Kesetimbangan Kimia ( Tetapan Kestimbangan dan Energi Bebas)

Dibuat oleh : @Kel-K03

@K07-Karlen

@K09-Nia

@K11-Musela

 

·         TETAPAN KESETIMBANGAN (K)

Merupakan konstanta (angka/nilai tetap) perbandingan zat ruas kanan dengan ruas kiri pada suatu reaksi kesetimbangan. Tiap reaksi memiliki nilai K yang khas, yang hanya berubah dengan pengaruh suhu.

Karena fasa padat (s) dan cair (l) tidak memiliki konsentrasi, maka kedua fasa ini tidak dilibatkan dalam rumus tetapan kesetimbangan KC (diberi nilai=1).

Ada dua macam tetapan kesetimbangan, yaitu: KC dan KP.

Perbedaannya:

1.  KC diukur berdasarkan konsentrasi molar zat-zat yang terlibat( gas & larutan).

2.  KP diukur berdasarkan tekanan parsial gas-gas yang terlibat (khusus fasa gas).

·         ENERGI BEBAS (∆G)

Energi bebas adalah jumlah maksimum energi yang dibebaskan pada suatu proses yang terjadi pada suhu tetap dan tekanan bebas. Energi bebas di lambangkan dengan ∆G.

·         PERUBAHAN ENERGI BEBAS DALAM REAKSI KESETIMBANGAN

Pada suhu dan tekanan tetap, reaksi kimia akan berlangsung spontan menuju ke arah dengan perubahan energi bebas yang lebih rendah, sampai akhirnya mencapai suatu keadaan setimbang. Jadi, posisi kesetimbangan menyatakan nilai energi bebas paling rendah dalam suatu sistem reaksi.

Perubahan energi bebas suatu reaksi merupakan akibat dari perubahan dalam tekanan atau perubahan dalam konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam reaksi. Dengan demikian terdapat hubungan antara perubahan energi bebas dan tekanan atau dengan konsentrasi sistem reaksi.

1. Energi Bebas, dan Tekanan.

Pengaruh tekanan terhadap fungsi termodinamika dalam persamaan energi bebas gibbs, yakni entalpi dan entropi. Untuk gas ideal, entalpi tidak bergantung pada tekanan, sebab nilai entalpi ditentukan oleh adanya aliran kalor pada tekanan tetap. Namun demikian, entropi sangat bergantung pada tekanan sebab entropi bergantung pada volume.

Contoh :

1 Mol gas ideal pada suhu tertentu mengisi volume 10 L. Dalam wadah tersebut, gas memiliki banyak keadaan mikro yang tersedia daripada dalam volume 1 L, sehingga entropi posisional lebih besar dalam volume yang lebih besar.

Jadi dapat dinyatakan bahwa :

Svolumebesar > Svolumekecil

Oleh karena tekanan berbanding terbalik dengan volumenya, maka entropi dapat diungkapkan dalam kaitannya dengan tekanan sistem sebagai berikut :

Stekananrendah > Stekanantinggi

Dampak dari entropi dipengaruhi oleh tekanan, maka energi bebas juga dipengaruhi oleh tekanan. Kebergantungan energi bebas terhadap tekanan dirumuskan dalam bentuk persamaan berikut.

G = G° + RT In (p)

  Keterangan :

  G° = energi bebas suatu gas pada tekanan 1 atm

  G = energi bebas gas pada tekanan tertentu

  R = tetapan gas universal

  T = Suhu mutlak

2. ∆G Reaksi Menuju Kesetimbangan.

Untuk memahami hubungan perubahan energi bebas selama reaksi menuju keadaan kesetimbangan, tinjau reaksi kesetimbangan berikut.

  A(g) ↔ B(g)

Jika 1 mol gas A dimasukan kedalam tabung pada tekanan tertentu, dimana pada awalnya hanya ada gas A, maka sejalan dengan waktu, A(g) terurai menjadi B(g), dan energi bebas total sistem berubah. Dan menghasilkan :

 Energi bebas A(g) = GA = G°A +RT In PA

 Energi bebas B(g) = GB = G°B = RT In PB

Total energi bebas sistem G = GA + GB

Reaksi akan menuju kearah produk selama energi bebas sistem menurun(GB lebih kecil dari GA). Pada titik dimana tekanan A dan Tekanan B mencapai harga PeA dan PeB atau GA = GB, sistem dikatakan mencapai keadaan kesetimbangan. Oleh karena A(g) pada tekanan PeA dan B(g) pada tekanan PeB memiliki energi bebas sama tapi berlawanan tanda, maka ∆G = 0. pada keadaan ini sistem mencapai energi bebas minimum. Pada titik ini tidak ada lagi daya dorong untuk mengubah A(g) menjadi B(g) atau sebaliknya, sehingga sistem tetap pada posisi ini. Dengan kata lain, tekanan A(g) dan B(g) tidak berubah terhadap waktu.

Hubungan antara energi bebas dan tetapan kesetimbangan diperoleh dari persamaan

G = ∆G° + RT In Q

Dimana pada keadaan kesetimbangan nilai Q = K dan ∆G = 0, sehingga :

∆G° = - RT In K

Tetapan kesetimbangan yang ditentukan dari persamaan ini disebut kesetimbangan termodinamik.

Contoh Soal dan Pembahasan

1.      Tulislah persamaan  tetapan kesetimbangan ( Kc ) untuk sistem kesetimbangan

4NH3 + 3O2 ⇌ 2N2 + 6H2O !

Jawab :

Rumus untuk membuat kesetimbangan Kimia

Maka persamaan kesetimbangan dari reaksi diatas ialah :

Catatan : Perlu diingat bahwa persamaan reaksi kesetimbangan hanya ditulis jika senyawanya berupa gas ( g ) atau larutan ( aq ).

DAFTAR PUSTAKA

• Anonim. 2016. Pengertian Entalpi dan Entropi. Jakarta: Anonim
• Anonim., 15 Juni 2017, “Kesetimbangan Kimia”, [online], (http://chemistryb15.blogspot.com/2017/06/kesetimbangan-kimia_43.html ,diakses 14 Oktober 2018)
• Sandika, Kamil, Farhan., “Tetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas”, [online], (http://farhan027mercubuana.blogspot.com/2015/10/tetapan-kesetimbangan-dan-energi-bebas.html ,diakses 14 Oktober 2018 )
• Smabki, Irhamni., 26 Oktober 2015, “Tetapan Kesetimbangan dan Energi Bebas”, [online], (http://irhamni062mercubuana.blogspot.com/2015/10/tetapan-kesetimbangan-dan-energi-bebas.html , diakses 14 Oktober 2018)
• Sunarya, Yayan. 2010. Kimia Dasar 1. Bandung: Yrama Widya.
• Admin. 2018. “Cara Menentukan Kc dan Kp”. Dalam http://www.panduankimia.net/2017/05/cara-menentukan-kc-dan-kp-30-contoh.html (Diunduh pada 15 Oktober 2018)