Tetapan Kesetimbangan

A.        Hukum kesetimbangan

Pada tahun 1864, Cato Maximilian Guldberg dan Peter Waage menemukan hubungan sederhana antara konsentrasi zat-zat pereaksi dan produk reaksi sewaktu reaksi kimia mencapai kesetimbangan dinamis. Jika reaksi dapat balik dinyatakan sebagai:

aA  +  bB  ↔  cC   +  dD

maka hubungan antara konsentrasi pereaksi dan produk reaksinya dapat dirumuskan sebagai berikut:

Rumus ini dikenal sebagai Rumus Aksi Massa dimana Q adalah kuotion reaksi yang merupakan perbandingan hasil kali konsentrasi produk reaksi yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, terhadap hasil kali konsentrasi pereaksi yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Pada keadaan setimbang, nilai Q adalah tetap dan inilah yang dikenal sebagai tetapan kesetimbangan (Kc).( Subskrib c menyatakan konsentrasi)

Q = K_c

Jadi, tetapan kesetimbangan Kc dapat ditulis sebagai berikut:

Persamaan ini dikenal sebagai persamaan tetapan kesetimbangan. Hubungan antara konsentrasi zat-zat pereaksi dan produk reaksi ini dalam persamaan tetapan kesetimbangan disebut Hukum Kesetimbangan yang dirumuskan sebagai berikut:

 "Pada keadaan setimbang, perbandingan hasil kali konsentrasi produk reaksi yang dipangkatkan dengan koefisiennya terhadap hasil kali konsentrasi pereaksi yang dipangkatkan dengan koefisiennya adalah tetap."

Untuk memahami hukum kesetimbangan ini, ambil contoh penentuan Kc pada reaksi antara gas H₂ dan gas I₂ membentuk gas HI pada suhu 440⁰C

H_2(g)  +  I_2(g)   ↔   2 HI_(g)

Persamaan tetapan kesetimbangannya adalah:

B.        Tetapan Kesetimbangan yang Dinyatakan Sebagai Konsentrasi Molar (K_c)

Hubungan kuantitatif antara zat pereaksi dan zat hasil reaksi dapat dinyatakan sebagai konsentrasi molar. Karena sebagian besar reaksi kimia terjadi dalam larutan, perbandingan banyaknya zat hasil reaksi dan banyaknya zat pereaksi pada saat kesetimbangan dinyatakan sebagai K_c. Perhatikan contoh penggunaan K_c berikut.

2HI_(g)     ⇄ H_2(g) + I_2(g)

Ø   Sebanyak 0,1 mol HI dimasukkan dalam labu 1 liter. Lalu terurai menurut reaksi 2HI_(g) ⇄ H_2(g) + I_2(g)

Jika I₂ yang terbentuk adalah 0,02 mol. Hitunglah tetapan kesetimbangan

1)      Tentukan persamaan tetapan kesetimbangannya

2)      Tentukan nilai tetapan kesetimbangannya

Jawab :

1)      Persamaaan tetapan kesetimbangan :

C.        Tetapan Kesetimbangan Yang Dinyatakan Sebagai tekanan parsial (K_p)

Untuk kesetimbangan yang melibatkan fase gas, tetapan kesetimbangan sering dinyatakan sebagai tekanan parsial, K_p. Pada saat gas terdiri atas campuran berbagai gas, tekanan total gas merupakan jumlah tekanan masing-masing gas penyusun. Contohnya, udara terdiri dari Nitrogen, oksigen, karbon dioksida, argon dan uap air bertekanan 760 mmHg. Tekanan total (760 mmHg) tersebut merupakan jumlah tekanan masing-masing gas penyusunnya.

Tetapan kesetimbangan yang dinyatakan sebagai tekanan parsial (K_p) untuk reaksi :

a A_(g) + b B_(g) ⇄ c C_(g) + d D_(g)

                 dinyatakan sebagai :

                 K_p = tetapan kesetimbangan

D.        Hubungan Kp dengan Kc

Tekanan parsial gas bergantung pada konsentrasi. Dari persamaan gas ideal, yaitu:

PV ­= nRT

          Maka tekanan gas,                        

Jadi, K_p = 3,26 x 10^-2 (0,08205 x 464) atm = 1,24 atm