UN-Bab 9 : Kesetimbangan

 

Bab 9 : Kesetimbangan

Reaksi Kesetimbangan  Keadaan setimbang Vkanan = V kiri Homogen N2(g)  +  3H2(g)  ↔ 2NH3(g) (semua fasa zat reaktan dan produk adalah sama) Heterogen CaCO3(s)  ↔ CaO(s)  +  CO2(g) (zat reaktan atau produk ada yang memiliki fasa yang berbeda) Hukum Kesetimbangan Kc Dapat digunakan pada semua reaksi Fasa solid dan liquid tidak diikutkan aA(g) + bB(s) ↔cC(g) + dD(g) Kp Digunakan jika tidak ada fasa aquous Fasa solid dan liquid tidak diikutkan aA(g) + bB(g) ↔cC(l) + dD(g) Hubungan Kc dan Kp Kp=Kc (R.T)Δn Δn= selisih koefisen gas produk-reaktan Sifat Kc/Kp Bila reaksi dibalik K’ = 1/K Bila reaksi dijumlahkan K’ = K1xK2 Bila reaksi dikali n K’ = Kn Bila reaksi dibagi n K’ = K1/n Pergeseran kestimbangan  (Le Chatelier) Dalam system kesetimbangan bila diberikan gangguan, maka system akan menata diri sedemikian rupa sehingga pengaruh gangguan jadi seminimal mungkin Penambahan zat Bila ditambah dikiri (reaktan) kesetimbangan, bergeser ke kanan Bila ditambah dikanan (produk) kesetimbangan, bergeser ke kiri Perubahan volume dan tekanan Bila V diperbesar/P diperkecil maka reaksi bergeser ke arah koef gas lebih besar. Bila koef gas kanan=kiri maka perubahan volume/tekanan tidak berpengaruh Perubahan suhu Bila suhu makin tinggi  maka kesetimbangan bergeser ke arah yang membutuhkan panas/endotermik. Penambahan katalis Tidak pengaruh terhadap kesetimbangan, hanya mempercepat kesetimbangan Aplikasi Kesetimbangan  Dalam industri Ammonia, NH3 Proses Haber-Bosch N2(g)  +  3H2(g)  ↔ 2NH3(g)   ΔH = -46 kJ Aspek teoritis (agar NH3 >>) Tekanan besar, suhu rendah, perbandingan mol N2:H2=1:3 Aspek industry (agar optimal) Tekanan besar, suhu cukup tinggi, katalis Fe Meramal arah reaksi kosein Q Q > K → hasil terlalu banyak jadi reaksi geser ke kiri Q = K → tercapai keadaan kesetimbangan Q < K → reaktan terlalu banyak jadi reaksi geser ke kanan Membandinkan nilai Q dengan K Penyelesaikan Hitungan kesetimbangan Langkah-langkah : Kumpulkan data Buat reaksi dan setarakan Buat susunan zat (awal, reaksi, hasil) Perhitungkan sesuai permintaan soal bila perlu tambakan x untuk meramalkan arah reaksi

Contoh Soal Dalam ruang  8 L pada suhu tertentu direaksikan 0,95 mol gas hidrogen 0,85 mol gas klorin. Kesetimbangan tercapai pada saat dalam ruang terdapat 0,5 mol gas HCl. Tentukan harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi H2(g) +  Cl2(g)  ⇌  2 HCl(g) pada suhu tsb Jawab H2(g) + Cl2(g)   → 2 HCl(g) Awal 0,95 mol 0,85 mol Reaksi -0,25 mol -0,25 mol + 0,5 mol Sisa 0,7 mol 0,6  mol 0,5 mol Sehingga = 0.6

Contoh Soal Dalam ruang tertutup pada suhu 127oC terdapat  kesetimbangan   2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2SO3 (g) Jika harga Kc pada suhu ini 1,64 M-1 , maka tentukan nilai Kp reaksi diatas. Jawab  Jumlah koefisien kiri     = 3    Jumlah koefisien kanan = 2            Kp  =   Kc . [ R.T ]2-3 =    1,64 . [ 0,082.400 ]-1 =    5.10-2

Contoh Soal  Diketahui  Tentukan harga K untuk reaksi : D ⇌ 2A + 4B     Jawab

Contoh Soal Pada suhu tertentu dalam ruang 5 L terdapat dalam keadaan setimbang0,5 mol gas hidrogen, 0,2 mol gas oksigen dan 0,6 mol uap air. Pada suhu yang sama dalam ruang 8 L terdapat campuran 0,4 mol gas hidrogen, 0,9 mol gas oksigen dan 0,72 mol uap air. Periksa apakah gas-gas dalam ruang 8 L berada dalam keadaan setimbang ? Jawab Saat kesetimbangan = = 36 Untuk pencampuran yang baru =28,8 Karena Qc < Kc sehingga reaksi belum kesetimbangan dan akan bergeser kearah pembentukan produk

Contoh Soal Dalam ruang 6 L pada p,t tertentu terdapat dalam keadaan setimbang 0,8 mol gas H2 , 0,5 mol gas Cl2 dan 0,6 mol gas HCl. Kedalam ruang dimasukkan 0,2 mol gas H2 pada suhu yang sama. Tentukan susunan kesetimbangan yang baru. Jawab Kesetimbangan awal H2(g) + Cl2(g)   ⇌ 2 HCl(g) 0,8 mol 0,5 mol 0.6 mol Sehingga nilai = 0,9 Larutan baru H2(g) + Cl2(g)   ⇌ 2 HCl(g) Awal (0,8+0,2) mol 0,5 mol 0.6 mol Reaksi -x -x +2x Sisa 1-x mol 0,5-x mol 0,6+2x mol Disini suhu tetap sehingga nilai K tetap, maka x = 0.023 mol Jadi saat kesetimbangan baru H2 = (1 – 0,023)mol  = 0,97 mol Cl2= ( 0,5-0,023)mol = 0,47 mol HCl = (0,6+0,046)mol= 0,646 mol

Contoh Soal Dalam ruang 5 L dipanaskan 0,8 mol gas SO3 sampai suhu tertentu sehingga sebagian SO3 berdisosiasi membentuk gas SO2  dan gas O2. pada saat kesetimbangan tercapai dalam ruang terdapat 0,3 mol gas oksigen. Tentukan  a. berapa % SO3  telah berdisosiasi. b. susunan kesetimbangan Jawab mol SO3 mula-mula = 0,8 mol  (  = a )  2SO3(g) → 2SO2(g) + O2(g) Awal 0,8 Reaksi - α.0,8 + α.0,8 + ½ α.0,8 Sisa (1- α).0,8 + α.0,8 + ½ α.0,8 Mol gas  O2  = ½ . 0,8 mol . α =  0,3 mol                     α  =  0,75     atau    75 % Susunan kesetimbangan;  SO3  = a(1- α)  = 0,8(1-0,75) = 0,2 mol       SO2  = a α  = 0,8. 0,75     = 0,6 mol       O2    = ½ a α = ½. 0,8 .0,75 = 0,3 mol