KESETIMBANGAN KIMIA

Hukum Guldberg dan Wange: Dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisa dimana masing-masing konsentrasi itu dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap.


Pernyataan tersebut juga dikenal sebagai hukum kesetimbangan.
Untuk reaksi kesetimbangan:
a A + b B <===> c C + d D maka:

Kc = ([C]pangkat c x [D]pangkat d) / ([A]pangkat a x [B]pangkat b)


Kc adalah konstanta kesetimbangan yang harganya tetap selama suhu tetap.

BEBERAPA HAL YANG HARUS DIPERHATIKAN

- Jika zat-zat terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat dan gas yang dimasukkan dalam, persamaan kesetimbangan hanya zat-zat yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi zat padat adalah tetap den nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu.

Contoh:
C(s) + CO2(g) <===> 2CO(g)
Kc = [CO]pangkat 2 / [CO2]



- Jika kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja.

Contoh:
Zn(s) + Cu2+(aq) <===> Zn2+(aq) + Cu(s)
Kc = [Zn2+] / [CO2+]



- Untuk kesetimbangan antara zat-zat dalam larutan jika pelarutnya tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka konsentrasi dari pelarut itu tidak dimasukkan dalam perhitungan Kc.

Contoh:
CH3COO-(aq) + H2O(l) <===> CH3COOH(aq) + OH-(aq)
Kc = ([CH3COOH] x [OH-]) / [CH3COO-]


Contoh soal:

1. Satu mol AB direaksikan dengan satu mol CD menurut persamaan reaksi:

AB(g) + CD(g) <===> AD(g) + BC(g)

Setelah kesetimbangan tercapai ternyata 3/4 mol senyawa CD berubah menjadi AD dan BC. Kalau volume ruangan 1 liter, tentukan tetapan kesetimbangan untuk reaksi ini !

Jawab:

Perhatikan reaksi kesetimbangan di atas jika ternyata CD berubah (bereaksi) sebanyak 3/4 mol maka AB yang bereaksi juga 3/4 mol (karena koefsiennya sama).
Dalam keadaan kesetimbangan:

(AD) = (BC) = 3/4 mol/l
(AB) sisa = (CD) sisa = 1 - 3/4 = 1/4 n mol/l

Kc = ([AD] x [BC])/ ([AB] x [CD])
= <(3/4) x (3/4)> /<(1/4) x (1/4)> = 9

2. Jika tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

A(g) + 2B(g <====> 4C(g)

sama dengan 0.25, maka berapakah besarnya tetapan kesetimbangan bagi reaksi:
2C(g) <===> 1/2A(g) + B(g)

Jawab:

- Untuk reaksi pertama:
K1 = [C]pangkat 4/ ([A] x [B]pangkat 2)
= 0.25

- Untuk reaksi kedua :
K2 = ([A]pangkat 1/2 x [B])/[C]pangkat 2

- Hubungan antara K1 dan K2 dapat dinyatakan sebagai:
K1 = 1 / (K2)pangkat 2
K2 = 2


PENGARUH KATALISATOR TERHADAP KESETIMBANGAN
Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan Kc tetap), hal ini disebabkan katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.



HUBUNGAN ANTARA HARGA Kc DENGAN Kp
Untuk reaksi umum:

a A(g) + b B(g) <==> c C(g) + d D(g)


Harga tetapan kesetimbangan:

Kc = ([C]pangkat c . [D]pangkat d) / ([A]pangkat a . [B]pangkat b)

Kp = (PCc x PDd) / (PAa x PBb)

dimana: PA, PB, PC dan PD merupakan tekanan parsial masing-masing gas A, B. C dan D.


Secara matematis, hubungan antara Kc dan Kp dapat diturunkan sebagai:

Kp = Kc (RT) pangkat Delta n

dimana Delta n adalah selisih (jumlah koefisien gas kanan) dan (jumlah koefisien gas kiri).

Contoh:

Jika diketahui reaksi kesetimbangan:

CO2(g) + C(s) <==> 2CO(g)

Pada suhu 300 o C, harga Kp= 16. Hitunglah tekanan parsial CO2, jika tekanan total dalam ruang 5 atm!

Jawab:

Misalkan tekanan parsial gas CO = x atm, maka tekanan parsial gas CO2 = (5 - x) atm.

Kp = (PCO)pangkat 2 / PCO2
= x pangkat 2 / (5 - x) = 16
x = 4

Jadi tekanan parsial gas CO2 = (5 - 4) = 1 atm