Makalah kesetimbangan kimia

KIMIA FISIKA (1)

Kesetimbangan kimia

                           Nama                          : Rosanni Sinurat

                          Nim                              : 14 161 500 11

                      Dosen pembimbing  : Leony sanga L Purba Mpd.

PRODI PENDIDIKAN KIMIA

UNIVERSITAS KRISTEN INDONESIA

A.   Definisi Kesetimbangan Kimia.

Kesetimbangan kimia merupakan keadaan reaksi bolak-balik dimana laju reaksi reaktan dan produk sama dan konsentrasi keduanya tetap. Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi bolak-balik dimana laju terbentuknya reaktan sama dengan laju terbentuknya produk. Keadaan Kesetimbangan kimia adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur).

B.   Ciri-Ciri Kesetimbangan Kimia.

·        Terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap.

·        Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan.

·        Laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk.

·         Konsentrasi produk dan reaktan tetap.

·        Terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat.

C.   Mengenal reaksi kesetimbangan.

Reaksi kesetimbangan adalah reaksi yang berlangsung dua arah (bolak-balik). Persamaan reaksi dituliskan dengan menggunakan tanda panah reaksi bolak-balik 

 
Reaksi dikatakan telah mencapai kesetimbangan jika laju reaksi ke kiri sama dengan laju reaksi ke kanan.
Reaksi kesetimbangan dikatakan homogen, jika semua zat yang terlibat berada pada fasa yang sama.
Reaksi kesetimbangan dikatakan heterogen, jika zat yang terlibat tidak berada pada fasa yang sama.

 

Rumus tetapan kesetimbangan (Kc dan Kp)

Dalam tutorial ini kita akan membahas cara menentukan rumus tetapan kesetimbangan (K_C dan K_P) suatu reaksi kesetimbangan dari persamaan reaksinya.

    Rumus tetapan kesetimbangan (K_C)

Rumus tetapan kesetimbangan K_C secara garis besar merupakan perbandingan (hasil bagi) antara konsentrasi molar ([ ]) zat-zat ruas kanan dengan konsentrasi molar zat ruas kiri yang dipangkatkan dengan koefisiennya.
Karena fasa padat (s) dan cair (l) tidak memiliki konsentrasi, maka kedua fasa ini tidak dilibatkan dalam rumus tetapan kesetimbangan K_C (diberi nilai=1).
Perlu diingat:
tanda kurung siku ([  ]) merupakan simbol untuk konsentrasi molar zat.

KC  =  [zat ruas kanan]koefisien [zat ruas kiri]koefisien

      Rumus tetapan kesetimbangan (K_P)

Rumus tetapan kesetimbangan K_P merupakan perbandingan (hasil bagi) antara tekanan parsial (P_X) zat-zat ruas kanan dengan tekanan parsial zat ruas kiri yang dipangkatkan dengan koefisien masing-masing.
Hanya zat yang berfasa gas (g) yang diperhitungkan dalam rumus tetapan kesetimbangan K_P.
Zat dengan fasa selain gas (S, l, dan aq) tidak dicantumkan dalam rumus tetapan kesetimbangan, tetapi diberi nilai = 1.

KP  =  (tekanan parsial zat ruas kanan)koefisien (tekanan parsial zat ruas kiri)koefisien

D.   Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Kesetimbangan.

Azas Le Chatelier yang berbunyi:
Jika suatu sistem kesetimbangan menerima suatu aksi maka sistem tersebut.akan mengadakan reaksi, sehingga pengaruh aksi menjadi sekecil-kecilnya.

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi sistem kesetimbangan adalah perubahansuhu, perubahan konsentrasi, perubahan tekanan, dan perubahan volume

         1. Pengaruh Perubahan Suhu pada Kesetimbangan

Reaksi kesetimbangan dapat merupakan reaksi eksoterm maupun endoterm.
Pada reaksi-reaksi ini perubahan suhu sangat berpengaruh. Contohnya pada reaksi kesetimbangan antara gas nitrogen dioksida dan dinitrogen tetraoksida.

a. Jika suhu dinaikkan, artinya gas  bertambah.
b. Jika suhu diturunkan, bahannya berkurang artinya gas bertambah.
Dengan melihat reaksi eksoterm dan endoterm pada reaksi tersebut, maka dapat disimpulkan:
• Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm.
• Jika suhu diturunkan, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm.

  2.  Pengaruh Perubahan Konsentrasi pada Tekanan.

    Jika pada sistem kesetimbangan salah satu komponen ditambah,
kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan.
• Jika pada sistem kesetimbangan salah satu komponennya dikurangi ,
kesetimbangan akan bergeser ke arah komponen tersebut.

 3. Pengaruh Perubahan Tekanan pada Kesetimbangan.

    Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya lebih kecil.
• Jika tekanan diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya lebih besar.

4. Pengaruh Perubahan Volum pada Kesetimbangan.

          Perubahan volum pada kesetimbangan bergantung pada komponennya, baik komponen gas atau komponen ion-ion.

a.   Perubahan Volum pada Kesetimbangan yang Komponennya Gas.

Untuk komponen gas,
• jika volum diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya besar.
• jika volum diperkecil maka kesetimbangan bergeser ke arah komponen yang jumlah molnya kecil.

b.   Perubahan Volum pada Kesetimbangan yang Komponen-
Komponennya Berupa Ion-Ion.

Pengenceran pada larutan menyebabkan volum menjadi besar, maka untuk kesetimbangan yang jumlah mol atau jumlah partikel pereaksi dan hasil reaksinyaberbeda,kesetimbangan akanbergeser ke arah partikel yang jumlahnya lebih besar.

Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas, larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas, padat-larutan Kesetimbangan Homogen.
Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan yang komponennya mempunyai wujud yang sama.
Contoh:
a. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas gas-gas
2 SO2(g) + O2(g) ↔2 SO3(g)
N2(g) + 3 H2(g) 2↔ NH3(g)
b. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas ion-ion
Fe3+(aq) + SCN–(aq)↔ Fe(SCN)2+(aq)
c. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat berwujud cair
CH3COOH(l) + CH3CH2OH(l)↔ CH3COOCH2CH3(l) + H2O(l)

    Pada Kesetimbangan Heterogen adalah sistem kesetimbangan yang komponennya terdiri atas zat-zat dengan wujud yang berbeda.
Contoh:Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat cair, gas, dan larutan.
Reaksi: CO2(g) + H2O(l)↔ H2CO3(aq)

Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat padat dan gas
C(s) + 2 N2O(g)↔ CO2(g) + 2 N2(g)
c. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat padat, cair, dan gas
ICI(l) + Cl2(g)↔ ICl3(g)

Kesetimbangan Heterogen

Kesetimbangan ini melibatkan reaktan dan produk dalam fasa yang berbeda. Sebagai contoh, saat padatan kalsium karbonat dipanaskan dalam wadah tertutup, akan terjadi reaksi berikut :

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)

Dalam reaksi penguraian padatan kalsium karbonat, terdapat tiga fasa yang berbeda, yaitu padatan kalsium karbonat, padatan kalsium oksida, dan gas karbon dioksida. Dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi padatan dan cairan relatif konstan, sehingga tidak disertakan dalam persamaan konstanta kesetimbangan kimia. Dengan demikian, persamaan konstanta kesetimbangan reaksi penguraian padatan kalsium karbonat menjadi sebagai berikut :

Kc = [CO2]
Kp = PCO2

Baik nilai Kc maupun Kp tidak dipengaruhi oleh jumlah CaCO3 dan CaO (jumlah padatan).

E.   Hubungan sederhana antara Kc dan Kp yang dapat dinyatakan dalam persamaan matematis berikut :
Kp = Kc (RT)∆n

            Kp = konstanta kesetimbangan tekanan parsial gas
Kc = konstanta kesetimbangan konsentrasi gas
R = konstanta universal gas ideal (0,0821 L.atm/mol.K)
T = temperatur reaksi (K)
∆n = Σ koefisien gas produk – Σ koefisien gas reaktan