kesetimbangan kimia kf2 pertemuan4

Kimia Fisika IIProgram Studi Pendidikan Kimia-FKIP-Universitas Bengkulu

Termodinamika Kesetimbangan-Energi Bebas Gibbs-


Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas Gibbs

• Pada P dan T konstan, perubahan kimia akan bergerak ke arah penurunan energi bebas Gibbs

• G akan berubah seiring dengan perubahan komposisi kimia ketika reaktan berubah menjadi produk.

• Komposisi setimbang ditentukan oleh ΔG° dan K.


• A + B→ C + D (homogen, fasa tunggal)• Jika jumlah G produk<reaktan maka ΔG° akan bernilai

negatif dan reaksi bergeser ke kanan• Seberapa jauh?• Jika semua reaktan berubah menjadi produk maka

konstanta kesetimbangan akan bernilai tak terhingga• Jika terdapat nilai konstanta kesetimbangan, walaupun

produk mempunyai energi bebas lebih rendah dari reaktan, sebagian dari reaktan tetap ada pada saat kondisi setimbang



• Hubungan ΔG° dengan kesetimbangan:Misal gas A:

• GA = GA° + RT ln PA

• ΔG = GC + GD – GA – GB

• ΔG = (G°C + RT ln PC) + (G°D + RT ln PD) – (G°B + RT ln PB) – (G°A + RT ln PA)



• Disederhanakan menjadi:

• Atau dapat dinyatakan dengan:ΔG = ΔG° + RT ln Q



• (1) lebih kecil dari (2) • Dissosiasi N2O4 ∆Go=+5.3

kJ• Garis lurus menyatakan

energi bebas pada setiap komposisi bila kedua gas tidak bercampur

• (3) kondisi setimbang dengan komposisi 0.814 mol N2O4 dan 0.372 mol NO2.

• (4) selisih dari energi bebas campuran dimana < reaktan murni atau produk murni → reaksi tetap terjadi walaupun ∆Go positif

Termodinamika KesetimbanganEnergi Bebas GibbsContoh: Dissosiasi N2O4



ΔG = ΔG° + RT ln Q


• Garis merah menyatakan perubahan energi bebas jika n-butana dan iso-butana terpisah

• Garis hijau menyatakan perubahan energi bebas campuran



• Energi bebas produk < reaktan agar reaksi berlangsung, tetapi setelah kesetimbangan tercapai masih terdapat reaktan (tidak 100% reaktan berubah menjadi produk pada kesetimbangan homogen)

• Kondisi terkontaminasi• Pengaruh entropi campuran reaktan dan produk



• Konstanta kesetimbanganΔG = ΔG° + RT ln Qp karena pada kondisi

setimbang ΔG=0 dan Qp=Kp maka:

ΔG° = –RT ln Kp

ΔG° = –RT ln Kc

ΔG° = –RT ln Kx




log


• Contoh soal– Diketahui reaksi: H+

(aq) + OH- (aq) → H2O (l)


H+ (aq) OH-(aq) H2O (l)

∆Hfo,

kJ/mol0 -230.0 -285.8

So, J/Kmol

0 -10.9 70.0

Hitunglah nilai konstanta kesetimbangannya!


• Kesetimbangan dan TemperaturΔG ° = ΔH ° – TΔS°

ΔG° = –RT ln Kp dan

–RT1 ln K1 = ΔH ° – T1 ΔS° and –RT2 ln K2 = ΔH ° – T2 ΔS°



• Azas Le Châtelier:• Jika reaksi eksotermis

(ΔH° < 0),, maka kenaikan temperatur akan menyebabkan penurunan K sehingga kesetimbangan “bergeser ke kiri”

• Jika ΔH° > 0 maka kenaikan T akan menghasilkan kenaikan K sehingga reaksi “bergeser ke kanan”



• Contoh soal– Tekanan uap amonium perklorat padat

diketahui sebesar 0.026 torr pada 520K dan 2.32 torr pada 620K. Terdapat uap NH3 teramati pada sistem sehingga diketahu reaksi kesetimbangannya: NH4ClO4(s) → NH3

(g) + HClO4 (g)

– Hitunglah ∆Ho dan ∆So



• Kestimbangan heterogen– Pada kesetimbangan homogen, 100% produk

tidak pernah tercapai– Pada kesetimbangan heterogen 100% produk

dapat dicapai



Kesimpulan

• Pada reaksi kimia homogen, energi bebas reaktan menjadi lebih negatif dan energi bebas produk menjadi lebih positif pada saat perubahan komposisi terjadi.

• Total energi (produk+reaktan) selalu menjadi lebih negatif sampai dicapai titik minimum yang didefinisikan sebagai komposisi setimbang.

• Konstanta kesetimbangan reaksi dinyatakan dengan :ΔG° = RT ln Kp

• Sesuai dengan azas Le Châtelier , perubahan temperatur akan mempengaruhi kesetimbangan sesuai dengan tanda dari perubahan entalpinya (ΔH°).

• Energi bebas padatan dan cairan bernilai konstan dan tidak berubah dengan perubahan komposisi (misal pada perubahan fase) sehingga pada reaksi heterogen, energi total tidak memiliki nilai minimum.

kesetimbangan kimia kf2 pertemuan4

Documents