Setiap mahasiswa kimia mengetahui prinsip Le Chatelier, yang menyatakan bahwa setiap perubahan suhu, tekanan, volume, atau konsentrasi dalam sistem tertentu akan mengarahkan sistem untuk membentuk keseimbangan baru negara. Dengan pengetahuan tentang reaksi (misalnya, apakah itu endotermik atau eksotermik), Anda dapat menggunakan ini untuk memprediksi apa yang akan terjadi ketika ada perubahan yang dikenakan pada sistem.
Tetapi ada metode yang lebih kuantitatif yang dapat Anda gunakan untuk menentukan arah reaksi yang akan disukai, dan apakah saat ini berada pada kesetimbangan atau tidak, dan ini disebut hasil bagi reaksi. Belajar menghitung hasil bagi reaksi untuk reaksi yang diberikan adalah alat yang sederhana namun kuat dalam kimia.
Hasil bagi Reaksi Dijelaskan
Hasil bagi reaksi adalah cara untuk mengukur jumlah relatif reaktan dan produk untuk reaksi reversibel pada setiap titik waktu. Itu diberi simbol Q, dan Anda dapat menghitungnya menggunakan rumus sederhana yang melibatkan konsentrasi (secara teknis "aktivitas") produk dan reaktan, bersama dengan konstanta stoikiometrinya.
Hasil bagi reaksi dan konstanta kesetimbangan (K) adalah kuantitas yang serupa (tetapi tidak identik), dan membandingkan keduanya pada suatu titik waktu tertentu memberi tahu Anda ke arah mana reaksi akan berlangsung hingga mencapai kesetimbangan.
Perbedaan Antara Q dan K
Persamaan untuk Q dan K sangat mirip, tergantung pada konsentrasi reaktan dan produk, tetapi ada perbedaan penting antara dua kuantitas: Persamaan konstanta kesetimbangan adalah hanya berlaku ketika sistem berada pada keseimbangan (yaitu ketika laju reaksi maju sesuai dengan laju reaksi balik).
Hasil bagi reaksi berlaku pada sepanjang waktu, jadi reaksi tidak harus dalam keadaan setimbang agar Anda dapat menghitungnya. Namun, ketika reaksi berada pada kesetimbangan, Q = K, dan kedua persamaan memberikan hasil yang sama.
Hitung Q untuk Reaksi
persamaan untuk Q, untuk reaksi umum antara bahan kimia SEBUAH, B, C dan D dari bentuk:
Diberikan oleh:
Jadi intinya adalah produk dikalikan bersama-sama dibagi dengan reaktan dikalikan bersama-sama, masing-masing dinaikkan ke pangkat yang sama dengan konstanta stoikiometrinya (yaitu jumlah masing-masing komponen dalam reaksi). Namun, penting untuk dicatat bahwa tanda kurung siku mengacu pada aktivitas bahan kimia.
Untuk padatan atau cairan murni, istilah dalam persamaan untuk Q berhasil untuk satu, dan sehingga mereka dapat diabaikan secara efektif. Untuk pelarut, Anda menggunakan fraksi mol, untuk gas Anda menggunakan tekanan parsial (atau molaritas), dan untuk zat terlarut Anda menggunakan molaritas.
Contoh perhitungan sederhana akan memberi Anda gambaran tentang cara menghitung Q untuk suatu reaksi. Ambil reaksinya:
Dengan molaritas: [CO] = 1 M, [H2O] = 1 M, [CO2] = 2M dan [H2] = 2 M, dan konstanta kesetimbangan K = 1. Perhatikan bahwa konstanta stoikiometri untuk setiap komponen dalam kasus ini adalah satu, jadi Anda tidak perlu khawatir tentang kekuatan dalam perhitungan. Menggunakan ekspresi untuk Q memberikan:
Perhatikan bahwa nilai ini untuk Q lebih besar dari nilai yang diberikan untuk K.
Menafsirkan Q
Ada tiga kasus utama yang perlu dipertimbangkan untuk memahami apa nilai dari Q memberitahumu: Q > K, Q = K dan Q < K. Untuk Q > K, ini berarti ada lebih banyak produk yang ada daripada yang ada pada kesetimbangan, sehingga reaksi akan bergeser ke arah reaktan.
Untuk Q = K, reaksi berada pada kesetimbangan dan akan tetap demikian kecuali ada sesuatu yang mengganggu sistem (misalnya jika panas ditambahkan atau tekanan dinaikkan).
Untuk Q < K, ada lebih banyak reaktan daripada produk yang ada daripada pada kesetimbangan, sehingga reaksi akan berlanjut ke arah depan dan mendukung pembentukan produk.