Annisa Muthmainnah [PDF]

Citation preview

TUGAS KIMIA DASAR RESUME PEMBELAJARAN KESETIMBANGAN KIMIA



ANNISA MUTHMAINNAH 3332200001



JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA 2020



A. Tetapan kesetimbangan Berdasarkan Tekanan (Kp) Tetapan kesetimbangan (K) merupakan konstanta (angka/nilai tetap) perbandingan zat ruas kanan dengan ruas kiri pada suatu reaksi kesetimbangan. Tiap reaksi memiliki nilai K yang khas, yang hanya berubah dengan pengaruh suhu. Hukum kesetimbangan dikemukakan oleh Cato Goldberg dan Peter Wage: “Untuk setiap sistem kesetimbangan pada suhu tertentu, perbandingan hasil kali konsentrasi zat hasil reaksi pangkat koefisien masing-masing dengan hasil kali konsentrasi zat pereaksi pangkat koefisien masing-masing adalah dan tetap” Untuk reaksi yang melibatkan gas tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dari harga tekanan parsial masing-masing gas pada saat setimbang, sebab konsentrasi gas dalam suatu ruangan akan menentukan besarnya tekanan gas tersebut dalam ruangan. Untuk membedakan harga tetapan kesetimbangan yang diperoleh dari harga konsentrasi dan dari harga tekanan parsial, maka untuk selanjutnya harga tetapan kesetimbangan yang diperoleh berdasarkan kosentrasi diberi lambang Kc sedangkan untuk tetapan kesetimbangan yang diperoleh dari harga tekanan diberi lambang Kp. Kp adalah konstanta kesetimbangan parsial gas yang terjadi pada reaksi fasa gas. Dilansir dari Chemguide, disebut parsial karena gas yang berada pada suatu ruangan akan memberi tekanan ke segala arah, tekanan ini disebut dengan tekanan parsial. Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial disebut tetapan kesetimbangan parsial dinyatakan dengan Kp (p = pressure, yang berarti tekanan). Konstanta/tetapan kesetimbangan tekanan (Kp) adalah perbandingan tekanan parsial produk dan tekanan parsial pereaksi dipangkatkan dengan koefisien masing – masing pada suatu reaksi kesetimbangan. Untuk sistem kesetimbangan gas, perhitungan tetapan kesetimbangan dapat dilakukan dengan menggunakan tekanan parsial tiap gas. Pada kesetimbangan tekanan parsial, hanya zat dengan fase gas (g) yang memengaruhi tetapan kesetimbangannya. Zat yang terlibat masing-masing akan memiliki harga tekanan parsial (P) yang menentukan harga Kp. Untuk menentukan tekanan parsial suatu zat dari tekanan parsial totalnya, dapat digunakan persamaan berikut: 𝑚𝑜𝑙 𝑥 Px = 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 Ptotal Harga Kp ditentukan berdasarkan perbandingan hasil kali tekanan parsial produk yang dipangkatkan koefisiennya terhadap hasil kali tekanan parsial reaktan yang dipangkatkan koefisiennya: [𝑃𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 ]𝑘𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑠𝑒𝑛



Kp = [𝑃



𝑘𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛 ]



a. Kesetimbangan Homogen Contoh tetapan kesetimbangan tekanan parsial dengan zat-zat yang fasenya sama adalah sebagai berikut:



𝑎𝐴൫𝑔൯ + 𝑏𝐵൫𝑔൯ ↔ 𝑐𝐶(𝑔) + 𝑑𝐷(𝑔)



Kp =



(𝑝𝐶)𝑐 (𝑝𝐷)𝑑 𝑎



൫𝑝𝐴൯ (𝑝𝐵)𝑏



Keterangan : pA, pB, pC,pD masing masing merupakan tekanan parsial zat A, B,C, dan D tekanan parsial gas ideal, misalnya A, dapat dihitung dengan persamaan berikut :



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝐴



𝑝𝐴 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑔𝑎𝑠 𝑥 𝑝 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 p total (tekanan total) ialah penjumlahan seluruh tekanan pada sistem kesetimbangan (pA + pB + pC + pD) b. Kesetimbangan Heterogen Contoh tetapan kesetimbangan tekanan parsial dengan zat-zat yang fasenya berbeda adalah sebagai berikut:



𝑎𝐴൫𝑎𝑞൯ + 𝑏𝐵൫𝑔൯ ↔ 𝑐𝐶(𝑠) + 𝑑𝐷(𝑔) Pada kesetimbangan heterogen, zat yang memengaruhi tetapan kesetimbangan tekanan hanya yang berwujud gas (g). Jadi, harga dari reaksi tersebut adalah sebagai berikut:



(𝑝𝐷)𝑑 Kp = (𝑝𝐵)𝑏 Keterangan : pB ,pD masing masing merupakan tekanan parsial zat B dan D tekanan parsial gas ideal, misalnya B, dapat dihitung dengan persamaan berikut :



𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝐵



𝑝𝐵 = 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑚𝑜𝑙 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑔𝑎𝑠 𝑥 𝑝 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙



Contoh Soal 1 : Diketahui persamaan reaksi kesetimbangan sebagai berikut: 2 S2O3 (g) + O2 (g) ↔ 4 SO2 (g) Tentukan rumus tetapan kesetimbangan KP untuk reaksi tersebut! Penyelesaian: Koefisien persamaan reaksi: 2 - 1 - 4 (PSO2)4 KP = (PS2O3)2 x (PO2)1 (PSO2)4 = (PS2O3)2 (PO2)



Garam oksalat La2(C2O4)3 dimasukkan dalam bejana 10 liter, dan terurai menurut reaksi: La2(C2O4)3 (s) ↔ La2O3 (s) + 3 CO (g) + 3 CO2 (g) pada suhu tetap. Jika pada keadaan setimbang tekanan total = 0,4 atm, tentukan nilai Kp..! Penyelesaian: Persamaan reaksi sudah setara. Jumlah mol garam oksalat yang terurai tidak diketahui. Untuk mennetukan nilai Kp, hanya fasa gas (g) yang diperhitungkan. Kita umpamakan garam oksalat yang terurai sebesar a mol. Tabel stoikiometri untuk kesetimbangan tersebut adalah La2(C2O4)3 (s) ↔ La2O3 (s) + 3 CO (g) + 3 CO2 (g) Mula-mula : ..? Terurai :a a 3a 3a Setimbang : ..?



a



Jumlah mol gas gas pada keadaan setimbang: mol gas CO = 3a mol mol gas CO2 = 3a mol mol gas total = 6a mol



3a



3a



Catatan: La2(C2O4)3 merupakan zat berfasa padat (s=solid), sehingga tidak memiliki tekanan parsial gas. Jumlah mol La2(C2O4)3 tidak perlu diketahui Menghitung tekanan parsial gas CO PCO = (mol CO/mol total) x Ptotal = (3a/6a) x 0,4 atm = 0,2 atm Menghitung tekanan parsial gas CO2 PCO2 = (mol CO2/mol total) x Ptotal = (3a/6a) x 0,4 atm = 0,2 atm Menghitung nilai Kp Kp = (PCO)3(PCO2)3 = (0,2)3 x (0,2)3 = 1,6 x 10-5



Jawaban: Kp = 1,6 x 10-5 B. Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc) Tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc) adalah perbandingan hasil kali konsentrasi produk yang dipangkatkan koefisiennya terhadap hasil kali konsentrasi reaktan yang dipangkatkan koefisiennya. [𝑃



]𝑘𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑠𝑒𝑛



Kc = [𝑃𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘 ]𝑘𝑜𝑒𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑎𝑘𝑡𝑎𝑛



a. Kesetimbangan Homogen Kesetimbangan homogen terjadi jika fase reaktan dan produk yang terlibat dalam reaksi wujudnya sama, yaitu gas (g) seluruhnya atau larutan (aq) seluruhnya. Contoh:



𝑎𝐴൫𝑔൯ + 𝑏𝐵൫𝑔൯ ↔ 𝑐𝐶(𝑔) + 𝑑𝐷(𝑔)



Maka nilai tetapan kesetimbangannya menjadi:



Kc =



[𝐶]𝑐 [𝐷]𝑑 [𝐴]𝑎 [𝐵]𝑏



b. Kesetimbangan Heterogen Kesetimbangan heterogen terjadi jika fase reaktan dan produk yang terlibat dalam reaksi wujudnya berbeda. Contoh:



𝑎𝐴൫𝑎𝑞൯ + 𝑏𝐵(𝑠) ↔ 𝑐𝐶(𝑠) + 𝑑𝐷(𝑔) Pada kesetimbangan heterogen, zat yang memengaruhi tetapan kesetimbangan konsentrasi hanya yang berwujud gas (g) dan larutan (aq). Jadi, harga Kc dari reaksi tersebut adalah sebagai berikut:



Kc =



[𝐷]𝑑 [𝐴]𝑎



C. Hubungan tetapan kesetimbangan Berdasarkan Konsentrasi (Kc) dan Berdasarkan Tekanan (Kp) Hubungan antara Kp dan Kc adalah: Tetapan parsial gas brgantung pada konsentrasi gas dalam ruangan, maka tetapan kesetimbangan parsial Kp dari gas dapat dihubungkan dengan tetapan kesetimbangan konentrasi Kc dari gas tersebut. Hal ini sesuai dengan persamaan gas ideal, yaitu V=n.R.T Karena n/V= C Maka P = C.R.T, sehingga persamaan menjadi 𝐾𝑝 = 𝐾𝑐 (𝑅𝑇)∆𝑛 = (RTF Dengan Dengan ∆n = jumlah koefisien kanan — jumlah koefisien kiri R = tetapan gas = 0,0826 L,atm.mol-1 .K-1 T = temperature (K) (Celcius + 273)



Dalam perhitungan konstanta kesetimbangan reaksi heterogen (reaksi di mana terdapat lebih dari 1 fasa) yang melibatkan substansi dalam wujud cairan murni atau padatan murni, konsentrasi substansi cair dan padat tersebut diabaikan dan tidak ikut diperhitungkan. Contohnya: CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) => P4(s) + 6Cl2(g) ⇌ 4PCl3(l) => Untuk mengetahui apakah reaksi telah mencapai kesetimbangan dan memprediksikan arah reaksi, ditentukan nilai dari kuosien reaksi, Qc, dengan mensubstitusikan nilai konsentrasi masingmasing substansi (produk dan reaktan) pada keadaan setimbang pada konstanta kesetimbangan kimia, Kc, dengan nilai konsentrasi awal masing-masing substansi pada keadaan reaksi tersebut. Qc = Kc , reaksi telah mencapai kesetimbangan. Jika Qc = Kc, reaktan ⇌ produk Qc < Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kiri ke kanan (pembentukan produk) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc < Kc, reaktan → produk Qc > Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kanan ke kiri (pembentukan reaktan) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc > Kc, reaktan ← produk Berikut beberapa hubungan Q dan hubungan K dari reaksi-reaksi yang berkaitan.



✓ Contoh soal 1 Reaksi kesetimbangan : N₂O₄ (g) ⇄ 2NO₂ (g) koefisien



1



2



Δn = selisih jumlah koefisien gas produk (kanan) dan jumlah koefisien gas reaktan (kiri) Δn = 2 - 1 Δn = 1 Hubungan antara Harga Kc dengan Kp Kp = Kc 0,489 = Kc 0,489 = 24,6 Kc Kc = Kc = 0,0199 ~ 0,02 maka harga Kc pada suhu tersebut adalah 0,02 ✓ contoh Soal 2 Persamaan kesetimbangan yang terjadi adalah N₂ (g) + H₂ (g) ⇄ 2NH₃ (g) maka rumus yang digunakan adalah Kp = Kc dengan Δn = selisih jumlah koefisien gas produk (kanan) dan jumlah koefisien gas reaktan (kiri) Δn = 2 - (1 + 3) Δn = 2 - 4



Δn = - 2 maka rumus menjadi Kp = Kc Kp = Kp = Kp = Kp = Kp = 1,2.10⁻⁵



DAFTAR PUSTAKA http://d12-x.blogspot.com/2018/10/tetapan-kesetimbangan-berdasartekanan.html#:~:text=Konstanta%2Ftetapan%20kesetimbangan%20tekanan%20(Kp,masing%20 pada%20suatu%20reaksi%20kesetimbangan. https://www.quipper.com/id/blog/sbmptn/kimia-sbmptn/pengertian-kesetimbangankimia/#B_Tetapan_Kesetimbangan https://www.lagonlon.com/tutorial.php?halogen=43neon https://tanya-tanya.com/contoh-soal-dan-pembahasan-reaksi-kesetimbangan/