MAKALAH KIMIA FISIK II KONSTANTA KESETIM

MAKALAH KIMIA FISIK II
KONSTANTA KESETIMBANGAN KIMIA

1.
2.
3.
4.

OLEH KELOMPOK 1
ANGGOTA :
FENI ALPONITA (A1C114016)
RYAN SETIAWAN (A1C114029)
AZMIYATI (A1C114031)
FITRIASTUTI BUDIYANTI (A1C114045)
DOSEN PENGAMPU : Dra. Wilda Syahri, M.Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2016

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum wr.wb,
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya, kami dapat
menyelesaikan penyusunan makalah ini dengan baik dan lancar tanpa ada hambatan yang
berart. Makalah ini, kami susun untuk menambah pengetahuan, menambah wawasan,
memperdalam pemahaman dan menyelesaikan tugas mata kuliah Dasar-Dasar pemisahan
analitk. Makalah ini berjudul “konstanta kesetmbangan kimia”.
Ucapan terima kasih kepada dosen pengampu mata kuliah Dasar-Dasar pemisahan analitk
yang telah memberikan tugas ini yaitu Ibu Dra. Wilda Syahri, M.Pd. Tidak lupa juga kami
berterima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam penyelesaian makalah
ini.
Akhir kata, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembacanya. Kami meminta maaf
dan mengharapkan kritk dan saran dari semua pihak apabila terdapat kesalahan yang di sengaja
maupun tdak disengaja dari makalah ini.
Wassalamualaikum wr,wb.

Jambi,

Februari 2016

BAB I
PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang
Pemikiran mengenai

kereversibelan

reaksi

kimia

mula-mula

dinyatakan secara jelas dalam 1799 oleh C. Berthollet yang menyatakan
adanya deposit natrium karbonat dalam danau garam tertentu dan
menarik kesimpulan bahwa deposit itu dihasilkan oleh konsentrasi
natrium khlorida yang tinggi dan kalsium karbonat yang terlarut,

kebalikan dari percobaan laboratorium yang mana natrium karbonat
bereaksi

dengan

kalsium

khlorida

untuk

mengendapkan

kalsium

karbonat. Dalam 1863 pengaruh yang dimiliki konsentrasi etil alcohol dan
asam asetat terhadap konsentrasi etil asetat telah dilaporkan oleh M.
berthollet dan Saint-Gilles.
Dalam
1864

Guldberg

dan

Waage

menunjukkan

secara

eksperimental bahwa dalam reaksi kimia akan dicapai kesetimbangan
tertentu yang dapat didekati dari dua arah. Mereka yang pertama
menyadari bahwa ada hubungan matematis antara konsentrasi pereaksi
dan

hasil

reaksi

pada

kesetimbangan.

Dalam

1877

Van’t

Hof

mengusulkan bahwa dalam ungkapan kesetimbangan untuk hidrolisis etil
asetat, konsentrasi dari setiap pereaksi harus tampak sebagai pangkat
pertama, setiap pereaksi memiliki koefisien satu dalam persamaan kimia
yang disetarakan.
I.2 Rumusan Masalah
1. Apa itu konstanta kesetimbangan kimia?
I.3 Tujuan
1. Menjelaskan tentang konstanta kesetimbangan kimia.

BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Tetapan Kesetimbangan ( Kc )
Hukum Gulberg – Wooge
Untuk reaksi setimbang :
aA + bB

⇌

cC + dD

berlaku rumus :
[C ]c [ D]d
Kc=
[ A]a [B]b
Untuk reaksi heterogen, zat berfasa padat tidak menentukan harga Kc.
Contoh :
CaCO3(S)

⇌

CaO(s) + CO2(g)

Maka rumusan harga Kc :
Kc = [CO2]
PbSO4(s) + 2KI (aq)

⇌

PbI2 (s) + K2SO4

KI
¿
¿
¿
[K 2 SO 4 ]
Kc=
¿

Zat berfasa padat tidak menentukan harga Kc, karena susah untuk

bergerak. Karena kesetimbangan itu merupakan waktu reaksi dinamis
( bergerak ).
Tetapan kesetimbangan tekanan (Kp)
ntot = n1 + n2 + n3 + .....
Dimana :

ntot : jumlah mol total gas dalam sistem
n1,2,3 : jumlah mol masing - masing gas dalam sistem
Ptot : P1 + P2 + P3 + ..... ( hukum Dalton )
Ptot : tekanan total gas dalam sistem
P1,2,3 : Tekanan masing – masing gas dalam sistem ( tekanan parsial )
2.2

Tetapan Kesetimbangan ( Kp)
Tekanan parsial gas dirumuskan :
P=

n
× P tot :
ntot

Untuk reaksi kesetimbangan gas
2 A(g) + B (g)
Kp=

⇌ 2 C (g), maka :

P(C)2
P( A )2 . P( B)

hubungan tetapan kesetimbangan Kp dengan Kc berdasarkan hukum
gas ideal :
pv = nRT
p=

nRT
V

P=MRT
Karena

P(C)2
Kp=
P( A )2 . P( B)
Maka :

M
¿
RT
¿c ¿
¿
¿2
¿
M
¿
RT
¿n¿
¿
¿
Kp=¿
2

2
[C ]
RT
Kp= 2 ×
2
[ A ] [ B ] RT . RT

Kp=Kc . RT (2−3 )
Kp=Kc . RT

∆n

2.3 Kesetimbangan Kimia dalam Campuran Gas Ideal
Telah diperlihatkan dalam persamaan (2.12), bahwa µ gas ideal dalam
suatu campuran gas diberikan dengan :
µ i = µ i o + RT ln pi
dimana pi adalah tekanan parsial gas dalam campuran. Harga µ i ini
digunakan untuk menghitung ∆G reaksi
α A + β B → γC + δD
dimana A, B, C dan D menunjukkan rumus kimia zat, sedangkan α , β , γ,
δ menunjukkan koefisien stoikiometrik. Kemudian

Missal
∆Go = γ µ oC + δ µ oD − (α µ oA + β µ oB )
o
∆G
adalah
energi
Gibbs
reaksi
standar.
mengkombinasikan

term

(2.14)
Kemudian
dengan

logaritma

diperoleh

jika

Maka
∆G = ∆G o + RT ln Qp

(2.17)

Pada kesetimbangan ∆G = 0 dan persamaan (2. 37) menjadi

dimana subskrip e menandai tekanan parsial kesetimbangan. Hasil bagi
tekanan parsial kesetimbangan adalah konstanta kesetimbangan tekanan
Kp:

Dengan menggunakan notasi yang lebih umum, harga µ i dapat

diletakkan untuk memperoleh persamaan
dapat dituliskan
∆G = ∑ i νi µ oi + RT ∑ i νi ln pi
Tetapi
Perubahan energi Gibbs standar , dan ν i ln pi = ln pi νi, sehingga
persamaan menjadi
Tetapi ini merupakan logaritma produk sehingga
ln p1ν1 + ln p2ν2 + … = ln(p1ν1 p2ν2….)
kemudian

Disebut sebagai hasil bagi tekanan yang sesuai, Qp

catatan bahwa karena vi untuk komponen reaktan adalah negatif, kita
mempunyai reaksi yang dimasalahkan
ν1 = − α, ν2 = − β, ν3 = γ, ν4 = δ dan

Sehingga Kp dapat ditulis

Persamaan (2. 18) menjadi

2.4 Kesetimbangan Kimia dalam Campuran Gas Nyata
Untuk gas nyata maka persamaan (2. ) dapat ditulis sebagai berikut

Sehingga
∆G o = − RT ln Kf

(2.26)

Untuk gas nyata, Kf bukannya Kp yang sekedar fungsi temperature.
2.5 Konstanta Kesetimbangan Kx, dan Kc
Ada baiknya juga untuk mengungkapkan konstanta kesetimbangan
suatu gas dalam terminologi fraksi mol, xi, atau konsentrasi, ci daripada
sekedar tekanan parsial. Tekanan parsial, pi, fraksi mol, dan tekanan total, p,
dihubungkan dengan pi = xi.p. Dengan menggunakan hubungan ini untuk
setiap tekanan parsial dalam konstanta kesetimbangan, dari persamaan (2. )
diperoleh

Konstanta kesetimbangan fraksi mol didefinisikan dengan

Kemudian
Kp = Kx.p∆ v

(2.28)

Dimana ∆ v adalah jumlah koefisien stoikiometrik Untuk term konsentrasi
dipenuhi hubungan
Kp = Kc.RT

(2.29)

∆v

Sehingga jika ∆ v = 0 maka Kp = Kc, dan harga perubahan energi Gibbs
menjadi
∆Go = −RT ln Kc

(2.30)

2.6 Penentuan Tetapan Kesetimbangan.
A ⇌ nB

Awal : 1 mol
Akhir : 1 – α

nα

n tot : 1 + ( n-1) α
Pi = Xi P
Kp=∏
i

( )

Kp=

α=

Pi
Po

(

vi

n

α
P n / P on
(
)
1+ n−1 α

)

(

1−a
P/ Po
1+ ( n−1 ) α

)

M1 M2
M 2 Σ vi

Kp=

[(
[(

vB

) ]
1−α
P
1+ ( n−1 ) α ) P ]
nα
P
1+ ( n−1 ) α Po

Kp=

VA

o

[(
[(

n

) ]
1−α
P
)
1+ ( n−1 ) α Po ]
nα
P
1+ ( n−1 ) α Po

1

2.7 Ketergantungan Konstanta Kesetimbangan pada Temperatur
Konstanta kesetimbangan dapat ditulis sebagai berikut
Ln Kp = − ΔGo RT
Dengan diferensiasi

Jika persamaan (2. 14) dibagi T

dengan diferensiasi didapat

(2.31)

dimana µoi adalah energi Gibbs standar zat murni. Dengan menggunakan
harga molar persamaan Gibbs−Helmholtz persamaan (1.47)

Sehingga

karena penjumlahan adalah entalpi standar meningkat untuk reaksi, ΔH o .
Persamaan (2. 34) mengurangi persamaan (2. 33) menjadi

persamaan ini disebut juga persamaan Gibbs−Helmholtz . Jika diekspresikan
untuk ploting grafik

persamaan (2. 36) ini menunjukkan bahwa suatu plot/alur ln Kp terhadap 1/T
memiliki slope sebesar ΔH

o

/R . Karena ΔH

o

hampr konstan, paling tidak di

atas atas cakupan temperatur menengah, alur sering linier.
Konstanta kesetimbangan dapat ditulis sebagai suatu fungsi eksplisit
temperatur dengan integrasi persamaan (2.36). Misalkan pada suatu
temperatur To, harga konstanta kesetimbangan adalah Kp, dan pada suatu
temperatur T:

Jika ΔH o konstan, maka dengan integrasi didapat

Karena ∆Go = ΔH o − T ΔSo
Sehingga

2.8 Kesetimbangan antara Gas Ideal dan Fase Terkondensasi Murni
2.8.1 Dekomposisi Batu kapur
Bila zat padat murni (atau cairan murni yang tak dapat bercampur) terlibat
dalam reaksi, maka potensial kimianya tidak mengalami perubahan pada
perubahan x selama zatnya masih ada. Sebagai contoh adalah reaksi:
CaC03(s) → Ca0(s) + CO2(g)
pada kesetimbangan. Persamaan ini memberikan
µ CaCo3(s)0 = µ o Cao(s) + µ o CO2(g) + RT ln pCO2
∆ G0 = µ o Cao(s) + µ

o

CO2 (g) – µ

o

CaCO3(s) = − RT ln pCO2 = -RT ln Kp

(2.40)
sehingga pada kesetimbangan Kp = pCO2 Bila tekanan parsial CO2 dijaga
lebih rendah dari Kp maka semua CaCO3 diubah menjadi CaO dan CO2, dan
jika dibuat lebih dari Kp maka CaO diubah menjadi CaCO3.
2.8.2 Kesetimbangan penguapan
Contoh penting kesetimbangan antara gas ideal dan fase terkonsensasi
murni adalah kesetimbangan antara suatu zat cair murni dan uapnya:
A (l) →A (g)
Misal p adalah tekanan uap kesetimbangan. Maka

Kp = p dan ∆G o = µ o (g) − µ o (l)
Dengan menggunakan persamaan Gibbs−Helmholtz, persamaan (2. 57)
menjadi

yang merupakan persamaan Clausius−Clapeyron, yang menghubungkan
ketergantungan temperatur dari tekanan uap zat cair terhadap panas
penguapan. Untuk sublimasi perhatikan reaksi

Dimana p adalah tekanan uap kesetimbangan padatan. Sehingga

dimana ΔH o sub adalah panas sublimasi padatan. Suatu plot ln p terhadap
1/T memiliki suatu slope sebesar ΔH o/ R dan mendekati linier.

SOAL-SOAL
1. Ozon didapatkan dari oksigen dengan reaksi :
3
o ⇌ o3
2 2
jika ∆ G0 f ozon adalah163,43 kJ mol−1 , hitung K p pada 250 C .
Energi bebas standar reaksiakan menjadi
∆ G0 ( reaksi )=

produk

∑

¿ ∆ G0 f (i)−

i

reaktan

∑

¿ ∆ G0 f ( i )

i

3
¿ 163,43− × 0
2
¿ 163,43 KJ
substitusikan harga−harga ini dalam persamaan :
0
3
−1
−∆ G
163,43 ×10 J mol
163,43× 103
=
¿
In Kp =
atau
log
Kp
RT
( 8,314 ) ( 298 )( 2,303 )
( 8,314 J mol−1 k −1 ) ( 298 K )
¿−28,69
−28,69
−28
Kp=10
=0,20 × 10
2. Dalam soal No.1 jika reaksi dilakukan pada 1 atm dan temperature 250
c, hitung KX dan Kc.
Harga Kp yang diperoleh dalam soal No.1 adalah :
−28,69
−29
Kp=
sekarang dengan mensubstitusikan masing10
=2,04 × 10
masing harga dalam hubungan :
−∆

K x =K P ( P )

V

−1

=( 2,04 × 10−29) ( 1 atm ) 2 =2,04 × 10−29 atm

Dalam hal yang sama
−∆

K c =K P ( RT )

V

=

2,04 ×10−29

[ ( 0,0821dm
¿ 4 ,13 ×10

−30

3

mol k ) ( 298 K ) ]
−1

−1

1
2

−1
2

BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1. Konstanta kesetimbangan terdiri dari Kf, Kp, Kx, dan Kc.
2. Konstanta kesetimbangan (Kc) :
Kc=

[C ]c [ D]d
[ A] a [B] b

3. Konstanta kesetmbangan (Kx)

4. Konstanta kesetmbangan (Kp)
P(C)2
Kp=
P( A )2 . P( B)
5. Konstanta kesetimbangan gas nyata

DAFTAR PUSTAKA
Dogra, S.K dan S. Dogra. 2009. Kimia Fisik dan Soal-Soal. Penerbit
Universitas Indonesia. Jakarta.

Tim Dosen Kimia Fisika. 2003. Buku Ajar Kimia Fisika 2. Universitas Negeri Semarang :
Semarang

16