redesain-navbar Portlet

BelajarPintarV3

Reaksi Kesetimbangan

Reaksi Kimia (Reversible dan Irreversible)

Berdasarkan arahnya, reaksi dapat dibedakan menjadi reaksi berkesudahan (irreversible/satu arah) dan reaksi bolak balik (reversibel/dua arah).
Pada reaksi berkesudahan, hasil reaksi tidak dapat diubah lagi menjadi zat pereaksi. Misalnya, pada reaksi pembakaran kayu atau proses pengkaratan besi. Abu atau arang hasil pembakaran tidak dapat diubah kembali menjadi kayu seperti semula.
Di lain pihak, ada reaksi bolak balik, yaitu reaksi yang berlangsung dalam dua arah dimana zat-zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali membentuk zat pereaksi. Sebagai contoh, reaksi antara timbal (II) sulfat dengan natrium iodida.

  • Jika serbuk timbal (II) sulfat direaksikan dengan larutan natrium iodida, terbentuk endapan kuning dari timbal (II) iodida:
    PbSO4(s) + 2NaI(aq) ---> PbI2(s) + Na2SO4(aq)
  • Sebaliknya, bila endapan timbal (II) iodida direaksikan dengan larutan natrium sulfat, maka akan terbentuk kembali endapan timbal (II) sulfat yang berwarna putih:
    PbI2(s) + Na2SO4(aq) ---> PbSO4(s) + 2NaI(aq)
  • Kedua reaksi tersebut dapat digabungkan sebagai berikut :
    PbSO4(s) + 2NaI(aq) <==> PbI2(s) + Na2SO4(aq)

Penulisan reaksi bolak balik ditandai dengan dua panah yang arahnya berlawanan.
Dengan demikian, pada reaksi tersebut terjadi proses kesetimbangan dinamis, yaitu proses bolak balik yang lajunya sama untuk kedua arah.

 

Kesetimbangan Kimia

Ciri-ciri Kesetimbangan Kimia:

  1. Reaksi berlangsung dua arah dan dalam ruang tertutup.
  2. Laju reaksi ke kiri = laju reaksi ke kanan.
  3. Tidak terjadi perubahan makroskopis, tetapi terjadi perubahan mikroskopis.

Perhatikan grafik kesetimbangan berikut ini:

  • Grafik (a), Pada saat setimbang konsentrasi produk ([A]) lebih besar daripada konsentrasi reaktan ([A2]).
  • Grafik (b), Pada saat setimbang konsentrasi produk ([A]) lebih kecil daripada konsentrasi reaktan ([A2]).
  • Grafik (c), Pada saat setimbang konsentrasi produk ([A]) sama dengan konsentrasi reaktan ([A2]).

 

Reaksi Kesetimbangan Homogen dan Heterogen

  1. Reaksi Kesetimbangan Homogen
    Reaksi kesetimbangan homogen merupakan reaksi kesetimbangan dengan komponen berfase sama dapat berupa sistem gas atau larutan.
    Contoh kesetimbangan reaksi homogen dengan komponen reaksinya gas:
    N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)
    Semua komponen baik reaktan maupun produk reaksi adalah berfase gas
  2. Reaksi Kesetimbangan Heterogen
    Reaksi kesetimbangan heterogen merupakan reaksi dengan komponen reaksinya terdiri dari fase yang berbeda dapat dua atau lebih fase yang berbeda
    Contoh kesetimbangan reaksi heterogen adalah sebagai berikut:
    CaCO3(s) <==> CaO(s) + CO2(g)
    Reaksi tersebut terdiri dari dua fase, yaitu padatan dan gas. Reaktan terdiri dari senyawa yang berfase padat, sedangkan produk terdiri dari senyawa padat, yaitu CaO dan fase gas, yaitu CO2

Konstanta Kesetimbangan

Menurut Guldberg dan Wange yang menjelaskan hukum kesetimbangan "Hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kanan yang dipangkatkan dengan koefisiennya, dan dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kiri yang dipangkatkan dengan koefisiennya memiliki harga tertentu pada suhu tetap".

Harga perbandingan yang tetap itu disebut tetapan kesetimbangan (konstanta kesetimbangan dengan lambang Kc, dengan huruf c menyatakan konsentrasi. Akan tetapi huruf c dapat dihilangkan, sehingga tetapan kesetimbangan hanya ditulis K saja.

Secara umum, suatu reaksi kesetimbangan dapat ditulis sebagai berikut:
wA + xB <==> yC +zD
Tetapan atau konstanta kesetimbangannya dirumuskan:

Beberapa hal penting mengenai konstanta kesetimbangan (Kc):

  1. Bila harga Kc > 1, berarti hasil reaksi pada kesetimbangan lebih banyak daripada pereaksi.
  2. Bila harga Kc < 1, berarti hasil reaksi pada kesetimbangan lebih sedikit daripada pereaksi.

Konstanta kesetimbangan terdiri dari:

  1. Konstanta konsentrasi, konstanta kesetimbangan yang dipengaruhi konsentrasi.
  2. Konstanta tekanan, konstanta kesetimbangan yang dipengaruhi tekanan.

Konstanta kesetimbangan akan berubah bila suhu diubah, dan tetap bila suhu tidak berubah.

  1. Pada reaksi endoterm, nilai konstantanya berbanding lurus dengan suhu.
  2. Pada reaksi eksoterm, nilai konstantanya berbanding terbalik dengan suhu.

Konstanta konsentrasi (Kc) dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang berwujud larutan dan gas. Jika reaksi mengandung zat berwujud padat dan cair, maka pangkat konsentrasi zatnya nol, karena zat padat dan cair tidak memiliki konsentrasi.
Contoh:
Pada reaksi berikut, konstanta konsentrasinya:

Konstanta tekanan (Kp) dipengaruhi oleh tekanan zat-zat yang berwujud gas. Jika reaksi mengandung zat berwujud selain gas, maka pangkat tekanan zatnya nol, karena zat selain gas tidak memiliki tekanan.
Contoh:
Pada reaksi berikut, konstanta tekanannya:

Jumlah tekanan parsial (P) tiap-tiap gas merupakan tekanan total (Ptotal) suatu campuran gas. Jika suatu reaksi kimia berikut:
xA2(aq) + yB2(aq) <==> zA2B2(aq)
Maka nilai dari Ptotal pada reaksi tersebut dalam satuan atm adalah:

Dengan rumus tekanan parsialnya sebagai berikut:

Sehingga tekanan parsial pada reaksi diatas adalah:

Satuan konstanta dapat disesuaikan dengan pangkat konsentrasi maupun pangkat tekanan. Konstanta konsentrasi dengan konstanta tekanan dapat dihubungkan melalui persamaan gas ideal pada suhu sama, dapat dirumuskan:

Latihan 2

Reaksi yang berlangsung searah disebut...

A. Reaksi Reversible

B. Reaksi Irreversible

C. Ketuntasan reaksi

D. Reaksi balik

E. Reaksi maju

Latihan 1

Reaksi yang tidak dapat kembali menuju permulaannya disebut...

A. Reaksi Reversible

B. Reaksi Irreversible

C. Ketuntasan reaksi

D. Reaksi balik

E. Reaksi maju

Nilai Konstanta Kesetimbangan pada Reaksi Kesetimbangan

Reaksi kesetimbangan yang berkaitan nilai konstanta kesetimbangannya dapat berubah menurut ketentuan-ketentuan berikut:

  1. Jika reaksi kesetimbangan dibalik, maka harga Kc juga dibalik.
    Contoh:
  2. Jika koefisien reaksi kesetimbangan dikali faktor n, maka harga Kc dipangkat n.
    Contoh:
  3. Jika reaksi-reaksi yang berkaitan dijumlah, maka harga Kc total adalah hasil kali Kc dari reaksi-reaksi yang dijumlah.
    Contoh: Nilai Kc reaksi A + B <==> E + F yang melalui tahap berikut adalah,

Latihan 3

Suatu sistem reaksi dalam keadaan setimbang bila....

A. reaksi berlangsung dua arah pada waktu bersamaan

B. reaksi berlangsung dalam dua arah dalam laju reaksi yang sama

C. jumlah mol zat yang ada pada keadaan setimbang selalu sama

D. masing-masing zat yang bereaksi sudah habis

E. jumlah zat yang terbentuk dalam reaksi sama dengan pereaksi

Latihan 4

Pada keadaan kesetimbangan kimia, pernyataan berikut yang benar adalah....

A. mol pereaksi yang berubah sama dengan mol zat yang terbentuk

B. konsentrasi zat-zat dalam campuran reaksi tidak berubah

C. laju reaksi maju lebih cepat daripada laju reaksi balik

D. mol zat pereaksi sama dengan mol zat hasil reaksi

E. reaksi telah berganti

Latihan 5

Dalam ruangan 1 liter terdapat kesetimbangan antara gas N2, H2, dan NH3 sesuai persamaan reaksi berikut.
2NH3(g) <==> N2(g) + 3H2(g)
Pada kesetimbangan tersebut terdapat 0,01 mol N2, 0,01 mol H2, dan 0,05 mol NH3. Nilai tetapan kesetimbangan reaksi adalah....

A. 2 x 10-8

B. 4 x 10-6

C. 5 x 10-8

D. 2 x 10-10

E. 2 x 10-11

Pergeseran Kesetimbangan

Azas Le Chatelier menjelaskan bagaimana terjadinya pergeseran kesetimbangan. "Bila suatu kesetimbangan diberikan suatu aksi/tindakan, maka sistem tersebut akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi aksi tersebut".

Pergeseran kesetimbangan tidak mengubah nilai Kc dan Kp, kecuali suhu pada sistem kesetimbangan berubah.

Konsep pergeseran kesetimbangan:

  1. Kesetimbangan dikatakan bergeser ke kiri apabila zat di kiri bertambah atau zat di kanan berkurang.
  2. Kesetimbangan dikatakan bergeser ke kanan apabila zat di kanan bertambah atau zat di kiri berkurang.

Berikut merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan:

Pengaruh Konsentrasi

Pengaruh Tekanan

Pengaruh Suhu

Pengaruh Katalis
Katalis dapat mempercepat pencapaian keadaan setimbang, namun katalis tidak mengubah komposisi kesetimbangan.

Kesetimbangan dalam Industri

Dalam industri, reaksi kesetimbangan dibuat sedemikian rupa sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk, dengan cara sesederhana mungkin dan seefisien mungkin.

Pembuatan Amonia menurut Proses Haber-Bosch

Dengan reaksi:
N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)
Proses ini melalui beberapa tahap sebagai berikut:

  1. Katalis yang digunakan adalah serbuk Fe.
  2. Suhu dibuat tinggi. Sebenarnya, kesetimbangan akan bergeser ke kanan bila suhu dibuat rendah. Akan tetapi, katalis hanya bekerja pada suhu tinggi, sehingga tidak dibuat rendah.
  3. Tekanan dibuat tinggi. Agar kesetimbangan bergeser ke kanan (NH3 bertambah), tekanan dibuat tinggi. Selain itu, untuk mengurangi reaksi balik, amonia yang terbentuk segera dipisahkan.

 

Pembuatan Asam Sulfat menurut Proses Kontak

Proses ini melalui beberapa tahap sebagai berikut.

  1. Belerang dibakar dengan oksigen menghasilkan belerang dioksida.
    Reaksi yang terjadi:
    S(s) + O2(g) ---> SO2(g)
  2. Belerang dioksida (SO2) direaksikan dengan oksigen membentuk gas belerang trioksida.
    Reaksi yang terjadi:
    2SO2(g) + O2(g) <==> 2SO3(g)
  3. Reaksi di atas berlangsung sangat lambat, sehingga harus diberi katalis. Katalis yang digunakan adalah vanadium pentoksida (V2O5). Selain itu, reaksi harus terjadi pada suhu optimum (450oC).
  4. Gas SO3 direaksikan dengan asam sulfat pekat menghasilkan asam disulfat atau asam pirosulfat (oleum).
    H2SO4(l) + SO3(g) ---> H2S2O7(l)
  5. Asam pirosulfat (H2S2O7) dilarutkan dalam air menghasilkan H2SO4.
    Persamaan reaksi yang terjadi:
    H2S2O7(l) + H2O(l) ---> 2H2SO4(l)

Agar lebih mudah memahami pembuatan asam sulfat dengan proses tersebut, perhatikan skema proses kontak berikut:

Latihan 1

Di bawah ini merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan, kecuali

A. Pengaruh Konsentrasi

B. Pengaruh Tekanan

C. Pengaruh Volume

D. Pengaruh Suhu

E. Pengaruh Katalis

Latihan 2

Pernyataan di bawah ini yang benar tentang Pengaruh Konsentrasi adalah....

A. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, kesetimbangan akan bergerak ke kanan. Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, kesetimbangan akan bergerak ke kiri

B. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, kesetimbangan akan bergerak ke kanan. Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, kesetimbangan akan bergerak ke kanan

C. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, kesetimbangan akan bergerak ke kiri. Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, kesetimbangan akan bergerak ke kiri

D. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, kesetimbangan akan bergerak ke kiri. Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, kesetimbangan akan bergerak ke kanan

E. Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, kesetimbangan akan bergerak ke kanan. Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, kesetimbangan tidak akan bergerak

Latihan 3

Perhatikan reaksi berikut!

Reaksi kesetimbangan bergeser kekiri jika....

A. konsentrasi O2 ditambah

B. suhu diturunkan

C. tekanan diperkecil

D. konsentrasi NO2 dikurangi

E. volume diperbesar

Latihan 4

Salah satu cara untuk memperoleh amonia adalah dengan menggunakan proses....

A. Bilik timbal

B. Tanur tinggi

C. Haber-Bosch

D. Hall-Heroult

E. Proses kontak

Latihan 5

Katalis yang digunakan dalam proses kontak pembuatan asam sulfat adalah....

A. Pt

B. Cu

C. Fe2O3

D. V2O5

E. Ti

Peta Belajar Bersama

Sobat, ini nih, ada Peta Belajar Bersama Kimia di bab keempat.

Yuk, mulai belajar bersama!

redesain-navbar Portlet