Tetapan Kesetimbangan

Hukum kesetimbangan menurut “Guldberg dan Waage” : “ Dalam keadaan setimbang pada suhu tertentu, hasil kali konsentrasi hasil reaksi dibagi hasil kali konsentrasi pereaksi yang ada dalam sistem kesetimbangan yang masing – masing dipangkatkan dengan koefisiennya mempunyai harga tetap”. Hasil bagi tersebut dinamakan tetapan kesetimbangan ( K_c )

— Ketentukan yang harus diperhatikan dalam hukum kesetimbangan adalah:

ü Jangan menggunakan hukum aksi massa sebelum menghitung konsentrasi masing-masing zat pada kesetimbangan.

ü Konsentrasi zat selalu dalam satuan molar (mol / lt) sehingga jangan lupa perhatikan volume.

ü Zat ruas kiri berlaku hubungan : zat pada saat setimbang = zat mula=mula – zat yang terurai.

ü Zat ruas kanan berlaku hubungan : zat pada saat setimbangan = zat yang terbentuk dari zat ruas kiri yang terurai.

ü Koefisien reaksi kesetimbangan menyatakan perbandingan mol zat ruas kiri yang terurai serta mol zat ruas kanan yang terbentuk pada saat setimbang.

- Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( K_c )

Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( K_c ) adalah hasil kali konsentrasi zat – zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi setelah masing – masing zat dipangkatkan dengan koefisiennya menurut persamaan reaksi kesetimbangan

a. Reaksi Homogen

Harga Kc pada reaksi

, dapat dirumuskan dengan ketentuan sebagai berikut :

Pada kesetimbangan, laju reaksi v₁ = v₂

Pada keadaan setimbang, reaksi dianggap stabil.

V₁ = k₁ [A]^a [B]^b

V₂ = k₂ [C]^c [D]^d

b. Reaksi Heterogen

Untuk reaksi heterogen “tetapan kesetimbangannya ditentukan hanya berdasarkan konsentrasi zat yang berfasa gas saja, karena zat dalam fasa padat dan cair konsentrasinya dianggap tetap

Contoh :

Oleh karena [Q] dan [R] dianggap tetap, sehingga :

Untuk kesetimbangan heterogen, hanya zat yang berfase gas (g) dan larutan (aq), karena konsentrasi zat padat atau cairan murni adalah konstan

Untuk mempermudah perumusan konstanta kesetimbangan, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan :

Reaksi harus dalam keadaan setara
Setiap reaksi memiliki harga kesetimbangan yang berbeda dan konstanta tersebut berubah dengan berubahnya temperatur
Spesies kimia yang ada dalam persamaan kesetimbangan hanya spesies yang berada dalam keadaan gas (g) dan larutan (aq)
Konsentrasi zat cair murni (l) dan padat (s) tidak dilibatkan dalam persamaan konstanta kesetimbangan

-Tetapan kesetimbangan Tekanan Parsial ( K_p )

Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan ( K_p ) adalah hasil kali tekanan parsial gas – gas hasil reaksi dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas – gas pereaksi setelah masing – masing dipangkatkan dengan koefisiennya menurut persamaan reaksi kesetimbangan

Persamaan tetapan kesetimbangan tekanan parsial

Hubungan antara Kc dan Kp sebagai berikut :

Kp = Kc (RT) ^Dⁿ

Ket ; R = tetapan gas ideal = 0,082 L.atm.mol^-1 K^-1

T = suhu (K)

D n = jumlah koefisien zat-zat hasil reaksi–koefisien zat-zat pereaksi

Menuliskan Ungkapan Kesetimbangan

• Setarakan persamaan reaksi kesetimbangan

• Taruh produk sebagai pembilang dan pereaksi sebagai penyebut

• Keluarkan fasa padat dan fasa cair dari ungkapan kesetimbangan

• keluarkan pelarut dari zat terlarut untuk larutan yang encer ( < 0,1 M)

• Pangkat setiap konsentrasi setiap komponen harus sama dengan koefisien komponen tsb. dalam reaksikesetimbangan

Contoh

Bagaimana ungkapan kesetimbangan berikut :

(NH₄)₂CO₃ adalah padatan

Kita tuliskan [NH₃] ₂ sebab koefisien untuk NH₃(g) adalah 2

Kesetimbangan dan Laju reaksi

Reaksi kimia yang menuju kesetimbangan, reaksinya berlangsung dengan laju yang signifikan. Disana tidak ada hubungan antara kesetimbangan dengan laju reaksi

Reaksi ini memerlukan waktu bertahun-tahun untuk mencapai kesetimbangan pada temperatur ruang

Menentukan tetapan kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan dapat ditemukan dengan eksperimen

Jika konsentrasi awal dari semua reaktan diketahui, anda hanya perlu untuk mengukur konsentrasi salah satu komponen saja pada kesetimbangan untuk menentukan nilai K_c

Marilah kita perhatikan kesetimbangan berikut :

Anggap bahwa kita mulai dengan konsentrasi awal pada 425,4 ^oC

H_2(g) 0.00500 M

I_2(g) 0.01250 M

Pada kesetimbangan, kita dapat tentukan bahwa konsentrasi I₂ adalah 0,00772 M

Perhitungan Kesetimbangan Kimia

Kita dapat perkirakan arah reaksi dengan menghitung quotion reaksi

Quotion reaksi, Q

Q mempunyai banyak Kesamaan dengan Kc, tetapi dengan satu perbedaan penting, yaitu Q dapat digunakan untuk semua set konsentrasi, sedangkan K tidak .

Beberapa set konsentrasi dapat memberikan suatu Q perhitungan, dengan membandingkan Q terhadap nilai Kc. Kita dapat memperkirakan arah untuk reaksi

Qc < Kc Reaksi akan berlangsung kearah kanan

Qc = Kc Tidak ada perubahan, Reaksi pada kesetimbangan

Qc > Kc Reaksi kearahakan berlangsung ke arah kiri

Contoh Quotion Reaksi

Kita tentukan Kc = 54 pada 425,4^oC

Jika kita mempunyai campuran sebagai berikut,perkirakan arah dari reaksi berikut jika [H₂] = 4.25 x 10^-3 M , [I₂] = 3.97 x 10^-1 M , [HI] = 9.83 x 10^-2 M