Bab 4_Kesetimbangan Kimia_ Created by Sari Indah.pdf

BAB4:
KESETIMBANGAN
REAKSIKIMIA
SMA DHARMA
JAYA
Grade XICreated by : Ignatia.F. Sari Indah,
S.ST

PENGERTIAN KESETIMBANGAN
Dalam reaksi kimia, kesetimbangan kimia adalah
keadaan saat kedua reaktan dan produk hadir
dalam konsentrasi yang tidak memiliki kecenderungan
lebih lanjut untuk berubah seiring berjalannya waktu.
Biasanya, keadaan ini terjadi ketika reaksi ke depan
berlangsung pada laju yang sama dengan reaksi balik.
Laju pada reaksi maju dan mundur umumnya tidak nol,
tapi sama. Dengan demikian, tidak ada perubahan
bersih dalam konsentrasi reaktan dan produk. Keadaan
seperti ini dikenal sebagai kesetimbangan dinamis.
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PENDAHULUAN TENTANG
KESETIMBANGAN KIMIA
Reaksi satu arah (irreversible) atau reaksi tidak dapat
balik adalah reaksi yang terjadi pada satu arah, dan
produknya tidak dapat kembali menjadi reaktan.
Reaksi bolak-balik (reversible) atau reaksi dapat
balik adalah reaksi yang terjadi pada dua arah
yang berlawanan dalam waktu bersamaan.
Dalam reaksi bolak-balik, produk dapat
berubah menjadi reaktan, dan reaktan dapat
berubah menjadi produk (menjadi reaksi yang
berlawanan).
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PENDAHULUAN TENTANG
KESETIMBANGAN KIMIA
Pada kesetimbangan kimia, hanya ada
penyebutan zat di sebelah kiri dan di sebelah
kanan.
Reaksi bolak-balik dinyatakan dengan dua
panah yang berlawanan arah, menyatakan reaksi
maju (ke kanan) dan reaksi balik (ke kiri).
Contoh: Diketahui perubahan air menjadi uap air
dapat balik, sehingga reaksi dapat ditulis
H2O(l) → H2O(g)
H2O(l)H2O(g)
H2O(g) → H2O(l)
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PENDAHULUAN KESETIMBANGAN
KIMIA
Reaksi bolak-balik sempurna terjadi dalam
sistem tertutup, karena tidak terjadi penambahan
atau pengeluaran zat, keluarnya panas/kalor dari
sistem, hilangnya gas yang terbentuk, dan
sebagainya.
Reaksi dikatakan setimbang atau mencapai
kesetimbangan apabila:
1)Reaksi bolak-balik yang mengandung zat
berwujud gas terjadi dalam sistem tertutup.
2)Ketika konsentrasi seluruh zat nilainya tetap.
3)Ketika laju reaksi maju (V1) sama dengan laju
reaksi balik (V2).
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

CONTOH REAKSI KESETIMBANGAN
Pada kesetimbangan kimia, ikatan akan terputus
atau terbentuk seiring dengan maju mundurnya
atom di antara molekul reaktan dan produk.
Kesetimbangan kimia bersifat dinamis karena
walaupun keadaan sudah setimbang, reaksi tetap
berlangsung pada tingkat mikroskopis (molekul).
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

CONTOH REAKSI
KESETIMBANGAN KIMIA
Kesetimbangan kimia dibagi menjadi dua:
1) Kesetimbangan homogen (satu wujud/fase)
Contoh:
Gas 2NH3(g)
2SO3(g)
H
+
(aq) + OH
-
(aq)
NH
++ OH
-
4(aq) (aq)
N2(g) + 3H2(g)
2SO2(g) + O2(g)
Larutan H2O(l)
NH4OH(aq)
CH3COOH(aq) CH3COO
-
(aq) +H
+
(aq)
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

CONTOH KESETIMBANGAN KIMIA
Kesetimbangan heterogen (lebih dari satu
fase)
Contoh:
Dua fase CaCO3(s)CaO(s) + CO2(g)
2Ag
+
(aq)+CrO4
2-
(aq)
Ba
2+
+ SO
2-
(aq) 4(aq)
Ag2CrO4(s)
BaSO4(s)
TigafaseCa(HCO3)2(aq) CaCO3(s)+
H2O(l) + CO2(g)
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KESETIMBANGAN KIMIA
Derajat disosiasi nilainya berkisar 0 ≤ α ≤ 1.
1)Jika nilai α = 0, maka tidak ada penguraian.
2)Jika nilai α = 1, maka zat terurai
seluruhnya.
3)Jika nilai 0 < α < 1, maka zat terurai
sebagian (setimbang).
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KESETIMBANGAN KIMIA
Kesetimbangan disosiasi adalah reaksi
kesetimbangan yang menguraikan suatu zat
menjadi zat lain, dan reaksi baliknya adalah
kesetimbangan asosiasi/pembentukan.
Derajatdisosiasiadalahperbandinganjumlahmol
terdisosiasi (bereaksi) dengan jumlah mol zat sebelum
terdisosiasi (mula-mula).
α =jumlah zat terdisosiasi
jumlah zat awal
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KONSTANTA KESETIMBANGAN KIMIA
Menurut Guldberg dan Wange yang menjelaskan hukum
kesetimbangan:
Hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kanan yang dipangkatkan
dengan
koefisiennya, dan dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah
kiri yang dipangkatkan dengan koefisiennya memiliki harga tertentu
pada suhu tetap. Persamaan konstanta kesetimbangan yang
dapat dibentuk menurut hukum diatas:
Kc =
wA+xB yC+zD
C y
D
z
A
w
B
x
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KONSTANTAKESETIMBANGANKIMIA
Konstanta kesetimbangan terdiri dari:
1)Konstanta konsentrasi, konstanta
kesetimbangan yang dipengaruhi konsentrasi.
2)Konstanta tekanan, konstanta kesetimbangan
yang dipengaruhi tekanan.
Konstanta kesetimbangan akan berubah bila suhu diubah,
dan tetap bila suhu tidak berubah.
1)Pada reaksi endoterm, nilai konstantanya berbanding
lurus dengan suhu.
2)Pada reaksi eksoterm, nilai konstantanya berbanding
terbalikdengan suhu.
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KONSTANTA KESETIMBANGAN
KIMIA
Konstanta konsentrasi (Kc) dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang
berwujud larutan dan gas. Jika reaksi mengandung zat berwujud
padat dan cair, maka pangkat konsentrasi zatnya nol, karena zat
padat dan cair tidak memiliki konsentrasi.
Contoh :
BaSO4(s)
Ba2+
(aq)
+SO4(aq)
2-
Kc =Ba2+
aqSO4aq
2-
BaSO4
0
(s)
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KONSTANTA KESETIMBANGAN
Konstanta tekanan (Kp) dipengaruhi oleh tekanan zat-zat yang berwujud gas.
Jika reaksi mengandung zat berwujud selain gas, maka pangkat tekanan zatnya nol,
karena zat selain gas tidak memiliki tekanan.
Contoh:
Pada reaksi berikut, konstanta tekanannya:
2SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g)
pSO3
2
Kp =
pSO2
2
pO2
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KONSTANTA KESETIMBANGAN
Tekanan parsial gas dapat dihitung:
pX=mol gas X xP total
mol gas total
Satuan konstanta dapat disesuaikan denganpangkat konsentrasi maupun
pangkat tekanan. Konstanta konsentrasi dengan konstanta
tekanan dapat dihubungkan melalui persamaan gas ideal pada suhu sama, dapat
dirumuskan:
Kp = Kc (R.T)
Δn
R = tetapan gas ideal (0,082 atm/mol K)
T = suhu (K)
Δn = selisih jumlah koefisien zat di kanan dengan
jumlah koefisien zat di kiri
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

KONSTANTA REAKSI KESETIMBANGAN
ANTAR-REAKSI TERKAIT
Reaksi kesetimbangan yang berkaitan nilai
konstanta kesetimbangannya dapat berubah
menurut ketentuan-ketentuan berikut:
1) Jika reaksi kesetimbangan dibalik, maka
harga Kc juga dibalik.
Contoh:
BaSO4(s)
Ba
2+ 2-
(aq) + SO4(aq)
Ba
2+ 2-
(aq) BaSO4(s)
Kc = K1
Kc = K2
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

2) Jika koefisien reaksi kesetimbangan dikali faktor n, maka harga Kc
dipangkat n.
Contoh:
2SO3(g)
4SO3(g)
Kc = K1
Kc = K2
2SO2(g) + O2(g)
4SO2(g) + 2O2(g)
K1 = [SO3 ]
2
[SO2 ]
2[O2 ] ,
K2 =[SO3 ]
4
[SO2 ]
4 [O2 ]
2
K2 = ( [SO3 ]
2 [SO2 ]
2 [O2 ] )
2
K2 = (K1)
n
KONSTANTA REAKSI KESETIMBANGAN
ANTAR-REAKSI TERKAIT
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

Contoh:
Nilai Kc reaksi A + B E + F yang melalui tahap
berikut adalah,
C + D
E
F
A + B
C
D
A + B E + F
Kc = 3,5
Kc = 2
Kc = 1,5
Kc = 3,5. 2. 1,5 = 10,5
KONSTANTA REAKSI KESETIMBANGAN
ANTAR-REAKSI TERKAIT
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

LATIHAN – LATIHAN
SOAL
TENTANG
KESETIMBANGAN
KIMIA
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

LATIHAN SOAL 1
Pada reaksi kesetimbangan : CO + H2O
CO2 + H2 harga K = 0,80. Untuk
menghasilkan 4 mol H2 per liter dari 6
mol H2O per liter, jumlah gas CO yang
ditambahkan adalah....
a.10 M
b.12 M
c.14 M
d.16 M
e.20 M
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PEMBAHASAN LATIHAN SOAL 1
M
CO + H2O CO2+ H2
X 6M
R 4 M 4 M 4 M 4M
SX- 4 M2 M 4 M 4M
KC
=CO2H2
COH2O
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

SAMBUNGAN PEMBAHASAN
LATIHAN SOAL 1
Kc =4M 4M
X – 4 M2M
0,80=16
4X-8
(0,080 x 4X – (0,80 X 8)=16
0,32X -6,4 =16
0,32 X=16 + 6,4
0,32 X= 22,4
X = 22,4 / 0,32=70 M

LATIHAN SOAL 2
HBr sejumlah 0,1 mol dimasukkan ke dalam labu
satu liter dan terurai menurut rekasi
2 HBr(g) H2 (g) + Br2 (g)
Jika Br2 yang terbentuk 0,015 mol, maka tetapan
kesetimbangannya sama dengan....
a.1,6 x 10
-2
b. 4,6 x 10
-2
c. 2,5 x 10
-1
d. 3,2 x 10
-1
e. 7,5 x 10
-1
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PEMBAHASAN LATIHAN SOAL 2
2 HBr(g) H2 (g) + Br2 (g)
M0,1 mol
0,015 mol 0,015 molR2/1 x 0,015 mol
= 0,03 mol
S0,07 mol 0,015 mol 0,015 mol
Kc = H2 Br2 Kc =0,015 mol/1L0,015 mol/1L
HBr
0,07 mol/1L
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST
2

LANJUTAN PEMBAHASAN LATIHAN
SOAL 2
Kc= 15 x 10
-3 moL/L
2
Kc =225 x 10
-6 M
2
49 x 10
-4 M
2
=4,591 x 10
-2
Kc=4,6x 10
-2

LATIHAN SOAL 3
Ke dalam volume 1 dm
3 dimasukkan 4 mol gas
NO dan 5 mol gas O2. Reaksi yang terjadi,
2NO(g) + O2(g) 2 NO2(g). Jika dalam
kesetimbangan terdapat 2 mol gas NO, maka
tetapan kesetimbangan reaksi tersebut adalah....
a.½
b.¼
c.1/10
d.1/12
e.1/20
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PEMBAHASAN LATIHAN SOAL 3
2NO2(g).2NO(g) + O2(g)
M4 mol5 mol
R2 mol1 mol2 mol
S2 mol4 mol2 mol
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PEMBAHSAN LATIHAN SOAL 3
NO
NO2=2mol/L
=2 mol/1L
= 2 M
=2 mol/1L
= 2 M
O2 =4 mol/L= 4 M
Kc = NO2 = 2 M = 2 M
NOO2
2
2 M 4 M 4 M
2 4M
Kc =2/ 16
=1/8

LATIHAN SOAL 4
Dalam bejana 3 liter, 5 mol amoniak terurai dengan
derajat disosiasi 0,4 menurut reaksi :
2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g)
Tekanan total pada kesetimbangan adalah 3,5 atm.
Harga Kp adalah....
a.0,33
b.0,50
c.0,75
d.1
e.1,5
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST

PEMBAHASAN LATIHAN SOAL 4
2 NH3(g) N2(g) + 3 H2(g)
M 5 mol
R 2 mol 1 mol 3 mol
S 3 mol3 mol 1 mol
α= mol terurai / mol mula-mula
0,4=mol zat terurai/ 5 mol zat terurai= 0,4 x 5= 2 mol

LANJUTAN PEMBAHASAN LATIHAN SOAL 4
pN2= mol N2x tekanan Total
mol total
=1 molx3,5 atm
7 mol
= 0,5 atm
pH2=mol H2x tekanan Total
=
mol total
3 molx 3,5 atm
=
7 mol
1,5 atm

LANJUTAN PEMBAHASAN SOAL
LATIHAN 4
pNH3=mol NH3xtekanan total
mol total
=3 molx3,5 atm
7 mol
=1,5 atm
Kp N2
H
2
2
=0,5 atm 1,5 atm
3
pNH3
3
1,5 atm
3
Kp=0,5

LATIHAN SOAL 5
Dalam wadah 5 liter dimasukkan 4 mol SO3 yang
kemudian terurai menurut reaksi :
2SO3 (g) 2 SO2(g)+ O2(g)
Jika pada saat kesetimbangan tercapai masih ada 1
mol SO3, maka tetapan kesetimbangannya adalah....
a.2,7
b.5,4
c.9
d.13,5
e.27
Created by : I.F. Sari Indah, S.ST