Home » » Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan Kimia

Written By Harso Adjie Brotosukmono on Senin, 01 Desember 2014 | 18.04

Proses Haber-Bosch dalam Industri Ammonia menerapkan konsep Kesetimbangan

Salah satu cabang ilmu kimia yang sangat bermanfaat dan sangat banyak manfaatnya adalah Kesetimbangan. Memang tidak bermanfaat dikehidupan sehari-hari, namun kebanyakan bahan-bahan kimia yang kita jumpai sehari-hari diproduksi melalui reaksi kesetimbangan, seperti Ammonia dengan proses Haber-Bosch, Asam Sulfat dengan proses Kontak dan Bilik Timbal, dan masih banyak lagi.

Pengertian Kesetimbangan Kimia

Reaksi kesetimbangan merupakan reaksi yang reversibel (produk dapat kembali membentuk reaktan) Suatu reaksi dikatakan setimbang/selesai bereaksi apabila laju reaksi dari arah kanan ke kiri sama dengan laju reaksi dari arah kiri ke kanan.
Sifat-sifat reaksi kesetimbangan diantaranya:
  1. Reaksi bersifat reversibel (bolak-balik)
  2. Perubahan terjadi secara mikroskopis
  3. Terjadi pada sistem tertutup.
Selanjutnya reaksi dapat dibedakan menjadi Reaksi Homogen dan Heterogen.
Reaksi Homogen adalah reaksi yang wujud zat-zatnya sama. Misalnya reaksi pembentukan ammonia: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
Reaksi Heterogen adalah reaksi yang wujud zat-zatnya berbeda. Misalkan reaksi penguraian kalsium karbonat: CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc)

Tetapan Kesetimbangan berdasarkan Konsentrasi (Kc) adalah konsentrasi-konsetrasi zat dipangkatkan koefisiennya. Teori ini dikemukakan oleh  Cato Maximilian Guldberg yang mencari suatu nilai yang tetap untuk reaksi-reaksi pada suhu yang sama. Karena itu, selama suhu tetap maka Kc suatu reaksi akan selalu sama.
Untuk Reaksi:
pA + qB ⇌ rC + sD
dengan p,q,r,s sebagai koefisien dan A,B,C,D sebagai zat
maka rumus Kcnya:


contoh:
Pada keadaan setimbang reaksi CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) memiliki komposisi zat CO2 3 M, tentukan besar Kc-nya!

jawab:
Kc = [CaO][CO2]/[CaCO3]
Kc = [CaO][CO2]/[CaCO3]
Kc = 1.3/1
Kc = 3.

*nb: pada zat-zat seperti solid dan liquid, volumenya tetap/tidak berubah, maka konsentrasinya dianggap 1.

Tetapan Kesetimbangan Parsial Gas (Kp)

Sama seperti Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi, hanya saja Kp menggunakan tekanan parsial masing-masing gas dan hanya berlaku untuk zat berwujud gas. Sama seperti Kc, Kp nilainya tetap pada suhu yang sama.
Untuk Reaksi:
pA + qB ⇌ rC + sD
dengan p,q,r,s sebagai koefisien dan A,B,C,D sebagai zat
maka rumus Kpnya:


dimana tekanan parsial masing-masing gas dirumuskan dengan:
pZ = (nZ/nTotal) x pTotal
pZ = tekanan parsial zat (atm/Pa)
nZ = mol zat (mol)
nTotal = mol total (mol)
pTotal = tekanan total (atm/Pa)

Kc dan Kp memiliki keterkaitan, hubungan antara Kc dan Kp dirumuskan dengan
Kp = Kc.(RT)Δn
Kp = tetapan parsial gas
Kc = tetapan konsentrasi
R = konstanta gas umum (0,082 mol.K/l.atm)
T = suhu (K)
Δn = selisih koefisien kanan-kiri ([r+s]-[p+q])

Pergeseran Kesetimbangan

Kesetimbangan bisa bergeser bila dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu Konsentrasi, Suhu, Volume-Tekanan, dan Katalis.
Misalkan pada sebuah reaksi:
3A + B ⇌ C + D         ΔH = -90 kJ/mol

1. Konsentrasi
Bila konsentrasi dinaikkan, maka akan bergeser kearah yang berlawanan
Bila konsentrasi diturunkan, maka akan bergeser kearah diri sendiri

misalkan bila zat A ditambahkan maka reaksi akan bergeser ke arah C + D
bila zat A dikurangkan, maka reaksi akan bergeser ke arah 3A + B

2. Tekanan-Volume
Tekanan berbanding Terbalik dengan Volume
Bila Volume diperbesar (Tekanan diperkecil) reaksi bergeser ke koefisien lebih besar
Bila Volume diperkecil (Tekanan diperbesar) reaksi bergeser ke koefisien lebih kecil

misalkan tekanan diperbesar maka reaksi akan bergeser ke arah C + D karena total koefisien C + D adalah 2 sementara total koefisien 3A + B adalah 4.

3. Suhu
Bila suhu dinaikkan, maka reaksi akan bergeser ke arah Endoterm
Bila suhu diturunkan, maka reaksi akan bergeser ke arah Eksoterm

misalkan suhu dinaikkan maka reaksi akan bergeser ke arah 3A + B karena reaksi 3A + B → C + D bersifat Eksoterm (ΔH negatif) maka jika reaksi dibalik, C + D → 3A + B reaksi akan menjadi Endoterm

4. Katalisator
Katalis tidak menggeser keadaan kesetimbangan, hanya mempercepat terjadinya keadaan setimbang.

1 comments :

Brotot Facts: