Apa itu ekspresi konstanta kesetimbangan?
Ketika seorang ilmuwan menggabungkan dua zat, bagaimana dia tahu apa yang akan terjadi? Akankah reaksi maju atau mundur? Salah satu alat yang dibutuhkan ilmuwan untuk memahami arah reaksi adalah tetapan kesetimbangan K . Konstanta kesetimbangan adalah angka yang menyatakan hubungan antara konsentrasi reaktan dan produk dalam suatu reaksi. Itu diwakili oleh huruf K. Variabel Kc menyatakan tetapan kesetimbangan dalam hal konsentrasi untuk cairan dan Kp menyatakan tetapan kesetimbangan untuk gas dalam hal tekanan.
Persamaan yang digunakan untuk mencari tetapan kesetimbangan suatu reaksi disebut tetapan kesetimbangan.
Untuk menemukan tetapan kesetimbangan Kc, pertimbangkan reaksi fiksi ini:
aA + bB = cC + dD
Angka huruf kecil mewakili koefisien molekul yang berbeda dan huruf besar adalah molekul itu sendiri.
Untuk menuliskan persamaan kesetimbangan, gunakan konsentrasi atau tekanan produk pangkat koefisiennya terhadap konsentrasi atau tekanan reaktan pangkat koefisiennya.
Kc = {C} c {D} d / {A} a {B} b
Jika reaksi ini hanya terjadi pada gas, maka kita akan menggunakan tetapan kesetimbangan untuk tekanan, Kp .
Kp = P(C)c * P(D)d / P(A)a * (B)b
Ketika ‘K’ lebih besar dari satu, reaksi akan mendukung produk dan melanjutkan. Namun, ketika ‘K’ kurang dari satu, reaksi akan bergerak mundur dan mendukung reaktan.
Hari ini, kita akan belajar bagaimana menulis persamaan kesetimbangan untuk tiga jenis reaksi, kesetimbangan homogen, heterogen, dan berganda.
kesetimbangan homogen
Awalan ‘homo’ berarti hal yang sama, sama seperti homoseksual berarti menyukai seseorang dari jenis kelamin yang sama. Jadi, kesetimbangan homogen terjadi ketika semua reaktan dan produk berada dalam keadaan fisik yang sama . Misalnya, gas hidrogen dapat direaksikan dengan gas nitrogen. Proses ini membentuk amonia, yang juga merupakan gas. Reaksinya adalah:
H2 + 3N2 = 2NH3
Jadi bagaimana kita membuat persamaan kesetimbangan untuk konstanta ‘K’ dari reaksi ini? Mulailah dengan menuliskan konsentrasi produk pangkat koefisiennya di bagian atas dan konsentrasi reaktan pangkat koefisiennya di bagian bawah.
‘Kp’ = P (NH 3 ) 2 / P (H 2 ) * P (N 2 ) 3
Perhatikan bahwa kita menggunakan KP karena reaktan dan produk semuanya adalah gas dan jumlahnya akan diukur dalam tekanan.
kesetimbangan heterogen
Awalan ‘hetero’ berarti berbeda, karena heteroseksual berarti tertarik pada jenis kelamin yang berbeda. Jadi, dalam kesetimbangan heterogen, reaktan dan produk dapat berada dalam keadaan fisik yang berbeda. Saat menulis kesetimbangan heterogen, selalu keluarkan padatan dan cairan murni. Ini hanya ditulis sebagai angka 1 dalam persamaan dan tidak memperhitungkan konstanta kesetimbangan.
Ambil, misalnya, penguraian timbal yodium menjadi ion komponennya:
PbI 2 (s) = Pb 2+ (aq) + 2I – (aq)
Karena padatan tidak diperhitungkan dalam persamaan kesetimbangan kita, kita hanya berurusan dengan cairan dan karenanya akan menggunakan Kc
Kc = 1 / {Pb 2+ } * {I – } 2
beberapa saldo
Terkadang lebih dari satu reaksi kesetimbangan terjadi pada waktu yang bersamaan. Dalam hal ini, kami menyebut jenis reaksi ini kesetimbangan berganda . Contohnya adalah bagaimana karbon dioksida larut dalam air laut untuk membentuk asam karbonat. Asam karbonat kemudian berdisosiasi menjadi hidrogen dan ion bikarbonat. Dua reaksi terjadi secara bersamaan. Faktanya, bikarbonat dapat terurai menjadi ion hidrogen dan ion karbonat.
Untuk menulis persamaan kesetimbangan untuk beberapa kesetimbangan, pertama-tama tulislah persamaan kesetimbangan untuk setiap langkah secara terpisah. Kemudian, gandakan mereka untuk mendapatkan persamaan kesetimbangan total:
K = K1 * K2
Mari kita gunakan contoh karbon dioksida yang larut dalam asam karbonat dan kemudian bikarbonat.
CO 2 (aq) + H 2 O = H 2 CO 3 (aq)
Ekspresi kesetimbangan untuk persamaan pertama ini akan menjadi:
K1 = {H 2 CO 3 } / {CO 2 } * {H 2 O}
Bagian kedua dari reaksi kimia adalah:
H 2 CO 3 (aq) = H + (aq) + HCO 3 – (aq)
Kemudian, ekspresi kesetimbangan kedua akan menjadi:
K2 = {HCO 3 -} * {H + } / {H 2 CO 3 }
Sekarang, kita mengalikan konstanta kesetimbangan ini bersama-sama untuk mendapatkan persamaan kesetimbangan akhir:
K = {HCO 3 -} * {H + } / {CO 2 } * {H 2 O}
Ringkasan Pelajaran
Konstanta kesetimbangan adalah kuantitas yang menggambarkan hubungan antara produk dan reaktan dalam suatu persamaan. Konstanta kesetimbangan dapat dihitung dengan melihat hubungan antara konsentrasi atau tekanan produk dibandingkan dengan reaktan ketika dipangkatkan dengan koefisiennya dalam reaksi kimia yang seimbang. Kesetimbangan homogen terjadi ketika semua reaktan dan produk berada dalam keadaan yang sama. Kesetimbangan heterogen terjadi ketika reaktan dan produk berada dalam keadaan yang berbeda. Padatan dan cairan murni tidak diperhitungkan dalam perhitungan konstanta kesetimbangan. Beberapa kesetimbangan terjadi ketika lebih dari satu reaksi terjadi secara bersamaan, dan konstanta kesetimbangan dapat dihitung dengan mencari konstanta untuk setiap langkah dalam reaksi dan kemudian mengalikannya.