Yang dimaksud dengan tetapan kesetimbangan (K) adalah Perbandingan konsentrasi hasil reaksi terhadap konsentrasi pereaksi dengan masing-masing konsentrasi dipangkatkan koefisien reaksi. Pada reaksi kesetimbangan homogen: Pada keadaan gas tetapan kesetimbangan menyatakan perbandingan tekanan parsial komponen pereaksi terhadap tekanan parsial komponen hasil reaksi.
Konstanta kesetimbangan, K, menyatakan hubungan antara produk dan reaktan dari suatu reaksi pada kesetimbangan terkait dengan satuan tertentu. Artikel ini menjelaskan cara menulis persamaan konstanta kesetimbangan, dan memperkenalkan perhitungan yang melibatkan konsentrasi dan tekanan kesetimbangan tekanan parsial.
Reaksi Homogen
Reaksi homogen adalah reaksi di mana keadaan materi produk dan reaksi semuanya sama (kata “homo” berarti “sama”). Dalam kebanyakan kasus, pelarut menentukan keadaan materi untuk reaksi keseluruhan. Sebagai contoh, sintesis metanol dari campuran karbon monoksida-hidrogen adalah campuran homogen berbentuk gas, yang mengandung dua atau lebih zat:
CO (g) + 2H2 (g) ⇌CH3OH (g)
Pada kesetimbangan, laju reaksi maju dan mundur adalah sama, yang ditunjukkan oleh panah bolak balik. Konstanta kesetimbangan, bagaimanapun, memberikan rasio satuan (tekanan atau konsentrasi) dari produk ke reaktan ketika reaksi berada pada kesetimbangan.
Sintesis amonia adalah contoh lain dari campuran homogen gas:
N2 (g) + 3H2 (g) ⇌2NH3 (g)
Reaksi heterogen
Reaksi heterogen adalah reaksi di mana satu atau lebih keadaan dalam reaksi berbeda (kata Yunani “heteros” berarti “berbeda”). Misalnya, pembentukan larutan berair timbal (II) iodida menciptakan campuran heterogen yang berurusan dengan partikel-partikel baik dalam keadaan padat maupun cair:
PbI2 (s) ⇌Pb + 2 (aq) + 2I− (aq)
Penguraian natrium hidrogen karbonat (soda kue) pada ketinggian tinggi adalah contoh lain dari campuran heterogen, reaksi ini berkaitan dengan molekul-molekul dalam keadaan padat dan gas:
2NaHCO3 (s) ⇌Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO2 (g)
C (s) + O2 (g) ⇌CO2 (g)
Perbedaan antara reaksi homogen dan heterogen ditekankan sehingga siswa ingat bahwa padatan, cairan murni, dan pelarut diperlakukan secara berbeda dari gas dan zat terlarut ketika mendekati aktivitas zat dalam ekspresi konstan kesetimbangan.
Menulis rumus Konstan kesetimbangan
Nilai numerik dari konstanta kesetimbangan diperoleh dengan membiarkan satu reaksi melanjutkan ke kesetimbangan dan kemudian mengukur konsentrasi masing-masing zat yang terlibat dalam reaksi tersebut. Rasio konsentrasi produk dengan konsentrasi reaktan dihitung. Karena konsentrasi diukur pada kesetimbangan, konstanta kesetimbangan tetap sama untuk reaksi yang diberikan terlepas dari konsentrasi awal. Pengetahuan ini memungkinkan para ilmuwan untuk mendapatkan model ekspresi yang dapat berfungsi sebagai “templat” untuk setiap reaksi.
Untuk reaksi hipotetis:
bB + cC⇌dD + eE
rumus konstanta kesetimbangan ditulis sebagai
* Huruf kecil dalam persamaan seimbang mewakili jumlah mol setiap zat, huruf besar mewakili zat itu sendiri.
Jika K> 1
kemudian keseimbangan berpihak pada produk
Jika K <1
kemudian keseimbangan menguntungkan reaktan
Rumus Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi
Untuk menghindari penggunaan aktivitas, dan untuk menyederhanakan pengukuran eksperimental, konstanta kesetimbangan konsentrasi mendekati aktivitas zat terlarut dan gas dalam larutan encer dengan masing-masing molaritasnya. Namun, aktivitas padatan, cairan murni, dan pelarut tidak diperkirakan dengan molaritasnya. Sebaliknya aktivitas ini didefinisikan memiliki nilai sama dengan 1 (satu). Rumus konstanta kesetimbangan ditulis sebagai Kc, seperti pada ungkapan untuk reaksi:
Di sini, huruf-huruf di dalam kurung mewakili konsentrasi (dalam molaritas) dari setiap zat.
Rumus Tetapan keseimbangan Tekanan
Kesetimbangan reaksi gas sering dinyatakan dalam bentuk tekanan parsial. Konstanta kesetimbangan tekanan memberikan rasio tekanan produk terhadap reaktan untuk reaksi yang berada pada kesetimbangan (sekali lagi, tekanan semua spesies dinaikkan ke pangkat koefisien masing-masing). Konstanta kesetimbangan ditulis sebagai Kp, seperti yang ditunjukkan untuk reaksi:
