Tetapan Kesetimbangan Reaksi: Pengertian Hukum Rumus Hubungan Kc – Kp Contoh Soal Perhitungan 10

Pengertian Persamaan Tetapan Kesetimbangan Reaksi Kimia. Pada tahun 1864 Cato Gulberg dan Peter Wage menemukan adanya suatu hubungan yang tetap antara konsentrasi komponen dalam kesetimbangan, hubungan yang tetap ini disebut dengan hukum kesetimbangan atau hukum massa.


Pada dasarnya Tetapan kesetimbangan menunjukkan komposisi pereaksi dan hasil reaksi dalam keadaan setimbang pada temperature tertentu.

Hukum Kesetimbangan Reaksi Kimia

Hukum kesetimbangan menyatakan bahwa: “Hasil kali konsentrasi setimbang zat di ruas kanan dibagi dengan hasil kali konsentrasi setimbang zat ruas kiri, masing – masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, mempunyai nilai tetap pada temperature tetap”

Hukum kesetimbangan tersebut merupakan persamaan tetapan kesetimbangan sesuai stoikiometri reaksinya.

Rumus Tetapan Kesetimbangan Reaksi Kimia

Tetapan kesetimbangan kimia dapat dinyatakan dengan notasi sebagai berikut.

Kc = tetapan kesetimbangan kimia yang dinayatakan dalam konsentrasi molar. Tetapan ini hanya berlaku untuk zat- zat dengan fase gas dan larutan (aqueous), sedangkan zat yang berfase padat (atau solid) dan cair (atau liquid) tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangannya.

Kp = tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam tekanan parsial dan hanya berlaku untuk fase gas.

Kx = tetapan kesetimbangan yang dinyatakan dalam fraksi mol

Secara umum untuk reaksi seperti ditunjukkan berikut,

Aa + Bb = Cc + Dd

maka nilai tetapan kesetimbangan adalah:

tetapan-kesetimbangan-reaksi-kimia-contoh

Hubungan Tetapan Kesetimbangan Kimia Kc dengan Kp

Tetapan parsial gas bergantung pada konsentrasi gas dalam ruangan, maka tetapan kesetimbangan parsial Kp dari gas dapat dihubungkan dengan tetapan kesetimbangan konentrasi Kc dari gas tersebut.

Hal ini sesuai dengan persamaan gas ideal, yaitu

P. V = n. R. T

Karena n/V = C

Maka P = C.R.T, sehingga persamaan menjadi

Kp = Kc (RT)∆n

Dengan

∆n = jumlah koefisien kanan – jumlah koefisien kiri

R = tetapan gas = 0,0826 L,atm.mol-1.K-1

T = temperature (K) = (Celcius + 273)

Contoh Tetapan Kesetimbangan Kc

Perhatikan reaksi berikut yang hanya berfase gas dan tetapan kesetimbangan Kc dihitung berdasarkan konsentrasinya.

2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)

Tetapan Kesetimbangan reaksi kimianya dapat dituliskan sebagai berikut:

tetapan-kesetimbangan-reaksi-kimia-kc-contoh

Contoh Tetapan Kesetimbangan Kc

Berikut contoh reaksi dengan Senyawa atau zat yang terlibat berfase aqueous dan solid, sedangkan yang ikut dihitung hanya yang berfase aqueous saja.

AgNO3(aq) + NaCl(aq) = AgCl(s) + NaNO3(aq)

Dengan demikian, maka tetapan kesetimbangan Kc adalah:

tetapan-kesetimbangan-reaksi-kimia-kc2-contoh

Konsentrasi senyawa AgCl tidak ikut dihitung karena berfase padat / solid

Contoh Tetapan Kesetimbangan Kp

Perhatikan reaksi di bawah yang hanya melibatkan zat berfase gas, baik reaktan maupun produk reaksi. Tetapan kesetimbangan Kp dihitung dari tekanannya seperti berikut:

P = (mol gas tersebut/mol total) x Ptotal

2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g)

tetapan-kesetimbangan-reaksi-kimia-kp-contoh

Meramalkan Arah Reaksi Dan Tetapan Kesetimbangan Qc Kc

Apabila ke dalam persamaan tetapan kesetimbangan, zat- zat hasil reaksi dan zat-zat pereaksi yang dimasukkan bukan merupakan keadaan setimbang, maka harga yang diperoleh disebut kuotion reaksi (Qc).

Pengertian Kuotion Reaksi Qc

Kuotion reaksi merupakan perbandingan konsentrasi- konsentrasi yang bentuknya sama dengan persamaan Kc.

Ketentuannya:

  • Jika Qc < Kc, berarti reaksi akan berlangsung dari kiri ke kanan sampai dengan tercapai keadaan setimbang
  • Jika Qc > Kc, berarti reaksi akan berlangsung dari kanan ke kiri sampai dengan tercapai keadaan setimbang
  • Jika Qc = Kc, berarti reaksi dalam keadaan setimbang

Contoh Soal dan Pembahasan Kesetimbangan Reaksi Kimia

1). Contoh Soal Perhitungan Tetapan Kesetimbangan Reaksi Kp Penguraian IBr

Gas IBr terurai sesuai dengan kesetimbangan reaksi berikut:

2 IBr (g) = Br2 (g) + I2 (g)

Dalam bejana 10 liter dimasukan 0,4 mol gas IBr. Setelah tercapai kesetimbangan, diperoleh 0,1 mol gas Br2. Tentukanlah ketetapan kesetimbangan Kp reaksi tersebut;

Diketahui

[IBr] = 0,4 mol (konsentrasi mula mula)

[Br2] = 0,1 mol (konsentrasi kesetimbangan)

Volume = 10 L

Menentukan Konsntrasi Mol Kesetimbangan Reaksi  Penguraian IBr

Konsentrasi mol kesetimbangan reaksi dapat ditentukan dengan cara seperti berikut

2 IBr (g) = Br2 (g) + I2 (g)

m : 0,4          –            –

r   : 0,2         0,1         0,1

s   : 0,2         0,1         0,1

Keterangan

Untuk Reaktan

s = m – r

Untuk Produk Reaksi

s = m + r

m = konsentrasi mula mula

[IBr] = 0,4 mol/10L atau

[IBr] = 0,04 M (Molaritas = mol/liter)

r = konsentrasi yang bereaksi

[Br2] = 0,1 mol/10L = 0,01 M

[I2] = 0,1mol/10L = 0,01 M

[IBr] = 0,2 mol/10L = 0,02 M

s =  konsentrasi kesetimbangan

[Br2] = 0,1 mol/10L = 0,01 M

[ I2] = 0,1mol/10L = 0,01 M

[IBr] = 0,2 mol/10L = 0,02M

Dengan menggunakan data baris s yaitu jumlah mol kesetimbangan, maka tetapan kesetimbangannya dapat dirumus dengan persamaa berikut

Kp = [Br2][ I2]/[IBr]2

Kp = [0,01][0,01]/[0,02]2

Kp = 0,25

Jadi tetapan kesetimbangan reaksinya adalah 0,25

2). Contoh Soal Perhitungan Tetapan Kesetimbangan Reaksi Penguraian PCl5

Sebanyak 5 mol PCl5 dimasukkan dalam bejana tertutup sehingga tercapai reaksi kesetimbangan seperti berikut;

PCl5 (g) = PCl3 (g) + Cl2 (g)

Jika pada keadaan setimbang terdapat 2 mol gas klor dan tekanan total adalah 2 atm, tentukanlah tetapan kesetimbangan reaksi tersebut:

Diketahui

[Cl2] = 2 mol (keadaan setimbang)

P(tot) = 2 atm

Cara Mencari Jumlah Mol Kesetimbangan Reaksi Penguraian PCl5

Jumlah mol pada reaksi kesetimbangan PCl5 dapat ditentukan dengan cara seperti berikut

PCl5 (g) = PCl3 (g) + Cl2 (g)

m : 5         –                –

r   : 2           2                2

s   : 3           2                2

Menentukan Tekanan Parsial Reaksi Kesetimbangan PCl5

Tekanan parsial gas reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan dengan rumus berikut

P = (mol/mol tot) x Ptot

mol total = 3 + 2 + 2 = 7 mol

Tekanan Parsial P(PCl5)

P(PCl5) = 3/(3+2+2) x (2 atm)

P(PCl5) = (3/7) x (2 atm)

P(PCl5) = 6/7 atm

Tekanan Parsial P(PCl3)

P(PCl3) = 2/(3+2+2) x (2 atm)

P(PCl3) = (2/7) x (2 atm)

P(PCl3) = 4/7 atm

Tekanan Parsial P(Cl2)

P(Cl2) = 2/(3+2+2) x (2 atm)

P(Cl2) = 4/7 atm

Rumus Cara Menghitung Tetapan Kesetimbangan Reaksi Penguraian PCL5

Tetapan kesetimbangan reaksi Kp dapat dirumuskan dengan persamaan seperti berikut

Kp = [P(PCl3) x P(Cl2)]/[P(PCl5)]

Kp = (4/7 x 4/7)/(6/7)

Kp = 8/21

Jadi Tetapan kesetimbang reaksinya adalah 8/21

3). Contoh Soal Perhitungan Tetapan Kesetimbangan Reaksi Sintesis Oksigen Difluorida OF2

Gas oksigen difluoride OF2 disintesis dari reaksi antara gas F2 dengan gas O2 sesuai reaksi berikut;

2 F2 (g) +  O2 (g) =  2 OF2 (g)

Reaksi dilakukan dalam bejana dengan volume tertentu. Tekanan awal gas F2 dan gas O2 diketahui masing masing 1 atm.

Jika pada kesetimbangan tekanan total gas adalah 1,75 atm, tentukan nilai ketetapan kesetimbangan Kp reaksi tersebut

Diketahui:

P(F2) = 1 atm

P(O2) = 1 atm

Ptot = 1,75 atm

Cara Menghitung Tekanan Parsial Kesetimbangan Reaksi Sintesis OF2

Tekanan parsial pada kesetimbangan reaksi OF2 dapat ditentukan dengan cara seperti berikut

2 F2 (g)   +  O2 (g) =  2 OF2 (g)

m : 1           1               –

r   : 2x         x               2x

s   : 1-2x     1-x            2x

x = tekanan pada saat reaksi terjadi

m = tekanan mula mula

r = tekanan saat reaksi

s = tekanan kesetimbangan

P(F2) = 1 – 2(x)  

P(O2) = 1 – x

P(OF2) = 2(x)

Ptot = (1-2x) + (1-x) + (2x)

Ptot = 2 – x

1,75 = 2 – x

x = 2 – 1,75

x = 0,25 atm

Sehingga tekanan parsial pada keadaan setimbang dapat dihitung dengan cara berikut

P(F2) = 1 – 2(0,25) = 0,5 atm

P(O2) = 1 – 0,25 = 0,75 atm

P(OF2) = 2(0,25) = 0,5 atm

Rumus Menentukan Tetapan Kesetimbangan Reaksi Sintesis Oksigen Difluorida OF2

Tetapan kesetimbangan reaksi sintesis OF2 dapat dirumuskan dengan menggunakan persamaan berikut

Kp = (P.OF2)2/[(P.F2)2 (P.O2)]

Kp = (0,5)2/[(0,5)2 x (0,75)]

Kp = 1,333

Jadi, tetapan kesetimbangan reaksi sistesis adalah 1,333

4). Contoah Soal Perhitungan Tetapan Kesetimbangan Reaksi Nitrogen Monoksida NO dan Gas Hidrogen H2.

Campuran 0,08 mol NO, 0,06 mol H2, 0,12 mol N2 dan 0,36 mol H2O dimasukkan dalam bejana 2 L sehingga membentuk reaksi kesetimbangan berikut

2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g)

Pada keadaan kesetimbangan konsentrasi NO adalah 0,02 M, tentukan nilai Kc untuk reaksi tersebut:

diketahui:

volume = 2 L

[NO] = 0,02 M (kesetimbangan) atau

[NO] = 0,02 M x 2 L = 0,04 mol

Menghitung Jumlah Mol Kesetimbangan Reaksi Nitrogen Monoksida dan Gas Hidrogen.

Konsentrasi pada keadaan kesetimbangan dapat dihitung dengan cara seperti berikut:

2NO(g) + 2H2(g) = N2(g) + 2H2O(g)

m: 0,08     0,06        0,12      0,36

r  : 0,04     0,04        0,02      0,04

s  : 0,04     0,02        0,14      0,40

Konsentrasi keadaan setimbangnya adalah

[NO] = 0,04 mol/2L = 0,02 M

[H2] = 0,02 mol/2L = 0,01 M

[N2] = 0,14 mol/2L = 0,07 M

[H2O] = 0,40 ol/2L = 0,20 M

Rumus Menghitung Tetapan Kesetimbangan Reaksi Nitrogen Monoksida dan Gas Hidrogen.

Tetapan kesetimbangan reaksi Kc dapat dihitung seperti berikut

Kc = [N2] H2O]2/[NO]2[H2]2

Kc = [0,07 x (0,20)2]/[(0,02)2 x (0,01)2]

Kc = (0,0028)/(4 x 10-8)

Kc = 7 x 104

Jadi, tetapan kesetimbangan reaksinya adalah 7 x 104

5). Contoh Soal Perhitungan Jumlah Mol Kesetimbangan Reaksi Disosiasi Hidrogen Sulfida H2S

Reaksi kesetimbangan disosiasi hydrogen sulfida H2S mengikuti reaksi berikut

2H2S(g) = 2H2(g) + S2(g)

Reaksi kesetimbangan memiliki tetapan Kc = 1 x 10-4 pada temperature 450 0C. Bila pada kondisi kesetimbangan dalam bejana bervolume 10 liter secara tertutup diperoleh 0,2 mol H2 dan 0,1 mol S2, maka tentukanlah jumlah H2S pada saat reaksi dalam keadaan setimbang tersebut.

Diketahui:

Konsentrasi dalam keadaan kesetimbangan

[H2] = 0,2 mol

[S2] = 0,1 mol

Kc = 1 x 10-4

Menentukan Jumlah Mol Kesetimbangan Reaksi Hidrogen Sulfida H2S

Konsentrasi pada keadaan kesetimbangan dapat dihitung dengan cara seperti berikut:

2H2S(g) = 2H2(g) + S2(g)

m: a           –              –

r  : 0,2       0,2          0,1

s  : a-0,2    0,2          0,1

Dimisalkan  a = konsentrasi mula mula H2S

Konsentrasi keadaan setimbangnya adalah

[H2S] = a – 0,2 mol atau

[H2S] = (a – 0,2)mol/10L  

[H2S] = 0,1a – 0,02 M

[H2] = 0,2 mol/10L = 0,02 M

[S2] = 0,1 mol/10L = 0,01 M

Rumus Menghitung Tetapan Kesetimbangan Reaksi Reaksi Hidrogen Sulfida H2S

Tetapan kesetimbangan reaksi Kc dapat dihitung seperti berikut

2H2S(g) = 2H2(g) + S2(g)

Kc = [H2]2 [S2]/[H2S]2

Kc = [(0,02)2 (0,01)]/(0,1a – 0,02)2

10-4 = (4 x 10-6)/(0,1a – 0,02)2

(0,1a – 0,02)2 = (4 x 10-6)/10-4

(0,1a – 0,02)2 = 4 x 10-2

(0,1a – 0,02) = 0,2

0,1a = 0,2 + 0,02

0,1a = 0,22

a = 2,2 mol

Jumlah H2S mula mula  adalah 2,2 mol

Jumlah H2S dalam keadaan kesetimbangan adalah

mol H2S = a – 0,2

mol H2S = 2,2 – 0,2 = 2,0 mol

Jadi, konsentrasi H2S mula mula adalah 2,0 mol

6). Contoh Soal Perhitungan Jumlah Massa Kesetimbangan Isobutana

Tetapan kesetimbangan butana dan isobutana pada temperature 299 K adalah Kc = 9,0 dengan reaksi kesetimbangan mengikuti reaksi berikut:

CH3CH2CH2CH3 (g)= CH3CH(CH3)CH3 (g)

Sebanyak 5,8gram butana dimasukkan ke dalam 10 Liter bejana pada temperature 299 K, Hitunglah massa isobutana saat tercapai kesetimbangan

Diketahui:

Konsentrasi mula mula butana

massa CH3CH2CH2CH3 = 5,8 gram

mol CH3CH2CH2CH3 = 5,8/58 = 0,1 mol

Menentukan Jumlah Mol Kesetimbangan Reaksi Butana – Isobutana

Jumlah mol yang terlibat pada reaksi kesetimbangan butana – isobutana dapat dicari seperti berikut:

CH3CH2CH2CH3 (g) = CH3CH(CH3)CH3 (g)

m : 0,1                           –

r   : a                              a

s   : 0,1 – a                     a

a = konsentrasi butana yang bereaksi

Konsentrasi Kesetimbangan Butana

[CH3CH2CH2CH3] = (0.1 – a)/10

[CH3CH2CH2CH3] = (0.01 – 0,1a)

Konsentrasi Kesetimbangan Isobutana

[CH3CH(CH3)CH3] = a/10 = 0,1a

Rumus Menghitung Tetapan Kesetimbangan Reaksi Kc Butana – Isobutana

Tetapan kesetimbangan reaksi Butana – Isobutana dapat dirumuskan dengan persamaan berikut:

Kc = [CH3CH(CH3)CH3]/ [CH3CH2CH2CH3]

9 = 0,1a/(0.01 – 0,1a)

9 x (0.01 – 0,1a) = 0,1a

0,1a = 0,09 – 0,9a

a = 0,09 mol

jumlah konsentrasi isobutana dalam kesetimbangan adalah 0,09 mol atau

mol CH3CH(CH3)CH3 = 0,09 mol

Massa Isobutana dalam kesetimbangan dapat dihitung dengan rumus berikut

massa CH3CH(CH3)CH3 = 0,09 (58)

massa CH3CH(CH3)CH3 = 5,22 gram

Jadi, massa isobutana dalam kesetimbangan adalah 5,22 gram

7). Contoh Soal Perhitungan Ramalan Arah Kesetimbangan Reaksi

Pada suatu bejana bervolume 50 liter dan bertemperatur 410 0C terjadi reaksi sesuai persamaan berikut

N2 (g) + 3H2 (g) = 2 NH3 (g)

Pada bejana tersebut terlarut campuran 1 mol N2, 3 mol H2 dan 0,5 mol NH3. Ramalkan ke arah mana reaksi harus berlangsung untuk mencapi kesetimbangan jika diketahui Kc pada temperature 510 0C adalah 1,0

Menentukan Konsentrasi Molaritas Campuran Sebelum Reaksi Kesetimbangan

Konsentrasi molaritas zat dapat dihitung dengan rumus berikut

[N2] = 1 mol/50L = 0,02 M

[H2] = 3 mol/50L = 0,06 M

[NH3] =0,5 mol/50L = 0,01 M

Cara Menentukan Meramalkan Arah Reaksi Kesetimbangan

Untuk dapat meramalkan arah suatu reaksi kimia, maka yang harus dikehatui terlebih dahulu adalah nilai Qc yang dirumuskan eperti berikut

Qc = [NH3]2/[N2][H2]3

Qc = (0,01)2/(0,02)(0,06)3

Qc = 23.15

diketahui bahwa Kc = 1,0  sehingga

Qc > Kc

Agar kesetimbangan reaksi dapat tercapai, maka reaksi harus berlangsung ke arah kiri.

8). Contoh Soal Perhitungan Hubungan Tetapan Kesetimbangan Kc Kp

Reaksi gas nitrogen dan hydrogen membentuk gas ammonia mengikut persamaan reaksi berikut

N2 (g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g)

Pada temperature 298 K harga tetapan kesetimbangan Kp = 6,02 x 105. Tentukan harga tetapan kesetimbangan Kc pada termperatur tersebut

Diketahui:

Selisih koefisien reaksi Δn

Δn = 2 – (3 +1) = -2

Kp = 6,02 x 105

T = 298 K

R = 0,08206 L atm mol-1 K-1

Rumus Menghitung Kc dari Harga Kp

Hubungan tetapan kesetimbangan Kc dan Kp dapat dinyatakan dengan persamaan berikut

Kp = Kc (RT)Δn

Kc = Kp/(RT)Δn

Kc = (6,02 x 105)/(0,082 x 298)-2

Kc = (6,02 x 105) x(0,082 x 298)2

Kc = (6,02 x 105) x 597,1181

Kc = 3,594 x 108

Jadi harga tetapan kesetimbangan Kc adalah 3,594 x 108

9). Contoh Soal Perhitungan Tetapan Kesetimbangan Kp Dari Tetapan Kesetimbangan Kc

Reaksi gas karbon dioksida dengan karbon solid menhasilkan gas karbon monoksida memenuhi persamaan reaksi berikut:

CO2 (g) + C (s) → 2 CO (g)

Pada suhu 27 °C, diperoleh harga tetapan kesetimbangan Kc = 3,2 × 10–2. Hitunglah tetapan kesetimbangan Kp – nya

Diketahui:

T = 27 + 273 = 300 K

R = 0,08206 L atm mol-1 K-1

Kc = 3,2 × 10–2

Cara Menghitung Koefisien Reaksi Kesetimbangan Δn

Selisih jumlah koefisien gas kanan dan jumlah koefisien gas kiri dihitung hanya koefisien gas (koefsien zat padat tidak dihitung).

Koefisien kanan = 2

Koefisien kiri = 1

Δn = 2 – 1 = 1

Rumus Menghitung Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial Gas Kp,

Tetapan kesetimbagan tekanan parsial gas dapat dirumuskan dengan persamaan seperti berikut

Kp = Kc (RT)Δn

Kp = (3,2 x 10–2) (0,082 x 300)1

Kp = 0,787

Jadi tetapan kesetimbangan Kp adalah 0,787

10). Contoh Soal Perhitungan Penambanhan Jumlah Mol Pada Reaksi Setimbanga

Sebanyak 3,2 mol HCL (g) dimasukkan pada bejana bervolume 4 liter dan mengalami reaksi kesetimbangan menurut persamaan reaksi berikut

2 HCl (g) = H2 (g) + Cl2 (g)

Pada saat terjadi kesetimbangan terdapat 0,8 mol Cl2, tentukan

a). Harga Kc

b). Pada kedaan setimbang dimasukkan 1,2 mol gas HCL, tentukan zat zat pada saat keadaan kesetimbangan yang baru.

Menentukan Konsentrasi Jumlah Mol Kesetimbangan Reaksi HCl

Jumlah mol yang terlibat pada reaksi kesetimbangan asam klorida dapat dicari seperti berikut:

2 HCl (g) = H2 (g) + Cl2 (g)

m: 3,2         –              –

r  :1,6         0,8          0,8

s  :1,6         0,8          0,8

Konsentrasi Kesetimbangan

[H2] = 0,8 mol/4L = 0,2 M

[Cl2] = 0,8 mol/4L = 0,2 M

[HCl] = 1,6 mol/4L = 0,4 M

Rumus Menghitung Tetapan Kesetimbangan Reaksi Asam Klorida

Tetapan kesetimbangan reaksi Kc dapat dihitung seperti berikut

Kc = [H2][Cl2]/[HCL]2

Kc = (0,2)(0,2)/(0,4)2

Kc = (0,04)/(0,16)

Kc = 0,25

Menentukan Konsentrasi Kesetimbangan Baru Ketika Ditambah Sejumlah Mol Zat

Pada keadaan setimbang dimasukkan 1,2 mol gas HCL maka konsentrasi mula mula setelah ditambah sejumlah mol HCL menjadi

mol HCL= 1,6 + 1,2 = 2,8 mol

mol H2 = 0,8 mol

mol Cl2 = 0,8 mol

Reaksi bergeser ke kanan dan misalkan HCL yang bereaksi sebesar  a mol, sedangkan harga Kc tidak berubah oleh perubahan konsentrasi

2 HCl (g) = H2 (g) + Cl2 (g)

m: 2,8        0,8            0,8        

r  : x           0,5x          0,5x

s  : 2,8-x    0,8+0,5x   0,8+0,5x

Konsentrasi Kesetimbangan Reaksi

[H2] = 0,8+0,5x  

[Cl2] = 0,8+0,5x  

[HCL] = 2,8-x  

Rumus Menentukan Konsentrasi Kesetimbangan Baru Setaleh Ditambah Sejumlah Mol Zat

Konsentrasi kesetimbangan baru setelah penambahan sejumlah mol HCL dapat dinyatakan dengan rumus berikut

Kc = [H2][Cl2]/[HCL]2

Kc = (0,8+0,5x)(0,8+0,5x)/(2,8-x)2

0,25 = (0,8+0,5x)2/(2,8-x)2

0,5 = (0,8+0,5x)/(2,8-x)

1,4 – 0,5x = 0,8 + 0,5x

1,4 – 0,8 = 0,5x + 0,5x

x = 0,6

Konsentrasi kesetimbangan yang baru tercapai adalah

[H2] = 0,8 + 0,5(0,6)

[H2] = 0,3 mol

[Cl2] = 0,8 + 0,5(0,6)

[Cl2] = 0,3 mol

[HCL] = 2,8 – 0,6

[HCL] = 2,2 mol

Daftar Pustaka:

  1. Sunarya, Yayan, 2014, “Kimia Dasar 1, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Ketiga, Yrama Widya, Bandung.
  2. Sunarya, Yayan, 2013, “Kimia Dasar 2, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Kedua, Yrama Widya, Bandung.
  3. Syukri, S., 1999, “Kimia Dasar 2”, Jillid 2, Penerbit ITB, Bandung
  4. Chang, Raymond, 2004, “Kimia Dasar, Konsep -konsep Inti”, Edisi Ketiga, Jilid Satu, Penerbit, Erlangga, Jakarta.
  5. Brady, James, E,1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Satu, Binarupa Aksara, Jakarta,
  6. Brady, James, E., 1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Dua, Binarupa Aksara, Jakarta.
  7. Rangkuman Ringkasan: Reaksi-reaksi kimia pada umumnya berlangsung satu arah atau reaksi ireversibel. Tetapi ada juga reaksi yang dapat berlangsung dua arah atau dapat balik. disebut dengan reaksi reversibel
  8. Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan yang ada pada reaksi dimana semua zat yang terlibat memiliki fasa yang sama. Kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan yang komponennya lebih dari satu jenis fasa.
  9. Hukum Kesetimbangan Reaksi Kimia berbunyi “Pada reaksi kesetimbangan, hasil kali konsentrasi hasil reaksi yang dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat pereaksi yang dipangkatkan koefisiennya akan tetap, pada suhu tetap.”
  10. Kesetimbangan berdasarkan tekanan dinyatakan dengan notasi Kp, yaitu hasil kali tekanan parsial gas-gas hasil reaksi dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas-gas pereaksi, setelah masing-masing gas dipangkatkan dengan koefisiennya menurut persamaan reaksi
  11. Pergeseran kesetimbangan akibat perubahan konsentrasi, suhu, tekanan dan volume terjadi sesuai dengan azas Le Chatalier yang berbunyi: “Jika suatu sistem kesetimbangan menerima suatu aksi maka sistem tersebut akan mengadakan reaksi, sehingga pengaruh aksi menjadi sekecil-kecilnya.”

Kesetimbangan Kimia: Jenis Dinamis Homogen Heterogen Pergeseran Reaksi Reversible Contoh Reaksi Pembuatan Amonia Asam Sulfat Asam Nitrat

Pengertian Kesetimbangan Reaksi Kimia.  Keadaan setimbang adalah keadaan di mana laju reaksi pembentukan produk atau laju reaksi maju sama dengan laju pembetukan reaktannya atau reaksi balik.


Walaupun secara makroskopis tidak dapat diamati, namun Secara mikroskopis keadaan setimbang menunjukkan reaksi maju dan reaksi balik memiliki kecepatan yang sama.

Syarat Reaksi Kesetimbangan Kimia

Syarat yang harus dipenuhi untuk mencapai keadaan setimbang adalah reaksi merupakan reaksi reversible (reaksi dua arah), bersifat dinamis yaitu reaksi berjalan secara terus menerus dalam dua arah dengan laju yang sama. Reaksi dilakukan dalam system tertutup.

1). Syarat Kesetimbangan Kimia: Reaksi Bolak- Balik

Suatu reaksi dapat menjadi reaksi kesetimbangan jika reaksi baliknya dapat dengan mudah terjadi secara bersamaan. Terkadang memerlukan adanya pengaruh dari luar agar suatu reaksi menjadi dapat balik.

Namun pada umumnya, reaksi reaksi homogen (reaksi yang fasa-fasa pereaksi dan hasil reaksinya sama) akan lebih mudah berlangsung bolak balik dibandingkan dengan reaksi yang heterogen.

  • Reaksi Reversible

Reaksi reversible adalah reaksi yang terjadi pada dua arah atau reaksi yang terjadi secara bolak balik, yaitu reaksi yang terjadi dari zat reaktan membentuk zat produk disebut sebagai reaksi maju dan reaksi yang terjadi dari produk membentuk zat reaktan disebut reaksi balik. Zat – zat hasil reaksi selalu dapat bereaksi kembali membentuk zat pereaksi.

Contoh Reaksi Reversibel atau Dapat Balik Dua Arah

Jika gas hydrogen dan nitrogen dipanaskan dalam suatu wadah, maka akan menghasilkan gas ammonia seperti reaksi berikut:

N2 (g) +  3H2 (g) → 2NH3 (g)

Pada reaksi ini, semua komponen reaksinya adalah gas dan menujukkan reaksi ke arah pembentukan NH3.

Arah sebaliknya akan terjadi, jika gas ammonia yang dipanaskan, sehingga gas ammonia akan terurai menjadi gas nitrogen dan gas hydrogen seperti persamaan reaksi berikut:

2NH3 (g) → N2 (g) +  3H2 (g)

Jika kedua reaksi tersebut digabungkan, maka persamaan reaksinya menjadi seperti berikut:

N2 (g) + 3H2 (g) = 2NH3 (g)

Reaksi ini menunjukkan reaksi yang dapat berjalan ke  arah pembentukan gas ammonia dan berreaksi ke  arah penguraian menjadi gas nitrogen dan hydrogen, sehingga reaksi ini disebut reaksi dapat balik atau reversible.

2). Syarat Kesetimbangan Kimia: Reaksi Dianamis

Kesetimbang dinamis adalah kesetimbangan reaksi di mana reaksi berlangsung secara terus- menerus dengan kecepatan membentuk zat produk sama dengan kecepatan menguraikan zat pereaksi.

Jadi, pada reaksi kesetimbangan terjadi reaksi ke arah produk yang secara simultan terjadi reaksi ke arah reaktan. Dengan kata lain, reaksi kesetimbangan kimia merupakan reaksi reversibel.

Pada keadaan setimbang jumlah masing masing zat tidak lagi berubah, sehingga reaksi tersebut dianggap telah selesai.

Berlangsungnya suatu reaksi secara makroskopis dapat dilihat dari perubahan suhu, tekanan, konsentrasi, atau warnanya; sementara perubahan dalam skala mikroskopis atau molekul tidak dapat teramati.

3). Syarat Kesetimbangn Kimia: Reaksi Dalam Sistem Tertutup

Kesetimbangan kimia hanya dapat berlangsung dalam sistem tertutup. Sistem tertutup adalah suatu sistem reaksi dimana baik zat-zat yang bereaksi maupun zatzat hasil reaksi tidak ada yang meninggalkan sistem.

Reaksi antara timbal (II) sulfat dengan larutan natrium iodida tidak mungkin berlangsung bolak balik jika timbal (II) iodida yang terbentuk pada reaksi tersebut dikeluarkan atau dihilangkan dari sistem.

Ciri Kesetimbangan Kimia Dinamis

Adapun ciri-ciri kesetimbangan dinamis suatu reaksi kimia diantaranya adalah:

1). Reaksi terjadi secara terus-menerus dengan arah yang berlawanan yaitu terjadi arah reaksi yang bolak balik atau reaksi reversible.

2). Reaksi berlangsung pada ruang tertutup pada temperature dan tekanan tetap.

3). Kecepatan reaksi ke arah produk atau hasil reaksi sama dengan kecepatan reaksi ke arah reaktan atau kea rah zat -zat pereaksi.

4). Selama reaksi ada perubahan makroskopis. Tidak terjadi perubahan yang dapat dilihat. Namun reaksi mengalami perubahan mikroskopis. Pada reaksi terjadi perubahan tingkat partikel yang tidak dapat dilihat.

5). Selama reaksi semua komponen yang terlibat reaksi tetap ada.

Jenis Reaksi Kesetimbangan,

Kesetimbagan dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Perbedaan kedua kesetimbangan ini didasarkan kepada fasa – fasa tiap komponen yang terlibat pada reaksinya.

Reaksi Kesetimbangan Homogen,

Reaksi kesetimbangan homogen merupakan reaksi kesetimbangan dengan komponen reaksi berfase sama.  Reaktan maupu produk reaksi dapat berupa system gas atau larutan.

Contoh Reaksi Kesetimbangan Homogen Sistem Gas – Gas

Contoh kesetimbangan reaksi homogen dengan komponen reaksinya gas.

N2 (g) + 3H2 (g) = 2NH3 (g)

Pada reaksi kesetimbangan tersebut semua komponen baik reaktan yaitu N2 dan  3H2 berwujud gas, begitu pula dengan produk reaksinya yaitu NH3 berwujud gas pula. Semua komponen baik reaktan maupun produk reaksi adalah berfase gas.

Contoh Reaksi Kesetimbangan Homogen Sistem Larutan – Larutan

Contoh kesetimbangan reaksi homogen dengan komponen reaksinya larutan fase cair atau aqueous (aq) atau system ion – ion

Fe3+ (aq) + SCN (aq) = Fe(SCN)2+

Seluruh komponen atau zat yang terlibat dalam reaksi kesetimbangan ini adalah fase cair atau aqueous atau system ion – ion dalam larutan.

Reaksi Kesetimbangan Heterogen

Reaksi kesetimbangan heterogen merupakan reaksi dengan komponen reaksinya terdiri dari fase yang berbeda dapat dua atau lebih fase yang berbeda.

Contoh Reaksi Kesetimbangan Heterogen

Contoh kesetimbangan reaksi heterogen adalah reaksi pembakaran batu kapur CaCO3 yang dinyatakan dengam persamaan berikut

CaCO3 (s) = CaO (s) + CO2 (g)

Reaksi tersebut terdiri dari dua fase yaitu padatan dan gas. Reaktan terdiri dari senyawa yang berfase padat yaitu CaCO3, sedangkan produk terdiri dari senyawa padat yaitu CaO dan fase gas yaitu CO2.

Contoh kesetimbangan kimia heterogen pada reaksi reduksi besi okisida

Fe2O3 (s) + 3 CO (g) = 2 Fe (s) + 3 CO2 (g)

Pada kesetimbangan kimia heterogen ini terjadi reaksi besi oksida (besi II okisda) berwujud padat yang direduksi oleh karbon dioksida berupa gas untuk menghasilkan besi Fe padat dan membentuk karbon dioksida berupa gas.

Contoh kesetimbangan kimia heterogen pada reaksi system padatan – larutan

BaSO4 (s) =  Ba2+ (aq) + SO42– (aq)

Padatan barium sulfat dilarutan dalam air akan terurai menjadi ion – ionnya yang terlarut dalam air.

Contoh Kesetimbangan Kimia Heterogen Sistem Larutan – Padat – Gas

Contoh reaksi kesetimbangan heterogeny dengan komponen atau zat berwujud larutan padatdan dan gas dinyatakan dengan persamaan reaksi berikut

Ca(HCO3)2 (aq) =  CaCO3 (s) + H2O (l) + CO2 (g)

Kalsium bikarbonat berwujud padatan berada dalam kesetimbangan dengan kalsium karbonat berwujud padat dalam H2O fasa cair dan karbon dioksida yang berwujud gas

Pergeseran Kesetimbangan Reaksi Kimia

Perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan Pergeseran Kesetimbangan.

Asas Le Chatelier

Pada prinsipnya, suatu reaksi kesetimbangan dapat digeser ke arah yang dikehendaki dengan memberikan aksi terhadap system kesetimbanganya dengan cara mengubah konsentrasi salah satu zat, dengan mengubah suhu, dan dengan mengubah tekanan atau volume gas.

Besar kecilnya pengaruh dari faktor- faktor luar tersebut terhadap pergeseran kesetimbangan, dapat diramalkan dengan menggunakan kaidah atau azas Le Chatelier yang dikemukakan oleh Henry Louis Le Chatelier (1850-1936).

Asas Le Chatelier menyatakan: “Bila pada suatu system kesetimbangan diadakan aksi (tindakan), maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa, sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil- kecilnya”.

Perubahan yang terjadi pada system kesetimbangan akan menyebabkan pergeseran keadaan kesetimbangan ke kanan (reaksi maju) atau ke kiri (reaksi balik).

Faktor-Faktor Mempengaruhi Pergeseran Kesetimbangan Kimia

Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia diantaranya adalah  perubahan konsentrasi salah satu zat, perubahan volume atau tekanan, dan perubahan suhu.

1). Pengaruh Faktor Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan

Perubahan konsentrasi dapat terjadi akibat konsentrasi pereaksi ditambah atau dikurangi. Apabila konsentrasi pereaksi ditambah, reaksi bergeser ke kanan atau ke arah produk. Sedangkan jika konsentrasi pereaksi dikurangi, reaksi bergeser ke arah kiri atau ke arah pereaksi, sehingga konsentrasi pereaksi bertambah.

Contoh Pengaruh Faktor Konsentrasi Pada Reaksi Kesetimbangan Kimia

Reaksi kesetimbangan antara gas nitrogen dan gas hydrogen dengan gas ammonia dapat dinyatakan dengan persamaan berikut

N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g)

Jika konsentrasi N2 dan atau H2 ditambah, maka kesetimbangan bergeser ke arah kanan atau produk yaitu ke arah NH3. Sebaliknya, jika konsentrasi N2 dan atau H2 dikurangi, maka kesetimbangan reaksi aka bergeser ke arah reaktan atau ke arah kiri yaitu ke arah N2 dan H2 sehingga konsentrasi N2 dan H2 bertambah dan terbentuk kesetimbangan baru.

2). Pengaruh Faktor Volume Dan Tekanan Terhadap Pergeseran Kesetimbangan Kimia

Jika dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam system akan melakukan reaksi berupa pergeseran kesetimbangan menuju kesetimbangan baru.

1). Jika tekanan diperbesar atau volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien yang kecil.

2). Sebaliknya, jika tekanan diperkecil atau volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien yang besar.

3). Tetapi, jika jumlah koefisien pereaksi sama dengan koefisien hasil reaksi, perubahan tekanan atau volume tidak akan menggeser kesetimbangan.

Contoh Pengaruh Faktor Volume Dan Tekanan Terhadap Pergeseran Kesetimbangan Kimia

Contoh Reaksi Kesetimbangan gas nitrogen dan hydrogen dalam kesetimbangan dengan gas ammonia yang terbentuk dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia berikut

N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g)

Jumlah koefisien reaksi di sebelah kanan = 2

Jumlah koefisien reaksi di sebelah kiri = 1 + 3 = 4

Jika pada sistem kesetimbangan tersebut tekanan diperbesar (atau volume diperkecil), maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (jumlah koefisien kecil). Reaksi bergeser ke arah pembentukan ammonia, ini artinya ada penambanhan zat ammonia.

Bila pada sistem kesetimbangan tersebut tekanan diperkecil (volume diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (jumlah koefisien besar). Reaksi bergeser ke  arah reaktan, ini artinya ada mengurangan zat ammonia akibat berubah menjadi nitrogen dan hydrogen.

3). Pengaruh Faktor Temperatur Terhadap Kesetimbangan Kimia

Menurut Van’t Hoff kesetimbangan akan bergeser ke kanan atau ke kiri jika temperature system  berubah.

1). Bila pada sistem kesetimbangan suhu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).

  1. Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm).

Contoh Reaksi Pengaruh Temperatur Terhadap Kesetimbangan Kimia

Reaksi nitrogen monoksida NO dengan oksigen akan menghasilkan panas. Ini artinya reaksi ke arah kanan bersifat eksoterm. Persamaan reaksi seperti berikut

2 NO (g) + O2 (g) = 2 NO2 (g) ΔH = –216 kJ

Jika reaksi ke kanan bersifat eksoterm, maka arah sebaliknya, yaitu reaksi ke kiri bersifat endoterm.

Jika pada reaksi kesetimbangan tersebut suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (ke arah endoterm atau yang membutuhkan kalor).

Jika pada reaksi kesetimbangan tersebut suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (ke arah eksoterm).

4). Pengaruh Katalisator Terhadap Pergeseran Kesetimbangan Kimia

Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan Kc tetap).  Hal ini disebabkan katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.

Suatu katalis mampu mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi aktivasi. Kehadiran katalis akan menurunkan energi pengaktifan baik untuk reaksi maju ke arah kanan maupun untuk reaksi balik ke  arah kiri, sehingga keduanya mempunyai laju yang lebih besar.

Dengan demikian, penambahan katalis dilakukan pada awal reaksi yaitu sebelum kesetimbangan tercapai. Penambahan katalis setelah tercapai kesetimbangan tidak lagi memberikan pengaruh terhadap reaksi.

Reaksi Kesetimbangan Kimia Dalam Industri,

Penerapan sistem kesetimbangan reaksi antara lain dilakukan dalam industri kimia. Dalam industri, bahan- bahan kimia ada yang dihasilkan melalui reaksi- reaksi kesetimbangan. Misalnya industri pembuatan ammonia dan pembuatan asam sulfat.

1). Pembuatan Amoniak Proses Haber – Bosch

Fritz Haber (1868–1934) dari Jerman adalah orang yang mula-mula berhasil mensintesis amonia dari gas-gas nitrogen dan hidrogen, sehingga ia mendapat hadiah  Nobel tahun 1918.

Proses pembuatan amonia ini lalu disempurnakan oleh rekan senegaranya, Karl Bosch (1874–1940), yang juga meraih hadiah Nobel tahun 1931. Itulah sebabnya proses pembuatan amonia dikenal sebagai proses Haber-Bosch.

Reaksi Pembentukan Amonia Menurut Proses Haber – Bosch

Amonia dibuat berdasarkan pada reaksi antara gas nitrogen dengan hidrogen. Reaksi yang terjadi adalah kesetimbangan antara gas N2, H2, dan NH3 yang memenuhi persamaan reaksi berikut.

N2 (g) + 3 H2 (g) = 2 NH3 (g) + 92 kJ

Gas N2 pada reaksi di atas diperoleh dari udara, sedangkan gas H2 diperoleh dari hasil reaksi gas alam dan air.

Agar terhindar dari reaksi bolak- balik (reversible), maka kesetimbangan reaksi diusahakan terjadi ke arah terbentuknya NH3.

Syarat Terjadinya Reaksi Pembentukan Amonia Proses Haber – Bosch

Sesuai dengan Asas Le Chatelier, agar reaksi dapat berjalan ke arah kanan, maka  harus dilakukan usaha usaha seperti berikut

a). Menaikkan Tekanan Reaksi Pembentukan Amonia Proses Haber – Bosch

Koefisien produk (NH3) lebih kecil daripada koefisien pereaksi (N2 dan H2). Agar kesetimbangan selalu bergeser ke arah terbentuknya produk (NH3), maka tekanan harus diperbesar..

Peningkatan tekanan menyebabkan campuran reaksi bervolume kecil dan menyebabkan terjadinya reaksi yang menghasilkan amonia lebih besar. Tekanan yang biasa digunakan adalah 150 – 300 atm

b). Menurunkan Temperatur Reaksi Pembentukan Amonia Proses Haber – Bosch

Pembentukan ammonia merupakan reaksi eksoterm. Artinya, reaksi ke kanan (ke arah terbentuknya produk) merupakan reaksi eksoterm. Agar reaksi selalu bergeser ke kanan, maka suhu harus diturunkan. Sehingga ammonia yang dihasilkan semakin besar.

Karena suhu rendah menyebabkan reaksi berlangsung lambat, maka dipilihlah suhu optimum, yaitu suhu 400–500 C.

Pemilihan suhu optimum bertujuan memaksimalkan laju reaksi dan mencegah reaksi bergeser ke kiri.

c). Menggunakan Katalis Reaksi Pembentukan Amonia Proses Haber – Bosch

Untuk meningkatkan reaksi adalah dengan menggunakan katalis. Walaupun tidak mempengaruhi kesetimbangan, namun katalis dapat mempercepat reaksi.

Katalis yang digunakan yaitu Fe3O4 yang mengandung K2O, CaO, MgO, Al2O3, dan SiO2. Penggunaan katalis dimaksudkan agar reaksi ke kanan berlangsung cepat.

2). Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak

Pembuatan asam sulfat secara indiustri dilakukan melalui suatu proses kimia yang dikenal dengan sebutan Proses Kontak

Bahan baku utama pembuatan asam sulfat menurut Proses Kontak adalah belerang murni (S) atau senyawa belerang.

Tahap Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak

Secara garis besar tahap pembuatan asam sulfat menurut proses kontak terdiri dari reaksi pembentukan SO2, reaksi Pembuatan SO3 dan tahap pembuatan H2SO4,

a). Tahap Pembentukan Dioksida SO2

Pada tahap awal, belerang dibakar dalam udara kering dengan oksigen berlebih di dalam bejana bertemperature 1000 0C, Reaksi belerang dengan oksigen akan menghasilkan gas belerang dioksida sesuai dengan persamaan reaksi berikut

S (s) + O2 (g) → SO2 (g)

b). Tahap Pembentukan Sulfur Trioksida SO3

Pada tahap ini, belerang dioksida direaksikan dengan oksigen di dalam reactor berisi katalis. Reaksi ini menghasilkan belerang trioksida sesuai dengan persamaan reaksi berikut

SO2 (g) + ½ O2 (g) = SO3 (g)

Reaksi pembentukan SO3 bersifat eksoterm sehingga akan efektivitas berjalan ke arah kanan jika pembentukan SO3 dioperasikan pada suhu rendah.

Pada temperature rendah reaksi ini berlangsung lambat, maka dipercepat dengan menggunakan katalis vanadium pentaoksida (V2O5) pada suhu ± 400 °C – 500°C).

Koefisien reaksi sebelah kanan (SO3) lebih rendah dari koefisien sebelah kiri, maka tekanan yang dioperasikan harus tinggi, agar posisi kesetimbangan bergeser ke arah produk. Umumnya, tekanan yang dioperasikan berkisar antara 2–3 atm.

c). Tahap Pembentukan Asam Sulfat H2SO4

Gas SO3 yang dihasilkan dari tahap sebelumnya, kemudian dialirkan melalui menara yang di dalamnya terdapat aliran H2SO4 encer, sehingga terbentuk asam pirosulfat (H2S2O7) atau yang biasa disebut “oleum”.

Reaksi Pembentuk Oleum Asam Pirosulfat

Pembentukan oleum dari reaksi antara gas SO3 dengan asam sulfat dinyatakan dengan persamaan reaksi berikut:

SO3 (g) + H2SO4 (g) → H2S2O7 (aq)

Asam pirosulfat kemudian direaksikan dengan air sampai menghasilkan asam sulfat kembali seperti persamaan reaksi berikut:

H2S2O7 (aq) + H2O (l) → 2 H2SO4 (l)

3). Pembuatan Asam Nitrat (HNO3) dengan Proses Ostwald

Asam nitrat (HNO3) merupakan asam yang memiliki sifat oksidator kuat yang cukup berbahaya. Asam ini mudah bereaksi dengan logam membentuk gas beracun.

Dalam kehidupan sehari-hari, asam nitrat sering digunakan sebagai dasar pembuatan pupuk sebagaimana dengan amoniak.  Asam ini juga merupakan bahan dalam pembuatan bahan peledak.

Di industri, pembuatan asam nitrat menggunakan proses Ostwald, yaitu pembuatan asam nitrat dari bahan mentah amonia dan udara. Proses ini berlangsung dalam 3 tahap, yaitu

a). Tahap Pembentukan Nitrogen Oksida NO

Reaksi tahap awal adalah reaksi pembentukan gas nitrogen monosida. Gas NO diperoleh dari reaksi antara amoniak dengan oksigen yang dilakukan pada suhu antara 850 – 900 oC dan tekanan 4-10 atm dengan adanya katalis Pt-Rh.

Reaksi pembentukan NO mengikuti persamaan reaksi berikut

4NH3 (g) + 5 O2 (g) = 4 NO (g) + 6 H2O (l) ΔH= – 907 kJ (pada 25°C)

b). Tahap Pembentukan Nitrogen Diokasida NO2

Gas NO yang dihasilkan dari tahap pertama kemudian didinginkan terlebih dahulu sampai suhu mencapai 25 – 40 oC. kemudian direaksikan dengan gas oksigen pada tekanan 7 – 12 atm.

Reaksi pembentukan nitrogen diokasida NO2 mengikuti persamaan reaksi berikut

2NO (g) + O2 (g) = 2NO2 (g) ΔH = –114 kJ

Pada tahap dua, reaksi tidak efisien pada suhu tinggi, sehingga gas NO panas yang terbentuk pada tahap pertama didinginkan dengan memasok udara dingin, sekaligus berfungsi untuk mengoksidasi gas NO menjadi NO2.

c). Tahap Pembentukan Asam Nitrat HNO3

Pada tahap ini, gas NO2 direaksikan dengan air panas 80°C membentuk HNO3 dan NO. Reaksi pembentukan asam nitrat dinyatakan dengan persamaan berikut:

3NO (g) + H2O (l) = 2HNO3 (g) + NO (g) ΔH = –117 kJ

Pada reaksi ini, NO2 bertindak juga sebagai katalis sehingga reaksinya disebut sebagai reaksi swa-katalitik.

Daftar Pustaka:

  1. Brady, James, E,1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Satu, Binarupa Aksara, Jakarta,
  2. Brady, James, E., 1999, “Kimia Universitas Asas dan Struktur”, Edisi Kelima, Jilid Dua, Binarupa Aksara, Jakarta.
  3. Sunarya, Yayan, 2014, “Kimia Dasar 1, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Ketiga, Yrama Widya, Bandung.
  4. Sunarya, Yayan, 2013, “Kimia Dasar 2, Berdasarkan Prinsip Prinsip Kimia Terkini”, Cetakan Kedua, Yrama Widya, Bandung.
  5. Syukri, S., 1999, “Kimia Dasar 2”, Jillid 2, Penerbit ITB, Bandung
  6. Chang, Raymond, 2004, “Kimia Dasar, Konsep -konsep Inti”, Edisi Ketiga, Jilid Satu, Penerbit, Erlangga, Jakarta.
  7. Ringkasan Rangkuman: Reaksi-reaksi kimia pada umumnya berlangsung satu arah atau reaksi ireversibel. Tetapi ada juga reaksi yang dapat berlangsung dua arah atau dapat balik. disebut dengan reaksi reversibel
  8. Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan yang ada pada reaksi dimana semua zat yang terlibat memiliki fasa yang sama. Kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan yang komponennya lebih dari satu jenis fasa.
  9. Reaksi kesetimbangan bersifat dinamis, artinya terjadi perubahan secara mikroskopis saat reaksi kesetimbangan berlangsung.
  10. Pergeseran kesetimbangan akibat perubahan konsentrasi, suhu, tekanan dan volume terjadi sesuai dengan azas Le Chatalier yang berbunyi: “Jika suatu sistem kesetimbangan menerima suatu aksi maka sistem tersebut akan mengadakan reaksi, sehingga pengaruh aksi menjadi sekecil-kecilnya.”
  11. Reaksi kesetimbangan dapat dipengaruhi faktor-faktor dari luar, yaitu konsentrasi, suhu, dan tekanan
  12. Di industri kimia, banyak reaksi-reaksi kimia yang berada dalam setimbang sehingga perlu dilakukan upaya-upaya untuk menggeser keadaan kesetimbangan ke arah produk sebanyak-banyaknya melalui pengaturan suhu, tekanan, dan katalis.
  13. Pembuatan amonia dengan proses Haber-Bosch dilakukan pada suhu ± 450 °C, tekanan tinggi antara 200 – 400 atm, dan ditambah katalis serbuk besi dicampur Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.
  14. Pembuatan asam sulfat dengan proses kontak dilakukan pada suhu ± 450 oC, tekanan normal 1 atm, dan ditambah katalis V2O5.
  15. Kesetimbangan Kimia Faktor: Sifat Jenis Dinamis Homogen Heterogen Reaksi Reversible Contoh Reaksi Pembuatan Amonia Asam Sulfat Asam Nitrat, Faktor-Faktor Mempengaruhi Pergeseran Kesetimbangan Kimia Konsentrasi Tekanan Volume Temperatur Katalis,
  16. Contoh Reaksi Temperatur Tekanan Pembuatan Amoniak Proses Haber – Bosch, Contoh Reaksi Temperatur Tekanan Pembuatan Asam Sulfat Proses Kontak, Conto Reaksi Temperatur dan Tekanan Pembuatan Asam Nitrat (HNO3) Proses
teori-konsep-kesetimbangan-reaksi-kimia-contoh-soal-perhitungan
teori-konsep-kesetimbangan-reaksi-kimia-contoh-soal-perhitungan