Materi Empat :

1
Materi Empat

• KESETIMBANGAN KIMIA

2
Kompetensi

• Mampu menginterpretasikan dan meramalkan hasil
  penerapan konsepnya untuk memahami konsep
  kesetimbangan kimia dan faktor yang mempengaruhi
  serta penggunaannya dalam industri.

3
Pengantar

• Pernahkah anda sakit gigi? Sakit gigi biasanya
  disebabkan oleh makanan yang asam maupun manis.
  Untuk merawat dianjurkan menggosok gigi sehari
  dua kali dengan menggunakan pasta gigi
  berflourida. Mengapa makanan manis dan asam
  menyebabkan sakit gigi dan mengapa pula pasta
  gigi berflourida dapat merawat kesehatan gigi?
  Pertanyaan ini akan terjawab setelah mempelajari
  kesetimbangan kimia.

4
Materi

• Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari-hari
• Keadaan Kesetimbangan
• Pergeseran Kesetimbangan
• Hukum Kesetimbangan
• Sistem Kesetimbangan Dalam Industri

5
A. Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari-hari

• Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang
  merupakan proses kesetimbangan.
• Contohnya
• Perubahan wujud cair
• Reaksi kesetimbangan dalam tubuh
• Reaksi kesetimbangan dalam mulut

6
B. Keadaan Kesetimbangan

• Reaksi Umum
• mA nB pC qD
• Pembentukan zat diruas kanan (reaksi maju)
  selalu disertai pembentukan kembali zat diruas
  kiri (reaksi balik).
• Reaksi terus berlangsung dua arah.
• Arti kesetimbangan kecepatan reaksi ke kanan
  sama dengan kecepatan reaksi ke kiri
• Pada keadaan setimbang konsentrasi zat baik ruas
  kiri maupun kanan berada dalam keadaan tetap.

7
Lanjutan B

• Hubungan konsentrasi zat pada keadaan setimbang
• mA nB pC qD
  maka
• K Cp Dq
• Am Bn
• Keterangan
• K tetapan kesetimbangan
• A konsentrasi A pada kesetimbangan mol /
  volume (lt)
• B konsentrasi B pada kesetimbangan mol /
  volume (lt)
• C konsentrasi C pada kesetimbangan mol /
  volume (lt)
• D konsentrasi Dpada kesetimbangan mol /
  volume (lt)

8
Lanjutan B

• Harga K (kesetimbangan) menunjukkan banyaknya
  hasil reaksi (zat ruas kanan) yang dapat
  terbentuk pada suatu reaksi kesetimbangan.
• Harga K besar artinya bahwa zat ruas kanan banyak
  terbentuk.
• Harga K kecil artinya zat diruas kiri sedikit
  terurai.

9
C. Pergeseran Kesetimbangan

1. Perubahan Konsentrasi
2. Perubahan suhu
3. Perubahan tekanan
4. Peranan Katalisator

10
1. Perubahan Konsentrasi

• Reaksi
• A B C
• Bila A ditambah artinya konsentrasinya
  diperbesar, sehingga jika diberi, dia akan
  memberi maka terjadi pergeseran ke kanan
  sehingga C banyak.
• Bila B diambil (dipisah) artinya memperkecil
  konsentrasi B sehingga jika diambil , dia akan
  mengambil maka reaksi bergeser ke kiri sehingga
  C berkurang.

11
Lanjutan 1.

• Jika salah satu zat konsentrasinya diperbesar
  (ditambah), maka reaksi bergeser dari arah zat
  tersebut.
• Jika salah satu zat konsentrasinya diperkecil
  (dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah
  zat tersebut.

12
2. Perubahan Suhu

• Jika suhu dinaikkan (menambah atau memberikan
  kalor) maka reaksi akan bergeser ke arah kiri
  yaitu arah reaksi yang endoterm (membutuhkan).
• Jika suhu diturunkan(kalor dikurangi), maka
  reaksi akan bergeser ke arah kanan yaitu arah
  reaksi yang eksoterm(mengeluarkan).
• Misal 2 NH3 N2 3 H2
  ?H 92 Kj
• Jika suhu dinaikkan reaksi bergeser ke kanan
  (NH3 banyak terurai), jika suhu diturunkan akan
  bergeser ke kiri.

13
3. Perubahan tekanan

• 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.

14
4. 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.

15
D. Hukum Kesetimbangan

• Ketentukan yang harus diperhatikan
• Jangan menggunakan hukum aksi massa sebelum
  menghitung konsentrasi masing-masing zat pada
  kesetimbangan.
• Konsentrasi zat selalu dalam satuan molar (mol /
  lt) sehingga jangan lupa perhatikan volume.
• Zat ruas kiri berlaku hubungan zat pada saat
  setimbang zat mulamula zat yang terurai.

16
Lanjutan D

• Zat ruas kanan berlaku hubungan zat pada saat
  setimbangan zat yang terbentuk dari zat ruas
  kiri yang terurai.
• Koefisien reaksi kesetimbangan menyatakan
  perbandingan mol zat ruas kiri yang terurai serta
  mol zat ruas kanan yang terbentuk pada saat
  setimbang.

17
Cara penyelesaian praktis soal kesetimbangan

• mA nB
  pC qD
• Mula mula e f
• Terurai g h
• Setimbang i j
  k l
• Keterangan
• e mol A mula-mula
• f mol B mula-mula
• g mol A yang terurai
• h mol B yang terurai
• i mol A pada kesetimbangan e g
• j mol B pada kesetimbangan f h
• k mol C pada kesetimbangan (C yang terbentuk)
• l mol D pada kesetimbangan (D yang terbentuk)

18
Lanjutan cara penyelesaian soal

• Karena C dan D yang dihasilkan berasal dari A dan
  B yang terurai, maka harga g, h, k, l harus
  sesuai dengan perbandingan koefisien.
• g h k l m n p q ini dinamakan
  hubungan tanda panah bengkok yang disebut angka
  jalur koefisien.

19
Lanjutan cara penyelesaian soal

• Urutan penyelesaian soal
• Masukkan mol yang tercantum di soal dalam tabel.
• Lengkapi angka jalur keofisien, berdasarkan
  perbandingan koefisien.
• Lengkapi mol pada kesetimbangan (baris paling
  bawah tabel)
• Mol pada kesetimbangan masing-masing dibagi
  dengan volume untuk memperoleh konsentrasi
  masing-masing zat (mol/lt)
• Gunakan rumus tetapan kesetimbangan (K).

20
E. Sistem Kesetimbangan Dalam Industri

• Proses Haber Bosch
• Merupakan proses yang sangat penting dalam
  industri kimia karena amoniak merupakan bahan
  utama dalam pembuatan berbagai barang misal
  pupuk urea, asam nitrat, dan senyawa nitrogen.
• Bisa dipakai sebagai pelarut karena kepolaran
  amoniak cair hampir menyamai kepolaran air.

21

• Proses Kontak
• Adalah proses pembuatan asam sulfat secara
  besar-besaran. Digunakan untuk pembuatan pupuk
  amonium sulfat, pada proses pemurnian minyak
  tanah, pada industri baja untuk menghilangkan
  karat besi sebelum bajanya dilapisi timah atau
  seng, pada pembuatan zat warna, obat-obatan, pada
  proses pemurnian logam dengan cara elektrolisa,
  pada industri tekstil dll.

22

• Pada proses kontak bahan yang dipakai adalah
  belerang murni yang dibakar di udara
• S O2 SO2
• SO2 yang terbentuk dioksidasi di udara dengan
  memakai katalisator
• 2 SO2 O2 2SO3 45 kkal
• Katalis yang dipakai adalah vanadium penta-oksida
  (V2O5).
• Makin rendah suhunya maka makin banyak SO3 yang
  dihasilkan, tapi reaksi yang berjalan lambat.

23

• Dengan memperhitungkan faktor waktu dan hasil
  dipilih suhu 400oC dengan hasil kurang lebih 98.
• Karena SO3 sukar larut dalam air maka dilarutkan
  H2SO4 pekat.
• SO3 H2SO4 H2S2O7 (asam pirosulfat)
• H2S2O7 H2O 2 H2SO4

24
Contoh soal

• 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.

25
Jawaban no 1.

• 2 HI H2
  I2
• Mula-mula 0,1
• Terurai 2 x 0,02 0,04
• Setimbang 0,1-0,040,06 0,02
  0,02
• HI mol / lt 0,06 / 1 lt 0,06
• H2 mol / lt 0,02 / 1 lt 0,02
• I2 mol / lt 0,02 / 1 lt 0,02
• K H2 I2 0,02 x 0,02 1,1 x 10 -1
• HI2 (0,06)2

26
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 mol / lt 1 / 5 lt 1/5
• A mol / lt x-1 / 5 lt (x-1)/5
• 2B mol / lt 2 / 5 lt 2/5
• K AB2 ¼ 1/5
  x 26
• A B2 (x-1)/5
  (2/5)2

27
Soal-soal

• Tetapan kesetimbangan untuk reaksi
• 2HBr H2 Br2 adalah ½ . Hitunglah
  mol H2 yang dihasilkan jika 2 mol HBr dimasukkan
  dalam tabung 2 liter.
• 1 mol A dan 1 mol B direaksikan dalam tabung 1
  liter, sesuai dengan reaksi A B C D
  ternyata pada saat setimbang diperoleh 0,33 mol
  A. Berapa harga K?

28
Soal-soal

• Tetapan kesetimbangan CO H2O CO2 H2 adalah
  0,1. Berapa jumlah mol CO yang harus dicampurkan
  pada 3 mol H2O dalam volume 1 liter agar
  menghasilkan 2 mol H2.
• Sebutkan contoh peristiwa kesetimbangan kimia
  dalam kehidupan sehari- hari!.
• Mengapa asap rokok berbahaya ?

29
Kesimpulan

• Reaksi HCl NaOH NaCl H2O
  berlangsung sempurna dari kiri ke kanan. NaCl dan
  H2O yang terbentuk tidak dapat bereaksi kembali
  untuk menghasilkan HCl dan NaOH. Ini dinamakan
  reaksi berkesudahan atau irreversible (tidak
  dapat balik lagi) yaitu suatu reaksi dinama zat
  di ruas kanan tidak dapat bereaksi kembali untuk
  membentuk zat diruas kiri.

30

• Reaksi N2 3H2 2NH3 akan terurai kembali
  menjadi 2NH3 N2 3H2 ini dinamakan reaksi
  kesetimbangan atau reaksi reversible (dapat
  balik) yaitu reaksi dimana zat zat diruas kanan
  dapat bereaksi atau terurai kembali membentuk zat
  di ruas kiri.
• Reaksi ke arah kanan disebut reaksi maju dan ke
  ruas kiri disebut reaksi balik.