KESETIMBANGAN KIMIA (1).pdf

8/18/2019 KESETIMBANGAN KIMIA (1).pdf

1/19

KESETIMBANGAN KIMIA

Dalam reaksi kimia arah perubahan

spontan pada temperatur dan tekanan

tetap adalah menuju fungsi Gibbs, G yang

lebih rendah

G > 0 : Tidak Spontan

G = 0 : Setimbang

G < 0 : Spontan


2/19

Contoh reaksi sederhana :

A B

Misalkan kuantitas yang sangat sedikit d dari

A berubah menjadi B, maka kita dapat

menuliskan

=. Perubahan kuantitas A yang ada dnA = - d

=. Perubahan kuantitas B yang ada dnB = + d

= ukuran kemajuan reaksi yang telah terjadi


3/19

Untuk menyatakan perubahan yangdisebabkan oleh d reaksi dalam G sistem

keseluruhan

AKAN SANGAT BERKAITAN DENGAN

Potensial kimia (fungsi Gibbs Molar Parsial)

zat – zat dalam campuran.


4/19

Pada Temperatur dan Tekanan tetap :

dG = A dnA + B dnB = - A d + B d

( )T,P = B - A

Besarnya( )T,P

merupakan kemiringan

fungsi Gibbs ketika tingkat reaksi berubah


5/19

Karena potensial kimia bergantung pada

komposisi dan kemiringan G berubah tergantungpada berlangsungnya reaksi, MAKA

=. Jika A > B , reaksi akan berlangsung dari

A ke B

=. Jika A < B , reaksi akan berlangsung dari

B ke A=. Jika A = B , kemiringan kurva G bernilai NOL

dan sesuai dengan posisi kesetimbangan kimia


6/19

Fungsi

Gibbs

( )T,P < 0 : Spontan

( )T,P = 0 : Setimbang

( )T,P > 0 : tidak spontan


7/19

FUNGSI GIBBS REAKSI

Fungsi Gibbs reaksi, Gr , pada komposisi

campuran reaksi tertentu didefinisikan

sebagai kemiringan kurva fungsi gibbs.

Gr = ( )T,P


8/19

Tanda ( ) biasanya berarti selisih, tapi

dalam persamaan diatas, berarti

koefisien diferensial kemiringan kurva G

terhadap

Jadi dengan demikian :

Gr = B - A


9/19

KESETIMBANGAN GAS SEMPURNA

Contoh reaksi : A B

(A dan B adl gas sempurna)

Berdasarkan potensial kimia dalam tekanan

parsialnya diperoleh hubungan :

Gr = B - AB = B

0 + RT ln XB

A = A0 + RT ln XA


10/19

Gr

= B

- A

Gr = (B0 + RT ln XB ) – (A

0 + RT ln XA )

= (B0 + RT ln PB /P ) – (A

0 + RT ln PA /P )

= (B0 – A0 ) + (RT ln PB /P – RT ln PA /P )

Gr = G0 + RT ln PB /PA ; PB / PA = QP

Gr = G0 + RT ln QPQP = quosien reaksi


11/19

Pada kesetimbangan, Gr = 0 dan QP = KP

SEHINGGA

G0 = - RT ln KP

Dengan

KP = ( QP ) kesetimbangan = (PB / PA )


12/19

Contoh reaksi yang lain

2A + 3B C + 2D

A

= -2 ; B

= -3 ; C

= +1 ; D

= +2

= koefisien reaksi

=. Koefisien reaktan ditulis : -

produk ditulis : +


13/19

Pada kesetimbangan, G = ∑ i . i = 0

i = potensial kimia, Untuk reaksi diatas

G = 1 C + 2 D - 2 A - 3 B = 0

Jika reaksi maju sebesar d , kuantitasreaktan dan produk yang berubah adalah :

dnA = -2 d dnB = -3 d

dnC = +1 d dnD = +2 d

Atau secara umum ditulis : dni = i . d


14/19

Perubahan fungsi Gibbs pada temperatur

dan tekanan tetap adalah :

dG = A dnA + B dnB + C dnC + D dnD

= (-2 A - 3 B + 1 C + 2 D ). d

( )T,P = -2 A - 3 B + 1 C + 2 D

Gr = (1 C + 2 D ) – (2 A + 3 B )


15/19

Dengan cara yang sama seperti pada reaksi

sebelumnya dan dengan menyatakan

potensial kimia dalam bentuk aktifitas :

i = i0 + RT ln ai ; ai = f i /P

Sehingga

Gr = G0 + RT ln Q


16/19

Dengan

G

0

= -2 A - 3 B + 1 C + 2 Ddan Q = (aC . a

2D ) / (a

2A . a

3B )

Pada kesetimbangan, Gr = 0, dengan

demikian aktivitas mempunyai nilai

kesetimbangan :

Qkesetimbangan

= (aC

. a2

D ) / (a2

A. a3

B ) = K

SEHINGGA : G0 = - RT ln K

K = konstanta kesetimbangan termodinamika


17/19

Untuk menentukan fungsi gibbs reaksistandar ditentukan berdasarkan fungsi

gibbs pembentukan standar pada

temperatur reaksi dari hubungan

G0 = ∑ i . G0

f(i)


18/19

Dalam reaksi fase GASSetiap aktivitas dapat digantikan dengan

fugasitas (lebih tepat f/P), sehingga :

K = ∏(f i /P)i

f = fugasitas : tekanan efektif (gas nyata)


19/19

Jika kita menganggap gas itu sempurna(ideal), maka fugasitas diganti dengan

tekanan parsial, sehingga

K = ∏(Pi

/P)i

Documents

KESETIMBANGAN KIMIA (1).pdf