Post on 14-Jan-2016
description
Kesetimbangan Kimia
• Kinetika Kesetimbangan
• Termodinamika Kesetimbangan
• Tetapan Kesetimbangan
• Jenis-jenis reaksi setimbang
• Gangguan pada Kesetimbangan
Time
Concentration
A
B
Time
Rate
A
B
Kinetika Reaksi Kesetimbangan
•Perhatikan reaksi bolak-balik (reversibel) : AB dan BA atau A B •Pada Keadaan setimbang : Konsentrasi A dan B tidak berubah terhadap waktu•Kecepatan reaksi AB = kecepatan reaksi BA atau k1[A] = k2[B]
K = tetapan kesetimbangan
Zonakinetik
Zona setimbang
Zona
kinetik
Zonasetimbang
Hukum Aksi Masa dan Ungkapan K secara Umum
• Untuk reaksi : aA + bB pP + qQ
[P]p [Q]q
Kc = [A]a [B]b
• Contoh :
322
23
c ]][H[N
][NHK N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
Proses Kesetimbangan
• Kesetimbangan dapat dicapai
dengan beberapa cara :– Gambar (a) dimulai dari
[H2] = 3, [N2] = 1 and [NH3] = 0
– Gambar (b) dimulai dari[H2] = 0, [N2] = 0 and [NH3] = 1
• Reaksi kesetimbangan yang terjadi:N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
Termodinamika kesetimbangan
• Syarat reaksi setimbang :
– P, T tetap: H = 0
– Reversibel: S = – Sistem tertutup : ii = 0
i = koefisien reaksi zat (i); negatif untuk reaktan
i = potensial kimia zat (i)
• Persamaan keadaan setimbang
– G = H – TS + ii = 0
Tetapan Kesetimbangan dan G0
• Potensial kimia zat-zat yang terlibat dalam
reaksi kimia :
– i = io + RT ln ai
– io = potensial standar zat (i)
ai = aktifitas zat (i); Hubungan potensial kimia dan tetapan
kesetimbangan
– ii = iio + RT i ln ai = 0
G = Go + RT ln ai) i = 0
G0 = - RT ln ai) i = - RT ln K
G0 = Energi bebas Gibbs standar
K = ai) i = tetapan kesetimbangan
(tanpa satuan)
Ungkapan tetapan kesetimbangan reaksi dalam fasa gas
• Kp (tetapan kesetimbangan yang didasarkan pada tekanan parsial masing-masing zat dalam keadaan setimbang) :
– keadaan standar adalah gas pada tekanan 1 atm
– ai= Pi/P0 ; Pi = tekanan parsial gas I, P0 = 1 atm
– Kp = aii = Kp= Pi/P0) i
Contoh :
N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)
Kp = PNH3/P0) x PN2/P0)-1 x PH2/P0) –
• Kc (tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi molar)
Dengan mengubah Pi/P0 = (ni /V) RT = Ci/C0 RT, diperoleh
persamaan :
Kp = Ci RT) i = RTi Ci )i
Kesetimbangan Heterogen
• Perhatikan reaksi : CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
][CaCO
][CaO][COK
3
2c
Cairan dan padatan murni memiliki aktifitas yang tetap
][COK1constant
2constant Kor
2][constant
]1][CO[constant K 2
'cc
2c
Tetapan Kesetimbangan dan Kuosien Reaksi (Q)
• Kc konstan pada
temperatur tertentu
ba
qp
BA
QP
][][
][][Kc
][][
][][ba
qp
BA
QPQ
Q tergantung pada data eksperimenQ = K pada saat setimbangQ > K, kesetimbangan bergeser kekiri
Untuk reaksi : aA + bB pP + qQ
Gangguan pada Kesetimbangan : Le Châtelier
• Bila sistem kesetimbangan diganggu dengan perubahan temperatur, tekanan atau konsentrasi komponen-komponen reaksi, maka sistem akan menggeser posisi kesetimbangan ke kesetimbangan yang baru
• Faktor pengganggu kesetimbangan :– perubahan konsentrasi, tekanan dan volume
– perubahan temperatur
Pengaruh Perubahan Konsentrasi
N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
Penambahan H2 akan menggeser kesetimbangan kearahkanan, sehingga jumlah ammo-niak akan semakin besar. Padaakhirnya terbentuk sistem ke-setimbangan yang baru (hargaK, tetap).
Pengaruh Perubahan Tekanan dan Volume
• Perubahan tekanan total (Pt) sistem akan mengubah tekanan parsial komponen-komponen dalam reaksi (Pi)
– Pi = Xi Pt (Hukum Pencampuran Gas)
Xi = Fraksi mol zat (i)• Untuk reaksi N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g
Kp = (PNH3)2/ (PN2) (PH2)3
= (XNH3)2/ (XN2) (XH2)3 Pt-2
Bila tekanan total dinaikkan maka Kuosien reaksi (Q) akan menjadi lebih kecil dari Kp. Agar Q = Kp, reaksi akan bergeser kearah NH3: jumlah mol lebih kecil
• Untuk reaksi H2(g) + I2(g) 2HI(g); perubahan tekanan tidak mempengaruhi kesetimbangan• Pengaruh perubahan tekanan berbanding terbalik dengan perubahan volume
Pengaruh Perubahan Temperatur
G0 = - RT ln K = H0 - T S0
ln K = - H0/RT + S0/R
Bila H0 dan S0 tidak tergantung pada T, maka :– Untuk reaksi eksoterm (H0 < 0), kenaikan T
akan memperkecil harga K– Untuk reaksi endoterm (H0 > 0), kenaikan T
akan memperbesar harga K
Penurunan energi aktifitas reaksi oleh katalis tidakAkan mempengaruhi konsentrasi zat-zat dalam kesetimbangan : K tetap