KESETIMBANGAN DINAMIS DAN TETAPAN KESETIMBANGAN
Kompetensi Dasar
3.8 Menjelaskan reaksi kesetimbangan di dalam hubungan antara pereaksi dan hasil reaksi
4.8 Menyajikan hasil pengolahan data untuk menentukan nilai tetapan Kesetimbangan suatu reaksi
Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar
1.Mendefinisikan pengertian kesetimbangan
2.Menentukan tetapan kesetimbangan
3.Menganalisis data untuk menentukan tetapan kesetimbangan
Materi Pembelajaran
1. Kesetimbangan Dinamis
Secara umum kesetimbangan dalam reaksi kimia dapat dibagi menjadi dua, yaitu kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan statis terjadi ketika semua gaya yang bekerja pada objek bersifat seimbang, yaitu tidak ada gaya yang dihasilkan. Sedangkan, kesetimbangan dinamis diperoleh ketika semua gaya yang bekerja pada objek bersifat seimbang, tapi objeknya sendiri bergerak.
Pada persamaan reaksi kesetimbangan kimia setiap terjadi reaksi ke kanan, maka zat-zat produk akan bertambah, sementara zat-zat reaktan berkurang. Sebaliknya, reaksi juga dapat bergeser ke arah reaktan sehingga jumlah produk berkurang. Akibatnya terjadi lagi reaksi ke arah kanan. Demikian ini terjadi terus-menerus, sehingga secara mikroskopis terjadi reaksi bolak-balik (dua arah) pada reaksi.
Keadaan di mana reaksi berlangsung terus-menerus dan kecepatan membentuk zat produk sama dengan kecepatan menguraikan zat pereaksi disebut kesetimbangan dinamik. Reaksi kimia yang dapat balik (zat-zat produk dapat kembali menjadi zat-zat semula) disebut reaksi reversibel.
Ciri-ciri kesetimbangan dinamis adalah:
1. Reaksi berlangsung dua arah dan dalam ruang tertutup
2. Laju reaksi ke kiri dan ke kanan sama besar.
3. Tidak terjadi perubahan makroskopis, yaitu perubahan yang dapat dilihat, tetapi terjadi perubahan mikroskopis, yaitu perubahan tingkat partikel (tidak dapat dilihat).
2. Jenis Reaksi Kesetimbangan
Berdasarkan wujud zat-zat dalam keadaan setimbang, reaksi kesetimbangan kimia dibedakan menjadi dua, yaitu kesetimbangan homogen dan heterogen.
a. Kesetimbangan dalam Sistem Homogen
Kesetimbangan dalam sistem gas–gas/ larutan
Contoh: O2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g)
NH4OH(aq) ⇄ NH4 +(aq) + OH–(aq)
Co b. Kesetimbangan dalam Sistem Heterogen
Kesetimbangan dalam sistem padat, gas, dan cair
Contoh: CaCO3(s) ⇄ CaO(s) + CO2(g)
BaSO4(s) ⇄ Ba2+(aq) + SO42–(aq)
Ca(HCO3)2(aq) ⇄ CaCO3(s)
+ H2O(l) + CO2(g)
3. 3. Tetapan Kesetimbangan
Tetapan kesetimbangan merupakan angka yang menunjukkan perbandingan secara kuantitatif antara produk dengan reaktan. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dituliskan sebagai berikut.
aA + bB ⇄ cC + dD
dengan K = tetapan kesetimbangan
[A] = molaritas zat A
[B] = molaritas zat B
[C] = molaritas zat C
[D] = molaritas zat D
a. Tetapan Kesetimbangan berdasarkan Konsentrasi (Kc)
Konstanta kesetimbangan berdasarkan konsentrasi dinyatakan dengan notasi Kc, yaitu hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi hasil kali zat-zat pereaksi, setelah masing-masing konsentrasi dipangkatkan koefisiennya pada reaksi tersebut.
Jadi, pada kesetimbangan m A(g) + n B(g) ⇄ p C(g) + q D(g), harga Kc adalah
Zat-zat yang terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat (s), larutan (aq), gas (g), dan cair (l). Tetapi yang dimasukkan dalam tetapan kesetimbangan konsentrasi hanya zat-zat yang berbentuk gas (g) dan larutan (aq) saja. Hal ini disebabkan konsentrasi zat padat adalah tetap dan nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu
b. Tetapan Kesetimbangan berdasarkan Tekanan Parsial (Kp)
Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan gas dinyatakan dengan notasi Kp, yaitu hasil kali tekanan parsial gas-gas hasil reaksi dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas-gas pereaksi, masing-masing tekanan parsial gas dipangkatkan koefisiennya menurut persamaan reaksi.Tekanan parsial suatu gas adalah tekanan yang akan dimiliki jika suatu gas mengisi suatu wadah tanpa ada zat yang lain. Tekanan total suatu campuran gas merupakan jumlah dari tekanan parsial gas-gas campurannya.
P = PA + PB + PC + …….
Jadi, konstanta kesetimbangan pada reaksi: m A(g) + n B(g) ⇄ p C(g) + q D(g) yaitu:
PB = tekanan parsial B
PC = tekanan parsial C
PD = tekanan parsial
Tekanan parsial diberi lambang P dan ditentukan dengan rumus:
c. Hubungan Kc dengan Kp
Hubungan Kc dengan Kp dapat ditentukan berdasarkan rumus PV = nRT atau
P = M RT
Untuk reaksi: aA + bB ⇄ cC + dD, maka
= KC (RT) ∆n
Contoh:
1. Dalam ruang 2 liter terdapat 5 mol gas amonia (NH3) yang terurai sesuai reaksi:
2 NH3(g) ⇄ N2(g) + 3 H2(g)
Pada keadaan setimbang terdapat 2 mol NH3. Tentukan Kc dan Kp jika tekanan total sebesar 2 atm
Penyelesaian:
Persamaan reaksi : 2 NH3(g) ⇄ N2(g) + 3 H2(g)
Mula-mula : 5 mol – –
Bereaksi/terbentuk : 3 mol 1,5 mol 4,5 mol
Sisa (setimbang) : 2 mol 1,5 mol 4,5 mol
Penyelesaian:
Kp = Kc(RT)∆n
Pada reaksi di atas ∆n = 2 – (2 + 1) = –1
Kp = 2,8 x 102
(0,082 x 1000)–1 = 3,4
Latihan
1. Pada kondisi awal, terdapat 0,5 mol SO2. setelah
tercapai kesetimbangan, perbandingan mol SO3 dan O2
adalah 4 : 3. Hitunglah tetapan kesetimbangan reaksi tersebut!
2. Dalam
ruang 1 liter, 5 mol gas CCl4 terurai 60% menurut reaksi:CCl4(g) ⇄ C(g) + 2
Cl2(g) Tentukan besarnya Kc dan Kp
pada suhu 25 °C (R = 0,082 L atm mol–1 K–1)!
b.