Chapter 14 Kesetimbangan Kimia; Sub Chapter 14.4 - 14.5

1. Tujuan [kembali]

  • Kami melihat bahwa mengetahui konstanta keseimbangan memungkinkan kita untuk memprediksi arah reaksi bersih terhadap keseimbangan dan untuk menghitung konsentrasi keseimbangan. (14.4)
  • Bab ini diakhiri dengan diskusi empat faktor yang mungkin dapat mempengaruhi posisi keseimbangan: konsentrasi, volume atau tekanan, suhu, dan katalis. Kami belajar menggunakan prinsip Le Châtelier untuk memprediksi perubahan. (14.5)

2. Alat dan Bahan [kembali]

    a. Alat [kembali]

    • Ground

        b. Bahan [kembali]

        • Resistor
      • Baterai 9  Volt
        • LED

        • LDR


        • Transistor NPN

3. Dasar Teori [kembali]

 14.4 Konstanta Keseimbangan

    Menurut Guldberg dan Walden yang menjelaskan hukum kesetimbangan,hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kanan yang dipangkatkan dengan koefisiennya, dan dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat di sebelah kiri yang dipangkatkan dengan koefisiennya memiliki harga tertentu pada suhu tetap. Maksudnya yaitu angka yang memberikan hubungan antara jumlah produk dan reaktan dari campuran reaksi pada kesetimbangannya disebut dengan konstanta kesetimbangan. Persamaan konstanta kesetimbangan yang dapat dibentuk menurut hukum diatas: 

aA + bB ⇄ cC + dD





Ini juga dikenal sebagai konstanta kesetimbangan konsentrasi karena konsentrasi reaktan dan produk digunakan dalam penulisan ekspresi. Ini dilambangkan oleh Kc. Jika nilai K lebih tinggi dari 1, keseimbangannya akan menguntungkan produk. Tetapi jika nilai K lebih rendah dari 1, kesetimbangannya lebih disukai reaktan. Saat menulis ekspresi konstanta kesetimbangan, harus mempertimbangkan nilai stoikiometrik dari persamaan tersebut.Konstanta kesetimbangan terdiri dari:

1. Konstanta Konsentrasi

Konstanta konsentrasi adalah konstanta kesetimbangan yang dipengaruhi konsentrasi. Konstanta konsentrasi (Kc) dipengaruhi oleh konsentrasi zat yang berwujud larutan dan gas.Jika reaksi mengandung zat berwujud padat dan cair, maka pangkat konsentrasi zatnya nol, karena zat padat dan cair tidak memiliki konsentrasi. Contoh:


2. Konstanta Tekanan

Konstanta Tekanan adalah konstanta  kesetimbangan yang dipengaruhi tekanan. Konstanta tekanan (Kp) dipengaruhi oleh tekanan zat-zat yang berwujud gas.Jika reaksi mengandung zat berwujud selain gas, maka pangkat tekanan zatnya nol, karena zat selain gas tidak memiliki tekanan. Contoh:

mA(g) + nB(g) D pC(g) + qD(g)

 Satuan konstanta dapat disesuaikan dengan pangkat konsentrasi maupun pangkat tekanan. Konstanta konsentrasi dengan konstanta tekanan dapat dihubungkan melalui persamaan gas ideal pada suhu sama, dapat dirumuskan: 


    Untuk mengetahui apakah reaksi telah mencapai kesetimbangan dan memprediksikan arah reaksi, ditentukan nilai dari kuosien reaksi, Qc, dengan mensubstitusikan nilai konsentrasi masing-masing substansi (produk dan reaktan) pada keadaan setimbang pada konstanta kesetimbangan kimia, Kc, dengan nilai konsentrasi awal masing-masing substansi pada keadaan reaksi tersebut.

Qc = Kc , reaksi telah mencapai kesetimbangan. Jika Qc = Kc, reaktan ⇌ produk

Qc < Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kiri ke kanan (pembentukan produk) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc < Kc, reaktan → produk

Qc > Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kanan ke kiri (pembentukan reaktan) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc > Kc, reaktan ← produk


 14.5 Faktor yang Mempengaruhi Keseimbangan Kimia


Perubahan Konsentrasi

    Perubahan konsentrasi baik produk maupun reaktan mengakibatkan terjadinya pergeseran kesetimbangan sistem. Berdasarkan asas Le Chatelier, apabila pereaksi atau produk reaksi berubah, maka kesetimbangan akan bergeser untuk mengurangi pengaruh perubahan konsentrasi yang terjadi sampai diperoleh kesetimbangan yang baru. Simak pengaruh perubahan konsentrasi terhadap kesetimbangan berikut ini.

a. Konsentrasi pereaksi atau produk reaksi diperbesar/diperkecil

Misal karbon dioksida direaksikan dengan air akan berada dalam kesetimbangan berikut.

CO2(g)  + H2O(l)   ⇌  H2CO3(aq)

Jika konsentrasi gas karbon dioksida diperbesar, maka kesetimbangan akan terganggu. Kesetimbangan reaksi bergeser kearah hidrogen karbonat, kemudian akan terbentuk kembali kesetimbangan baru dalam rangka mengatasi adanya perubahan tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi hydrogen karbonat diperbesar, maka akan terjadi pergeseran kesetimbangan ke arah gas karbon dioksida. Perlu diketahui bahwa selama suhu dijaga tetap, maka nilai tetapan kesetimbangan tidak akan berubah. Kesetimbangan hanya mengalami pergeseran sedangkan nilai tetapan akan tetap.

b. Pengenceran

Pengenceran (penambahan pelarut cair seperti air) akan memperkecil konsentrasi zat-zat yang terlarut di dalamnya. Sesuia asas Le Chatelier, kesetimbangan akan bergeser ke arah total mol yang lebih besar guna memperbesar konsentrasi zat-zat sampai kesetimbangan baru dicapai. Untuk pengenceran reaksi kesetimbangan:

aA + bB   ⇌  cC  + dD

 

Perubahan Suhu
Kenaikan suhu reaksi dalam kesetimbangan kimia secara termodinamika akan menaikkan kecepatan reaksi. Pergeseran kesetimbangan akibat perubahan suhu harus dilihat dari sifat reaksi tersebut apa merupakan reaksi eksoterm atai endoterm. Sebagaimana dengan perubahan konsentrasi, maka menurut asas Le Chatelier, bahwa apabila suhu dinaikkan maka reaksi akan bergeser ke arah reaksi yang memerlukan panas (endoterm). Sebaliknya, jika suhu diturunkan, maka reaksi akan bergeser kearah reaksi yang mengeluarkan panas (eksoterm). Misal reaksi pembentukan gas SO3 yang bersifat eksoterm. Persamaan reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut.

 2SO2(g)  + O2(g)   ⇌  2SO3(g)  + kalor


Perubahan Tekanan

    Perubahan tekanan pada kesetimbangan reaksi akan mempengaruhi keadaan kesetimbangan. Pada suhu tetap, jika tekanan diubah, maka akan terjadi pergeseran kesetimbangan. Kesetimbangan yang dipengaruhi oleh tekanan adalah kesetimbangan homogen fase gas. Karena fase gas sangat mudah dipengaruhi tekanan. Menurut asas Le Chatelier, jika tekanan dalam sistem kesetimbangan diubah, maka sistem akan mengadakan aksi agar pengaruh tersebut berkurang. Perubahan tekanan tidak akan mengubah nilai tetapan kesetimbangan, karena pada sistem ini suhu dijaga tetap. Sebagai contoh:

2NO2(g)  ⇌ N2O4(g)  + energi


Perubahan Volume

    Perubahan volume pada kesetimbangan reaksi akan mempengaruhi keadaan kesetimbangan. Volume mempengaruhi kesetimbangan karena perubahan tekanan. Pada sistem ini, jika tekanan sistem diperbesar maka volume akan menjadi kecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang memiliki jumlah mol lebih kecil. 


Katalis
    Katalis merupakan zat yang ditambahkan ke dalam larutan untuk mempercepat laju reaksinya. Penambahan katalis tidak akan mempengaruhi kesetimbangan. Hal ini karena katalis hanya mempercepat tercapainya kesetimbangan.

4. Percobaan [kembali]

    a. Prosedur Percobaan:

    1. Bukalah aplikasi proteus terlebih dahulu.
    2. Buka schematic capture, pilih bagian component mode (), dan pada bagian devices klik 'P'.
    3. Pastikan kategorinya berada pada all categories agar mudah dalam melakukan pencarian.
    4. Ketikkan semua nama bahan komponen yang dibutuhkan dalam rangkaian.
    5. Double klik komponen yang kita butuhkan agar komponen tersebut muncul dikolom Devices.
    6. Buka bagian Terminals mode ().
    7. Pilih terminal yang diperlukan.
    8. Setelah semua komponen didapatkan, letakkan komponen pada papan rangkaian.
    9. Rangkailah semua komponen sesuai prinsipnya.
    10. Klik play () pada bagian kiri bawah aplikasi untuk menjalankan rangkaian simulasi.
    11. Saat di play, jika rangkaian simulasi sudah benar dan sesuai, maka akan muncul output cahaya

    b. Rangkaian Simulasi [kembali]

Foto rangkaian simulasi

Simulasi rangkaian saat terkena cahaya

Prinsip kerja rangkaian simulasi

Rangkaian simulasi saat tidak ada cahaya

    Sensor cahaya/LDR adalah rangkaian elektronika yang dapat mengubah suatu besaran optik (cahaya) menjadi besaran elektrik. Dalam penggunaannya, sensor cahaya biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari misalnya digunakan sebagai rangkaian lampu otomatis. Contohnya lampu penerangan di jalan tol, lampu penerangan di rumah, dan lampu penerangan di taman. Prinsip kerja dari rangkaian  adalah saat ldr tidak terkena cahaya atau dalam keadaan gelap maka led akan menyala, sebaliknya jika LDR terkena cahaya maka LED akan mati.

    c. Video [kembali]




Electricity LightningElectricity Lightning