Kesetimbangan Kimia

A. Kesetimbangan Dinamis

1.Reaksi berkesudahan (irreversible) 

Merupakan reaksi yang berlangsung satu arah, zat hasil reaksi tidak dapat dikembalikan menjadi zat pereaksi. Ditandai satu anak panah (→). 

Contoh :

HCl_(aq) + NaOH_(aq) → NaCl_(aq) + H₂O_(l)

2. Reaksi dapat balik (reversible) adalah reaksi yang berlangsung dua arah/zat hasil reaksi dapat dikembalikan menjadi zat pereaksi. Ditandai dengan dua anak panah (⇄).

Contoh:

2Hl_(g) ⇄ H_2(aq) + I_2(l)

_{*reaksi ke kanan disebut reaksi maju, dan reaksi ke kiri disebut reaksi balik}

_{*kesetimbangan kimia terjadi bila laju reaksi maju = laju reaksi balik}

Kesetimbangan Homogen dan Heterogen

Kesetimbangan homogen : zat pereaksi dan hasil reaksi mempunyai fase yang sama

Contoh:

3H_{2(g) +} N_2(g) ⇄ 2NH_3(g)

Kesetimbangan heterogen : terdiri dari 2 fase/lebih

Contoh:

BaSO_4(s) ⇄ Ba²⁺_(aq) +SO_4(aq)

B. Azas Lechatelier

Le Chatelier menyatakan “bila pada siatem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil mungkin”

Faktor yang mempengaruhi kesetimbangan:

1.Perubahan konsentrasi

Reaksi akan bergeser ke arah konsentrasi lebih kecil

Contoh:

3H_{2(g) +} N_2(g) ⇄ 2NH_3(g)

*Konsentrasi N₂ dikurangi maka reaksi akan bergeser ke arah 3H_{2(g) +} N_2(g)

*Konsentrasi N₂ ditambah maka reaksi akan bergeser ke arah NH_3(g)

2.Perubahan suhu

Na-End (artinya jika suhu naik, reaksi bergeser ke arah endoterm)

Tu-Eks (artinya jika suhu turun, reaksi bergeser ke arah eksoterm)

Contoh:

2H_{2(g) +} O_2(g) ⇄ 2H₂O_(g)  ∆H= - 85 kj

*∆H bernilai negatif, artinya reaksi kekanan merupakan reaksi eksoterm

*jika suhu dinaikan, maka reaksi bergeser ke arah 2H_{2(g) +} O_2(g)

*jika suhu dinaikan, maka reaksi bergeser ke arah 2H₂O_(g)

3.Perubahan volume / tekanan

Vosar-kosar : jika volume diperbesar maka reaksi bergeser ke arah jumlah koefisien lebih besar

Vocil-kocil : jika volume diperkecil, reaksi bergeser ke arah jumlah koefisien lebih

Contoh:

2H_{2(g) +} O_2(g) ⇄ 2H₂O_(g)  ∆H= - 85 kj

* jika volume diperbesar (tekanan diperkecil) maka reaksi bergeser ke kiri atau ke arah 2H_{2(g) +} O_2(g)

*jika volume diperkecil (tekanan diperbesar) maka reaksi bergeser ke kanan atau ke arah 2H₂O_(g)

*jika jumlah koefisien ruas kiri dan kanan sama, volume/tekanan tidak mempengaruhi kesetimbangan kimia

4.Katalis

Merupakan zat yg mempercepat reaksi dengan menurunkan energi aktivasi.

Katalis tidak menyebabkan pergeseran kesetimbangan, tetapi hanya mempercepat terbentuknya kesetimbangan

D. Tetapan Kesetimbangan

Guldberg dan Waage “jika hasil kali konsentrasi hasil reaksi dipangkatkan koefisienya dibandingkan dengan hasil kali konsentrasi pereaksi dipangkatkan koefisienya ternyata senantiasa tetap”

Rumus umum:

mA_(g) + nB_(g) ⇄ pC_(g) + qD_(g)

K = [C]^p.[D]^q /  [A]^m.[B]ⁿ

Yang dioperasikan adalah konsentrasi bentuk gas (g) dan cairan (aq)

Contoh:

C_{(s) +} O_2(g) ⇄ CO_2(g)

_Maka,

K = [CO₂] /[O₂]

*Jika K > 1, hasil reaksi lebih banyak daripada reaktan

* Jika K < 1, hasil reaksi lebih sedikit daripada reaktan

*jika reaksi dibalik, maka K menjadi 1/K

*jika reaksi dikalikan, maka K menjadi K^x

*jika reaksi dibagi, maka K menjadi ^x√K

jika reaksi ditambahkan, maka K dikalikan

E. Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Tekanan Parsial

Semua campuran gas akan menimbulkan tekanan total [P], sedangkan tekanan masing masing gas menimbulkan tekanan parsial (p). Jika dalam suatu ruangan tertutup terdapat gas H₂, O₂, dan N₂ maka tekanan totalnya :

P = pH₂ + pO₂ + pN₂

pH₂ = (nH₂/Σn). P

pO₂ = (nO₂/Σn). P

pN₂ = (nN₂/Σn). P

Σn = nH₂ + nO₂ + nN₂

Pada suhu dan volume konstan, tekanan parsial berbanding lurus dengan jumlah mol. Gas yang memiliki jumlah mol terbesar pasti memiliki tekanan parsial lebih besar.

Rumus Kp secara matematika :

mA_(g) + nB_(g) ⇄ pC_(g) + qD_(g)

Kp = [pC]^p.[pD]^q / [pA n]^m.[pB]ⁿ

Note : yang dimasukan kedalam Kp hanya fase gas karena yang mempunyai tekanan parsial hanya gas

Hubungan Kp dengan Kc/K

1.     Jika jumlah koefisien gas ruas kanan = ruas kiri maka Kp = Kc

2.     Jika jumlah koefisien gas ruas kanan tidak sama dengan ruas kiri maka

Kp = Kc (RT)^∆n

∆n = selisih jumlah koefisien produk – reaktan

R = tetapan gas universal (0,082 L atm/mol K)

T = suhu mutlak (K=273 °C)

F. Kesetimbangan Disosiasi

Disosiasi adalah peruraian zat menjadi zat lain yang lebih sederhana. Disosiasi berlangsung dalam ruang tertutup akan berakhir dengan suatu kesetimbangan gas disebut kesetimbangan disosiasi.

Derajat disosiasi (a),

a = banyaknya zat yg bereaksi / banyaknya zat mula mula