SMA MAARIF NU PANDAANRINSTISAN SEKOLAH KATEGORI MANDIRI2008

Kesetimbangan KimiaKesetimbangan Kimia dan dan

Faktor – faktor yang MempengaruhinyaFaktor – faktor yang Mempengaruhinya

1

2

3

4

5

Kompetensi Dasar & IndikatorKompetensi Dasar & Indikator

Keadaan Setimbang dan Tetapan KesetimbanganKeadaan Setimbang dan Tetapan Kesetimbangan

Faktor – faktor yang mempengaruhi KesetimbanganFaktor – faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan

Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil ReaksiHubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil Reaksi

Kesetimbangan dalam IndustriKesetimbangan dalam Industri

Kesetimbangan Kimia dan Kesetimbangan Kimia dan Faktor – faktor yang MempengaruhinyaFaktor – faktor yang Mempengaruhinya

1 Kompetensi Dasar dan IndikatorKompetensi Dasar dan Indikator

Kompetensi Dasar

1. Menjelaskan pengertian reaksi kesetimbangan2. Menyelidiki faktor – faktor yang mempengaruhi pergeseran arah

kesetimbangan dan menyimpulkan hasilnya serta penerapannya dalam industri

3. Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan

Indikator

1. Menjelaskan kesetimbangan dinamis2. Menjelaskan kesetimbangan homogen dan heterogen serta tetapan

kesetimbangan3. Menyimpulkan pengaruh perubahan konsentrasi, suhu, tekanan dan volume

pada pergeseran kesetimbangan berdasarkan data hasil percobaan4. Menuliskan laporan hasil percobaan secara menyeluruh dan

memperesentasikan5. Meramalkan arah pergeseran kesetimbangan dengan menggunakan asa Le

Chatelier

1 Kompetensi Dasar dan IndikatorKompetensi Dasar dan Indikator

Indikator

6. Menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan – bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan

7. Menafsirkan data hasil percobaan mengenai konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi pada keadaan setimbang serta menyimpulkan pengertian tetapan kesetimbangan (Kc)

8. Menghitung harga Kc berdasarkan konsentrasi kesetimbangan dan sebaliknya

9. Menghitung harga Kp berdasarkan tekanan parsial gas pereaksi dan hasil reaksi pada keadaan setimbang

10.Menghitung harga Kp berdasarkan Kc atau sebaliknya

2 Keadaan Setimbang dan Tetapan KesetimbanganKeadaan Setimbang dan Tetapan Kesetimbangan

Ada 2 macam reaksi kimia :1. Reaksi irreversible : reaksi kimia yang berjalan satu arah2. Reaksi reversible : reaksi kimia yang berjalan dua arah

a. Keadaan setimbang dinamis

Kesetimbangan kimia bersifat dinamis, yaitu secara makroskopis pada keadaan setimbang tidak terjadi perubahan konsentrasi atau warna, namun secara mikroskopis reaksi bolak – balik selalu terjadi perubahan terus menerus. Tetapi keadaan demikian hanya dapat terjadi pada reaksi dalam sistem tertutup.

Contoh :Pemanasan air dalam wadah tertutupm dengan reaksi sbb :a. Reaksi penguapan H2O(l) H2O(g)

b. Reaksi pengembunan H2O(g) H2O(l)

Berdasarkan wujud zat dalam keadaan setimbang, kesetimbangan kimia dapat dibedakan sebagai berikut :a. Kesetimbangan Homogen

Pada reaksi ini seluruh spesies yang terlibat dalam reaksi memiliki fasa yang sama

Contoh :2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g)

b. Kesetimbangan Heterogen

Pada reaksi ini spesies reaktan dan produknya berada dalam fasa yang berbeda

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

b. Tetapan kesetimbanganHukum kesetimbangan menurut “Guldberg dan Waage” : “ Dalam keadaan setimbang pada suhu tertentu, hasil kali konsentrasi hasil reaksi dibagi hasil kali konsentrasi pereaksi yang ada dalam sistem kesetimbangan yang masing – masing dipangkatkan dengan koefisiennya mempunyai harga tetap”. Hasil bagi tersebut dinamakan tetapan kesetimbangan ( Kc ) a. Reaksi Homogen

Harga Kc pada reaksi aA + bB cC + dD, dapat dirumuskan dengan ketentuan sebagai berikut :1. Pada kesetimbangan, laju reaksi v1 = v2

2. Pada keadaan setimbang, reaksi dianggap stabil. V1 = k1 [A]a [B]b v2 = k2 [C]c [D]d

3. Harga Kc ba

dc

cBA

D C K

b. Reaksi Heterogen

Untuk reaksi heterogen “tetapan kesetimbangannya ditentukan hanya berdasarkan konsentrasi zat yang berfasa gas saja, karena zat dalam fasa padat dan cair konsentrasinya dianggap tetap

Contoh :pP(g) + qQ(s) rR(l) + sS(g)

qp

sr'

QP

S R K

Oleh karena [Q] dan [R] dianggap tetap, sehingga :

p

s

P

S K

SoalSoal

1. Tuliskan ungkapan tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut :a. 2NO2(g) N2O4(g)

b. CaCO3(s) CaO(s) + CO2(s)

c. Pb(NO3)2(aq) + 2KI(aq) PbI2(s) + 2KNO3(aq)

d. Ag+(aq) + Fe2+

(aq) Ag(s) + Fe3+(aq)

2. Dalam bejana 1.000 mL terbentuk kesetimbangan

2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) H = +189 kJ/molJika mula – mula ada 0,5 mol gas SO2 dan 0,3 mol gas O2 dan dalam keadaan setimbang tinggal 0,1 mol gas SO2. Berapakah harga tetapan kesetimbangannya ?

3. Jika 1 mol AB dalam 1 liter air terurai sebanyak 40%, menurut reaksi

AB A + B Berapakah harga tetapan kesetimbangan reaksi tersebut ?

3 Faktor – faktor yang mempengaruhi KesetimbanganFaktor – faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan

Pada tahun 1884, Henri Louis Le Chatelier dikenal dengan “azas Le Chatelier” menyatakan : Apabila dalam suatu sistem kesetimbangan yang sedang berlangsung dilakukan aksi maka timbul reaksi dari sistem sehingga pengaruh aksi tersebut dapat diperkecil.

Faktor – faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan reaksi antara lain :1. Perubahan konsentrasi

Jika kedalam sistem kesetimbangan konsentrasi pereaksi ditambah atau diperbesar maka kesetimbngan akan bergeser ke kanan atau kearah produk, sehinggan konsentrasi produk bertambah dan sebaliknya jika konsentrasi pereaksi dikurangi atau diperkecil maka makakesetimbangan bergeser ke kiri

Contoh :A(g) + B(g) C(g) + D(g)

2. Perubahan suhuPada reaksi kesetimbangan, apabila kalor sistem reaksi diturunkan dengan cara menurunkan suhu sistem tersebut maka sistem akan melakukan reaksi dengan cara menggeser kesetimbangan ke arah yang melepaskan kalor (eksoterm). Sebaliknya, jika kalor sistem dinaikkan, sistem akan menggeser kesetimbangan ke arah yang memerlukan kalor

Contoh :A(g) + B(g) C(g) + D(g) H = -x kJReaksi 1 ( eksoterm ), yaitu zat A dan B membebaskan kalor utk membentuk zat C dan D.Reaksi 2 ( endoterm ), yaitu menyerap kaloruntuk membentuk zat A dan BKesimpulan : a. Jika temperatur naik, maka reaksi

akan bergeser ke pereaksib. Jika temperatur diturunkan, reaksi

akan bergeser ke arah hasil reaksi

3. Perubahan Tekanan dan VolumeFaktor tekanan dan volume merupakan faktor yang bersifat kebalikan satu sama lain, artinya bila tekanan gas diperbesar, berarti volume gas diperkecil, dan bila tekanan gas diperkecil, berarti volume gas diperbesar.

Hukum Boyle “Pada suhu tetap, hasil kali tekanan (P) dan Volume (V) selalu konstan ( PV = C )

Menurut “asas Le Chatelier” , jika dalam sistem kesetimbangan volume ruang diperbesar atau tekanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak raksi yang jumlah koefsiennya lebih besar dan sebaliknya.

Contoh :2A(g) + B(g) 3C(g) + D(g)

Kesimpulan a. Jika tekanan diperbesar ( volume diperkecil ) maka kesetimbangan

akan bergeser ke arah jumlah mol yang lebih kecilb. Jika tekanan diperkecil ( volume diperbesar ) maka kesetimbangan

akan bergeser ke arah jumlah mol yang lebih besar

SoalSoal

1. Diketahui reaksi kesetimbangan sebagai berikut :

a. Jumlah reaktan ditambah b. Jumlah BiOCl dikurangic. Jumlah HCl ditambah

2. Pada kesetimbangan : H2(g) + Br2(g) 2HBr(g) H = -26 kkal

Kemanakah arah pergeseran reaksinya jika suhu diturunkan ? Jelaskan.

BiClO3(aq) + H2O (l) BiOCl(s) + 2HCl(aq)

Kemana arah kesetimbangan bergeser jika pada suhu tetap.

4 Kesetimbangan dalam IndustriKesetimbangan dalam Industri

Contoh penggunaan prinsip Le Chatelier sistem kesetimbangan kimia dalam industri kimia.

1. Pembuatan Amonia (NH3)

N2(g) + 3H2(g ) 2NH3(g)

Fe + K2O

CH4(g) + O2(g ) CO2(g) + 2H2(g)

Ni

N2 diperoleh dari udara melalui proses penyulingan bertingkat. Udara cair dan gas hidrogen diperoleh dari oksidasi gas alam yaitu metana (CH4). Menurut reaksi :

Agar NH3 yang dihasilkan memiliki nilai ekonomis tinggi maka harus menggunakan suhu rendah, tekanan tinggi, konsentrasi N2 dan H2 ditambah hingga berlebih

2. Pembuatan Asam Sulfat

Tahapan dalam pembuatan asam sulfat adalah sebagai berikut :

a. Pembentukan Sulfur dioksida

S(l) + O2(g ) SO2(g)

b. Pembentukan Sulfur trioksida

SO2(g) + V2O5(g ) SO3(g) + V2O4(g)

V2O4(g) + ½ O2(g) V2O5(g)

-------------------------------------------------------SO2 + ½ O2 SO3(g) H = -x kkal

c. Pembentukan Asam Sulfat

SO3(g) + H2SO4(aq ) H2S2O7(aq)

H2S2O7(aq) H2O(l) 2H2SO4(aq)

SoalSoal

1. Mengapa pada pembuatan amonia dengan proses Haber-Bosch suhu tidak boleh terlalu tinggi

2. Faktor apa sajakah yang harus diperhatikan dalam pembuatan asam sulfat dengan proses kontak agar diperoleh hasil maksimal

5 Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil ReaksiHubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil Reaksi

1. Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( Kc )

Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( Kc ) adalah hasil kali konsentrasi zat – zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi setelah masing – masing zat dipangkatkan dengan koefisiennya menurut persamaan reaksi kesetimbangan

Persamaan tetapan kesetimbanganmA + nB pC + qD

nm

qp

cBA

DC K

Untuk mempermudah perumusan konstanta kesetimbangan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan :

a. Reaksi harus dalam keadaan setarab. Setiap reaksi memiliki harga kesetimbangan yang berbeda dan

konstanta tersebut berubah dengan berubahnya temperaturc. Spesies kimia yang ada dalam persamaan kesetimbangan hanya

spesies yang berada dalam keadaan gas (g) dan larutan (aq)d. Konsentrasi zat cair murni (l) dan padat (s) tidak dilibatkan dalam

persamaan konstanta kesetimbangan

Example :2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)

2

22

23

cOSO

SO K

2. Tetapan kesetimbangan Tekanan Parsial ( Kp )

Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan ( Kp ) adalah hasil kali tekanan parsial gas – gas hasil reaksi dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas – gas pereaksi setelah masing – masing dipangkatkan dengan koefisiennya menurut persamaan reaksi kesetimbangan

Persamaan tetapan kesetimbangan tekanan parsialaA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

bB

aA

dD

cC

pPP

PP K

Hubungan antara Kc dan Kp sebagai berikut :

Δncp RT K K

Dimana, n = ( c + d ) – ( a + b ) = mol gas akhir – mol gas awal = jumlah koefisien gas kanan – jumlah koefisien gas kiri R = tetapan gas ideal ( 0,0821 atm mol-1K-1

T = suhu ( Kelvin )

Derajad Disosiasiadalah perbandingan mol zat yang terdisosiasi dengan mol zat mula – mula sebelum disosiasi

mula - mulazat mol

asi terdisosiyangzat mol Σα

mula - mula mol

teruraimol Σα

SoalSoal

1. Dalam ruang tertutup yang volumenya 10 L, pada keadaan setimbang terdapat 0,4 mol gas SO2, 0,6 mol gas O2 dan 0,5 mol gas SO3. Bila tekanan ruang adalah 1,5 atm. Tentukan Kc dan Kp-nya

2. 0,05 mol gas SO3 dipanaskan dalam ruang 4 L. Setelah kesetimbangan tercapai perbandingan berat gas SO3 dan gas O2 adalah 5 : 3a. Tentukan persentase SO3 yang telah terdisosiasib. Hitunglah harga Kc

Web Kimia = http://teacher/swd

Web Kelas XII IPA1 = http://teacher/cl@sic

E-mail : mohammad_suwandi@yahoo.co.id