In Kuwait City ((+918761049707)) Get Cytotec in Salmiyah Mifepristone
8 kesetimbangan kimia
1.
2. KESETIMBANGAN KIMIA
Kesetimbangan Dinamik dalam Sistem Kimia
Kesetimbangan : Suatu keadaan dimana konsentrasi reaktan dan
produk tidak berubah lagi oleh karena laju ke
kanan sama dengan ke kiri
“Setimbang”, karena konsentrasi tidak berubah lagi
“Dinamik”, karena reaksi bergerak saling berlawanan tidak berhenti
3. Dikenal reaksi fase gas, fase cair, atau fase padat bergantung pada fase yangDikenal reaksi fase gas, fase cair, atau fase padat bergantung pada fase yang
terlibat dalam kesetimbangan. Contoh di atas merupakanterlibat dalam kesetimbangan. Contoh di atas merupakan reaksi fase gasreaksi fase gas ..
2 Hg2 Hg((ll)) + Cl+ Cl2(2(gg)) HgHg22ClCl2(2(ss))
(a)(a) Kesetimbangan homogenKesetimbangan homogen : hanya melibatkan 1 fase: hanya melibatkan 1 fase
Contoh:Contoh: C2H4(g) + H2(g) C2H6(g)
(b)(b) Kesetimbangan heterogenKesetimbangan heterogen : melibatkan >1 fase zat: melibatkan >1 fase zat
Contoh:Contoh:
Fase cair (Fase cair (ll,, liquidliquid) dianggap satu fase dengan larutan berair () dianggap satu fase dengan larutan berair (aqaq,, aqueousaqueous).).
JENIS KESETIMBANGAN KIMIA
4. TETAPAN KESETIMBANGAN
Hukum Empiris Aksi Massa (Guldberg & Waage)
aA + bB cC + dD
KC =
[C]c [D]d
[A]a [B]b
Tetapan kesetimbangan empiris (KC)
Subskrip C: Reaksi dalam larutanSubskrip C: Reaksi dalam larutan
Reaksi dalam fasa gas KP =
[PC]c [PD]d
[PA]a [PB]b
P = Tekanan parsialP = Tekanan parsial
5. Hukum Kesetimbangan untuk
sebuah reaksi
Reaksi
kesetimbangan :N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
[ ]
[ ][ ] 22
3
H
3
N
NH
2
p3
22
2
3
c
.PP
P
Katau
HN
NH
K ==
Hubungan Kp dan Kc
Δng
cp (RT)KK =
∆ng = ∑ mol gas produk - ∑ mol gas reaktan
6. K o n s e n t r a s i
r e a k t a n
K o n s e n t r a s i
h a s il
K o n s e n t r a s i K o n s t a n
t e r c a p a i k e s e t im b a n g a n Figure 14.1
As a reaction
proceeds,
The concentrations of
the Reactans and
products
Approach steady
(constant)value
Waktu (t)
Konsentrasi(M)
7. 1.00 mol H2
1.00 mol l2
0.00 mol Hl
0.222 mol H2
0.222 mol l2
1.56 mol Hl
0.0150 mol H2
0.00 mol l2
1.27 mol Hl
0.150 mol H2
0.135 mol l2
1.00 mol Hl
0.00 mol H2
0.10 mol l2
1.50 mol Hl
0.00 mol H2
0.00 mol l2
4.00 mol Hl
0.442 mol H2
0.442 mol l2
3.11 mol Hl
0.350 mol H2
0.450 mol l2
0.80 mol Hl
I II
III IV
Figure 14.2
Four experiments to study the equilibrium among H2, l2, and Hl at 4400
C
10 L 10 L
10 L
Initial
amount
Initial
amount
Measured
Composition
At equilibrium
Measured
Composition
At equilibrium
Measured
Composition
At equilibrium
Measured
Composition
At equilibrium
Initial
amount
Initial
amount
8. Keberartian konstanta
kesetimbangan
• K sangat besar :
• K = 1 :
• K sangat kecil :
Hasil reaksi ke arah sempurna
Konsentrasi reaktan hampir sama dengan
konsentrasi produk pada kesetimbangan
Hasil reaksi sulit terbentuk
9. PENDUGAAN ARAH REAKSI
RumusRumus QQ == KK, tetapi nilainya belum tentu sama:, tetapi nilainya belum tentu sama:
QQ == KK reaksi dalam keadaan setimbangreaksi dalam keadaan setimbang
QQ << KK produk < reaktan; reaksi bergeser keproduk < reaktan; reaksi bergeser ke
kanan (ke arah produk)kanan (ke arah produk)
QQ >> KK produk > reaktan; reaksi bergeser keproduk > reaktan; reaksi bergeser ke
kiri (ke arah reaktan)kiri (ke arah reaktan)
Kesetimbangan
ΔG = 0
Reaktan
murni
Produk
murni
Q < K
ΔG < 0
Q > K
ΔG > 0
G
Kuosien Reaksi (Q)
∆G = ∆G° + RT ln Q
∆G = -RT ln K + RT ln Q
∆G = RT ln (Q/K)
11. Perhitungan kesetimbangan
Menghitung Kc dari konsentrasi kesetimbangan
Contoh : campuran H2 dan l2 dibuat dengan menempatkan 0,100
mol H2 dan 0,100 mol l2 ke dalam labu 1L sesudah
setimbang
H2(g) + l2 (g) 2Hl(g)
Warna ungu uap l2 digunakan untuk memantau reaksi dan dari penurunan
intensitas warna ungu ditentukan bahwa pada kesetimbangan
konsentrasi l2 menjadi 0,020 mol/L. Berapa Kc ?
[ ]
[ ][ ]22
2
c
lH
Hl
K =Penyelesaian
12. H2(g) + l2 (g) 2Hl(g)
Konsentrasi awal (M)
Perubahan
Konsentrasi setimbangan
0,100
-0,080
0,020
0,100
-0,080
0,020
0,000
+2(0,80)
0,160
Perhatikan :
• Konsentrasi dinyatakan dalam mol/L → perhatikan volume
• konsentrasi setimbang = konsentrasi awal + perubahan
64
(0.020)(0.020)
(0.160)
K
2
c ==Sehingga :
• menghitung konsentrasi kesetimbangan menggunakan Kc
Perhitungan kesetimbangan
13. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESETIMBANGAN KIMIA
PRINSIP LE CHATELIER :
1. Perubahan Konsentrasi
2. Perubahan Volume dan Tekanan
3. Perubahan Suhu
mengubah nilai K sehingga Q ≠ K
Jika suatu kesetimbangan diganggu, maka sistem secara langsung
akan menetralkan gangguan tersebut hingga kesetimbangan tercapai
kembali
4. Pengaruh katalis
14. Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kesetimbangan :
• Penambahan atau pengurangan pereaksi atau hasil reaksi
Penambahan : mengeser kesetimbangan ke arah yang tidak
ditambahkan
Pengurangan : menggeser kesetimbangan ke arah yang dikurangi
Misalnya : 3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
PERUBAHAN KONSENTRASI
15. Besi(III)Besi(III) tiosianat [Fe(SCN)tiosianat [Fe(SCN)33] larut dalam air membentuk larutan berwarna merah] larut dalam air membentuk larutan berwarna merah::
FeSCNFeSCN2+2+
FeFe3+3+
++ SCNSCN−−
merahmerah kuningkuning taktak
mudamuda berwarnaberwarna
+ NaSCN atau Fe(NO+ NaSCN atau Fe(NO33))33 ⇒⇒ warna merah larutan semakin pekatwarna merah larutan semakin pekat
+ H+ H22CC22OO44 (yang mengikat kuat Fe(yang mengikat kuat Fe3+3+
)) ⇒⇒ warna merah larutan memudarwarna merah larutan memudar
[Produk][Produk] ↑↑, [Reaktan], [Reaktan] ↓↓ QQ >> KK Kesetimbangan bergeser ke kiriKesetimbangan bergeser ke kiri
[Produk][Produk] ↓↓, [Reaktan], [Reaktan] ↑↑ QQ << KK Kesetimbangan bergeser ke kananKesetimbangan bergeser ke kanan
Contoh:Contoh:
PERUBAHAN KONSENTRASI
16. (a) Larutan Fe(SCN)(a) Larutan Fe(SCN)33: campuran warna merah FeSCN: campuran warna merah FeSCN2+2+
dan warna kuning Fedan warna kuning Fe3+3+
(b) Setelah penambahan NaSCN: kesetimbangan bergeser ke kiri(b) Setelah penambahan NaSCN: kesetimbangan bergeser ke kiri
(c) Setelah penambahan Fe(NO(c) Setelah penambahan Fe(NO33))33: kesetimbangan juga bergeser ke kiri: kesetimbangan juga bergeser ke kiri
(d) Setelah penambahan H(d) Setelah penambahan H22CC22OO44: kesetimbangan bergeser ke kanan; warna: kesetimbangan bergeser ke kanan; warna
kuning berasal dari ion Fe(Ckuning berasal dari ion Fe(C22OO44))33
33−−
PERUBAHAN KONSENTRASI
17. Hanya berpengaruh terhadap fase gas; tidak memengaruhi fase cair dan padat.Hanya berpengaruh terhadap fase gas; tidak memengaruhi fase cair dan padat.
VV ↑↑,, PP ↓↓ QQ << KK Kesetimbangan bergeser keKesetimbangan bergeser ke ΣΣ koef gas terbesarkoef gas terbesar
VV ↓↓,, PP ↑↑ QQ >> KK Kesetimbangan bergeser keKesetimbangan bergeser ke ΣΣ koef gas terkecilkoef gas terkecil
NN22OO4(4(gg)) 2 NO2 NO2(2(gg))
Volume wadah diperbesarVolume wadah diperbesar →→ [N[N22OO44] maupun [NO] maupun [NO22] mengalami pengenceran.] mengalami pengenceran.
((ttekanan diperkecil)ekanan diperkecil)
]O[N
][NO
42
2
2
=Q ⇒⇒ penurunan pembilang > penyebut karena [NOpenurunan pembilang > penyebut karena [NO22] dipangkatkan 2] dipangkatkan 2 →→
QQ << KK →→ kesetimbangan bergeser ke kanankesetimbangan bergeser ke kanan
Contoh:Contoh:
PERUBAHAN
VOLUME & TEKANAN
19. Tidak seperti perubahan konsentrasi, volume, atau tekanan, perubahan suhu tidaTidak seperti perubahan konsentrasi, volume, atau tekanan, perubahan suhu tidakk hanyahanya
menggeser kesetimbangan, tetapi jugamenggeser kesetimbangan, tetapi juga mengubah nilaimengubah nilai KK..
TT ↑↑ Kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endotermKesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm
TT ↓↓ Kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksotermKesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm
ContohContoh 11:: NN22OO4(4(gg)) 2 NO2 NO2(2(gg)) ∆∆HHoo
= 58,0 kJ= 58,0 kJ
2 NO2 NO2(2(gg)) NN22OO4(4(gg)) ∆∆HHoo
= –= – 58,0 kJ58,0 kJ
Reaksi pembentukan NOReaksi pembentukan NO22 dari Ndari N22OO44 endoterm; reaksiendoterm; reaksi
sebaliknya eksoterm. Pemanasan akan memperbesarsebaliknya eksoterm. Pemanasan akan memperbesar
[NO[NO22] (warna makin cokelat), pendinginan akan] (warna makin cokelat), pendinginan akan
memperbesar [Nmemperbesar [N22OO44] (warna cokelat memudar).] (warna cokelat memudar).
Setiap bola berisiSetiap bola berisi
campuran gas NOcampuran gas NO22
dan Ndan N22OO44
Dalam air esDalam air es Dalam airDalam air
panaspanas
PERUBAHAN TEMPERATUR
20. ContohContoh 22:: CoClCoCl44
22−−
+ 6 H+ 6 H22OO Co(HCo(H22O)O)66
2+2+
+ 4 Cl+ 4 Cl−−
birubiru merah mudamerah muda
Reaksi pembentukan CoClReaksi pembentukan CoCl44
22−−
endoterm:endoterm:
larutan berwarna biru jika dipanaskanlarutan berwarna biru jika dipanaskan
dan merah muda jika didinginkan.dan merah muda jika didinginkan.
PERUBAHAN TEMPERATUR
21. Pengaruh Katalis pada
Kesetimbangan
Katalis dalam reaksi kesetimbangan dapat mempercepat reaksi
baik kekanan atau kekiri. Keadaan kesetimbangan tercapai lebih
cepat tetapi tidak mengubah jumlah kesetimbangan dari spesies-
spesies yang bereaksi.
Peranan katalis adalah mengubah mekanisme reaksi agar
tercapai energi aktivasi yang lebih rendah.
Keadaan kesetimbangan tidak bergantung pada mekanisme
reaksi
Sehingga tetapan kesetimbangan yang diturunkan secara kinetik
tidak dipengaruhi oleh mekanisme yang dipilih.
22. Contoh Soal
5. Perhatikan kesetimbangan berikut:
5CO(g) + I2O5(s) I2(g) + 5CO2(g) ∆Ho
= 138,5 kJ
Prediksikan arah pergeseran kesetimbangan jika
(a) Campuran dipanaskan pada volume konstan
(b) Gas CO diambil dari campuran pada suhu konstan
(c) Tekanan diturunkan pada suhu konstan
(d) Gas lembam seperti He ditambahkan ke dalam campuran
pada volume dan suhu konstan
23. Derajat Disosiasi
Derajat disosiasi (α) adalah perbandingan antara jumlah mol zat yang
terurai terhadap jumlah mol zat mula – mula. Secara matematis dapat
dituliskan :
mulamulazatJumlah
teruraizatmolJumlah
−
=α
Derajat disosiasi merupakan ukuran tentang banyaknya zat yang
terbentuk
dalam suatu reaksi. Semakin besar nilai α berarti semakin banyak zat yang
terbentuk.
Harga α berkisar antara 0 sampai dengan 1. dengan demikian,
kesetimbangan disosiasi akan terjadi jika harga α sebesar 0< α <1.
25. Kesetimbangan Ion Kompleks
• Kesetimbangan baru :Kesetimbangan baru :
Ag+
(aq) + 2NH3(aq) Ag (NH3)2
+
(aq)
• Total Kesetimbangan :Total Kesetimbangan :
• Kesetimbangan awal :Kesetimbangan awal :
AgBr(s) Ag+
(aq)+Br-
(aq)
AgBr (s) + 2NH3(aq) Ag (NH3)2
+
(aq)+Br-
(aq)
[ ]
[ ][ ]2
3
23 )(
NHAg
NHAg
K form +
+
=
26. .
Sistem Kesetimbangan Dalam
Industri
• Proses Haber – Bosch :
1. Merupakan proses yang sangat penting dalam industri kimia
karena amoniak merupakan bahan utama dalam pembuatan
berbagai barang misal : pupuk urea, asam nitrat, dan
senyawa nitrogen.
2. Bisa dipakai sebagai pelarut karena kepolaran amoniak cair
hampir menyamai kepolaran air.
27. N2(g) + 3H2(g) ⇔ 2NH3(g) ∆H = -92,4 kj
Kp =6,2 x 105
Haber – Bosch Process
28. Proses Kontak :
Adalah proses pembuatan asam sulfat secara besar-
besaran. Digunakan untuk pembuatan pupuk amonium
sulfat, pada proses pemurnian minyak tanah, pada industri
baja untuk menghilangkan karat besi sebelum bajanya
dilapisi timah atau seng, pada pembuatan zat warna, obat-
obatan, pada proses pemurnian logam dengan cara
elektrolisa, pada industri tekstil dll.
Contact Process
29. • Pada proses kontak bahan yang dipakai adalah belerang murni
yang dibakar di udara :
S + O2 SO2
• SO2 yang terbentuk dioksidasi di udara dengan memakai
katalisator :
2 SO2 + O2 2SO3 ∆H= - 196 kJ/mol
• Katalis yang dipakai adalah vanadium penta-oksida (V2O5).
• Makin rendah suhunya maka makin banyak SO3 yang dihasilkan,
tapi reaksi yang berjalan lambat.
Contact Process
30. Contact Process
• Dengan memperhitungkan faktor waktu dan hasil dipilih suhu
400o
C dengan hasil kurang lebih 98%.
• Karena SO3 sukar larut dalam air maka dilarutkan H2SO4
pekat.
• SO3 + H2SO4 H2S2O7 (asam pirosulfat)
• H2S2O7 + H2O 2 H2SO4
32. Kelarutan
Kelarutan (solubility) adalah jumlah maksimum suatu zat yang dapat
larut dalam suatu pelarut.
Satuan kelarutan umumnya dinyatakan dalam gramLˉ¹ atau molL ˉ¹ (M)
Contoh:
• Kelarutan AgCl dalam air adalah 1,3 × 10ˉ²M.
• Kelarutan AgCl dalam larutan NaCl 0,1 M adalah 1,7 × 10ˉ¹º M.
• Kelarutan Ca(OH)2 = 20 mg/100 ml, maka dalam 100 ml larutan
maksimal terdapat 20 mg (Ca(OH)2
33. Besarnya kelarutan suatu zat dipengaruhi olehBesarnya kelarutan suatu zat dipengaruhi oleh
beberapa faktor yaitu :beberapa faktor yaitu :
JENIS PELARUT
• Senyawa polar (mempunyai kutub muatan) akan mudah larut dalam
senyawa polar.Misalnya gula, NaCl, alkohol, dan semua asam merupakan
senyawa polar.
• Senyawa non polar akan mudah larut dalam senyawa non polar,misalnya
lemak mudah larut dalam minyak.Senyawa non polar umumnya tidak larut
dalam senyawa polar,misalnya NaCl tidak larut dalam minyak tanah.
SUHU
• Kelarutan zat padat dalam air semakin tinggi bila suhunya dinaikkan.
Adanya panas (kalor) mengakibatkan semakin renggangnya jarak antara
molekul zat padat tersebut. Merenggangnya jarak antara molekul zat padat
menjadikan kekuatan gaya antar molekul tersebut menjadi lemah sehingga
mudah terlepas oleh gaya tarik molekul-molekul air
34. Hasil Kali Kelarutan
Hasil kali kelarutan (Ksp) dinyatakan sebagai hasil kali ion-ion (satuan Molar)
dalam larutan jenuhnya, dengan masing-masing konsentrasi berpangkatkan
bilangan koefisiennya.
Contoh
(1) AgI Ag+
+ I-
…… Ksp Agr = [Ag+
] [I-
]
(2) PbCl2 Pb2+
+ 2 Cl-
…. Ksp PbCl2 = [Pb2+
] [Cl-
]2
Secara umum :
A x By x A+y
+ y B-x
Ksp. AxBy = [ A+y
]x
[ B-x
]y
Catatan :[ ] = Molar (M)
35. Jika kelarutan PbCl2 = s M, maka di dalam larutan terdapat s M Pb2+
dan 2s M
Cl-
, seperti proses berikut :
PbCl2 Pb2+
+ 2 Cl-
Kelarutan s M s M 2 s M
Maka : Ksp. PbCl2 = [Pb2+
] [Cl-
]2
= (s)(2 s)2
= 4 S3
Sehingga : s =
Contoh lain : AgBr Ag+
+ Br-
Kelarutan s s s
Ksp. AgBr = [Ag+
]([Br-
]
= (s) (s) = s2
Maka : s =
3
4
Ksp
Ksp
36. Hasil Kali Kelarutan
Secara umum :
A x By x A+y
+ y B-x
Kelarutan s M x.s y.s
Maka : Ksp. AxBy = [A+y
]x
[B-x
]y
= (χ s)χ
(y s)y
= χχ
. yy
s(x+y)
S =
x dan y adalah koefisien dari ion-ion.
yx
yx
yx
Ksp+
)()(
37. Walaupun AgCl merupakan zat yang sukar larut (mudah membentuk
endapan), campuran Ag+
(dari AgNO3) dan Cl-
(dari HCl) tidak selalu
menghasilkan endapan putih AgCl
Hasil yang mungkin terjadi dari percampuran tersebut adalah :
belum mengendap ; bila [Ag+
] [Cl-
] < Ksp.AgCl
tepat jenuh ; bila [Ag+
] [Cl-
] = Ksp.AgCl
telah mengendap ; bila [Ag+
] [Cl-
] > Ksp.AgCl.
SOAL
Periksalah apakah campuran 100 ml 4x10-3
M Pb(NO3)2 dan 400 ml 2,5 x 10-
3
M HCl telah membentuk endapan PbCl2 (Ksp = 2 x 10-10
)?
Percampuran Dua Larutan
38. Perubahan Kelarutan Akibat Ion SenamaPerubahan Kelarutan Akibat Ion Senama
Kelarutan garam dalam larutan yang telah mengandung
elektrolit lain dengan ion yang sama dengan salah satu ion
garam tersebut, akan lebih kecil dari kelarutan garam dalam
air murni.
Yang tidak berubah adalah Ksp garam tersebut.
Maka pengaruh adanya ion sejenis adalahMaka pengaruh adanya ion sejenis adalah ::
memperkecil kelarutan zat yang sukar larut, dan
makin besar konsentrasi ion sejenis, makin kecil kelarutannya.
Pengaruh Ion Senama
39. Contoh:
Tentukan kelarutan AgCl(s) dalam larutan NaCl 0,1 M. Jika hasil
kali kelarutaran AgCl(s) 1,7 x 10-10
?
Dalam larutan ini, terjadi reaksi ionisasi NaCl dan AgCl.
NaCl → Na (aq) + Cl (aq)
AgCl(s) → Ag (aq) + Cl (aq)
Kesetimbangan kelarutan yang digambarkan dalam persamaan
ionisasi yang terakhir, bergeser ke kiri akibat kehadiran ion Cl-
yang dihasilkan dari ionisasi sempurna garam NaCl.
Hal ini menyebabkan kelarutan AgCl lebih kecil dari
kelarutannya dalam air murni.
+
+
−
−
Pengaruh Ion Senama
40. Mengurangi kadar logam berat dalam sungai (karena limbah industri) agar air sungai
tersebut tidak mencemari lingkungan dengan jalan mengendapkan logam tersebut
sebagai basa atau garamnya yang sukar larut.
Meramal terjadi tidaknya endapan suatu zat jika dua larutan yang mengandung ion-ion
dari senyawa sukar larut dicampurkan.
Untuk meramalkan terjadi tidaknya endapan AxBy. Jika larutan yang mengandung
Ay+
dan Bx-
dicampurkan digunakan konsep hasil kali ion (Qsp) berikut ini,
y
]x[Bx]
y
[A
y
B
x
AQsp −+
=
Jika Qsp > Ksp maka akan terjadi endapan
Jika Qsp = Ksp maka mulai terjadi larutan jenuh
Jika Qsp < Ksp maka belum terjadi larutan jenuh maupun endapan
Pengunaan Konsep
Kesetimbangan Larutan
41. Contoh Soal
1. Pada suhu tertentu, reaksi Nreaksi N22OO4(4(gg)) 2NO2NO2(2(gg)) ke dalam wadahke dalam wadah
bervolume 2 L dimasukkan 0,8 mol Nbervolume 2 L dimasukkan 0,8 mol N22OO44. Hitunglah konsentrasi zat-zat. Hitunglah konsentrasi zat-zat
dalam reaksi pada saat kesetimbangan jika diket nilai Kdalam reaksi pada saat kesetimbangan jika diket nilai Kcc = 1,8 x 10= 1,8 x 10-2-2
??
2.2. Ke dalam wadah bervolume 2 L, dimasukkan 1 mol gas NO2 sehinggaKe dalam wadah bervolume 2 L, dimasukkan 1 mol gas NO2 sehingga
gas berdisosiasi dengangas berdisosiasi dengan αα = 20 % Hitunglah komposisi gas saat= 20 % Hitunglah komposisi gas saat
kesetimbangan dan harga Kc-nya?kesetimbangan dan harga Kc-nya?
3.3. Apakah terjadi endapan CaCOApakah terjadi endapan CaCO33. Jika ke dalam 2,5 liter 0.05 M Na. Jika ke dalam 2,5 liter 0.05 M Na22COCO33
ditambahkan 1,5 liter 0.02 M CaClditambahkan 1,5 liter 0.02 M CaCl22, dan diketahui harga Ksp untuk, dan diketahui harga Ksp untuk
CaCOCaCO33 10-6 ?10-6 ?