Uploaded byFauzul Blanco
Kesetimbangan homogen
Dokumen ini membahas proses reaksi kimia dan tantangan yang dihadapi dalam menentukan kondisi kesetimbangan, termasuk temperatur, tekanan, dan komposisi umpan. Terdapat contoh serta penjelasan mengenai kesetimbangan homogen dan heterogen, serta cara menentukan tetapan kesetimbangan dari konsentrasi spesies. Selain itu, dibahas juga tentang energi bebas Gibbs dan hubungan antara konstanta kesetimbangan dengan tekanan parsial dalam reaksi yang berlangsung dalam fase gas.
Kesetimbangan homogen
- 1. Proses MelibatkanReaksi Kimia Penentuan Stoikhiometri Sistem yang Tepat Ada 3 Masalah yang harus dipecahkan: 1.Penentuan daerah temperatur dan tekanan serta komposisi umpan masuk yang tepat hingga dicapai kesetimbangan kimia di mana diperoleh produk dengan konsentrasi dan spesifikasi yang diinginkan; 2.Penentuan daerah operasi kesetimbangan maupun kecepatan reaksi yang menguntungkan; 3.Penentuan kebutuhan energi untuk reaksi ini.
- 2. Contoh: Jika temperatur reaksinaik, reaksi samping menjadi penting, korosi lebih mudah terjadi dan bahan konstruksi kehilangan kekuatannya. Biasanya reaksi dilakukan pada T< 3000 F. Meskipun reaksi secara teknis feasible, tetapi faktor ekonomis lebih menetukan. Untuk suatu proses diperlukan kondisi operasi yang favourable di mana kondisi operasi optimum.
- 3. Jika bahan bakudiketahui maka dapat ditentukan : Komposisi feed masuk reaktor, desain reaktor, komposisi feed dapat ditentukan dari kesetimbangannya Penentuan komposisi kesetimbangan merupakan suatu langkah yang penting dalam analisa proses yan kemudian dilanjutkan dengan manajemen massa dan energi
- 5. Persamaan reaksi kimiasecara umum: Kapan reaksi dikatakan setimbang????? Kesetimbangan kimia adalah suatu kesetimbangan dinamik, spesi-spesi dalam reaksi terus terbentuk secara konstan namun tanpa terjadi perubahan total dalam konsentrasi sistem.
- 6.
- 9. KesetimbanganKesetimbangan homogenhomogen Contoh: Kesetimbangan yang hanyamelibatkan satu fasa. Semua spesi berada dalam fasa gas Semua spesi berada dalam fasa larutan
- 10. KesetimbanganKesetimbangan heterogenheterogen Kesetimbangan yang melibatkanlebih dari satu fasa. Contoh:
- 11. a A +b B+… e E + f F + … ... ... b B a A f F e E a aa aa K = ... ... b B a A f F e E f ff ff K = ... ... b B a A f F e E c CC CC K = ... ... b B a A f F e E P PP PP K =
- 12. Nilai K dapatditentukan dari percobaan. Jika konsentrasi awal semua spesi diketahui, cukup diketahui konsentrasi satu spesi pada kesetimbangan, sehingga nilai KC bisa dihitung. Soal: Reaksi .0,00500 M H2 direaksikan dengan 0,01250 M I2 pada 424,5 o C. Pada awal reaksi tidak ditemukan HI. Pada saat kesetimbangan diperoleh konsentrasi iod adalah 0,00772 M. Tentukan nilai KC.
- 13. Untuk reaksi dalamfasa gas, tekanan parsial dapat digunakan sebagai pengganti konsentrasi, sehingga tetapan kesetimbangannya disimbolkan dengan KP. Soal: Turunkanlah persamaan yang menggmbarkan hubungan antara KP dan Kc jika diasumsikan gas yang bereaksi adalah gas ideal.
- 14.
- 19. Kesetimbangan dlm reaksipembentukan phosgen CO(g) + Cl2 (g) COCl2(g) Dari percobaan yg dilakukan oleh Bodenstein dan Plaut, didapatkan (pd T=394o C) : -PCO = 342,0 mm -PCl2 = 351,4 mm -Ptotal pd kesetimbangan = 439,5 mm PCOCl2 = ?????? KP = ???????? Contoh soal
- 20. Sifat tetapan kesetimbanganSifattetapan kesetimbangan 1. Besar tetapan kesetimbangan tergantung pada cara menuliskan reaksi Contoh : - 6 )184()(2)()(2 108,122 1 − ×=+⇔ CCggg KONONO - ?.......2)(22 1 )()(2 =+⇔ Cggg KONONO - ?.......22 3)(2)(2)( =⇔+ Cggg KNOONO 2. Nilainya bergantung pada suhu. 3. Apabila nilai tetapan kesetimbangan sangat besar, maka reaksi akan berlangsung bertahun-tahun untuk mencapai kesetimbangan pada suhu kamar. Contoh: reaksi H2(g) + O2(g) ⇔ 2H2O(g), Kc = 2,9 x 10 31 .
- 21. Untuk mempelajari reaksikesetimbangan hidrogen dan iodin, campuran equimolar hidrogen, iodin dan hidrogen iodida dialirkan ke dalam suatu reaktor. Reaksi terjadi dalam fasa gas. Pertanyaan: • Turunkanlah persamaan yang menggambarkan hubungan antara energi bebas Gibbs dan konstanta kesetimbangan konsentrasi untuk reaksi tersebut. • Jika diketahui konstanta kesetimbangan untuk reaksi tersebut pada suhu 457,6 o C adalah 4,87, tentukan komposisi campuran ketika kesetimbangan tercapai. • Jika reaksi yang terjadi adalah disosiasi hidrogen iodida pada suhu T, dan pada awal reaksi yang ada hanya reaktan, turunkanlah persamaan yang menggambarkan hubungan antara Kp dan tekanan parsial masing-masing komponen sebagai fungsi dari tekanan total P dan derajat disosiasi α. Tugas KelompokTugas Kelompok