LAPORAN PRAKTIKUM KIMIA ANORGANIK II
“ KIMIA MANGAN “
Oleh :
Jeylen Lingkan Lintang
09 312 469
KELAS : A
KELOMPOK : 2
UNIVERSITAS NEGERI MANADO
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN PENDIDIKAN KIMIA
2011
KESETIMBANGAN KIMIA
A. HUKUM KESETIMBANGAN KIMIA UNTUK SUATU REAKSI KIMIA
Sebagian konsentrasi ditentukan oleh konsentrasi awal yang telah ditentukan secara stoikiometri, tetapi seluruh konsetrasi kesetimbangan terkait dengan suatu ketetapan yang disebut hukum kesetimbangan atau ketetapan keseimbangan suatu reaksi.
Sebagai contoh, marilah kita perhatikan reaksi antara H2 dan N2 membentuk NH3.
3H2(g )+ N2(g) 2NH3(g)
Reaksi ini adalah salah satu reaksi kesetimbangan yang sangat penting karena digunakan untuk mengambil nitrogen dari atmosfer untuk membuat pupuk dan beberapa senyawa kimia lainnya.
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)c x (D)d / (A)a x (B)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 dan nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu. Contoh: C(s) + CO2(g) « 2CO(g) Kc = (CO)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+) / (Cu2+) |
| - | 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-) |
B. PRINSIP LE CHATELIER DAN KESETIMBANGAN KIMIA
Le CHATELIER (Henri Louis Le CHATELIER) adalah ahli kimia dari prancis yang merumuskan hubungan antara reaksi yang terjadi pada kesetimbangan kimia, yang dengan itu dia terkenal dengan azasnya yang berbunyi "Apabila pada sistem kesetimbangan yang sedang berlangsung dilakukan suatu aksi, timbul reaksi dari sistem sehingga pengaruh aksi tersebut dapat diperkecil".
C. TETAPAN KESETIMBANGAN KIMIA
Dalam system tertutup, dimana tekanan dan suhu dijaga, maka energi bebas Gibbs adalah nol.
Dalam keadaan kesetimbangan reaksi berlangsung dalam dua arah yaitu ke arah pembentukan dan ke arah penguraian. Kita ambil contoh reaksi berikut :
N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3
Dari persamaan kesetimbangan di atas nampak bahwa gas nitrogen bereaksi dengan gas hidrogen membentuk gas amoniak, ditandai dengan arah reaksi ke kanan. Sedangkan reaksi ke arah kiri merupakan reaksi penguraian dari gas amoniak menjadi gas nitrogen dan gas Hidrogen. Pada saat kesetimbangan, ke tiga zat ada di dalam campuran, dimana komposisi zat tidak sama atau tidak sesuai dengan persamaan reaksinya. Komposisi zat yang ada dalam kesetimbangan dicerminkan oleh harga tetapan kesetimbangan.
Perhatikan Gambar di bawah ini.
Kesetimbangan gas dari pembentukan senyawa NH3 dari gas N2 dan H2 dalam system tertutup.
Reaksi umum dari kesetimbangan;
a A + b B ⇄ c C + d D
dan berlaku energi bebas Gibbs ΔG = 0, dimana
Kp = Tetapan kesetimbangan (dalam fasa gas)
pC = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c
pD = tekanan gas D dengan koofisien reaksi d
pA = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a
pB = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b.
pC = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c
pD = tekanan gas D dengan koofisien reaksi d
pA = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a
pB = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b.
Selanjutnya, Guldenberg dan Waage, mengembangkan kesetimbangan dalam fasa larutan, dan mereka menemukan bahwa 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 ini dikenal dengan Hukum Guldberg dan Wange, dan disederhanakan ke dalam persamaan
Kc = Tetapan kesetimbangan (dalam fasa gas)
[C] = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c
[D]= tekanan gas D dengan koofisien reaksi d
[A] = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a
[B] = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b
[C] = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c
[D]= tekanan gas D dengan koofisien reaksi d
[A] = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a
[B] = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b
Persamaan tetapan kesetimbangan di atas, dapat memberikan informasi bahwa harga K kecil menunjukan bahwa zat-zat hasil reaksi (zat C dan D) lebih sedikit dibandingkan dengan zat-zat yang bereaksi (zat A dan B). Jika kita mengukur harga K dan besarnya belum mencapai harga K pada saat kesetimbangan, berarti reaksi yang dilakukan belum mencapai kesetimbangan.
D. PENGARUH SUHU TERHADAP TETAPAN KESETIMBANGAN
Pengaruh suhu terhadap tetapan kesetimbangan dapat dilahat dari persamaan,
menjadi
Untuk mengetahui kebergantungan K terhadap T, maka persamaan diturunkan terhadap T pada tekanan tetap, menjadi :
Dari persamaan Gibbs-Helmholtz :
disubsitusikan menjadi
Jika dianggap tetap ( tak bergantun suhu ), maka:
Jika berada diantara dua suhu, maka menghasilkan
atau
Persamaan tersebut menunjukkan bahwa untuk reaksi yang berlangsung secara endoterm ( ), jika suhunya dinaikkan, maka harga K akan semakin besar, dan jika suhu diturunkan maka harga K akan turun. Untuk reaksi eksoterm ( ), jika suhu dinaikkan maka harga K akan kecil, dan jikasuhu diturunkan, maka harga K akan besar.
E. PERGESERAN KESETIMBANGAN
Perubahan suhu secara isobar
Karena d ln y = 1/y dy, maka
menjadi
Jika positif, reaksi endoterm, maka dKp/dT positif.
· Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan (produk)
· Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri (pereaksi)
Jika negatif, reaksieksoterm, maka dKp/dT negatif.
· Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah kiri (reaktan)
· Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan (produk)
Perubahan tekanan secara isotermal
Jika volume dari sistem diubah secara isotermal, maka tekanan totalnya (P), dan tekanan parsial masing-masing gas (Pi), juga berubah.tetapi Kp tak bergantung pada P, maka erubahna tidak mempengaruhi nilai Kp. Nilai Kx bergantung pada P (kecuali ∑vi= 0) melalui persamaan
Kp = Kx P∑vi
Untuk ∑vi>0,
· Kenaikan P secara isotermal, akan menurunkan Kx dan menggeser kesetimbangan ke arah kiri.
· Penurunan P secara isotermal, akan menaikkan Kx dan menggeser kesetimbangan ke arah kanan.
· Jumlah mol reaktan lebih kecil daripada produk, maka kenaikkan tekanan akan menggeser kesetimbangan ke arah kiri.
Untuk ∑vi<0,
· Kenaikan P secara isotermal, akan menaikkan Kx dan menggeser kesetimbangan ke arah kanan.
· Penurunan P secara isotermal, akan menurunkan kx dan menggeser kesetimbangan ke arah kiri.
· Jumlah mol produk lebih kecil daripada reaktan, maka kenaikkan tekanan akan menggeser kesetimbangan kea rah kanan.
Untuk ∑vi= 0, perubahan secara isotermal tidak akan mempengaruhi keadaan kesetimbangan.
DAFTAR PUSTAKA
Brady, James E,.1999, Kimia Universitas Asas dan Struktur Jilid 2,Tangerang:Binarupa Aksara.
Rohman,Ijang dkk,.2004, Kimia Fisika 1,
Situs Web
http://Hukum-Kesetimbanga--Chem-Is-Try.Org/Situs-Kimia-Indonesia.htm
Soal
1. Jelaskan bagaimana cara mengambil nitrogen dari atmosfer untuk membuat pupuk!
2. Jelaskan hubungan antara reaksi umum dengan persamaan energi bebas Gibbs!
3. Jelaskan bagaimana jika kesetimbangan antara zat padat dan larutan yang dimasukkan dalam perhitungan Kc hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja seperti dalam contoh!
Jawaban
1. Cara untuk mendapatkan nitrogen dari atmosfer yaitu dengan cara proses alami
mengambil gas nitrogen dan mengubahnya menjadi senyawa yang diketahui bermanfaat
sebagai fiksasi nitrogen, dan dilaksanakan oleh bakteri pengikat nitrogen (dan lebih kadang-kadang, petir). Ini 'memperbaiki' nitrogen ke lain senyawa yang mengandung nitrogen: amonia (NH3). Amonia lebih biologis dapat diakses dari gas nitrogen dan digunakan oleh nitrifying bakteri untuk membentuk nitrit (NO2-) dan kemudian nitrat (NO3-). Ini nitrat adalah bentuk nitrogen bahwa tanaman dapat memproses, dan dengan demikian bentuk yang memperkenalkan nitrogen ke dalam rantai makanan kita. Tetapi jika semua atmosfer nitrogen pada akhirnya pada tumbuhan atau hewan, ada akan segera menjadi kekurangan. Untungnya ada bakteri denitrifying yang melengkapi siklus dan mengubah nitrat kembali ke dalam diam dan terjangkau N2. Siklus ini secara alami diatur oleh kecepatan bakteri yang dapat mengubah satu senyawa ke yang lain, dan dengan jumlah bakteri yang tersedia di dalam tanah.
mengambil gas nitrogen dan mengubahnya menjadi senyawa yang diketahui bermanfaat
sebagai fiksasi nitrogen, dan dilaksanakan oleh bakteri pengikat nitrogen (dan lebih kadang-kadang, petir). Ini 'memperbaiki' nitrogen ke lain senyawa yang mengandung nitrogen: amonia (NH3). Amonia lebih biologis dapat diakses dari gas nitrogen dan digunakan oleh nitrifying bakteri untuk membentuk nitrit (NO2-) dan kemudian nitrat (NO3-). Ini nitrat adalah bentuk nitrogen bahwa tanaman dapat memproses, dan dengan demikian bentuk yang memperkenalkan nitrogen ke dalam rantai makanan kita. Tetapi jika semua atmosfer nitrogen pada akhirnya pada tumbuhan atau hewan, ada akan segera menjadi kekurangan. Untungnya ada bakteri denitrifying yang melengkapi siklus dan mengubah nitrat kembali ke dalam diam dan terjangkau N2. Siklus ini secara alami diatur oleh kecepatan bakteri yang dapat mengubah satu senyawa ke yang lain, dan dengan jumlah bakteri yang tersedia di dalam tanah.
2. Hubungan antara reaksi umum dengan persamaan energy bebas Gibbs
a A + b B ⇄ c C + d D
berlaku energi bebas Gibbs ΔG = 0, dimana
3. 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+) / (Cu2+)
Kc = (Zn2+) / (Cu2+)
Jadi, hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja (aq) yang masuk dalam perhitungan Kc.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar