KESETIMBANGAN KIMIA DAN APLIKASINYA DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI
REAKSI KESETIMBANGAN
Reaksi kesetimbangan adalah reaksi dimana
zat-zat di ruas kanan (hasil reaksi/produk) dapat bereaksi kembali membentuk
zat-zat di ruas kiri (pereaksi/reaktan).
Keadaan kesetimbangan terjadi apabila
kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri. Pada keadaan
ini konsentrasi zat-zat tidak lagi berubah, sehingga reaksi dianggap selesai.
Pada keadaan kesetimbangan :
Reaksi tetap berlangsung kedua arah dengan
kecepatan yang sama (kesetimbangan dinamis).
Konsentrasi zat-zat tidak lagi berubah.
Ditinjau dari fasa zat yang terlibat dengan
reaksi dikenal dua jenis reaksi kesetimbangan, yaitu :
Reaksi kesetimbangan homogen, yaitu bila zat
mempunyai fasa yang sama. Misalnya :
3 H2(g) + N2(g) ↔ 2NH3(g)
Reaksi kesetimbangan heterogen, yaitu bila zat
yang terlibat reaksi lebih dari satu fasa. Misalnya :
CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2(g)
TETAPAN KESETIMBANGAN BERDASARKAN KONSENTRASI
(Kc)
Tetapan kesetimbangan (Kc atau K) menunjukkan
perbandingan komposisi hasil reaksi dan pereaksi pada keadaan setimbang pada
suhu tertentu.
Untuk suatu reaksi kesetimbangan berikut:
pA +
qB ↔ rC + sD
|
!!! Harga tersebut berlaku untuk fasa
larutan(aq) dan gas(g).
Jika nilai K ˃ 1, hasil atau produk yang
terbentuk lebih banyak dari pereaksi yang tersisa.
Jika nilai K < 1, hasil atau produk yang
terbentuk lebih sedikit dari pereaksi yang tersisa.
Yang dimasukkan ke dalam rumus K hanya
konsentrasi zat-zat yang berfasa (aq) dan (g).
Harga atau tetapan K hanya dipengaruhi oleh
suhu, jadi selama suhu tetap, harga ketetapan kesetimbangan (K) juga tetap,
tidak berubah.
Untuk reaksi endoterm: bila suhu dinaikkan,
nilai K bertambah besar.
Untuk reaksi eksoterm: bila suhu dinaikkan,
nilai K lebih kecil.
Membandingkan harga K beberapa reaksi:
Jika reaksi dibalik, harga K menjadi ½ K
Jika reaksi dikali X, K menjadi Kx
Jika reaksi dibagi X, nilai K menjadi
Jika reaksi-reaksi dijumlahkan, harga-harga K
dikalikan.
TETAPAN KESETIMBANGAN PARSIAL GAS (Kp)
aA + bB ↔ cC dD
|
Yang masuk rumus Kp hanya senyawa yang berfasa
gas (g)
PA = Tekanan Parsial Gas A
Hubungan Kp dan Kc
Kp = Kc (RT)Δn
Dengan :
R= tetapan Gas (0,825 atm)
T = Suhu (K)
Δn = Koefisien gas kanan – koefisien gas kiri.
PERGESERAN KESETIMBANGAN
Faktor-faktor yang dapat menggeser arah
kesetimbangan antara lain:
Konsentrasi
Semakin banyak koefisien zat kiri/reaktan
ditambahkan, produk yang terbentuk semakin banyak, reaksi bergeser ke kanan.
Semakin banyak koefisien zat kanan
ditambahkan, reaktan terbentuk semakin sedikit, reaksi bergeser ke arah kiri.
Temperatur
Ketika suhu dinaikkan, reaksi akan bergeser ke
arah reaksi endoterm (ΔH positif)
Ketika suhu diturunkan, reaksi akan bergeser
kearah reaksi eksoterm (ΔH negatif)
Volume dan Tekanan
Tekanan tinggi, volume kecil -> koefisien
gas kecil
Tekanan diperkecil, volume diperbesar ->
koefisien gas besar
CONTOH:
Reaksi 3Fe(s) + 4H2O(g) ↔ Fe3O4(s) + 4H2(g)
Tentukan rumus Kp
Ke arah mana kesetimbangan akan bergeser jika:
Suhu dinaikkan
Tekanan dipekecil
JAWAB
a.
suhu dinaikkan reaksi bergeser ke arah
endoterm / ΔH positif, reaksi bergeser ke arah kiri.
Tekanan diperkecil, koefisien = 4, tidak
menggeser kesetimbangan.
APLIKASI KESEIMBANGAN KIMIA
Sel galvani (volta)
Sel Galvani atau disebut juga dengan sel volta
adalah sel elektrokimia yang dapat menyebabkan terjadinya energi listrik dari
suatu reaksi redoks yang spontan. reaksi redoks spontan yang dapat
mengakibatkan terjadinya energi listrik ini ditemukan oleh Luigi Galvani dan
Alessandro Guiseppe Volta
Prinsip-prinsip sel volta atau sel galvani :
Gerakan elektron dalam sirkuit eksternal
akibat adanya reaksi redoks.
Aturan sel volta :
Terjadi perubahan : energi kimia → energi
listrik
Pada anoda, elektron adalah produk dari reaksi
oksidasi; anoda kutub negatif
Pada katoda, elektron adalah reaktan dari
reaksi reduksi; katoda = kutub positif
Elektron mengalir dari anoda ke katoda
Deret Volta/Nerst
Li, K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Fe Ni, Sn,
Pb, (H), Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Semakin ke kanan, mudah direduksi dan sukar
dioksidasi. Semakin ke kiri, mudah dioksidasi, makin aktif, dan sukar
direduksi.
Prinsip:
Anoda terjadi reaksi oksidasi ; katoda terjadi
reaksi reduksi
Arus elektron : anoda → katoda ; arus listrik
: katoda → anoda
Jembatan garam : menyetimbangkan ion-ion dalam
larutan.
Contoh dari sel galvani:
Notasi sel:Zn/Zn+2//Cu+2/Cu
/ = potensial ½ sel
// = potensial sambungan Sel (cell junction
potential; jembatan garam)
Macam-macam Sel Galvani
Sel Kering atau Sel Leclance
Sel ini sering dipakai untuk radio, tape,
senter, mainan anak-anak, dll.
Katodanya sebagai terminal positif terdiri
atas karbon (dalam bentuk grafit) yang terlindungi oleh pasta karbon, MnO2 dan
NH4Cl2
Anodanya adalah lapisan luar yang terbuat dari
seng dan muncul dibagian bawah baterai sebagai terminal negatif.
Elektrolit : Campuran berupa pasta : MnO2 + NH4Cl
+ sedikit Air
Reaksi anoda adalah oksidasi dari seng
Zn(s) → Zn2+ (aq) + 2e-
Reaksi katodanya berlangsung lebih rumit dan
suatu campuran hasil akan terbentuk. Salah satu reaksi yang paling penting
adalah :
2MnO2(s) + 2NH4 + (aq) + 2e- → Mn2O3(s) + 2NH3(aq)
+ H2O
Amonia yang terjadi pada katoda akan bereaksi
dengan Zn2+ yang dihasilkan pada anoda dan membentuk ion Zn(NH3)42+.
2. Sel Aki
Katoda: PbO2
Anoda : Pb
Elektrolit: Larutan H2SO4
Reaksinya adalah :
PbO2(s) + 4H+(aq) + SO42-(aq) → PbSO4(s) + 2H2O
(katoda) Pb (s) + SO42-(aq) → PbSO4(s) + 2e- (anoda) PbO2(s) + Pb (s) + 4H+(aq)
+ 2SO42-(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O (total)
Pada saat selnya berfungsi, konsentrasi asam
sulfat akan berkurang karena ia terlibat dalam reaksi tersebut.
Keuntungan dari baterai jenis ini adalah bahwa
ia dapat diisi ulang (recharge) dengan memberinya tegangan dari sumber luar
melalui proses elektrolisis, dengan reaksi :
2PbSO4(s) + 2H2O → PbO2(s) + Pb(s) + 4H+(aq)
+ 2SO42-(aq) (total)
Kerugian dari baterai jenis ini adalah, secara
bentuk, ia terlalu berat dan lagi ia mengandung asam sulfat yang dapat saja
tercecer ketika dipindah-pindahkan.
3. Sel Bahan Bakar
Elektroda : Ni
Elektrolit : Larutan KOH
Bahan Bakar : H2 dan O2
Baterai Ni – Cd
Disebut juga baterai ni-cad yang dapat diisi
ulang muatannya dan yang umum dipakai pada alat-alat elektronik peka.
Potensialnya adalah 1,4 Volt.
Katoda : NiO2 dengan sedikit air
Anoda : Cd
Reaksinya :
Cd(s) + 2OH- (aq) → Cd(OH)2(s) + 2e-
2e- + NiO2(s) + 2H2O → Ni(OH)2(s) + 2OH-(aq)
Baterai ini lebih mahal dari baterai biasa.
Nama : JAMA’ATIN
NIM : 15630018
Leave a Comment