commit to user
21 hidroen yang belum bereaksi dan juga amonia yang tidak mencair diresirkulasi,
sehingga pada akhirnya semua diubah menjadi amonia. 2. Pembuatan Asam Sulfat M enurut Proses Kontak
Satu lagi contoh industri yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Reaksi yang terjadi
dapat diringakas sebagai berikut: 1. Belerang dibakar dengan udara membentuk belerang dioksida
S
s
+ O
2g
⇔
SO
2g
2. Belerang dioksida dioksidasi lebih lanjut menjadi belerang trioksida 2SO
2g
+ O
2g
⇔
2SO
3g
3. Belerang trioksida dilarutakan dalam asam sulfat pekat membentuk asam pirosulfat
H
2
SO
4aq
+ SO
3g
⇔
H
2
S
2
O
7l
4. Asam pirosulfat direasikan dengan air dapat membentuk asam sulfat pekat H
2
S
2
O
7l
+ H
2
O
l
⇔
H
2
SO
4aq
Tahap penting dalam proses ini adalah reaksi 2. Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama seperti pada sintesis amonia,reaksi ini hanya
berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tingi kesetimbangan bergeser ke kiri.
Pada proses kontak digunakan suhu sekitar 500
o
C dengan katalisator V
2
O
5
. sebenarnya tekanan besar akan menguntungkan produksi SO
3,
tetapi ternyata penambahan tekanan tidak diimbangi penambahan hasil yang memadahi. Oleh karena itu, pada proses kontak tidak digunakan tekanan besar
melainkan tekanan normal, 1 atm
IV. Tetapan Kesetimbangan
1. Hukum Kesetimbangan Kita telah mengetahui bahwa komposisi kesetimbangan dapat berubah
bergantung pada kondisi reaksi. Akan tetapi, pada tahu 1864 Cato maximillian Gulberg dan PeterWage menemukan adanya suatu hubungan yang tetap antara
konsentrasi komponen dalam kesetimbangan. Hubungan yang tetap ini disebut dengan hukum kesetimangan atau hukum aksi massa.
commit to user
22 2. Persamaan Tnetapan Kesetimbangan
Ungkapan hukum
kesetimbangan kita
sebut persamaan
tetapan kesetimbanagn.
Persamaan tetapan
kesetimbangan sesuai
dengan stoikiometri reaksi. Secara umum untuk reaksi
mA + nB
⇔
pC + qD persamaan tetapan kesetimbangan adalah
n B
A D
C Kc
m q
p
] [
] [
] [
] [
=
3. Tetapan Kesetimbangan Tekanan Kp Tetapan kesetimbangan untuk kesetimbangan gas juga dapat dinyatakan
berdasarkan tekanan parsial gas, selain tetapan kesetimbnagan berdasarkan konsentrasi.tetapan kesetimbangan yang bedasarkan tekanan parsial disebut
tetapan kesetimbangan tekanan parsial dan dinyatakan dengan Kp 4. Tetapan Kesetimbangan untuk Kesetimbangan Heterogen
Persamaan tetapan kesetimbangan hanya mengandung komponen yang konsentrasi atau tekanannya berubah selama reaksi berlangsung. Hal seperti
itu tidak terjadi pada zat padat murni atau zatcair murni. Karena itu, zat padat murni atau zat cair murni tidak disertakan dalam persamaan tetapan
kesetimbangn.perhatikan contoh di bawah ini: BiCl
2aq
+ H
2
O
l
⇔
BiOCl
s
+ 2HCl
aq
] [
] [
3 2
BiCl HCl
Kc
=
BiOCl
s
dan H
2
O
l
tidak disertakan dalam persamaan Kc
5. Hubungan Nilai Tetapan Kesetimbangan Antara Reaksi-reaksi yang Berkaitan Reaksi dapat balik yang melibatkan SO2
g
, O
2g
dan SO
3g
dapat dinyatakan dengan tiga cara berikut:
1 2SO
2g
+ O
2g
⇔
2SO
3g
Kc = K1 2 2SO
3g
⇔
2SO
2g
+ O
2g
Kc = K2
commit to user
23 3 SO
2g
+ ½ O
2g
⇔
SO
3g
Kc = K3 Bagaimanakah hubungan antara nilai tetapan kesetimbangan reaksi-reaksi itu?
Persamaan Kc untuk ketiga reaksi tersebut adalah sebagai berikut:
] [
] [
] [
2 2
2 2
3 1
O SO
SO K
=
2 3
2 2
2 2
] [
] [
] [
SO O
SO K
=
2 1
2 2
3 3
] ][
[ ]
[ O
SO SO
K
Reaksi 2 adalah kebalikan dari reaksi 1 dan persamaan Kc untuk reaksi 2 adalah kebalikan dari reaksi 1
Jadi,
1 2
1 K
K
=
Reaksi 3 sama dengan reaksi 1 tetapi koefisiennya dibagi dua. Ternyata, K
3
= K
1 12
Dari uraian di atas dapat disimpulakan bahwa: 1. Jika persamaan reaksi kesetimbangan dibalik, maka harga Kc juga dibalik
2. Jika koefisien reaksi kesetimbangan dibagi dengan faktor n maka harga ketetapan kesetimbangan yang baru adalah akar pangkat n dari harga
ketetapan kesetimbangan yang lama. 3. Jika koefisien reaksi kesetimbangan dikalikan dengan faktor n maka harga
tetapan kesetimbangan yang baru adalah harga tetapan kesetimbangan yang lama dipangkatkan dengan n.
6. Penggabungan Persamaan Tetapan Kesetimbangan Jika diketahui harga tetapan kesetimbangan pada 298K untuk dua reaksi
berikut, Reaksi 1: N
2g
+ O
2g
⇔
2NO
g
Kc = 4,1 x 10
-31
Reaksi 2: N
2g
+ ½ O
2g
⇔
N
2
O
g
Kc =2,4 x 10
-18
M aka kita dapat menentukanh arga tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut
Reaksi 3: N
2
O
g
+ ½ O
2g
⇔
2NO
g
Kc = ?
commit to user
24 Reaksi 3 adalah penjumlahan dari reaksi 1 dengan kebalikan dari reaksi 2
Reaksi 1: N
2g
+ O
2g
⇔
2NO
g
Reaksi 2: N
2
O
g
⇔
N
2g
+ ½ O
2g
17 18
2 2
1 2
2
10 17
, 4
10 4
, 2
1 ]
[ ]
][ [
x x
O N
O N
Kc
= =
=
−
N
2
O
g
+ ½ O
2g
⇔
2NO
g
? ]
][ [
] [
2 1
2 2
2
= =
O O
N NO
Kc
Jika persamaan Kc reaksi 1 dikalikan dengan kebalikan persamaan Kc reaksi 2 diperoleh persamaan Kc reaksi 3. Dengan demikian, harga Kc reaksi 3
dapat ditentukan:
2 1
2 2
2 2
2 2
2 2
2 2
] ][
[ ]
[ ]
[ ]
][ [
] ][
[ ]
[
2 1
O O
N NO
NO O
N x
O N
NO
=
Jadi, K
c3
= 4,1 x 10
-31
x 4,17 x 10
17
= 1,71 x 10
-13
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa:
Tetapan kesetimbangan untuk suatu reaksi total adalah hasil kali tetapan kesetimbangan dari reaksi yang digabungkan.
7. M enentukan Nilai Tetapan Kesetimbangan Harga tetapan kesetimbangan dapat ditentukan melalui percobaan. Salah satu
cara adalah dengan membekukan kesetimbangan, yaitu menurunkan suhu secara tiba-tiba sehingga reaksi berhenti, sehingga kesetimbangan tidak
sempat bergeser.
Dengan demikian,
komposisi kesetimbangan dapat
ditentukan dengan mengukur tekanan campuran.
commit to user
25
V. Kesetimbangan Disosasi
