Materi Kesetimabngan Kimia

1. Kesetimbangan Kimia
dan
Faktor – faktor yang Mempengaruhinya

2. Kesetimbangan dalam Industri
Faktor – faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan
Keadaan Setimbang dan Tetapan Kesetimbangan
Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil Reaksi
1
2
3
4
Kesetimbangan Kimia dan
Faktor – faktor yang Mempengaruhinya

3. 1 Keadaan Setimbang dan Tetapan Kesetimbangan
Ada 2 macam reaksi kimia :
1. Reaksi irreversible : reaksi kimia yang berjalan satu arah
2. Reaksi reversible : reaksi kimia yang berjalan dua arah
a. Keadaan setimbang dinamis
Kesetimbangan kimia bersifat dinamis, yaitu secara makroskopis pada
keadaan setimbang tidak terjadi perubahan konsentrasi atau warna,
namun secara mikroskopis reaksi bolak – balik selalu terjadi
perubahan terus menerus. Tetapi keadaan demikian hanya dapat
terjadi pada reaksi dalam sistem tertutup.
Contoh :
Pemanasan air dalam wadah tertutupm dengan
reaksi sbb :
a. Reaksi penguapan
H2O(l)  H2O(g)
b. Reaksi pengembunan
H2O(g)  H2O(l)

4. Berdasarkan wujud zat dalam keadaan setimbang, kesetimbangan
kimia dapat dibedakan sebagai berikut :
a. Kesetimbangan Homogen
Pada reaksi ini seluruh spesies yang terlibat dalam reaksi memiliki
fasa yang sama
Contoh :
2SO3(g)  2SO2(g) + O2(g)
b. Kesetimbangan Heterogen
Pada reaksi ini spesies reaktan dan produknya berada dalam fasa
yang berbeda
Contoh :
CaCO3(s)  CaO(s) + CO2(g)

5. b. 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 ( Kc )
a. Reaksi Homogen
Harga Kc pada reaksi aA + bB  cC + dD, dapat dirumuskan
dengan ketentuan sebagai berikut :
1. Pada kesetimbangan, laju reaksi v1 = v2
2. Pada keadaan setimbang, reaksi dianggap stabil.
V1 = k1 [A]a [B]b
v2 = k2 [C]c [D]d
3. Harga Kc
   
   ba
dc
c
BA
DC
K 

6. 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 :
pP(g) + qQ(s)  rR(l) + sS(g)
   
   qp
sr
'
QP
SR
K 
Oleh karena [Q] dan [R] dianggap tetap, sehingga :
 
 p
s
P
S
K 

7. 2 Faktor – faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan
Pada tahun 1884, Henri Louis Le Chatelier dikenal dengan “azas Le
Chatelier” menyatakan : Apabila dalam suatu sistem kesetimbangan yang
sedang berlangsung dilakukan aksi maka timbul reaksi dari sistem
sehingga pengaruh aksi tersebut dapat diperkecil.
Faktor – faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan reaksi
antara lain :
1. Perubahan konsentrasi
Jika kedalam sistem kesetimbangan konsentrasi pereaksi ditambah
atau diperbesar maka kesetimbngan akan bergeser ke kanan atau
kearah produk, sehinggan konsentrasi produk bertambah dan
sebaliknya jika konsentrasi pereaksi dikurangi
atau diperkecil maka maka
kesetimbangan bergeser ke kiri
Contoh :
A(g) + B(g)  C(g) + D(g)

8. 2. Perubahan suhu
Pada reaksi kesetimbangan, apabila kalor sistem reaksi diturunkan
dengan cara menurunkan suhu sistem tersebut maka sistem akan
melakukan reaksi dengan cara menggeser kesetimbangan ke arah
yang melepaskan kalor (eksoterm). Sebaliknya, jika kalor sistem
dinaikkan, sistem akan menggeser kesetimbangan ke arah yang
memerlukan kalor
Contoh :
A(g) + B(g)  C(g) + D(g) H = -x kJ
Reaksi 1 ( eksoterm ), yaitu zat A dan B membebaskan kalor utk
membentuk zat C dan D.
Reaksi 2 ( endoterm ), yaitu menyerap kalor
untuk membentuk zat A dan B
Kesimpulan :
a. Jika temperatur naik, maka reaksi
akan bergeser ke pereaksi
b. Jika temperatur diturunkan, reaksi
akan bergeser ke arah hasil reaksi

9. 3. Perubahan Tekanan dan Volume
Faktor tekanan dan volume merupakan faktor yang bersifat kebalikan
satu sama lain, artinya bila tekanan gas diperbesar, berarti volume gas
diperkecil, dan bila tekanan gas diperkecil, berarti volume gas
diperbesar.
Hukum Boyle “Pada suhu tetap, hasil kali tekanan (P) dan Volume (V)
selalu konstan ( PV = C )
Menurut “asas Le Chatelier” , jika dalam sistem kesetimbangan
volume ruang diperbesar atau tekanan
diperkecil maka kesetimbangan akan
bergeser ke pihak raksi yang jumlah
koefsiennya lebih besar dan sebaliknya.

10. Contoh :
2A(g) + B(g)  3C(g) + D(g)
Kesimpulan
a. Jika tekanan diperbesar ( volume diperkecil ) maka kesetimbangan
akan bergeser ke arah jumlah mol yang lebih kecil
b. Jika tekanan diperkecil ( volume diperbesar ) maka kesetimbangan
akan bergeser ke arah jumlah mol yang lebih besar

11. 3 Kesetimbangan dalam Industri
Contoh penggunaan prinsip Le Chatelier sistem kesetimbangan kimia
dalam industri kimia.
1. Pembuatan Amonia (NH3)
N2(g) + 3H2(g )  2NH3(g)
Fe + K2O
CH4(g) + O2(g )  CO2(g) + 2H2(g)
Ni
N2 diperoleh dari udara melalui proses penyulingan bertingkat. Udara
cair dan gas hidrogen diperoleh dari oksidasi gas alam yaitu metana
(CH4). Menurut reaksi :
Agar NH3 yang dihasilkan memiliki
nilai ekonomis tinggi maka harus
menggunakan suhu rendah, tekanan
tinggi, konsentrasi N2 dan H2
ditambah hingga berlebih

12. 2. Pembuatan Asam Sulfat
Tahapan dalam pembuatan asam sulfat adalah sebagai berikut :
a. Pembentukan Sulfur dioksida
S(l) + O2(g )  SO2(g)
b. Pembentukan Sulfur trioksida
SO2(g) + V2O5(g )  SO3(g) + V2O4(g)
V2O4(g) + ½ O2(g)  V2O5(g)
-------------------------------------------------------
SO2 + ½ O2  SO3(g) H = -x kkal
c. Pembentukan Asam Sulfat
SO3(g) + H2SO4(aq )  H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq) H2O(l)  2H2SO4(aq)

13. 4 Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil Reaksi
1. Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( Kc )
Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( Kc ) 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
Persamaan tetapan kesetimbangan
mA + nB  pC + qD
   
   nm
qp
c
BA
DC
K 

14. Untuk mempermudah perumusan konstanta kesetimbangan, ada
beberapa hal yang perlu diperhatikan :
a. Reaksi harus dalam keadaan setara
b. Setiap reaksi memiliki harga kesetimbangan yang berbeda dan
konstanta tersebut berubah dengan berubahnya temperatur
c. Spesies kimia yang ada dalam persamaan kesetimbangan hanya
spesies yang berada dalam keadaan gas (g) dan larutan (aq)
d. Konsentrasi zat cair murni (l) dan padat (s) tidak dilibatkan dalam
persamaan konstanta kesetimbangan
Example :
2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)
 
   2
2
2
2
3
c
OSO
SO
K 

15. 2. Tetapan kesetimbangan Tekanan Parsial ( Kp )
Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan ( Kp ) 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
aA(g) + bB(g)  cC(g) + dD(g)
   
   b
B
a
A
d
D
c
C
p
PP
PP
K 

16. 2. Pembuatan Asam Sulfat
Tahapan dalam pembuatan asam sulfat adalah sebagai berikut :
a. Pembentukan Sulfur dioksida
S(l) + O2(g )  SO2(g)
b. Pembentukan Sulfur trioksida
SO2(g) + V2O5(g )  SO3(g) + V2O4(g)
V2O4(g) + ½ O2(g)  V2O5(g)
-------------------------------------------------------
SO2 + ½ O2  SO3(g) H = -x kkal
c. Pembentukan Asam Sulfat
SO3(g) + H2SO4(aq )  H2S2O7(aq)
H2S2O7(aq) H2O(l)  2H2SO4(aq)

17. 5 Hubungan Kuantitatif antara Pereaksi dgn Hasil Reaksi
1. Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( Kc )
Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ( Kc ) 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
Persamaan tetapan kesetimbangan
mA + nB  pC + qD
   
   nm
qp
c
BA
DC
K 

18. Untuk mempermudah perumusan konstanta kesetimbangan, ada
beberapa hal yang perlu diperhatikan :
a. Reaksi harus dalam keadaan setara
b. Setiap reaksi memiliki harga kesetimbangan yang berbeda dan
konstanta tersebut berubah dengan berubahnya temperatur
c. Spesies kimia yang ada dalam persamaan kesetimbangan hanya
spesies yang berada dalam keadaan gas (g) dan larutan (aq)
d. Konsentrasi zat cair murni (l) dan padat (s) tidak dilibatkan dalam
persamaan konstanta kesetimbangan
Example :
2SO2g) + O2(g)  2SO3(g)
 
   2
2
2
2
3
c
OSO
SO
K 

19. 2. Tetapan kesetimbangan Tekanan Parsial ( Kp )
Harga tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan ( Kp ) 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
aA(g) + bB(g)  cC(g) + dD(g)
   
   b
B
a
A
d
D
c
C
p
PP
PP
K 

20. Hubungan antara Kc dan Kp sebagai berikut :
 Δn
cp RTKK 
Dimana, n = ( c + d ) – ( a + b )
= mol gas akhir – mol gas awal
= jumlah koefisien gas kanan – jumlah koefisien gas kiri
R = tetapan gas ideal ( 0,0821 atm mol-1K-1
T = suhu ( Kelvin )
Derajad Disosiasi
adalah perbandingan mol zat yang terdisosiasi dengan mol zat mula –
mula sebelum disosiasi
mula-mulazatmol
asiterdisosiyangzatmolΣ
α

mula-mulamol
teruraimolΣ
α
