1. Proses Melibatkan Reaksi Kimia
Penentuan Stoikhiometri Sistem yang Tepat
Ada 3 Masalah yang harus dipecahkan:
1.Penentuan daerah temperatur dan tekanan
serta komposisi umpan masuk yang tepat hingga
dicapai kesetimbangan kimia di mana diperoleh
produk dengan konsentrasi dan spesifikasi yang
diinginkan;
2.Penentuan daerah operasi kesetimbangan
maupun kecepatan reaksi yang menguntungkan;
3.Penentuan kebutuhan energi untuk reaksi ini.
2. Contoh:
Jika temperatur reaksi naik, reaksi samping
menjadi penting, korosi lebih mudah terjadi dan
bahan konstruksi kehilangan kekuatannya.
Biasanya reaksi dilakukan pada T< 3000 F.
Meskipun reaksi secara teknis feasible, tetapi
faktor ekonomis lebih menetukan.
Untuk suatu proses diperlukan kondisi operasi
yang favourable di mana kondisi operasi
optimum.
3. Jika bahan baku diketahui maka dapat
ditentukan : Komposisi feed masuk reaktor,
desain reaktor, komposisi feed dapat
ditentukan dari kesetimbangannya
Penentuan komposisi kesetimbangan
merupakan suatu langkah yang penting
dalam analisa proses yan kemudian
dilanjutkan dengan manajemen massa dan
energi
4.
5. Persamaan reaksi kimia secara umum:
Kapan reaksi dikatakan setimbang?????
Kesetimbangan kimia adalah suatu kesetimbangan
dinamik, spesi-spesi dalam reaksi terus terbentuk secara
konstan namun tanpa terjadi perubahan total dalam
konsentrasi sistem.
11. a A + b B+… e E + f F + …
...
...
b
B
a
A
f
F
e
E
a
aa
aa
K =
...
...
b
B
a
A
f
F
e
E
f
ff
ff
K =
...
...
b
B
a
A
f
F
e
E
c
CC
CC
K =
...
...
b
B
a
A
f
F
e
E
P
PP
PP
K =
12. Nilai K dapat ditentukan dari percobaan. Jika konsentrasi
awal semua spesi diketahui, cukup diketahui konsentrasi
satu spesi pada kesetimbangan, sehingga nilai KC bisa
dihitung.
Soal:
Reaksi .0,00500 M H2 direaksikan
dengan 0,01250 M I2 pada 424,5
o
C. Pada awal reaksi
tidak ditemukan HI. Pada saat kesetimbangan diperoleh
konsentrasi iod adalah 0,00772 M. Tentukan nilai KC.
13. Untuk reaksi dalam fasa gas, tekanan parsial dapat digunakan
sebagai pengganti konsentrasi, sehingga tetapan
kesetimbangannya disimbolkan dengan KP.
Soal:
Turunkanlah persamaan yang menggmbarkan hubungan
antara KP dan Kc jika diasumsikan gas yang bereaksi
adalah gas ideal.
19. Kesetimbangan dlm reaksi pembentukan phosgen
CO(g) + Cl2 (g) COCl2(g)
Dari percobaan yg dilakukan oleh Bodenstein dan Plaut, didapatkan
(pd T=394o
C) :
-PCO = 342,0 mm
-PCl2
= 351,4 mm
-Ptotal pd kesetimbangan = 439,5 mm
PCOCl2 = ??????
KP = ????????
Contoh soal
20. Sifat tetapan kesetimbanganSifat tetapan kesetimbangan
1. Besar tetapan kesetimbangan tergantung pada cara menuliskan
reaksi
Contoh : - 6
)184()(2)()(2 108,122
1
−
×=+⇔
CCggg KONONO
- ?.......2)(22
1
)()(2
=+⇔ Cggg KONONO
- ?.......22 3)(2)(2)(
=⇔+ Cggg KNOONO
2. Nilainya bergantung pada suhu.
3. Apabila nilai tetapan kesetimbangan sangat besar, maka
reaksi akan berlangsung bertahun-tahun untuk mencapai
kesetimbangan pada suhu kamar. Contoh: reaksi
H2(g) + O2(g) ⇔ 2H2O(g), Kc = 2,9 x 10
31
.
21. Untuk mempelajari reaksi kesetimbangan hidrogen dan iodin,
campuran equimolar hidrogen, iodin dan hidrogen iodida dialirkan
ke dalam suatu reaktor. Reaksi terjadi dalam fasa gas.
Pertanyaan:
• Turunkanlah persamaan yang menggambarkan hubungan antara
energi bebas Gibbs dan konstanta kesetimbangan konsentrasi
untuk reaksi tersebut.
• Jika diketahui konstanta kesetimbangan untuk reaksi tersebut
pada suhu 457,6 o
C adalah 4,87, tentukan komposisi campuran
ketika kesetimbangan tercapai.
• Jika reaksi yang terjadi adalah disosiasi hidrogen iodida pada
suhu T, dan pada awal reaksi yang ada hanya reaktan,
turunkanlah persamaan yang menggambarkan hubungan antara
Kp dan tekanan parsial masing-masing komponen sebagai fungsi
dari tekanan total P dan derajat disosiasi α.
Tugas KelompokTugas Kelompok
