Upload
faridfaza
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
1/41
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
2/41
Kesetimbangan Kimia
Untuk persamaan reaksi kimia umum
aA + bB cC +dD
Jika A dan B direaksikan, pada suatu titik akan
tercapai dimana tak terdapat perubahan lebih
lanjut dalam sistem, titik ini disebut kesetimbangan.
Kesetimbangan kimia adalah suatu kesetimbangan
dinamik. Spesi-spesi dalam reaksi terus terbentuk
secara knstan namun tanpa terjadi perubahan
ttal dalam knsentrasi sistem
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
3/41
Kesetimbangan KimiaKesetimbangan !mgen
kesetimbangan "ang han"a melibatkan satu #ase
"ang sama
cnth $
%semua dalam #ase gas&
%semua dalam #ase larutan&
'ahap-tahap dasar reaksi umum A+B C
meliputi ( tahap "aitu $
). *encampuran aal
. Daerah kinetik
(. Daerah kesetimbangan
)(2)()( 22 g HI g I g H ⇔+
)()()( 3232 aqO H C aq H aqO H HC −+
+⇔
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
4/41
Pencampuran Awal
Ketika A dan B mulai bereaksi, prduk C belumterbentuk. eaksi berlangsung sebagai berikut $
A + B C
!al ini han"a terjadi pada tahap aal sekali
dalam reaksiDaerah Kinetik
Segera setelah C terbentuk, reaksi kebalikanmugkin bisa tejadi. Secara keseluruhanknsentrasi ttal C mulai bertambah. Ketikahampir mencapai kesetimbangan, laju reaksipembentukan prduk makin lambat
A + B C
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
5/41
Daerah Kesetimbangan
Suatu titik akhirn"a tercapai dimana rekasi
pembentukan prduk dan reaksi kebalikann"aterjadi dengan laju reaksi "ang sama. *adasaat ini tidak ada perubahan dalamknsentrasi setiap spesi
A + B C
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
6/41
'etapan KesetimbanganUntuk reaksi kimia umum $
'etapan kesetimbangan dapat dituliskan sebagai $
dengan
$ tetapan kesetimbangan untuk reaksi kesetimbanganhmgen
$ knsentrasi semua spesi dipangkatkan dengankesien dalam persamaan reaksi "ang setara
dDcC bBaA +⇔+
[ ] [ ]
[ ] [ ]ba
d c
C B A
DC
K =
C K
[ ]n
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
7/41
'etapan Kesetimbangan
Kesetimbangan hetergen
Kesetimbangan "ang melibatkan lebih darisatu #ase
Cnth $
*enulisan tetapan kesetimbangan untuksistem hetergen tidak melibatkan
knsentrasi /at padat atau /at cair murnikarena akti0itas /at padat dan /at cair murnisama dengan )
)()()( 23 g CO sCaO sCaCO +⇔
[ ]2CO K c =
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
8/41
'etapan Kesetimbangan
Kesetimbangan !etergen*ada penulisan tetapan kesetimbangan, /atpadat dan /at cair murni tidak diikutsertakankarena knsentrasin"a tidak ber0ariasi.
1ilain"a sudah ikut termasuk dalam nilai K.Selama temperatur knstan dan terdapatsejumlah /at padat, jumlah /at padat "angada tidak mempengaruhi kesetimbangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
9/41
*enulisan 'etapan Kesetimbangan
Cnth $ 'uliskan tetapan kesetimbangan reaksi dari $
'idak ada hubungan "ang jelas antara laju reaksidengan besarn"a tetapan kesetimbangan, namunapabila nilai tetapan kesetimbangan sangat besar,maka reaksi akan berlangsung bertahun-tahun untukmencapai kesetimbangan pada suhu kamar
Cnth $
)()()(2)()( 22334 g O H g CO g NH sCO NH ++⇔
[ ] [ ] [ ]O H CO NH K C 222
3=
31
222 109,2),(2)()( x K g O H g O g H C =↔+
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
10/41
*enentuan 'etapan Kesetimbangan
'etapan kesetimbangan dapat ditentukan daripercbaan. Jika knsentrasi aal semua reaktandiketahui, han"a cukup diketahui satuknsentrasi spesi pada kesetimbangan, maka
nilai Kc bisa dihitung.Cnth $
Jika pada 23,24C knsentrasi aal diketahui
- !5%g& 6,6636 7
- 85%g& 6,6)3 7-!8 %g& 6,6666 7
sedangkan pada kesetimbangan diperlehknsentrasi 8d adalah 6,6699 7
)(2)()( 22 g HI g I g H ⇔+
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
11/41
*ada kesetimbangan- 85%g& : 6,6699 7
-!8 %g& : ; 85%g& "ang bereaksi
: ; %6,6)3 < 6,6699&: 6,66=3> 7
- !5%g& : ?!5@ aal < ?85@ "ang bereaksi
: 6,66366-6,6629
: 6,666 7
*enentuan 'etapan Kesetimbangan
[ ]
[ ] [ ]
54
00772,000022,0
00956,0 2
22
2
===
x I H
HI K C
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
12/41
Cnth sal
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
13/41
*enggabungan umus 'etapanKesetimbangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
14/41
*enggabungan umus 'etapanKesetimbangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
15/41
'ekanan *arsial dan 'etapanKesetimbangan
*ada temperatur tetap, tekanan suatu gas
sebanding dengan kemlarann"a
8ngat, untuk gas ideal $ P ! n"T dan
mlaritas $ M ! m#l$liter atau n$
sehingga P ! "TM
dengan
- : tetapan gas
- ': temperatur %K&
' k * i l d '
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
16/41
'ekanan *arsial dan 'etapanKesetimbangan
Untuk reaksi "ang melibatkan gas, tekananparsial dapat digunakan sebagai penggantiknsentrasi
Kp digunakan ketika tekanan parsial dituliskan
dalam satuan atms#er. Secara umum Kp : Kc.*ada kasus tertentu $
dimana
dDcC bBaA +⇔+
b
B
a
A
d
D
c
C P
P P P P K =
g n
C P RT K K ∆
= )( )()( bad cn g +−+=∆
' k * i l d ' t
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
17/41
'ekanan *arsial dan 'etapanKesetimbanganUntuk reaksi kesetimbangan berikut, Kc:),)6
; )6 pada 9664C. Berapa nilai Kp
Jaab $
)(2)()(2 222 g S H g S g H ⇔+
[ ]5
17
11
10378,1
97308206,01010,1
)(
1)12(2
..08206,0
973273700
x K
x x K
RT K K
n
K mol Latm R
K T
P
P
g n
C P
g
=
=
=
−=+−=∆
=
=+=
−
∆
−−
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
18/41
Cnth sal
Seban"ak ($ ) perbandingan campuran !5dan 15 pada temperatur 2364C. *ada kndisisetimbang, campuran terdiri dari =,>E 1!F,,>E 15 dan >9,E !5 dari ttal 0lume.
'ekanan ttal 36 atm. Dan reaksi "ang terjadiadalah $
15 + (!5 1!F
'entukan nilai Kp dan Kc G
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
19/41
* t
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
20/41
*er tunganKesetimbanganKita dapat meramal arah reaksi dengan
menghitung Kusien eaksi %H&
Kusien reaksi, H untuk reaksi
Kusien reaksi, H memiliki bentuk "ang samadengan Kc namun perbedaann"a adalah baha Hberlaku untuk semua jenis knsentrasi padakndisi apa saja, bukan han"a knsentrasi padasaat kesetimbangan
dDcC bBaA +⇔+
[ ] [ ]
[ ] [ ]ba
d c
B A
DC Q =
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
21/41
Kusien eaksi
Setiap tahap dengan knsentrasi tertentudapat dihitung nilai H n"a. Denganmembandingkan nilai H dengan Kc kitabisa meramalkan arah reaksi $
HI Kc reaksi pembentukan prduk akanberlangsung
H :Kc tidak terjadi perubahan, terjadi
kesetimbanganH Kc reaksi penguraian prduk
menjadi reaktan akan berlangsung
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
22/41
Cnth $
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
23/41
7enghitung Knsentrasi padaKesetimbangan
Jika stikimetri dan nilai Kc untuk suatu reaksi diketahui,
maka perhitungan knsentrasi kesetimbangan untuk
semua spesi bisa dilakukan
Cnth $ suatu sampel CCl5 mengalami dekmpsisi. 1ilai
Kc untuk reaksi
CCl5%g& C%g& + Cl5%g&
adalah , ; )6L)6 pada )664C. Jika knsentrasi aal
CCl5 adalah 6,6=3 7, berapa knsentrasi kesetimbangan
untuk tiap spesi "ang terlibat dalam reaksi
7 hi K i d
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
24/41
7enghitung Knsentrasi padaKesetimbangan
*rses CCl5%g& C%g& Cl5
?aal@ 6.6=3 6.666 6.666
?reaksi@ -M +M +M?setimbang@ 6.6=3-M M M
[ ] [ ][ ] )095.0(
2
2
2
X
X
COCl
Cl CO K C
−
==
7 hit K t i d
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
25/41
01009.2102.2
)095.0(102.2
11102
210
=−+
−
==
−−
−
x X x X
X
X x K C
7enghitung Knsentrasi padaKesetimbangan
7 hit K t i d
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
26/41
Sekarang kita telah mengetahui nilai M,sehingga knsentrasi spesi dapat diketahui $
CCl5 : 6,6=3 < M : 6,6=3 7
C : =,) ; )6LN 7 Cl5 : =,) ; )6LN 7
Dalam hal ini perubahan knsentrasi CCl5
diabaikan karena sangat kecil dibandingaanknsentrasi aal
7enghitung Knsentrasi padaKesetimbangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
27/41
7eramalkan *ergeseran
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
28/41
7eramalkan *ergeseranKesetimbangan
Knsentrasi pada kesetimbangan reaksiberdasarkan pada $
). Kesetimbangan spesik
. Knsentrasi Aal
(. Paktr lain seperti $
•. 'emperatur
•. 'ekanan
•. Kndisi reaksi spesik*erubahan salah satu atau beberapa kndisidi atas akan menimbulkan stress pada sistemsehingga terjadi pergeseran kesetimbangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
29/41
*erubahan Knsentrasi
*erubahan knsentrasi tidak mengubah nilai
tetapan kesetimbangan pada temperatur tetap
Ketika suatu materi ditambahkan ke dalam
sistem kesetimbangan, kesetimbangan akan
bergeser dari sisi "ang ditambahkan
Ketika suatu materi dihilangkan dari sistemkesetimbangan, maka kesetimbangan akan
bergeser ke arah sisi "ang kehilangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
30/41
*erubahan knsentrasiCnth $ 85 ditambahkan ke dalam campuran
kesetimbangan. Sistem akan men"esuaikan
semua knsentrasi untuk membuat sistem
kesetimbangan baru dengan nilai Kc sama
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
31/41
*erubahan knsentrasi
Cnth $ sejumlah !5 dihilangkan ke dalam
campuran kesetimbangan. Sistem akan
men"esuaikan semua knsentrasi untuk
membuat sistem kesetimbangan baru dengan
nilai Kc sama
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
32/41
*erubahan 'ekanan
*erubahan tekanan tidak mengubah besarn"a nilai
tetapan kesetimbangan pada temperatur tetap
Qat padat dan /at cair tidak dipengaruhi leh
perubahan tekanan
*erubahan tekanan dengan menambahkan suatu
gas inert tidak akan menggeser kesetimbangan
*erubahan tekanan han"a mempengaruhi gas-gas
"ang merupakan bagian dari suatu sistem
kesetimbangan
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
33/41
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
34/41
*erubahan 'emperatur
*erubahan temperatur biasan"a akan mengubah nilai
tetapan kesetimbangan
• 1ilai Kc dapat berkurang atau bertambah
dengan kenaikan temperatur
• Arah dan derajat perubahan reaksi bergantung
pada reaksi spesik %eksterm atau endterm&
• Kenaikan temperatur akan bergeser ke arah reaksi
endterm, penurunan temperatur akan bergeser
ke arah reaksi eksterm
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
35/41
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
36/41
!ubungan 'emperatur dengan 'etapan Kesetimbangan, K
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
37/41
!ubungan 'emperatur dengan 'etapan Kesetimbangan, K
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
38/41
Katalis dalam reaksi dapat balik dapatmempercepat reaksi baik kekanan atau kekiri.Keadaan kesetimbangan tercapai lebih cepattetapi tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari
spesies-spesies yang bereaksi. Peranan katalis adalah mengubah mekanisme
reaksi agar tercapai energi aktivasi yang lebihrendah.
Keadaan kesetimbangan tidak bergantung pada
mekanisme reaksi Sehingga tetapan kesetimbangan yang
diturunkan secara kinetik tidak dipengaruhi oleh
mekanisme yang dipilih.
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
39/41
Oatihan Sal
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
40/41
8/20/2019 KIMIA TERAPAN_Kesetimbangan Kimia
41/41