134 K
c
= K
p
1 RT
Δ n
Secara mat emat is, hubungan ant ara K
c
dan K
p
dapat dit urunkan sebagai:
K
p
= K
c
RT
Δ
n
dimana
Δ
n adal ah sel isih j uml ah koef isien gas kanan dan j uml ah koef isien gas kiri.
Cont oh: Jika diket ahui reaksi keset imbangan:
CO
2
g + Cs
ļ
2COg Pada suhu 300
o
C, harga K
p
= 16. Hit unglah t ekanan parsial CO
2
, j ika t ekanan t ot al dal aun ruang 5 at m
Jawab: Misal kan t ekanan parsial gas CO = x at m, maka t ekanan parsial gas
CO
2
= 5 - x at m. K
p
= PCO
2
PCO
2
= x
2
5 - x = 16
Æ
x = 4 Jadi t ekanan parsial gas CO
2
= 5 - 4 = 1 at m
7. 9. 1. Kesetimbangan Heterogen
Gambar 7. 13 keset imbangan het erogen
Perhat ikan reaksi dekomposisi berikut : CaCO
3p
ļ
CaO
p
+ CO
2g
Campuran dua zat padat yang t idak membent uk l arut an padat t erdiri dari dua f asa, masing-masing adal ah senyawa yang murni dan
mempunyai komposisi yang konst an. K
c
= CO
2
K
p
= P
CO2
K
p
= K
c
. RT
Δ n
Di unduh dari : Bukupaket.com
135
7. 9. 2. Kesetimbangan Donnan
Gambar 7. 14 Frederick G. donnan
Teori keset imbangan Donnan 1911 adal ah mengenai keset imbangan ant ara dua el ekt rol it yang t erpisah ol eh suat u sel aput
at aupun j el , bil amana sekurang-kurangnya sat u dari kedua el ekt rol it it u mengandung suat u ion misal nya ion kol oid yang t idak dapat
mendif usi mel al ui sel aput it u.
Keset imbanagn Donnan berperan pada berbagai gej al a biologi dan bukan biol ogi.
Gambar 7. 15 Keset imbangan donan dal am membr an
Sebagai cont oh el ekt rol it NaCl dengan konsent rasi awal c
1
dan NaR dengan konsent rasi awal c
2
, t erpisah ol eh suat u membran MM yang t ak dapat dil al ui ol eh ion besar R
-
. ion R
-
misal nya ion prot ein, ion kongo merah, at au suat u zat pewarna kol oid. NaCl dengan
akt ivit as a
1
diruang I akan berdif usi keruang II menj adi akt ivit as a
2
dengan perubahan energi bebas Gibbs : G = RT l n a
1
a
2
Pada akhirnya t erj adi keset imbanagn j ika :
Di unduh dari : Bukupaket.com
136
Δ
G = 0 a
1
= a
2
Dengan keset imbangan Donnan dapat dipahami secara kual it at if t erj adinya pot ensial biolist rik dal am sel -sel dan badan
hewan namun pot ensial it u kerap l ebi h besar dari yang dapat dihit ung dengan menggunakan rumus diat as. Bel ut l ist rik mempunyai pot ensial
l ist rik ampai 100 Vol t yang digunakannya sebagai senj at a.
7. 10 Dissosiasi
Disosiasi adalah penguraian suat u zat menj adi beberapa zat l ain yang l ebih sederhana.
Gambar 7. 16 dissosiasi
Deraj at disosiasi adal ah perbandingan ant ara j uml ah mol yang t erurai
dengan j uml ah mol mul a-mul a.
Gambar 7. 17 Dissosiasi Unimol ecul ar
Cont oh: 2NH
3
g
ļ
N
2
g + 3H
2
g besarnya nil ai deraj at disosiasi
α
:
Di unduh dari : Bukupaket.com
137
Į = mol NH
3
yang terurai mol NH
3
mula-mula
Harga deraj at disosiasi t erl et ak ant ara 0 dan 1, j ika: a = 0 berart i t idak t erj adi penguraian
a = 1 berart i t erj adi penguraian sempurna
α
1 berart i disosiasi pada reaksi set imbang disosiasi sebagian. Cont oh:
Dal am reaksi disosiasi N
2
O
4
berdasarkan persamaan N
2
O
4
g
ļ
2NO
2
g banyaknya mol N
2
O
4
dan NO
2
pada keadaan set imbang adal ah sama. Pada keadaan ini berapakah harga deraj at disosiasinya ?
Jawab: Misal kan mol N
2
O
4
mul a-mul a = a mol mol N
2
O
4
yang t erurai = a
α
mol
Æ
mol N
2
O
4
sisa = a 1 -
α
mol mol NO
2
yang t erbent uk = 2 x mol N
2
O
4
yang t erurai = 2 a
α
mol Pada keadaan set imbang:
mol N
2
O
4
sisa = mol NO
2
yang t erbent uk a1 -
α
= 2a
α Æ
1 -
α
= 2
α Æ
α
= 1 3 KESIMPULAN
Keset imbangan dinamik. ket ika dua zat kimia yang berbeda bereakasi pada l aj u yang sama, maka sist em t ersebut berada dal am keadaan
keset imbangan dinamik dan konsent rasi dari reakt an dan produk konst an.
Prinsip Le Chat el ier’ s. Prinsip ini adal ah suat u keadaan dimana ket ika keset imbangan t erganggu, perubahan kimia t erj adi pada arah yang
berl awanan dengan gangguan yang mempengaruhi dan membawa sist em ke keadaan keset imbangan l agi.
SOAL-SOAL 1.
Pada suhu 21, 5 C dan t ot al t ekanan 0, 0787 at m N
2
O
4
t erdisosias sebanyak 48, 3 menj adi NO
2
. t ent ukan harga K
c
. Pada t ekanan berapa disosiasi menj adi 10?
2. Tet apan keset imbangan pada 350 K unt uk reaksi :
Br
2g
+ I
2g
ļ
2 IBr
g
Di unduh dari : Bukupaket.com
138 Adalah 322. Brom ini dengan t ekanan parsial awal 0, 05 at m
dicampur dengan iodin dengan t ekanan parsial 0, 04 at m dan dij aga keadaanya pada suhu 350 K sampai keset imbangan t ercapai.
Hit ung t ekanan parsial keset imbanagn unt uk t iap-t iap gas.
3. Sebuah kot ak bej ana yang berisi CO, Cl
2
, dan COCl
2
ada dal am keset imbangan pada suhu 1000 K. Tunj ukkan secara kual it at if
bagaimana pengaruh a.
Konsent rasi b.
Juml ah mol masing-masing komponen bil a kedalam bej ana : - dimasukkan CO
- diberi t ambahan t ekanan
- CO dihilangkan
4. Diket ahui reaksi keset imbangan :
A. NH
3g
+ HCl
g
ļ
NH
4
Cl
g
B. N
2g
+ 3H
2g
ļ
2NH
3
Cl
g
C. N
2
O
4g
ļ
2NO
2g
D. H
2g
+ I
2g
ļ
2Hl
2g
a. A dan B
b. A dan D
c. A dan C
d. C
e. D
f . 5.
Pada keset imbangan 2SO
2g
+ O
2g
ļ
2SO
3g
+189, 64 kj Konsent rasi SO
3
dal am ruang akan bert ambah j ika. . . . . . a.
Vol ume ruang diperbesar b.
Konsent rasi gas O
2
dikurangi c.
Tekanan ruang dikurangi d.
Suhu dit urunkan e.
Konsent rasi gas SO
2
dikurangi 6.
Reaksi keset imbangan H
2g
+ I
2g
ļ
2HI
g
Tekanan dalam sist em diperbesar, maka keset imbangan . . . . a.
Bergeser ke kanan b.
Bergeser ke kiri c.
Tidak bergeser d.
Berhent i sement ara e.
Berhent i sel amanya 7.
Reaksi keset imbangan NH
3g
+ CO
2g
ļ
CONH
2 2s
Pada suhu dan vol ume t et ap, di t ambahkan kat al is, maka . . . a.
Keset imbangan t idak bergeser b.
Keset imbangan bergeser ke kiri c.
Keset imbangan bergeser ke kanan
Di unduh dari : Bukupaket.com
139 d.
Keset imbangan t erhent i e.
Terj adi perubahan kat alis 8.
Reaksi keset imbangan N
2g
+ 3H
2g
ļ
2NH
3g
Pada 27 ºC mempunyai harga Kp = 2, 5 x 10
-3
at m
-2
, maka harga Kc-nya adalah. . . . . . . . . .
a. 1, 26 mol
-2
L
2
b. 4, 10 mol
-2
L
2
c. 16, 81 mol
-2
L
2
d. 250 mol
-2
L
2
e. 400 mol
-2
L
2
SOAL : 1. Perhat ikan graf ik berikut ini :
Jel askan graf ik hubungan perubahan l aj u reaksi t erhadap wakt u pada reaksi keset imbangan, sepert i yang digambarkan
pada graf ik diat as 2.
Tet apan keset imbangan 2HI
ļ
H
2
+ I
2
adal ah ¼ . Dari ½ mol HI pada vol ume 1 dm
3
, berapa mol H
2
yang dihasil kan ? 3.
Cont oh apl ikasi reaksi keset imbangan dal am indust ri adal ah pembuat an ammonia yang reaksinya sebagai berikut :
N
2
g + 3H
2
g
ļ
2NH
3
g H = -92 kJ
Menurut proses Haber-Bosch, pembuat an ammonia t ersebut harus dilakukan pada t ekanan dan suhu yang t inggi. Jel askan
mengapa
v
1
v
2
v
1
= v
2
setimbang
Waktu t Kecepatan v
t
1
Di unduh dari : Bukupaket.com
140
Di unduh dari : Bukupaket.com
141
8 Termokimia
St andar Kompet ensi Kompet ensi Dasar
Menent ukan perubahan ent al pi berdasarkan konsep t ermokimia
Menj el askan ent al pi dan perubahan ent al pi
Menent ukan perubahan ent al pi reaksi
Menent ukan kal or pembakaran berbagai bahan bakar
Tuj uan pembel aj aran 1. Siswa mampu mendef inisikan pengert ian ist il ah-ist il ah dalam
reaksi t ermokimia besert a cont ohnya 1.
2. Siswa mampu menj el askan pengert ian ent al pi suat u zat dan perubahannnya.
3. Siswa mampu menent ukan H reaksi berdasarkan hukum
Hess, dat a perubahan ent al pi pembent ukan st andar, eksperimen dan dat a energi ikat an
8. 1 Definisi Termokimia dapat didef inisikan sebagai bagian il mu kimia
yang mempel aj ari dinamika at au perubahan reaksi kimia dengan mengamat i panas t ermal nya saj a. Salah sat u t erapan il mu ini dal am
kehidupan sehari-hari ial ah reaksi ki mia dal am t ubuh kit a dimana produksi dari energi-energi yang dibut uhkan at au dikel uarkan unt uk
semua t ugas yang kit a lakukan. Pembakaran dari bahan bakar sepert i minyak dan bat u bara dipakai unt uk pembangkit list rik. Bensin yang
dibakar dal am mesin mobil akan menghasil kan kekuat an yang menyebabkan mobil berj al an. Bila kit a mempunyai kompor gas berart i
kit a membakar gas met an komponen ut ama dari gas alam yang menghasil kan panas unt uk memasak. Dan mel al ui urut an reaksi yang
Di unduh dari : Bukupaket.com
142 disebut met abol isme, makanan yang dimakan akan menghasil kan
energi yang kit a perl ukan unt uk t ubuh agar berf ungsi. Hampir semua reaksi kimia selal u ada energi yang diambil at au
dikel uarkan. Mari kit a periksa t erj adinya hal ini dan bagaimana kit a menget ahui adanya perubahan energi.
Gambar 8. 1 perist iwa t ermokimia
Misal kan kit a akan melakukan reaksi kimia dal am suat u t empat t ert ut up sehingga t ak ada panas yang dapat kel uar at au masuk
kedal am campuran reaksi t ersebut . At au reaksi dil akukan sedemikian rupa sehingga energi t ot al t et ap sama. Juga misal kan energi pot ensial
dari hasil reaksi l ebih rendah dari energi pot ensial pereaksi sehingga wakt u reaksi t erj adi ada penurunan energi pot ensial. Tet api energi ini
t ak dapat hil ang begit u saj a karena energi t ot al kinet ik dan pot ensial harus t et ap konst an. Sebab it u, bil a energi pot ensial nya
t urun, maka energi kinet iknya harus naik berart i energi pot ensial berubah menj adi energi kinet ik. Penambahan j umlah energi kinet ik
akan menyebabkan harga rat a-rat a energi kinet ik dari molekul - mol ekul naik, yang kit a l ihat sebagai kenaikan t emperat ur dari
campuran reaksi. Campuran reaksi menj adi panas.
Kebanyakan reaksi kimia t idakl ah t ert ut up dari dunia l uar. Bil a campuran reaksi menj adi panas sepert i digambarkan dibawah,
panas dapat mengalir ke sekel il ingnya. Set iap perubahan yang dapat mel epaskan energi ke sekel il ingnya sepert i ini disebut perubahan
eksot erm. Perhat ikan bahwa bil a t erj adi reaksi eksot erm, t emperat ur dari campuran reaksi akan naik dan energi pot ensial dari zat -zat kimia
yang bersangkut an akan t urun.
Kadang-kadang perubahan kimia t erj adi dimana ada kenaikan energi pot ensial dari zat -zat bersangkut an. Bil a hal ini
t erj adi, maka energi kinet iknya akan t urun sehingga t emperat urnya j uga t urun. Bil a sist em t idak t ert ut up di sekel il ingnya, panas dapat
mengalir ke campuran reaksi dan perubahannya disebut perubahan endot erm. Perhat ikan bahwa bil a t erj adi suat u reaksi endot erm,
t emperat ur dari campuran reaksi akan t urun dan energi pot ensial dari zat -zat yang ikut dal am reaksi akan naik.
Di unduh dari : Bukupaket.com
143
Gambar 8. 2 Perist iwa kebakaran menghasil kan panas
8. 2 Pengukuran energi dalam reaksi kimia Sat uan int ernasional st andar unt uk energi yait u Joul e J
dit urunkan dari energi kinet ik. Sat u j oul e = 1 kgm
2
s
2
. Set ara dengan j uml ah energi yang dipunyai suat u benda dengan massa 2 kg dan
kecepat an 1 m det ik bil a dal am sat uan Inggris, benda dengan massa 4, 4 l b dan kecepat an 197 f t menit at au 2, 2 mil e j am.
1 J = 1 kg m
2
s
2
Sat uan energi yang l ebih kecil yang dipakai dalam f isika disebut erg yang harganya = 1x10
-7
J. Dal am mengacu pada energi yang t erl ibat dal am reaksi ant ara pereaksi dengan ukuran mol ekul
biasanya digant ikan sat uan yang l ebih besar yait u kiloj oul e kJ. Sat u kil oj oul e = 1000 j oul e 1 kJ = 1000J.
Semua bent uk energi dapat diubah kesel uruhannya ke panas dan bil a seorang ahl i kimia mengukur energi, biasanya dalam bent uk
kal or. Cara yang biasa digunakan unt uk menyat akan panas disebut kal ori singkat an kal . Def inisinya berasal dari pengaruh panas pada
suhu benda. Mul a-mul a kal ori didef i nisikan sebagai j uml ah panas yang diperl ukan unt uk menaikkan t emperat ur 1 gram air dengan suhu asal
15
C sebesar 1 C. Kil okalori kkal sepert i j uga kil oj oul e merupakan
sat uan yang l ebih sesuai unt uk menyat akan perubahan energi dal am reaksi kimia. Sat uan kil okal ori j uga digunakan unt uk menyat akan
energi yang t erdapat dal am makanan. Dengan dit erimanya SI, sekarang j uga j oul e at au kil oj oul e
l ebih disukai dan kal ori didef inisi ul ang dalam sat uan SI. Sekarang kal ori dan kilokal ori didef inisikan secara eksak sebagai berikut :
1 kal = 4, 184 J 1 kkal = 4, 184 kJ
Di unduh dari : Bukupaket.com
144
8. 3 Panas reaksi dan termokimia
