400 likes | 949 Views
KESETIMBANGAN KIMIA. Kompetensi :. Mampu menginterpretasikan dan meramalkan hasil penerapan konsepnya untuk memahami konsep kesetimbangan kimia dan faktor yang mempengaruhi serta penggunaannya dalam industri. Pengantar :.
E N D
Kompetensi : • Mampumenginterpretasikandanmeramalkanhasilpenerapankonsepnyauntukmemahamikonsepkesetimbangankimiadanfaktor yang mempengaruhisertapenggunaannyadalamindustri.
Pengantar : • Pernahkahandasakitgigi? Sakitgigibiasanyadisebabkanolehmakanan yang asammaupunmanis. Untukmerawatdianjurkanmenggosokgigiseharidua kali denganmenggunakan pasta gigiberflourida. Mengapamakananmanisdanasammenyebabkansakitgigidanmengapa pula pasta gigiberflouridadapatmerawatkesehatangigi? Pertanyaaniniakanterjawabsetelahmempelajarikesetimbangankimia.
Materi: • KesetimbanganDalamKehidupanSehari-hari • KeadaanKesetimbangan • PergeseranKesetimbangan • HukumKesetimbangan • SistemKesetimbanganDalamIndustri
A. Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari-hari • Banyakperistiwadalamkehidupansehari-hari yang merupakanproseskesetimbangan. Contohnya : • Perubahanwujudcair • Reaksikesetimbangandalamtubuh • Reaksikesetimbangandalammulut
B. Keadaan Kesetimbangan • ReaksiUmum : mA + nBpC + qD • Pembentukanzatdiruaskanan (reaksimaju) selaludisertaipembentukankembalizatdiruaskiri (reaksibalik). • Reaksiterusberlangsungduaarah. • Artikesetimbangan : kecepatanreaksikekanansamadengankecepatanreaksikekiri • Padakeadaansetimbangkonsentrasizatbaikruaskirimaupunkananberadadalamkeadaantetap.
Lanjutan B • Hubungankonsentrasizatpadakeadaansetimbang : mA + nBpC + qDmaka K = [C]p [D]q [A]m [B]n Keterangan : K = tetapankesetimbangan [A] = konsentrasi A padakesetimbangan = mol / volume (lt) [B] = konsentrasi B padakesetimbangan = mol / volume (lt) [C] = konsentrasi C padakesetimbangan = mol / volume (lt) [D] = konsentrasiDpadakesetimbangan = mol / volume (lt)
Lanjutan B • Harga K (kesetimbangan) menunjukkanbanyaknyahasilreaksi (zatruaskanan) yang dapatterbentukpadasuatureaksikesetimbangan. • Harga K besarartinyabahwazatruaskananbanyakterbentuk. • Harga K kecilartinyazatdiruaskirisedikitterurai.
C. Pergeseran Kesetimbangan • PerubahanKonsentrasi • Perubahansuhu • Perubahantekanan • PerananKatalisator
1. Perubahan Konsentrasi • Reaksi : A + B C • Bila A ditambahartinyakonsentrasinyadiperbesar, sehingga “jikadiberi, diaakanmemberi” makaterjadipergeserankekanansehingga C banyak. • Bila B diambil (dipisah) artinyamemperkecilkonsentrasi B sehingga “jikadiambil , diaakanmengambil” makareaksibergeserkekirisehingga C berkurang.
Lanjutan 1. • Jikasalahsatuzatkonsentrasinyadiperbesar (ditambah), makareaksibergeserdariarahzattersebut. • Jikasalahsatuzatkonsentrasinyadiperkecil (dikurangi), makareaksiakanbergeserkearahzattersebut.
2. Perubahan Suhu • Jikasuhudinaikkan (menambahataumemberikankalor) makareaksiakanbergeserkearahkiriyaituarahreaksi yang endoterm (membutuhkan). • Jikasuhuditurunkan(kalordikurangi), makareaksiakanbergeserkearahkananyaituarahreaksi yang eksoterm(mengeluarkan). • Misal : 2 NH3 N2 + 3 H2 ΔH = +92 Kj Jikasuhudinaikkanreaksibergeserkekanan (NH3 banyakterurai), jikasuhuditurunkanakanbergeserkekiri.
3. Perubahan tekanan • Perubahantekananhanyaberpengaruhuntuk gas. • Fasepadatdancairpengaruhtekanandiabaikan. • Sesuaihukum Boyle maka : • Jikatekanandiperbesar (volume diperkecil) makareaksibergeserkearahjumlah mol gas yang terkecil. • Jikatekanandiperkecil (volume diperbesar) makareaksibergeserkearahjumlah mol gas yang terbesar. • Karenakoefisienreaksimenyatakanperbandingan mol ,makacukupmemperhatikanjumlahkoefisien gas padamasing-masingruas.
4. Peranan Katalisator • Katalisatoradalahzat yang dapatmempercepatreaksitapitidakikutbereaksi. • Sesuaidenganfungsinyamempercepatreaksimakaakanmempercepartercapainyaproseskesetimbangan, dengancaramempercepatreaksimajudanreaksibaliksamabesar. • Fungsikatalisatorpadaawalreaksi (sebelumkesetimbangantercapai). • Jikakecepatanreaksimaju = kecepatanreaksibalikmakakatalisberhentiberfungsi.
D. Hukum Kesetimbangan • Ketentukan yang harusdiperhatikan : • Janganmenggunakanhukumaksimassasebelummenghitungkonsentrasimasing-masingzatpadakesetimbangan. • Konsentrasizatselaludalamsatuan molar (mol / lt) sehinggajanganlupaperhatikan volume. • Zatruaskiriberlakuhubungan : zatpadasaatsetimbang = zatmula=mula – zat yang terurai.
Lanjutan D • Zatruaskananberlakuhubungan : zatpadasaatsetimbangan = zat yang terbentukdarizatruaskiri yang terurai. • Koefisienreaksikesetimbanganmenyatakanperbandingan mol zatruaskiri yang teruraiserta mol zatruaskanan yang terbentukpadasaatsetimbang.
Cara penyelesaian praktis soal kesetimbangan • mA + nBpC + qD • Mulamula : e f • Terurai : g h • Setimbang : i j k l • Keterangan : • e = mol A mula-mula • f= mol B mula-mula • g = mol A yang terurai • h= mol B yang terurai • i= mol A padakesetimbangan = e – g • j= mol B padakesetimbangan = f – h • k = mol C padakesetimbangan = (C yang terbentuk) • l = mol D padakesetimbangan = (D yang terbentuk)
Lanjutan cara penyelesaian soal: • Karena C dan D yang dihasilkan berasal dari A dan B yang terurai, maka harga g, h, k, l harus sesuai dengan perbandingan koefisien. • g : h : k : l = m : n : p : q ini dinamakan hubungan tanda panah bengkok yang disebut angka jalur koefisien.
Lanjutan cara penyelesaian soal: • Urutan penyelesaian soal : • Masukkan mol yang tercantum di soal dalam tabel. • Lengkapi angka jalur keofisien, berdasarkan perbandingan koefisien. • Lengkapi mol pada kesetimbangan (baris paling bawah tabel) • Mol pada kesetimbangan masing-masing dibagi dengan volume untuk memperoleh konsentrasi masing-masing zat (mol/lt) • Gunakan rumus tetapan kesetimbangan (K).
E. Sistem Kesetimbangan Dalam Industri • Proses Haber – Bosch : • Merupakanproses yang sangatpentingdalamindustrikimiakarenaamoniakmerupakanbahanutamadalampembuatanberbagaibarangmisal : pupuk urea, asamnitrat, dansenyawa nitrogen. • Bisadipakaisebagaipelarutkarenakepolaranamoniakcairhampirmenyamaikepolaran air.
ProsesKontak : • Adalahprosespembuatanasamsulfatsecarabesar-besaran. Digunakanuntukpembuatanpupukamoniumsulfat, padaprosespemurnianminyaktanah, padaindustribajauntukmenghilangkan karat besisebelumbajanyadilapisitimahatauseng, padapembuatanzatwarna, obat-obatan, padaprosespemurnianlogamdengancaraelektrolisa, padaindustritekstildll.
Padaproseskontakbahan yang dipakaiadalahbelerangmurni yang dibakardiudara : S + O2 SO2 • SO2 yang terbentukdioksidasidiudaradenganmemakaikatalisator : 2 SO2 + O2 2SO3 + 45 kkal • Katalis yang dipakaiadalah vanadium penta-oksida (V2O5). • Makin rendahsuhunyamakamakinbanyak SO3 yang dihasilkan, tapireaksi yang berjalanlambat.
Dengan memperhitungkan faktor waktu dan hasil dipilih suhu 400oC dengan hasil kurang lebih 98%. • Karena SO3 sukar larut dalam air maka dilarutkan H2SO4 pekat. • SO3 + H2SO4 H2S2O7 (asam pirosulfat) • H2S2O7 + H2O 2 H2SO4
Contoh soal : • 0,1 mol HI dimasukkandalamtabung 1 ltdanteruraisesuaireaksi : 2HI H2 + I2. Jika I2 yang terbentukadalah 0,02 mol, berapaharga K? 2. Tetapankesetimbanganuntukreaksi : A + 2B AB2adalah 0,25. Berapajumlah mol A yang harusdicampurkanpada 4 mol B dalam volume 5 lt agar menghasilkan 1 mol AB2.
Jawaban no 1. 2 HI H2 + I2 Mula-mula : 0,1 Terurai : 2 x 0,02 = 0,04 Setimbang : 0,1-0,04=0,06 0,02 0,02 [HI] = mol / lt = 0,06 / 1 lt = 0,06 [H2] = mol / lt = 0,02 / 1 lt = 0,02 [I2] = mol / lt = 0,02 / 1 lt = 0,02 K = [H2] [I2] = 0,02 x 0,02 = 1,1 x 10 -1 [HI]2 (0,06)2
Jawaban no.2 • Misal mol A mula-mula = x mol • A + 2B AB2 Mula-mula : x 4 Terurai : 1 2 Setimbang : x-1 4-2 = 2 1 [AB2] = mol / lt = 1 / 5 lt = 1/5 [A] = mol / lt = x-1 / 5 lt = (x-1)/5 [2B] = mol / lt = 2 / 5 lt = 2/5 K = [AB2] ¼ = 1/5 x = 26 [A] [B]2 (x-1)/5 (2/5)2
Soal-soal : • Tetapankesetimbanganuntukreaksi : 2HBr H2 + Br2adalah ½ . Hitunglah mol H2 yang dihasilkanjika 2 mol HBrdimasukkandalamtabung 2 liter. • 1 mol A dan 1 mol B direaksikandalamtabung 1 liter, sesuaidenganreaksi A + B C + D ternyatapadasaatsetimbangdiperoleh 0,33 mol A. Berapaharga K?
Soal-soal : • Tetapankesetimbangan CO + H2O CO2 + H2adalah 0,1. Berapajumlah mol CO yang harusdicampurkanpada 3 mol H2O dalam volume 1 liter agar menghasilkan 2 mol H2. • Sebutkancontohperistiwakesetimbangankimiadalamkehidupansehari- hari!. • Mengapaasaprokokberbahaya ?
Kesimpulan : • ReaksiHCl + NaOHNaCl + H2O berlangsungsempurnadarikirikekanan. NaCldan H2O yang terbentuktidakdapatbereaksikembaliuntukmenghasilkanHCldanNaOH. Inidinamakanreaksiberkesudahanatauirreversible (tidakdapatbaliklagi) yaitusuatureaksidinamazatdiruaskanantidakdapatbereaksikembaliuntukmembentukzatdiruaskiri.
Reaksi N2 + 3H2 2NH3 akan terurai kembali menjadi 2NH3 N2 + 3H2 ini dinamakan reaksi kesetimbangan atau reaksi reversible (dapat balik) yaitu reaksi dimana zat –zat diruas kanan dapat bereaksi atau terurai kembali membentuk zat di ruas kiri. • Reaksi ke arah kanan disebut reaksi maju dan ke ruas kiri disebut reaksi balik.