chems area

seputar dunia dalam kimia….

KESETIMBANGAN KIMIA

Konsep kesetimbangan kimia

Ø Kesetimbangan kimia baik kesetimbangan reaksi maupun kesetimbangan fase zat merupakan suatu proses yang dinamis reversible &arah kesetimbangannya dapat dicapai dari kedua arah.

Ø Kesetimbangan dinamis: keadaan dimana 2 proses berlawanan terjadi dengan laju yang sama.

Ø Ciri suatu sistem kesetimbangan adalah adanya nilai tertentu yang tidak berubah dengan perubahan waktu.

Ø Untuk mendeskripsikan arah kesetimbangan dari suatu reaksi kimia umumnya digunakan konsentrasi dari reaktan yang terlibat dalam reaksi tetapan kesetimbangan menghubungkan antara konsentrasi dari reaktan & produk yang terbentuk pada suatu temperatur tertentu.

Reaksi : aA + bB ⇆ gG + hH

Konstanta kesetimbangan (Kc) :

1. Mengubah Arah Kesetimbangan

Reaksi : PCl₃ + Cl₂ ⇆ PCl₅

Kc :

Bila reaksinya dibalik : PCl₅ ⇆ PCl₃ + Cl₂

K’c :

Kaitan antara Kc dan K’c adalan : Kc =

1. Mengalikan Koefisien dengan Faktor

Reaksi : PCl₃ + Cl₂ ⇆ PCl₅

Bila reksi tersebut dikalikan dengan faktor 2, maka reaksi menjadi:

2PCl₃ + 2Cl₂ ⇆ 2PCl₅

K”c :

Jadi : Kc² = K”c

Kc =

1. Menjumlah Kesetimbangan Kimia

Reaksi : 2N₂ + O₂ ⇆ 2N₂O Kc₁ :

2N₂O + 3O₂ ⇆ 4NO₂ Kc₂ :

2N₂ + 4O₂ ⇆ 4NO₂ Kc_{3 :}

Kaitan Kc₁, Kc₂ & Kc₃

Kc_{3 =} Kc₁ x Kc₂

1. Konstanta Kesetimbangan (Kp)
   • Ketika reaktan & produk berbentuk gas, maka ketetapan kesetimbangan reaksi (Kp) dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas.
   • Hal ini bisa dilakukan karena konsentrasi molar suatu gas sebanding dengan tekanan parsialnya sesuai rumus gas ideal

PV = nRT

P = RT , dg = konstanta molar, maka

=

Reaksi : N₂O_{4 (g)} ⇆ 2NO₂

Kp =

Kaitan Kp dengan Kc

Kc = Kp x RT

1. Kesetimbangan Reaksi Heterogen

ü Dalam reaksi homogen, semua reaktan & produk berada dalam fase yang sama.

ü Ketika dalam scampuran terdapat lebih dari satu fase disebut reaksi homogen.

ü reaksi heterogen juga dapat mencapai kesetimbangan.

Konstanta Kesetimbangan Reaksi Heterogen

v prsamaaan tetapan kesetimbangan hanya mengandung zat-zat yang konsentrasi atau tekanan parsialnya berubah selama reaksi kimia berlangsung.

v Sekalipun ikut dalam reaksi padatan murni & cairan murni tidak diperhitungkan dalam persamaan tetapan kesetimbangan.

v Reaksi bersifat homogen (terjadi dalam satu fase) dan tetapan kesetimbangannya mengandung zat-zat dari setiap spesies.

PRINSI LE CATELIER

Ø Jika suatu sistem dalam kesetimbangan diberi aksi dari luar yang mengganggu kesetimbangan tersebut, maka sistem akan berubah sedemikian rupa untuk mengembalikan kesetimbangan sister.

Ø Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan adalah perubahan konsentrasi, perubahan volume pd reaksi gas (tekanan), perubahan suhu, penambahan gas lebam (inert) danpengaruh katalis

1. Perubahan Konsentrasi

Jika terjadi penambahan konsentrasi dari salah satu reaksi yang sudah setimbang, maka akan terjadi reaksi untuk mengkonsumsi pereaksi tersebut sehingga sistem kembali setimbang.

2 Pengaruh Perubahan Tekanan

· Jika tekanan campuran pada kesetimbangan yang melibatkan gas ditingkatkan, maka akan terjadi reaksi menuju kearah spesies reaksi dengan jumlah mol gas lebih kecil.

· Jika tekanan didturunkan, maka akan terjadi reaksi ke arah spesies reaksi dengan jumlah mol lebih banyak.

1. Pengaruh Perubahan Suhu
   • Jika suhu pada campuran ditingkatkan, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm
   • Jika suhu diturunkan, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm.
2. Pengaruh Penambahan Gas Lebam

· Jika gas lebam tidak berpengaruh dalam kesetimbangan reaksi, maka keneradaaanya tidak akan mempengaruhi keadaan kesetimbangan.

· Jika gas lebam menyebabkan perubahan konsentrasi (atau tekanan parsial) senyawa yang bereaksi, maka pengaruh gas lebam sesuai dengan pengaruh penambahan konsentrasi (atau tekanan parsial)

1. Pengaruh Katalis

· Dalam rekasi reversible katalis dapat mempercepat reaksi→ keadaan kesetimbangan lebih cepat

· Katalis tidak mempengaruhi jumlah kesetimbangan dari senyawa-senyawa yang bereaksi

· Katalis mengubah mekanisme reaksi dengan menurunkan energi aktivasi (Ea) reaksi tersebut.

ASAM-BASA

1. Konsep Asam Basa

1. Asam-Basa Arhenius : asam adalah senyawa yang dapat menghasilkan ion H^+; Basa adalah senyawa yang dapat menghasilkan ion OH^-

2. Asam-Basa Bronsted Lowry : asam adalah senyawa yang bertindak sebagai donor proton; basa adalah senyawa yang bertindak sebagai akseptor proton

3. Asam-Basa Lewis : asam adalah senyawa yang bertindak sebagai akseptor pasangan elektron; basa adalah senyawa yang bertindak sebagai donor pasangan elektron

Asam-Basa Bronwnted Lowry

§ Pasangan konjugasi Asam-Basa : dua spesies yang berperan dalam kesetimbangan asam-basa adalah suatu spesies yang bertindak sebagai donor proton sedangkan yang lainnya sebagai akseptor proton.

§ Asam konjugasi ; spesies yang memberikan proton kepada basa pasangannya dalam pasangan asam basa konjugasi

§ Basa konjugasi ; spesies yang menerima proton dari asam pasangannya dalam pasangan asan basa konjugasi

Asam-Basa Lewis

Pembentukan ikatan kovalen dengan pemakaian bersama pasangan elektron

Ionisasi Air

• Air murni adalah konduktor lemah yang dapat terionisasi sendiri (autoionisasi-autoprotolisis)
• Air dapat bersifat asam & basa (amfoter) → pd peristiwa autoprotolisis air (H₂O), proton (H⁺) dipindah dari suatu molekul air ke molekul air lainnya.
• Dalam larutan dimana air sebagai pelarutnya, maka (H₂O) dapat dianggap sebagai suatu konstanta yang bila dikalikan dengan Kc → konstanta autoprotolisis ~ Kw
• Hasil percobaan menunukkan bahwa besar Kw adalah 1,008×10^-14 pd suhu 25⁰C

KONSEP pH

pH = -log [H₃O⁺]

pOH = -log [OH^-]

larutan netral [H₃O⁺] = [OH^-] = 1×10^-7 = pH = 7

larutan asam [H₃O⁺] > [OH^-] = pH < 7

larutan basa [H₃O⁺] < [OH^-] = pH > 7

Kw = [H₃O⁺] x [OH^-]

pKw = pH + pOH

Ionisasi AsamBasa

• Asam kuat mengalami ionisasi sempurna didalam larutan dengan pelarut air menghasilkan H₃O⁺
• Basa kuat mengionisasi sempurna menghasilkan OH^-
• Ionisasi molekul asam dan basa dari asam lemah & basa lemah tidak terjadi sempurna
• Kesetimbangan terjadi antara asam/basa yang tidak mengion dengan ion-ionnya → tetapan ionisasi Ka/Kb
• Ka adalah tetapan kesetimbangan untuk reaksi disosiasi asam lemah
• Kb adalah tetapan kesetimbangan untuk reaksi disosiasi basa lemah

Asam kuat/ lemah??

Kemampuan molekul Ha sebagai donor proton ke molekul air tergantung pd

1. kekuatan ikatan hidrogen dari proton molekul HA dan molekul air. Semakinkuat ikatan hidrogen yang akan terbentuk, semakin kuat air akan menarik proton untuk membentuk H₃O⁺→ elektronegativitas
2. kekuatan ikatan molekul HA, semakin lemah ikatan HA, semakin mudah proton melepaskan diri → polaritas