B,Tetapan kesetimbangan

A.   Tetapan Keseimbangan

1.                  Hukum Kesetimbangan

Susunan kesetimbangan reaksi antara gas karbon monoksida dengan gas hidrogen membentuk metana uap air pada suhu 1.200K: CO_(g) + 3H_2(g) ⇌ CH_4(g) +H₂O_(g)

Konsentrasi awal		Konsentrasi pada keadaan setimbang				[CH4] [H2O]
( M )		( M )
[CO]	[H2]	[CO]	[H2]	[CH]	[H2O]	[CP] [H2]3
0,1000	0,3000	0,0613	0,0613	0,0387	0,0387	3,93
0,2000	0,3000	0,1522	0,1522	0,0478	0,0478	3,91
0,1000	0,4000	0,4000	0,0479	0,0521	0,0521	3,92
0,1000	0,1000	0,1000	0,0894	0,0106	0,0106	3,94

Data dalam table menunjukan bahwa komposisi kesetimbangan tergantung pada perbandingan mol pereaksinya. Nilai hukum keseimbangan disebut tetapan kesetimbangan dan di nyatakan dengan lambang K_c . ungkapan hukum kesetimbangn untuk reaksi kesetimbangan di atas di tulis sebagai berikut.

[CH₄] [H₂O]

                                           K_c =  ──────────

[CO] [H₂]³

Secara umum untuk reaksi :

mA + nB ⇌ pC + qD

persamaan tetapan kesetimbangan adalah

[C] ^P [D]^q

                                           K_c =  ──────────

[A] ^m [B]ⁿ

Karena satuan konsentrasi adalah M, maka satuan K_c = M ^{(p + q) – (m + n)}

Perhatikan contoh berikut :

Contoh  : N_2(g) + 3H_2(g) ⇌ 2NH_3(g)

[NH₃]²

                                           K_c =  ────────── M^-2

[N₂] [H₂]³

Beberapa hal yang perlu diperhatikan tentang nilai tetapan kesetimbangan :

·         Konsentrasi zat yang dimasukan ke dalam persamaan tetapan kesetimbangan adalah konsentrasi setimbang

·         Nilai tetapan kesetimbangan bergantung pada suhu

·         Nilai tetapan keseimbangn mencerminkan ketuntasan reaksi

2.                  Tetapan Kesetimbangan Tekanan (K_p)

Tetapan kesetimbangan yang berdasarkan tekanan parsial disebut tetapan kesetimbangan tekanan dan dinyatakan dengan K_p.

Contoh : 

N_2(g) + 3H_2(g) ⇌ 2NH_3(g)

P²_NH3

                                           K_p =  ────────── atm^-2

P_N2 X P_O2

3.                  Tetapan Kesetimbangan Untuk Kesetimbangan Heterogen

Persamaan tetapan kesetimbangan hanya mengandung komponen yang konsentrasi atau tekananya berubah selama reaksi berlangsung.

Contoh :

BiCI_3(aq) + H₂O_(𝑙) ⇌ BiOCI_(s) + 2HCI_(aq)

P²_NH3

                                           K_p =  ────────── atm^-2

P_N2 X P_O2

BiOCI_(s) dan  H₂O_(𝑙) tidak disertakan dalam persamaan K_c.

4.                  Hubungan K_P dengan K_c

Persamaan gas ideal

PV = nRT

Tekanan gas

    nRT

                            P =   ─────

                  V

                                                                                          nRT

Dengan mengganti P pada persamaan K_p dengan  P = ─────  , maka dapat

                                                                                          V

diturunkan hubungan K_p dengan K_c sebagai berikut :

K_{p =}  K_c(RT)^∆

5.                  Matriks Kesetimbangan

Matriks kesetimbangan terdiri dari tiga baris, yaitu rincian tentang komposisi awal, jumlah mol zat yang terlibat dalam reaksi dan komposisi akhir.