SELAMAT DATANG KAFANOVA,kirimkan kritik saran demi kemajuan blog ini,,kirimkan tulisan terbaik anda ke sapujagad@gmail.com,,bisa berupa artikel,cerpen,dll
Home » » Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan

Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan

Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan
Tujuan Pembelajaran

1. Siswa dapat Menjelaskan Pengertian tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc)

2. Siswa dapat mengkonversikan Kc menjadi Kp berdasarkan persamaan gas ideal

3. Siswa dapat menjelaskan Pengertian kesetimbangan homogen dan heterogen

4. Siswa dapat Menghitung konsentrasi reaktan dan produk dalam suatu campuran kesetimbangan berdasarkan konsentrasi awal dan konstanta kesetimbangannya



Materi Pembelajaran
A. Tetapan Kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (Kc)

Pada tahun 1886, dua orang ahli kimia Norwegia, Cato Maximilian Guldberg (1836-1902) dan Peter Waage (1833-1900) mengemukakan bahwa:

“Jika hasil kali Produk reaksi yang dipangkatkan koefisiennya dibandingkan terhadap hasil kali konsentrasi perektan yang dipangkatkan koefisiennya, hasilnya merupakan bilangan tetap”.

Harga bilangan yang tetap itu disebut tetapan kesetimbangan (konstanta kesetimbangan), dilambangkan Kc, dengan huruf c melambangkan konsentrasi. Seringkali hanya dituis K.

Secara umum, untuk suatu reaksi kesetimbangan yang ditulis:



Konstanta Kesetimbangannya dirumuskan melalui persamaan:



Karena satuan konsentrasi adalah M, maka satuan Kc = M(c+d) – (a+b)

Beberapa hal yang perlu diperhatikan:
Konsentrasi Zat (Produk maupun Pereaktan) dinyatakan dalam satuan molar (M), yaitu mol/liter.
Zat yang berlaku untuk rumus K diatas adalah zat yang berwujud gas dan zat yang terlarut saja. Sedangkan zat padat dan cairan tidak diikutsertakan dalam rumus K atau Kc.

*(Zat padat yang tidak larut misalnya batu dalam air serta zat cair yang tidak larut misalnya minyak dalam air tidak memiliki konsentrasi. Harga mol/liter mereka tidak pernah berubah, sebab mereka tidak tersebar merata. Untuk zat padat dan cairan, harga mol/liter sama dengan rapatan/massa rumus.

Contoh :

Tentukan persamaan tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut ?

1. BiCl3(aq) + H2O(l) BiOCl(s) + 2HCl(aq)

2. N2(g) + H2(g) 2NH3(g)

3. SO3(g) SO2(g) + 1/2O2(g)

Jawab :

BiOCl(s) dan H2O(l) tidak disertakan dalam persamaan



Besarnya tetapan kesetimbangan suatu reaksi pada temperature tertentu hanya dapat ditentukan dengan data ekperimen dan tidak dapat diramalkan dari persamaan reaksi. Keteraturan yang diperoleh dari data eksperimen tentang sistem kesetimbangan dikenal dengan “hukum kesetimbangan”. Ada dua cara, yaitu pertama menggunakan energi bebas standar reaksi dan kedua dengan pengukuran langsung konsentrasi kesetimbangan yang dapat disubstitusikan ke dalam ungkapan aksi massa.

Harga tetapan kesetimbangan sangat berguna baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Secara kuantitatif, memungkinkan untuk digunakan untuk menghitung konsentrasi pereaksi dan atau hasil reaksi dalam sistem kesetimbangan, sedang secara kualitatif, dapat memberikan informasi tentang sejauh mana reaksi berlangsung kearah reaksi sempurna.

Misal : A B diperoleh (B)/ (A) = Kc dan diketahui Kc = 10

Berarti : (B)/ (A) = Kc = 10 / 1.

Jadi dapat dikatakan bahwa pada kesetimbangan ini, konsentrasi B = 10 kali lebih besar dari pada konnsentrasi A atau kedudukan kesetimbangan terletak ke arah hasil reaksi B. Sebaliknya bila Kc = 0,1 = 1/10, berarti (B)/ (A) = 1/10. Dengan demikian dapat dikatakan bahwa pada kesetimbangan ini, konsentrasi A sama dengan 10 kali lebih besar dari pada konsentrasi B atau kedudukan kesetimbangan terletak ke arah pereaksi A.

Makna tetapan kesetimbangan bagi suatu reaksi antara lain :
Dapat memberi informasi tentang posisi kesetimbangan

Seperti diketahui bahwa Kc atau Kp adalah nisbah konsentrasi atau tekanan parsial pada keadaan setimbang, zat ini di sebelah kanan (produk) menjadi pembilang sedangkan zat di sebelah kiri (pereaksi) menjadi penyebut. Harga Kc atau Kp yang sangat besar menunjukkan bahwa reaksi ke kanan berlangsung sempurna atau hampir sempurna. Sebaliknya, harga Kc atau Kp yang sangat kecil menunjukkan bahwa reaksi ke kanan tidak berlangsung besar-besaran.

Contoh :
2H2O(g) + O2(g) 2H2O(g) Kc = 3 x 1081

pada 25oC Reaksi ini dapat dianggap berlangsung tuntas ke kanan
½ N2(g) + ½O2(g) NO(g) Kc = 1 x 10-15

pada 25oC Reaksi ini hanya dapat membentuk sedikit sekali NO.
Meramalkan arah reaksi

Apabila zat pada ruas kiri dan ruas kanan dari suatu reaksi kesetimbangan dicampurkan dalam suatu wadah reaksi maka sangat mungkin bahwa campuran tidak setimbang. Reaksi harus berlangsung ke kanan atau ke kiri sampai mencapai kesetimbangan. Dalam hal seperti ini, arah reaksi dapat ditentukan dengan memeriksa nilai koefisien reaksi (Qc). Koefisien reaksi adalah nisbah konsentrasi yang bentuknya sama dengan persamaan Kc.
i. Jika Qc < Kc, berarti reaksi bergeser ke kanan sampai diperoleh Qc = Kc
ii. Jika Qc > Kc, berarti reaksi bergeser ke kiri sampai diperoleh Qc = Kc
iii. Jika Qc = Kc, berarti system sudah dalam keadaan setimbang



Contoh :

Diketahui reaksi H2(g) + Cl2(g) 2HCl(g), Kc = 9,0. Jika H2, Cl2, dan HCl dicampurkan masing-masing 0,2 mol dalam wadah 1 liter, Kemanakah reaksi akan bergeser?

Jawab:



Qc < Kc, berarti reaksi bergeser ke kanan



B. Konversi Kc menjadi Kp berdasarkan persamaan gas ideal

Untuk zat – zat yang konsentrasinya dinyatakan dalam mol/liter, tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dalam Kc. Sedangkan untuk suatu system ksetimbangan yang melibatkan gas, biasanya yang diukue dalah tekanan bukannya konsentrasi. Oleh karena itu tetapan kesetimbangannya dinyatakan dalam Kp. Tetapan kesetimbangan Kp diperoleh dari tekanan parsial masing-masing gas yang terlibat dalam reaksi, baik pereaktan maupun produk reaksi.

Untuk lebih jelasnya marilah kita ingat kembali pengertian tentang tekanan parsial. Suatu campuran gas akan memiliki tekanan total (P), yang merupakan jumlah dari tekanan parsial (p) masing-masing gas. Pada system kesetimbangan

vA(g) + wB(g) xC(g) + yD(g)

Hubungan tekanan total dan tekanan parsial dapat dituliskan secara matematis:

P = pA + pB + pC +pD

Dari persamaan gas ideal (pV = nRT), kita melihat bahwa pada suhu dan volume konstan, tekanan parsial sebanding dengan jumlah mol. Dengan demikian maka persamaan matematis di atas pada kondisi suhu dan volume yang sama dapat dinyatakan:



Maka:



Selanjutnya, untuk system kesetimbangan:

SO3(g) SO2(g) + 1/2O2(g)

Kp untuk reaksi diatas dinyatakan



Hubungan antara Kp dan Kc dapat diperoleh dari persamaan gas ideal

atau ,

dengan , (C = konsentrasi zat dalam mol/liter), maka


Bila kita substitusikan dalam rumus Kp di atas didapatkan





Sehingga diperoleh hubungan Kp dan Kc adalah:

, atau

Dengan Δn = jumlah koefisien gas kanan – jumlah koefisien gas kiri

Jika jumlah koefisien gas kanan sama dengan jumlah koefisien kiri sama maka

Kp = Kc

C. Kesetimbangan homogen dan heterogen

Reaksi dapat diibedakan menjadi dua macam yaitu reaksi kesetimbangan homogen dan reaksi kesetimbangan heterogen. Reaksi Kesetimbangan Homogen merupakan reaksi kesetimbangan dimana semua fasa senyawa yang bereaksi sama.

Contoh :

1. N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

2. H2O(l) H+(aq) + OH-(aq)

3. CH3COOH(aq) CH3COO-(aq) + H+(aq)

Sedangkan reaksi kesetimbangan heterogen dimana reaktan dan produk yang berbeda fasa.

Contoh :

1. CaCO3(s) CaO(s) + CO3(g)

2. Ag2CrO4(s) Ag2+(aq) + CrO4-(aq)

3. 2 C(s) + O2(g) 2CO(g)

4. 2 NaHCO3(s) Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

Dalam kesetimbangan heterogen, jika zat-zat padat murni atau cairan-cairan murni yang tak dapat campur adalah pereaksi dalam suatu system dengan satu gas atau lebih, maka tetapan kesetimbangan dapat ditulis dalam hanya tekanan-tekanan parsial gas. Karena konsentrasi zat padat murni atau zat cair murni praktis konstan meskipun tekanannya berubah. Sebagai contoh untuk system kesetimbangan heterogen

2 C(s) + CO2(g) 2CO(g)

Tetapan kesetimbangannya adalah:

, dan


Menghitung konsentrasi reaktan dan produk dalam suatu campuran kesetimbangan

Dengan menggunakan rumus tetapan kesetimbangan kita dapat menghitung konsentrasi reaktan dan produk dalam suatu campuran berdasarkan konsentrasi awal dan konstanta kesetimbangannya.

Sebagai contoh

Tetapan kesetimbangan A + 2B AB2, adalah ¼. Berapakah jumlah mol A yang harus dicampurkan dengan 4 mol B dalam volume 5 liter, agar menghasilkan 1 mol AB2?

Jawab:

Diketahui
A
+
B

AB2
Mula-mula
X

4 mol


Bereaksi
?

?


Setimbang
?

?

1 mol




Dijawab:
A
+
B

AB2
Mula-mula
X mol

4 mol

-
Bereaksi
1 mol

2 mol

-
Setimbang
(x-1) mol

2 mol

1 mol




Konsentrasi masing-masing zat:










X = 26

Jadi jumlah mol A mula-mula adalah 26 mol



Untuk selanjutnya, apabila kita menyelesaikan perhitungan kesetimbangan dimana konsentrasi masing-masing zat belum diketahui, kita harus mengolah data soal terlebih dahulu dengan menggunakan table berikut:
mA
+
n B

oC
+
pD
Mula-mula
a

b

-

-
Bereaksi
c

d

-

-
Setimbang
e

f

g

h




Keterangan:

a = mol A mula-mula

b = mol B mula-mula

c = mol A yang bereaksi (terurai)

d = mol B yang bereaksi (terurai)

e = mol A pada kesetimbangan = a – c

f = mol B pada kesetimbangan = b – d

g = mol C pada kesetimbangan

h = mol D pada kesetimbangan















Tugas Terstruktur III
Jelaskan apa yang dimaksud dengan :
Hukum kesetimbangan
Tetapan kesetimbangan
Perbandingan konsentrasi
Persamaan tetapan kesetimbangan
Jelaskan apa perbedaan antara Kc dengan Kp!
Dari reaksi kesetimbangan

Tuliskan rumus Kc untuk reaksi di atas!
Tulislah rumus tetapan kesetimbangan tekanan (Kp) untuk reaksi berikut :
i. 3 Fe (s) + 4 H2O (g) Fe3O4 (s) + 4 H2 (g)
ii. Na2CO3 (s) + SO2 (g) + O2 (g) Na2SO4 (s) + CO2 (g)
Pada reaksi , mula – mula terdapat M dan N masing-masing 1 M dan pada keadaan setimbang terdapat P 0,6 M, Berapakah harga Kc?.
Pada suhu 295 K :

NH4HS(s) NH3(g) + H2S(g)

Tekanan parsial tiap gas adalah 0,265 atm. Hitung Kp dan Kc untuk reaksi tersebut!
Untuk reaksi kesetimbangan berikut :

PCl5(g) 4NO2(g) + O2(g)

Harga Kc pada 191 0C = 3,26 x 10-2 M. Tentukan harga Kp pada suhu tersebut ?



Tugas Terstruktur IV
Jelaskan perbedaan tetapan kesetimbangan homogen dan heterogen , beri contoh masing-masing ?
Sebutkan manfaat prinsip kesetimbangan untuk industri ?
Pada reaksi mencapai kesetimbangan pada tekanan 2 atm. Jika pada kesetimbangan molA : molB : molC = 2 : 1 : 2, maka berapakah harga Kp?
Tetapan kesetimbangan Kp untuk reaksi

2NO2(g) 2NO(g) + O2(g)

adalah 158 pada 1000K. Hitung P O2 jika P NO2 = 0,4 atm dan P NO = 0,27 atm.





Tes Tertulis
Pada reaksi kesetimbangan :

CaCO3 (s) CaO (s) + CO2(g) Δ H= 178 kJ
Adakah pengaruhnya terhadap kesetimbangan, jika pada suhu tetap ditambahkan CaCO3 (s) ?
Cara apa yang dapat digunakan agar kesetimbangan bergeser ke arah kanan ?
Tentukan ke arah manakah masing-masing kesetimbangan berikut akan bergeser jika tekanan diperbesar (dengan memperkecil volume)?
N2O4 (g) 2NO2 (g)
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
Tetapan kesetimbangan Kc untuk reaksi :

N2O4(g) 2NO2(g)

adalah 4,63×10-3 pada 25oC.

Berapakah nilai Kp pada temperatur tersebut ?
Tulislah Kc dan Kp untuk reaksi

2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g)
Untuk reaksi kesetimbangan berikut :

PCl5(g) 4NO2(g) + O2(g)

Harga Kc pada 191 0 C = 3,26 x 10 -2 M. Tentukan harga Kp pada suhu tersebut ?
Tetapan kesetimbangan Kp untuk reaksi dekomposisi fosforus pentaklorida menjadi fosforus triklorida dan klorin

PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)

adalah 1,05 pada 250oC. Jika pada saat kesetimbangan tekanan parsial PCl5 dan PCl3 berturut-turut adalah 0,875 atm dan 0,463 atm, berapakah tekanan parsial Cl2?
Tulislah persamaan tetapan kesetimbangan (Kc) untuk reaksi berikut:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
SO3 (g) SO2 (g) + ½ O2 (g)
Untuk reaksi : N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

Kp adalah 4,3×10-4 pada 375oC. Hitung Kc.
Pada perubahan reaksi :

H2O (l) H2O (g)

Berapakah harga Kp dan Kc pada 25 0 C, jika diketahui bahwa tekanan uap air pada temperatur 25 0C adalah 23,8 torr.

10. Pada penguraian uap air mempunyai Kc = 1,1 x 10 -81 pada 25 0C, Jelaskan apa yang dimaksud dengan ungkapan Kc tersebut ?

11. Berdasarkan reaksi kesetimbangan pembuatan amonia diperoleh Kc sebesar 4,1 x 108, hitunglah konsentrasi NH3 jika keadaan setimbang konsentrasi H2 dan N2 masing-masing adalah 0,01 M?
Share this article :

0 comments :

Post a Comment

OPINI

LIHAT YANG LAIN YUKK... »
KAFANOVA