol N2O4 yang terurai = a a
mol ® mol N2O4
sisa = a (1 - a)
mol
mol NO2 yang terbentuk = 2 x mol N2O4
yang terurai = 2 a a
mol
Pada
keadaan setimbang:
mol
N2O4 sisa = mol NO2 yang terbentuk
a(1 - a)
= 2a a
® 1 - a
= 2 a
® a
= 1/3 |
|
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar