Kesetimbangan Kimia

1. KESETIMBANGAN KIMIA

2. PENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIA
A + B <=> C

3. PENGERTIAN KESETIMBANGAN KIMIA
Keadaan kesetimbangan :
• kecepatan reaksi ke kanan = kecepatan
reaksi kekiri  reversibel
• Jumlah molekul/ion yang terurai = jumlah
molekul/ion yang terbentuk dalam satu
satuan waktu
• Kesetimbangan yang dinamis  in constant
motion
Uap mengembun dengan laju yang sama dengan air
menguap
Pelarutan padatan, sampai pada titik laju padatan
yang terlarut sama dengan padatan yang mengendap
saat konsentrasi larutan jenuh (tidak ada perubahan
konsentrasi)

4. TETAPAN KESETIMBANGAN
NN22OO44((gg))  22NNOO22((gg))
[ ] awal [ ] kesetimbangan Nisbah [ ] saat kesetimbangan
[NO2] [N2O4] [NO2] [N2O4] [NO2]/[N2O4] [NO2]2/[N2O4]
00,,000000 00,,667700 00,,00554477 00,,664433 00,,00885511 44,,6655 ´ 1100--33
00,,005500 00,,444466 00,,00445577 00,,444488 00,,11002200 44,,6666 ´ 1100--33
00,,003300 00,,550000 00,,00447755 00,,449911 00,,00996677 44,,6600 ´ 1100--33
[NO ]
2
2
NNiissbbaahh yyaanngg nniillaaiinnyyaa rreellaattiiff kkoonnssttaann ddiisseebbuutt
[N O ]
2 4
tteettaappaann kkeesseettiimmbbaannggaann ((KK))..

5. TETAPAN KESETIMBANGAN
Hukum
Guldberg dan
Wange:
Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu
tetap, maka hasil kali konsentrasi zat-zat
hasil reaksi dibagi dengan hasil kali
konsentrasi pereaksi yang sisa dimana
masing-masing konsentrasi itu
dipangkatkan dengan koefisien reaksinya
adalah tetap.

6. TTEETTAAPPAANN KKEESSEETTIIMMBBAANNGGAANN
Hukum Empiris Aksi Massa (Guldberg & Waage)
aA + bB cC + dD
Tetapan kesetimbangan empiris (KC)
KC = [C]c [D]d
[A]a [B]b
Reaksi dalam larutan

7. TETAPAN KESETIMBANGAN
Adding equations for reactions
SS((ss)) ++ OO22((gg)) SSOO22((gg)) KK11 == [[SSOO22]] // [[OO22]]
SSOO22((gg)) ++ 11//22 OO22((gg)) SSOO33((gg))
KK22 == [[SSOO33]] // [[SSOO22]][[OO22]]1/2
NNEETT EEQQUUAATTIIOONN
SS((ss)) ++ 33//22 OO22((gg)) SSOO33((gg))
Knet = [SO3]
[O2]3/2 = K1 • K2

8. TETAPAN KESETIMBANGAN
CChhaannggiinngg ccooeeffffiicciieennttss
SS((ss)) ++ 33//22 OO22((gg)) SSOO33((gg))
22 SS((ss)) ++ 33 OO22((gg)) 22 SSOO33((gg))
Knew = [SO3]2
[O2]3 = (Kold)2
K = [S O 3 ]
[O 2 ] 3 / 2
K n e w = [S O3 ]2
[O 2 ]3

9. TETAPAN KESETIMBANGAN
CChhaannggiinngg ddiirreeccttiioonn
SS((ss)) ++ OO22((gg)) SSOO22((gg))
SSOO22((gg)) SS((ss)) ++ OO22((gg))
K = [S O2 ]
[O 2 ]
K n e w = [O 2 ]
[S O 2 ]
=
Knew = [O2 ]
1
K o ld
[SO2 ]

10. TETAPAN KESETIMBANGAN
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial
Untuk kesetimbangan yangmelibatkan gas, tekanan
parsial dapat digunakan untuk menggantikan
konsentrasi
Kp =
[pC]c [pD]d
[pA]a [pB]b
p = Tekanan parsial

11. TTEETTAAPPAANN KKEESSEETTIIMMBBAANNGGAANN
UUnnttuukk rreeaakkssii ffaassee ggaass:: aa AA((gg)) ++ bb BB((gg))  cc CC((gg)) ++ dd DD((gg))
[C] c [D] d
= ddaann
[A] [B]
a b
C K
MMeennuurruutt hhuukkuumm ggaass iiddeeaall::
( C) ( D) =
K p p
P p p
ppVV == nnRRTT pp == ((nn//VV))RRTT == [[ ]] RRTT
c d
( A) ( B)
a b
Þ KKaarreennaa iittuu,,
[C] [D]
[C] (RT) [D] (RT)
( C) ( D)
K = p p = = (RT) + - +
(c d ) (a b)
c d
a b
c c d d
a a b b
c d
P p p
a b
[A] [B]
[A] (RT) [B] (RT)
( A) ( B)
K = K (RT) D ng
Dnn== S kkooeeff ggaass pprroodduukk –– S kkooeeff
P C gg ggaass rreeaakkttaann
HHuubbuunnggaann KKPP ddeennggaann KKCC

12. CONTOH
((11)) 44 NNHH33((gg)) ++ 77 OO22((gg))  44 NNOO22((gg)) ++ 66 HH22OO((gg))
[NO ] [H O] K = C 7
7
[NH ] [O ]
2
4
4
2
3
6
2
NO ) ( H O)
K p p P =
((22)) CCHH33OOHH((ll)) ++ CCHH33CCOOOOHH((ll))  CCHH33CCOOOOCCHH33((ll)) ++ HH22OO((ll))
[CH COOCH ][H O]
= 3 3 2 C K
[CO ] = 2 C K ( 2 ) K p CO P =
((33)) CCaaCCOO33((ss))  CCaaOO((ss)) ++ CCOO22((gg))
((44)) BBaaCCll22((aaqq)) ++ NNaa22SSOO44((aaqq))  BBaaSSOO44((ss)) ++ NNaaCCll((aaqq))
2
4
3
6
2
4
2
( NH ) ( O
)
(
p p
[CH OH][CH COOH]
3 3
[NaCl]
2 2 4
[BaCl ][Na SO ]
= C K
TTiiddaakk aaddaa KKPP uunnttuukk rreeaakkssii ((22)) ddaann ((44)),, kkaarreennaa ttiiddaakk aaddaa zzaatt yyaanngg bbeerrffaassee ggaass..

13. Arti Nilai Tetapan Kesetimbangan
Nilai numeris Kc atau Kp yang sangat besar menandakan
bahwa reaksi berjalan ke kanan sebagaimana dituliskan,
berlangsung sempurna atau mendekati sempurna
Nilai numeris Kc atau Kp yang sangat kecil menyatakan
bahwa reaksi ke kanan sebagaimana dituliskan tidak
berlangsung besar-besaran

14. KK >>>> 11  rreeaakkssii lleebbiihh bbaannyyaakk kkee aarraahh pprroodduukk
((kkeesseettiimmbbaannggaann bbeerraaddaa ddii kkaannaann))..
22 HH22((gg)) ++ OO22((gg))  22 HH22OO((gg)) KKCC == 99,,11 ´ 11008800
KK <<<< 11  rreeaakkssii lleebbiihh bbaannyyaakk kkee aarraahh rreeaakkttaann ((kkeesseettiimmbbaannggaann
tteerrlleettaakk ddii kkiirrii))..
NN22OO44((gg))  22 NNOO22((gg)) KKCC == 44,,6633 ´ 1100--33
CCoonnttoohh ::
CCoonnttoohh ::

15. TTuulliisskkaann rruummuuss KKcc ddaann KKPP uunnttuukk rreeaakkssii--rreeaakkssii bbeerriikkuutt::
((aa)) 22 ZZnnSS((ss)) ++ 33 OO22((gg))  22 ZZnnOO((ss)) ++ 22 SSOO22((gg))
((bb)) 22 HHCCrrOO44
JJaawwaabb::
--
((aaqq))  CCrr22OO77
22--
((aaqq)) ++ HH22OO((ll ))
AAppaakkaahh rreeaakkssii--rreeaakkssii ddii aattaass tteerrmmaassuukk kkeesseettiimmbbaannggaann hhoommooggeenn
aattaauu hheetteerrooggeenn??
((aa))
((bb))
[SO ] = C K
2
2
[O ]
3
2
2-
Cr O ] K
= [2 7
C - 2
4
[HCrO ]
(SO )
p
K p P = KKeesseettiimmbbaannggaann hheetteerrooggeenn
3
2
2
2
(O )
TTiiddaakk aaddaa KKPP KKeesseettiimmbbaannggaann hhoommooggeenn
LATIHAN

16. ((aa)) Pada suhu tteerrtteennttuu,, uunnttuukk rreeaakkssii NN22OO44((gg))  22NNOO22((gg)) ppaaddaa ssaaaatt kkeesseettiimmbbaannggaann
tteerrddaappaatt 00,,11 mmooll NN22OO44 ddaann 00,,0066 mmooll NNOO22 ddaallaamm vvoolluummee 22 LL.. HHiittuunnggllaahh nniillaaii KKcc..
2
[NO ] 2
2
K
= 2 = = 1,8 ´ 10
- c [N O ]
2 4
(0,06 mol/2 L)
(0,1mol/2 L)
JJaawwaabb::
((bb)) PPaaddaa ssuuhhuu yyaanngg ssaammaa,, kkee ddaallaamm wwaaddaahh bbeerrvvoolluummee 22 LL ddiimmaassuukkkkaann 00,,88 mmooll NN22OO44..
HHiittuunnggllaahh kkoonnsseennttrraassii zzaatt--zzaatt ddaallaamm rreeaakkssii ppaaddaa kkeesseettiimmbbaannggaann yyaanngg bbaarruu..
JJaawwaabb:: NN22OO44((gg))  22 NNOO22((gg))
MMuullaa--mmuullaa 00,,88 mmooll
RReeaakkssii ––xx ++22xx
SSeettiimmbbaanngg 00,,88 –– xx 22xx
LATIHAN

17. xx22 ++ 00,,000099xx –– 00,,00007722 == 00
xx == 00,,00880099 mmooll
(2 mol/2 L)2
(0,8 - x
) mol/2 L
2
x
1,8´10-2 = 2x Þ
JJaaddii,, ppaaddaa ssaaaatt kkeesseettiimmbbaannggaann tteerrccaappaaii
[[NNOO22]] == 22xx mmooll//22LL == 00..00880099 MM
[[NN22OO44]] == ((00,,88 –– xx)) mmooll//22 LL == 00,,77119911 mmooll//22 LL
== 00,,33559955 MM
K x c =
(0,8 - )
LATIHAN

18. MACAM KESETIMBANGAN KIMIA
((aa)) KKeesseettiimmbbaannggaann ffiissiikkaa :: mmeelliibbaattkkaann 11 zzaatt ddaallaamm 22
ffaassee yyaanngg bbeerrbbeeddaa
HH22OO((ll))  HH22OO((gg))
((bb)) KKeesseettiimmbbaannggaann kkiimmiiaa :: mmeelliibbaattkkaann zzaatt yyaanngg
bbeerrbbeeddaa sseebbaaggaaii rreeaakkttaann
ddaann pprroodduukk
CCoonnttoohh::
CCoonnttoohh::
NN22OO44((gg)) ((ttaakk bbeerrwwaarrnnaa))  22NNOO22((gg)) ((ccookkeellaatt ggeellaapp))

19. MACAM KESETIMBANGAN KIMIA
1. Kesetimbangan dalam sistem homogen
a. Kesetimbangan dalam sistem gas-gas
Contoh: 2SO(g) + O(g) 2SO(g)
223b. Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan
Contoh: NHOH(aq) NH4+(aq) + OH- (aq)
42. Kesetimbangan dalam sistem heterogen
a. Kesetimbangan dalam sistem padat gas
Contoh: CaCO(s) CaO(s) + CO(g)
32b. Kesetimbangan sistem padat larutan
Contoh: BaSO(s) Ba+(aq) + SO4- (aq)
42
2
c. Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas
Contoh: Ca(HCO3)2(aq) CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g)

20. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESETIMBANGAN KIMIA
Usaha untuk mengubah suhu, tekanan atau konsentrasi
pereaksi dalam suatu sistem dalam keadaan setimbang
merangsang terjadinya reaksi yang mengembalikan
kesetimbangan pada sistem tersebut

21. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESETIMBANGAN KIMIA
Bila suatu sistem dalam kesetimbangan mendapat
gangguan eksternal maka sistem tersebut akan
melakukan perubahan yang mengatasi gangguan
tersebut, dan menyusun ulang kesetimbangan baru
dengan Kc yang sama  ppeerrggeesseerraann
kkeesseettiimmbbaannggaann
1. Perubahan Konsentrasi
[[PPrroodduukk]] ­,, [[RReeaakkttaann]] ¯  QQ >> KK  KKeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee kkiirrii
[[PPrroodduukk]] ¯,, [[RReeaakkttaann]] ­  QQ << KK  KKeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee kkaannaann

22. FFeeSSCCNN22++  FFee33++ ++ SSCCNN--
mmeerraahh kkuunniinngg ttaakk
mmuuddaa bbeerrwwaarrnnaa
((aa)) LLaarruuttaann FFee((SSCCNN))33:: ccaammppuurraann wwaarrnnaa mmeerraahh FFeeSSCCNN22++ ddaann wwaarrnnaa kkuunniinngg
FFee33++
((bb)) SSeetteellaahh ppeennaammbbaahhaann NNaaSSCCNN:: kkeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee kkiirrii
((cc)) SSeetteellaahh ppeennaammbbaahhaann FFee((NNOO33))33:: kkeesseettiimmbbaannggaann jjuuggaa bbeerrggeesseerr kkee kkiirrii
((dd)) SSeetteellaahh ppeennaammbbaahhaann HH22CC22OO44:: kkeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee kkaannaann;;
wwaarrnnaa kkuunniinngg bbeerraassaall ddaarrii iioonn FFee((CC22OO44))33
33--

23. FFAAKKTTOORR YYAANNGG MMEEMMPPEENNGGAARRUUHHII
KKEESSEETTIIMMBBAANNGGAANN KKIIMMIIAA
Hanya berpengaruh terhadap fase gas; tidak mmeemmeennggaarruuhhii ffaassee ccaaiirr
ddaann ppaaddaatt..
VV ­,, PP ¯  QQ << KK  KKeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee S kkooeeff ggaass tteerrbbeessaarr
VV ¯,, PP ­  QQ >> KK  KKeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee S kkooeeff ggaass tteerrkkeecciill
NN22OO44((gg))  22 NNOO22((gg))
VVoolluummee wwaaddaahh ddiippeerrbbeessaarr ® [[NN22OO44]] mmaauuppuunn [[NNOO22]] mmeennggaallaammii
ppeennggeenncceerraann.. ((tteekkaannaann ddiippeerrkkeecciill))
[NO ]
[N O ]
2 4
2
Q = 2 Þ ppeennuurruunnaann ppeemmbbiillaanngg >> ppeennyyeebbuutt kkaarreennaa [[NNOO22]]
ddiippaannggkkaattkkaann 22 ® QQ << KK ® kkeesseettiimmbbaannggaann
bbeerrggeesseerr kkee kkaannaann
CCoonnttoohh::

24. FFAAKKTTOORR YYAANNGG MMEEMMPPEENNGGAARRUUHHII
KKEESSEETTIIMMBBAANNGGAANN KKIIMMIIAA
CCoonnttoohh 22::
CCooCCll44
22-- ++ 66 HH22OO  CCoo((HH22OO))66
22++ ++ 44 CCll--
bbiirruu mmeerraahh mmuuddaa
RReeaakkssii ppeemmbbeennttuukkaann CCooCCll44
22--
eennddootteerrmm:: llaarruuttaann bbeerrwwaarrnnaa
bbiirruu jjiikkaa ddiippaannaasskkaann ddaann
mmeerraahh mmuuddaa jjiikkaa ddiiddiinnggiinnkkaann..

25. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESETIMBANGAN KIMIA
Perubahan tekanan hanya berpengaruh untuk gas.
Fase padat dan cair pengaruh tekanan diabaikan.
Sesuai hukum Boyle maka :
Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka
reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang
terkecil.
Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka
reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang
terbesar.
Karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan
mol maka cukup memperhatikan jumlah koefisien
gas pada masing-masing ruas.

26. Tidak seperti perubahan konsentrasi, volume, atau tteekkaannaann,, ppeerruubbaahhaann
ssuuhhuu ttiiddaakk hhaannyyaa mmeennggggeesseerr kkeesseettiimmbbaannggaann,, tteettaappii jjuuggaa mmeenngguubbaahh
nniillaaii KK..
TT ­  KKeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee aarraahh rreeaakkssii eennddootteerrmm
TT ¯  KKeesseettiimmbbaannggaann bbeerrggeesseerr kkee aarraahh rreeaakkssii eekkssootteerrmm
CCoonnttoohh 11::
NN22OO44((gg))  22 NNOO22((gg)) DHH oo == 5588,,00 kkJJ aattaauu
NN22OO44((gg))  22 NNOO22((gg)) –– 5588,,00 kkJJ
RReeaakkssii ppeemmbbeennttuukkaann NNOO22 ddaarrii NN22OO44
eennddootteerrmm;; rreeaakkssii sseebbaalliikknnyyaa eekkssootteerrmm..
PPeemmaannaassaann aakkaann mmeemmppeerrbbeessaarr [[NNOO22]]
((wwaarrnnaa mmaakkiinn ccookkeellaatt)),, ppeennddiinnggiinnaann
aakkaann mmeemmppeerrbbeessaarr [[NN22OO44]] ((wwaarrnnaa
ccookkeellaatt mmeemmuuddaarr))..
SSeettiiaapp bboollaa bbeerriissii
ccaammppuurraann ggaass
NNOO22 ddaann NN22OO44
DDaallaamm
aaiirr eess
DDaallaamm aaiirr
ppaannaass
FFAAKKTTOORR YYAANNGG MMEEMMPPEENNGGAARRUUHHII
KKEESSEETTIIMMBBAANNGGAANN KKIIMMIIAA

27. Ke arah manakah reaksi di bawah ini bergeser bila
pada suhu yang tetap, tekanan diperbesar (volume
diperkecil)
a. CaCO3 (p) CaO (p) + CO2 (g)
b. PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)
c. H2 (g) + CO2 (g) H2O (g) + CO (g)
d. N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)
Penyelesaian:
a. kiri
b. kiri
c. tidak terjadi
d. kanan
LATIHAN

28. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESETIMBANGAN KIMIA
4. Pengaruh Kekuatan Ion = pengaruh konsentrasi
5. Peranan Katalisator
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat
reaksi tapi tidak ikut bereaksi.
Sesuai dengan fungsinya mempercepat reaksi maka
akan mempercepar tercapainya proses
kesetimbangan, dengan cara mempercepat reaksi
maju dan reaksi balik sama besar.
Fungsi katalisator pada awal reaksi (sebelum
kesetimbangan tercapai).
Jika kecepatan reaksi maju = kecepatan reaksi balik
maka katalis berhenti berfungsi.

29. FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
KESETIMBANGAN KIMIA
5. Peranan Katalisator
Katalis dalam reaksi dapat balik dapat
mempercepat reaksi baik kekanan atau kekiri.
Keadaan kesetimbangan tercapai lebih cepat
tetapi tidak mengubah jumlah kesetimbangan
dari spesies-spesies yang bereaksi.
Peranan katalis adalah mengubah mekanisme
reaksi agar tercapai energi aktivasi yang lebih
rendah.
Keadaan kesetimbangan tidak bergantung pada
mekanisme reaksi
Sehingga tetapan kesetimbangan yang diturunkan
secara kinetik tidak dipengaruhi oleh mekanisme
yang dipilih.

30. LATIHAN
1. 0,1 mol HI dimasukkan dalam tabung 1 lt dan
terurai sesuai reaksi :
2HI H2 + I2.
Jika I2 yang terbentuk adalah 0,02 mol,
berapa harga K?
2. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi :
A + 2B AB2 adalah 0,25.
Berapa jumlah mol A yang harus dicampurkan
pada 4 mol B dalam volume 5 lt agar
menghasilkan 1 mol AB2.

31. LLAATTIIHHAANN
Jawaban no 1.

32. LLAATTIIHHAANN
Jawaban no.2
Misal mol A mula-mula = x mol
 A + 2B AB2
Mula-mula : x 4
Terurai : 1 2
Setimbang : x-1 4-2 = 2 1
[AB2] = 1 / 5 lt = 1/5
[A] = x-1 / 5 lt = (x-1)/5
[2B] = 2 / 5 lt = 2/5
K = [AB2] ¼ = 1/5 x = 26
[A] [B]2 (x-1)/5 . (2/5)2

33. Pendugaan Arah Reaksi
Pada setiap saat selama berlangsungnya reaksi dapat
dirumuskan nisbah konsentrasi-konsentrasi yang
bentuknya sama dengan rumus tetapan
kesetimbangan.
Nisbah ini disebut kuosien reaksi
c d
A B
Q = C D
[ ] [ ] ...
a b
[ ] [ ] ...
Apabila nilai yang disubstitusikan ke dalam kuosien
reaksi Q merupakan konsentrasi-konsentrasi dalam
keadaan setimbang, maka Q akan sama dengan K.

34. AArraahh rreeaakkssii ddaappaatt ddiidduuggaa ddeennggaann mmeenngghhiittuunngg kkuuoossiieenn
hhaassiill rreeaakkssii ((QQ))..
RRuummuuss QQ == KK,, tteettaappii nniillaaiinnyyaa
bbeelluumm tteennttuu ssaammaa::
QQ == KK  rreeaakkssii ddaallaamm
kkeeaaddaaaann sseettiimmbbaanngg
QQ << KK  pprroodduukk << rreeaakkttaann;;
rreeaakkssii bbeerrggeesseerr kkee kkaannaann ((kkee
aarraahh pprroodduukk))
QQ >> KK  pprroodduukk >> rreeaakkttaann;;
rreeaakkssii bbeerrggeesseerr kkee kkiirrii ((kkee
aarraahh rreeaakkttaann))
Kesetimbangan
ΔG = 0
Reaktan
murni
Produk
murni
Q < K
ΔG < 0
Q > K
ΔG > 0
G
Pendugaan Arah Reaksi

35. Contoh Quotion Reaksi
Pada awal reaksi
Kita tentukan Kc = 54 pada 425,4oC
Jika kita mempunyai campuran sbg berikut, perkirakan
arah dari reaksi

36. Contoh Quotion Reaksi
Karena Q < Kc, maka sistem tidak dalam
kesetimbangan dan reaksi akan berlangsung ke
arah kanan