Referensi
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 50

Kesetimbangan Kimia PowerPoint PPT Presentation


  • 201 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Referensi : “ Prinsip-prinsip Kimia Modern” Penulis : Oxtoby , Gillis, Nachtrieb Prinsip dan Penerapan Dasar untuk Reaksi Fasa Gas. Kesetimbangan Kimia. Tetapan kesetimbangan Ketergantungan kesetimbangan pada kondisi Peranan dalam mengubah hasil reaksi.

Download Presentation

Kesetimbangan Kimia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Kesetimbangan kimia

Referensi : “Prinsip-prinsip Kimia Modern”

Penulis : Oxtoby, Gillis, Nachtrieb

PrinsipdanPenerapanDasaruntukReaksiFasa Gas

Kesetimbangan Kimia


Kesetimbangan kimia

Tetapankesetimbangan

Ketergantungankesetimbanganpadakondisi

Peranandalammengubahhasilreaksi


1 sifat sifat kesetimbangan kimia

1. Sifat-sifatkesetimbangankimia


Pendekatan kesetimbangan

Ilustrasi ion kobalt (II) dalampelarut air yang jugamengandung ion klorida.Ion kobalt (II) dapatmembentuk ion kompleks yang berbeda-beda, tergantungpadajumlah ion klorida yang ada

CoCl2.6H2O dilarutkandalam air murnisehinggakonsentrasinya 0.08 M akandihasilkanlarutanmerahmudapucat yang berasaldari ion kompleksheksaaquakobalt (II) [Co(H2O)6]2+

Pendekatankesetimbangan


Kesetimbangan kimia

Jika CoCl2.6H2O dilarutkankedalam 10 M HClsehinggakonsentrasinyamenjadi 0.08 M larutanakanberwarnabirugelapakibatadanya ion komplekstetraklorokobalt (II) [CoCl4)2-

Kompleksheksaaquadapatdiubahmenjadikomplekstetrakloroatausebaliknya

[Co(H2O)6]2+ + 4 Cl- [CoCl4)2- + 6 H2O


Kesetimbangan kimia

JikaditambahkankonsentratHClkedalamlarutanmerahmuda [Co(H2O)6]2+ sampaimencapaikonsentrasikobalt (II) mencapai 0.044 M dankonsentrasiHClmenjadi 5.4 M makahasilnyaadalahlarutanberwarnalembayungmuda, mengandung 98% [Co(H2O)6]2+dan 2 % [CoCl4)2-


Kesetimbangan kimia

JikaditambahkankonsentratHClkedalamlarutanbirugelap [CoCl4)2- sampaimencapaikonsentrasikobalt (II) mencapai 0.044 M dankonsentrasiHClmenjadi 5.4 M makahasilnyaadalahlarutanberwarnalembayungmuda, mengandung 98% [Co(H2O)6]2+dan 2 % [CoCl4)2-


Karakteristik keadaan kesetimbangan

A + B C + D

Kesetimbangankimiabukanlahkeadaanstatis, meskipunsifatmakroskopiksepertikonsentrasiberhentiberubah

Lajupembentukanproduk (C dan D) darireaktan (A dan B) samabesardenganlajupembentukanreaktandariproduk

KarakteristikKeadaanKesetimbangan


Kesetimbangan kimia

Ada 4 aspekdasarkeadaankesetimbangan

Keadaankesetimbangantidakmenunjukkanperubahanmakroskopik yang nyata

Keadaankesetimbangandicapaimelaluiproses yang berlangsungspontan

Keadaankesetimbanganmenunjukkankeseimbangandinamikantaraprosesmajuataubalik

Keadaankeseimbanganadalahsamawalaupunarahpendekatannyaberbeda


Hukum empiris aksi massa

aA + bBcC + dD

Berapapunkonsentrasiawalreaktan yang dipilihpadaawalpercobaan, nilainisbah:

[C]ceq [D]deq

[A]aeq [B]beq

yang dihitungpadakesetimbanganhampirselalusama

NisbahinidisebuttetapankesetimbanganempirisdenganlambangKc

DimensiKc = (konsentrasi )c+d-a-bdantidakberdimensibilac+d = a+b

Persamaaninijugaterangkumdalamhukumaksimassa

Hukumempirisaksimassa


Kesetimbangan kimia

Untukfasa gas, jumlahreaktandanprodukdihitungdengantekananparsialPx

Kp = [PC]ceq [PD]deq

[PA]aeq [PB]beq

Kpmempunyaidimensi (tekanan)c+d-a-bdantidakberdimensiuntukreaksi-reaksidimana a + b = c + d


Kesetimbangan kimia

Hukumaksimassaempirisbermakna

Nilai KCatau KPmerupakansifathakiki yang sudahmelekatpadareaksikimiaitusendiri, dantidaktergantungpadakonsentrasiawalspesifikdarireaktandanproduk

Magnitudo KC atau KP memberikaninformasilangsungtentangsifatdasarkeadaanatauposisikesetimbanganreaksi. Jikatetapankesetimbanganamatbesar, makapadakesetimbangan, konsentrasi/tekananparsialprodukakanlebihbesardaripadakonsentrasi/tekananparsialreaktan


2 gambaran termodinamika keadaan kesetimbangan

2. Gambarantermodinamikakeadaankesetimbangan


Kesetimbangan kimia

Termodinamikamemandangreaksikimiasebagai “aliran” spontan atom darireaktanmenujuproduk yang berlangsungpada T dan P tetapdanmengharuskan ∆G < 0 agar prosesdapatterjadi

Padakeadaankesetimbangan, ∆G = 0; artinya, tidakakanadalagikecendrunganuntukreaksiberjalankedepanatausebaliknya


Reaksi antara gas ideal

KetergantunganEnergiBebasGibssdarisuatu gas padaTekanan

∆G = ∆(H – TS) = ∆H - T∆S = -T∆S pada T tetap (sehingga ∆H = 0)

∆S = nRln(V2/V1) = nRln(P1/P2) = nRln(P2/P1)

sehingga ∆G = nRTln(P2/P1)

bila P1 = Pref = 1 atmsebagaikeadaanacuanuntuk gas, maka

∆G = nRTln(P/Pref) = nRTln P

Reaksiantara gas ideal


Kesetimbangan kimia

PersamaanKesetimbanganuntukReaksidalamFasa Gas

3 NO(g) N2O(g) + NO2(g)

Jikasemuatekananparsialnya 1 atm, maka ∆G untukreaksiinihanya ∆G0pada 25oC

Jikatekanannyabukan 1 atm, maka ∆G harusdihitungmenggunakan 3 langkah

pertama, tekananparsialreaktan (3 mol NO) diubahdarinilaiawalnya (PNO) ketekananacuanPref = 1 atm

∆G1 = 3 RT ln (Pref/PNO) = RT ln (Pref/PNO)3


Kesetimbangan kimia

kedua, reaksiberlangsungdengansemuareaktandanprodukberadapadatekananparsialPref = 1 atm

∆G2 = ∆G0

ketiga, tekananparsialprodukdiubahdariPref = 1 atmmenjadi PN2Odan PNO2

∆G3 = RTln (PN2O/Pref) + RTln (PNO2/Pref)

∆G3 = RTln [(PN2O/Pref) (PNO2/Pref)]


Kesetimbangan kimia

perubahanenergibebas Gibbs keseluruhan ∆G adalahjumlahuntukketigalangkahini

∆G = ∆G1 + ∆G2 +∆G3

∆G = ∆G0 + RTln [(PN2O/Pref) (PNO2/Pref)]

(PNO/Pref)

ketikareaksimencapaikeseimbangan, ∆G = 0, sehingga

-∆G0 = RTln [(PN2O/Pref) (PNO2/Pref)]

(PNO/Pref)


Kesetimbangan kimia

Nisbahtekananparsialdilambangkanoleh K(T) dandinamakantetapankesetimbangantermodinamikuntukreaksisehingga

-∆G0 = RT ln K(T)

untukrumusumumaA +bBcC + dD

-∆G0 = RTln [(PC/Pref) (PD/Pref)]

(PA/Pref) (PB/Pref)

-∆G0 = RT ln K


Reaksi dalam larutan ideal

Perubahanenergi Gibbs untuk n mol zatterlarutsebagailarutan ideal yang konsentrasinyaberubahdari c1menjadi c2

∆G = nRTln (c2/c1)

∆G=∆G0 + RTln [(PC/Pref) (PD/Pref)]

(PA/Pref) (PB/Pref)

jika ∆G = 0 maka ∆G0 = -RT ln K

Reaksidalamlarutan ideal


3 perhitungan kesetimbangan untuk reaksi fasa gas

3. Perhitungankesetimbanganuntukreaksifasa gas


Mengevaluasi tetapan kesetimbangan dari data reaksi

Lihatcontoh 9.3

CO(g) + Cl2(g) COCl2(g)

tekananparsialawal 0.06 1.10 0

perubahantekananparsial ? ? ?

tekananparsialkesetimbangan ? ? ?

Mengevaluasitetapankesetimbangandari data reaksi


Kesetimbangan kimia

Lihatcontoh 9.3

CO(g) + Cl2(g) COCl2(g)

tekananparsialawal 0.06 1.10 0

perubahantekananparsial -0.10 -0.10 +0.10

tekananparsialkesetimbangan 0.50 1.00 0.10


Hubungan antara persamaan kesetimbangan

Lihathalaman 271

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) P2H2O = K1

P2H2 PO2

2 H2O(g) 2 H2(g) + O2(g) ) P2H2PO2 = K2

P2H2O

Reaksi K1 merupakankebalikan K2 sehinggahasil kali keduanya (K1K2) = 0

Hubunganantarapersamaankesetimbangan


Hubungan antara persamaan kesetimbangan1

Lihathalaman 271

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) P2H2O = K1

P2H2 PO2

2 H2O(g) 2 H2(g) + O2(g) ) P2H2PO2 = K2

P2H2O

Reaksi K1 merupakankebalikan K2 sehinggahasil kali keduanya (K1K2) = 0

Hubunganantarapersamaankesetimbangan


Kesetimbangan kimia

Lihathalaman 271

2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) P2H2O = K1

P2H2 PO2

H2(g) + ½ O2(g) H2O(g) PH2O = K3

PH2 P½O2

Perbandingan K1 dan K3 adalah

K1 = K3½


Kesetimbangan kimia

Lihathalaman 271

2 BrCl(g) Cl2(g) + Br2(g) PBr2PCl2 = K1 = 0.45

P2BrCl

Br2(g) + I2(g) 2 IBr(g) P2IBr = K2 = 0.051

PBr2 PI2

BrCl(g) + I2(g) 2 IBr(g) + Cl2(g) P2IBrPI2 = K3 = 0.023

PBrCl PI2

reaksi 3 = reaksi 1 + reaksi 2

K3 = K1*K2


Perhitungan komposisi kesetimbangan bila k diketahui

Lihatcontoh 9.5

P0H2 = 1.320 atm x (600/400 K) = 1.980 atm

P0I2 = 1.320 atm x (600/400 K) = 1.980 atm

H2(g) + I2(g) 2HI2(g)

tekananparsialawal 1.980 1.710 0

perubahantekananparsial -x -x +2x

tekananparsialkesetimbangan 1.980-x 1.710-x 2x

Perhitungankomposisikesetimbanganbila K diketahui


Kesetimbangan kimia

2x= 92.6

(1.980 – x) (1.710 – x)

88.6x2 – 341.694x + 313.525 = 0

dihitungdenganrumuskuadrat

x = -b√b2-4ac

2(a)

x = 1.5044 atmatau 2.3522 atm


Kesetimbangan kimia

yang berartifisikhanyaakar 1

PHI = 2x = 3.0088 = 3.01 atm

PH2 = 1.980 – x = 0.4756 = 0.48 atm

PI2 = 1.710 – x = 0.2056 = 0.21 atm

persentase yang tidakbereaksi

= 0.2056 x 100% = 12 %

1.710

yang bereaksi = 88%


Perhitungan kesetimbangan yang melibatkan konsentrasi gas

  • Hubungantekanandengankosentrasi

    [A]=nA= PA

    V RT

    PA = RT [A]

  • PadapersamaanaA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g)

    (RT[C]/Pref)c (RT[D]/Pref)d= K

    (RT[A]/Pref)a (RT[B]/Pref)b

    [C]c [D]d= K (RT/Pref)a+b-c-d

    [A]a [B]b

Perhitungankesetimbangan yang melibatkankonsentrasi gas


4 magnitudo k dan arah perubahan

4. Magnitudo K danarahperubahan


Kesetimbangan kimia

K >> 1 reaksibergerakjauhkearahproduk

K << 1 reaksitersebuttetaptinggaldireaktan


Magnitudo tetapan kesetimbangan

Hubungantetapan Gibbs dengantetapankesetimbangan

ln K = -∆G0= ∆S0- ∆H0

RT R RT

Sehingga

K = exp [-∆G0RT] = exp [-∆S0/R] exp [-∆H0 /RT]

MagnitudoTetapanKesetimbangan


Kesetimbangan kimia

Nilai K akanbesarjika ∆S0positifdanbesar, sertajikanilai ∆H0negarifdanbesar. Meningkatnyakeacakandanketidakteraturan (∆S0 > 0) danmenurunnyaentalpi (∆H0 < 0) akanmenyebabkannilai K besar. Jika ∆H0dan ∆S0mempunyainilai yang sama, nilai K merupakankompromiantarasatupengaruh yang menaikkan K danpengaruhlainnya yang menurunkannya. Dengandemikian, faktor yang sama yang menyebabkanreaksispontandenganmembuat ∆G0negatifjugamenyebabkannilai K besarjikadapatmembuatnilai ∆G0besardanbertandanegatif


Arah perubahan dan kuosien reaksi

K = [(PC/Pref) (PD/Pref)]

(PA/Pref) (PB/Pref)

Jikatekanandiukurpadakeadaankesetimbangan. Jikadiukurjauhdarikeadaankesetimbangan, disebutdengankuosienreaksi, dilambangkandengan Q

Q = [(PC/Pref) (PD/Pref)]

(PA/Pref) (PB/Pref) kondisiketidakseimbangan

ArahPerubahandanKuosienreaksi


Kesetimbangan kimia

Hubungannyadengantetapan Gibbs dantetapankesetimbangan

∆G = ∆G0 + RT ln Q

∆G = -RT ln K + RT ln Q

∆G = RT ln (Q/K)

Jika Q < K, sehingga ∆G < 0 sehinggareaksiakanberlangsungspontankirikekanan. Jika Q > K, maka ∆G > 0 danreaksikanankekiri


Pengaruh luar pada k prinsip le ch telier

Prinsip Henri Le Châtelier

Sebuahsistemdalamkesetimbangan yang mengalamisuatuteganganakanbereaksisedemikianrupasehinggacenderungmelawanpengaruhtersebut

Pengaruhperubahankonsentrasireaktandanproduk

Pengaruhperubahan volume

Pengaruhperubahansuhu

Pengaruhluarpada K: prinsip le chÂtelier


Kesetimbangan kimia

Pengaruhperubahankonsentrasireaktandanproduk (lihatgambar 9.6)

Penambahanreaktanmenurunkankuosienreaksidannettoberlangsungkearahmaju, denganmengubahsebagianreaktanmenjadiproduk, sampai Q menjadisamakembalidengan K. Sistemsecaraparsialmelawanpengaruhluar (kenaikanjumlahsalahsatureaktan) danmencapaikeadaankesetimbanganbaru. Jikaprodukditambahkankedalamcampurandalamkeadaankesetimbangan, Q untuksementaraakanlebihbesardari K danreaksibaliknettoberlangsung, sebagianmelawanpengaruhtegangandenganmengurangikonsentrasiproduk


Kesetimbangan kimia

Reaksipembentuk HI

H2(g) + I2(g) 2 HI(g)

Ketika HI dibuatdariunsur-unsurnya, iodinadalahreaktan yang jauhlebihmahaldaripadahidrogen. Olehkarenaituditambahkanhidrogenkecampuranuntukmenjamin agar reaksiiodinberlangsungsempurna. Jikaprodukdiambilpadakeadaanseimbang, reaksijugaakanbergerakmajuuntukmengkompensasisecaraparsialdenganmenaikkantekananparsialproduk.


Kesetimbangan kimia

PengaruhPengubahan Volume

2 P2(g) P4(g)

Penurunan volume sistem gas akanmenaikkantekanan total, dansistemmenanggapi, sedemikianrupadenganmenurunkantekanan total. Kenaikan volume cenderungmenghasilkanreaktan.

Jikatidakadaperubahandalamjumlah total molekul-molekulfasa gas diduaruaspersamaan, makaperubahan volume tidakberpengaruhpadakesetimbangan


Kesetimbangan kimia

PengaruhPerubahanSuhu

Menaikkansuhucampurankesetimbangandenganmenambahkanpanasmenyebabkanreaksiberlangsungsedemikianrupasehinggamenyerappanas yang ditambahkan. Kesetimbangandalamreaksiendotermikbergeserdarikirikekanan, sedangkanreaksiendotermikbergeserdarikanankekiridenganproduk yang bereaksiuntukmenghasilkanreaktan.

tetapankesetimbanganuntukreaksiendotermiknaikdengannaiknyasuhu, sedangkanuntukreaksieksotermikturundengannaiknyasuhu


Kesetimbangan kimia

MemaksimalkanHasilReaksi


5 ketergantungan tetapan kesetimbangan terhadap suhu penjelasan termodinamika

5. Ketergantungantetapankesetimbanganterhadapsuhu: penjelasanTermodinamika


Kesetimbangan kimia

Ketergantungantetapankesetimbanganterhadapsuhuditentukanolehpersamaan

-RT ln K = ∆G0 = ∆H0 - T ∆S0

Jika ∆H0dan ∆S0tidaktergantung, makasemuaketergantungansuhudari K terletakpadafaktor T.

ln K = - ∆G0= - ∆H0+ ∆S0

RT RT R


Kesetimbangan kimia

Persamaanvan’t Hoff

ln [ K2] = - ∆H0[ 1 – 1 ]

K1 R T2 T1

Pengaruhperubahansuhuterhadaptetapankesetimbangantergantungpadatanda ∆H0. Jika ∆H0negatif (reaksieksotermik, melepaskanenergiberupapanas), makamenaikkansuhuakanmenurunkan K. Jika ∆H0positif (reaksiendotermik, denganmengambilenergiberupapanas), makamenaikkansuhuakanmenaikkan K


Terima kasih

Terimakasih

  • TugasKesetimbangan Kimia

    Hal 286 – 289

    Nomor 7, 9, 11, 15, 17, 19, 25, 27, 33, 35, 37, 39, 41, 43

  • TugasProsesSpontan

    Hal 254 – 256

    Nomor 1, 2, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 31, 33, 35, 37


Sekali lagi terima kasih

Sekalilagiterimakasih

  • TugasProsesTermodinamikadanTermokimia

    Hal 218 – 221

    Latihankumulatifmetanolsebagaipenggantibahanbakar

    3, 5, 11, 12, 23, 24, 25

  • TugasLarutan

    Hal 182-183

    Nomor 33, 35, 37, 41, 43, 47


Ones more

Ones more

  • TugasWujud Gas

    Hal 122 – 124

    Nomor 13, 15, 19, 20, 21, 25, 27, 29, 31, 37, 39

  • TugasIkatan Kimia

    Hal 84 – 85

    KonsepdanketerampilanNomor 1, 2, 4, 5, 9, 10, 11


Terakhir mi ini terima kasih

Terakhir mi initerimakasih

  • Slide PPT danHasilDiskusi (PertanyaandanJawabannyasecaralengkap + pustaka)


  • Login