Hukum Kesetimbangan Kimia

2. Hukum Kesetimbangan Kimia

Dalam reaksi satu arah, konsentrasi molar hasil reaksi ditentukan oleh konsentrasi molar pereaksi dan mengikuti kaidah stoikiometri

(koefisien reaksinya). Contohnya 2A →

B, jumlah mol B bergantung

Catatan Note pada jumlah mol A dan perbandingan koefisien reaksinya.

Dalam sistem reaksi kesetimbangan tidak demikian, mengapa?

Andaikan sistem reaksi: N 2 + O 2 U 2NO membentuk kesetimbangan.

Dalam reaksi kesetimbangan spesi

kiri dan kanan dapat bertindak

Ketika kesetimbangan tercapai, konsentrasi NO tidak bergantung pada

sebagai pereaksi sekaligus hasil reaksi. Oleh karena itu, dibuat

konsentrasi awal N 2 dan O 2 , tetapi mengikuti hukum kesetimbangan kimia

kesepakatan ketika dinyatakan

atau hukum aksi massa.

pereaksi maksudnya spesi kiri

Jika ke dalam suatu reaktor tertutup dicampurkan gas N 2 ,O 2 , dan

sedangkan hasil reaksi maksudnya spesi kanan.

NO (reaksinya dapat balik) maka Anda tidak dapat menentukan mana

A+B

U C+D yang bertindak sebagai pereaksi maupun hasil reaksi. Arah reaksi pun

Pereaksi Hasil reaksi

tidak dapat ditentukan secara pasti sebab reaksi dapat balik (re ersible),

On equilibrium reaction, left speci

dapat berlangsung dalam dua arah. Untuk mengetahui arah reaksi dalam

and right speci can act as a reactant

reaksi dapat balik (re ersible) maka didefinisikan perbandingan reaksi

and also a product. Based on agreem ent, left speci im plies reactant

(quotient of reaction) , dilambangkan dengan Q , yaitu perbandingan

and right speci im plies product .

konsentrasi zat-zat yang bereaksi.

A+B

U C+D Andaikan persamaan reaksi untuk campuran gas N

2 ,O 2 , dan NO Anda tuliskan sebagai N 2 (g) + O 2 (g) U 2NO(g) maka perbandingan

React ant Product

reaksinya adalah [NO] 2 Q=

[N ][O ] 2 2

Pada saat reaksi mencapai kesetimbangan, harga Q tidak lagi bergantung pada konsentrasi awal, tetapi hanya bergantung pada suhu sistem reaksi.

Agar lebih memahami dan meningkatkan keyakinan Anda, simak Tabel 5 .1 berikut yang menyajikan data hasil pengukuran konsentrasi molar dan harga Q setelah kesetimbangan tercapai (Q Kstb ) pada suhu T.

Tabel 5.1

Data Hasil Pengukuran Konsentrasi dan Q Kstb pada Suhu T untuk

Reaksi N 2 (g) + O 2 (g) U 2NO(g).

Konsentrasi Awal (M)

Per obaan

N Kstb 2 O 2 NO

Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI

Apakah yang dapat Anda simpulkan dari data pada Tabel 5.1? Konsentrasi awal masing-masing zat untuk kelima percobaan tidak sama, tetapi setelah kesetimbangan tercapai kelima percobaan memiliki nilai Q yang relatif sama.

Besaran Q memiliki makna penting sebab memberikan nilai yang tidak bergantung pada konsentrasi awal pereaksi. Pada saat harga Q tetap,

dinamakan tetapan kesetimbangan (dilambangkan dengan K c ). K c = Q Kstb Tetapan kesetimbangan untuk contoh reaksi N 2 (g) + O 2 (g) U 2NO(g)

dapat ditulis:

[ NO ] Kesetimbangan 2

[N][O] 2 2

KQ K

Berdasarkan uraian tersebut maka dapat dikatakan sebagai berikut.

1. Jika nilai Q lebih besar daripada nilai K c , reaksi sedang berlangsung

ke arah kiri persamaan reaksi.

2. Jika nilai Q lebih kecil daripada nilai K c , reaksi sedang menuju ke

arah kanan.

3. Jika nilai Q sama dengan nilai K c , reaksi dikatakan telah mencapai

keadaan setimbang. Secara umum, tetapan kesetimbangan untuk reaksi hipotetik:

Reaksi ke arah Reaksi ke arah

aA + bB U cC + dD, dapat dinyatakan dengan:

hasil reaksi pereaksi

c d [C][D] Sumber: Chemistry (McMurry), 2001

a b [A][B] Gambar 5.5

Hubungan perbandingan

Hubungan antara K dan Q dari ke-3 poin di atas dapat dianalogikan K dan Q dengan arah reaksi. seperti Gambar 5.5. Nilai K c selalu tetap walaupun konsentrasi awal zat-zat dalam sistem

kesetimbangan diubah-ubah. Nilai K c akan berubah jika suhu sistem reaksi berubah. Oleh karena itu, nilai K c hanya dipengaruhi oleh suhu sistem reaksi.

Contoh 5.1 Kata Kunci

Reaksi kesetimbangan Tuliskan tetapan kesetimbangan reaksi berikut dalam bentuk konsentrasi molar:

Menentukan Tetapan Kesetimbangan

Tetapan kesetimbangan

PCl 3 (g) + Cl 2 (g) U PCl 5 (g)

Jika Q > K c , ke arah mana reaksi sedang berjalan?

Jawab:

Dalam tetapan kesetimbangan: 1. Pereaksi dituliskan sebagai penyebut. 2. Hasil reaksi dituliskan sebagai pembilang. 3. Setiap zat dipangkatkan koefisien reaksinya.

Persamaan tetapan kesetimbangan untuk reaksi: [PCl 5 ]

K c = [PCl ][Cl ] 3 2

Jika Q > K c , artinya [PCl 5 ] lebih banyak dari [PCl 3 ][Cl 2 ]. Oleh karena itu, reaksi sedang berlangsung ke arah penguraian PCl 5 (ke arah kiri).

Kesetim bangan Kim ia