Ria Fitriani BAHAN AJAR KESETIMBANGAN KIMIA. Kesetimbangan Kimia 0

Ria Fitriani

BAHAN AJAR

KESETIMBANGAN KIMIA

Kesetimbangan Kimia | 0

KESETIMBANGAN KIMIA

Air yang ada di permukaan bumi akan menguap ketika terkena panas matahari. Uap air di zat cair (air laut) berada dalam kesetimbangan dengan fasa cair (air laut). Kecepatan saat molekul terlepas dari zat cair menjadi fase gas sama dengan kecepatan saat molekul menyentuh permukaan zat cair. Perubahan zat cair menjadi uap dan kembali menjadi cair merupakan kesetimbangan dinamis

Kompetensi Dasar 1. Menjelaskan kesetimbangan dan faktorfaktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan dengan melakukan percobaan. 2. Menentukan hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan. 3. Menjelaskan penerapan prinsip kesetimbangan dalam kehidupan seharihari dan industri

Tujuan Pembelajaran Setelah mempelajari materi ini, diharapkan siswa dapat: a. Menjelaskan kesetimbangan dinamis b. Menjelaskan kesetimbangan homogen dan heterogen c. Meramalkan arah pergeseran kesetimbangan dengan menggunakan asas Le Chatelier, menganalisis pengaruh perubahan suhu, konsentrasi, tekanan dan volume pada pergeseran kesetimbangan melalui percobaan d. Menafsirkan data percobaan mengenai konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi pada keadaan setimbang untuk menentukan derajat disosiasi dan tetapan kesetimbangan e. Menghitung harga Kc berdasarkan konsentrasi zat dalam kesetimbangan f. Menghitung harga kp berdasarkan tekanan parsial gas pereaksi dan hasil reaksi pada keadaan setimbang g. Menghitung harga Kc dan Kp atau sebaliknya h. Menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan-bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan


PETA KONSEP

............................................................ Kesetimbangan Kimia

bersifat

Mengalami

Tediri atas

Berlangsung dalam Di dalam industri

Dinamis

Kesetimbangan Homogen

Pergeseran Kesetimbangan

Kesetimbangan Heterogen

Ruang Tertutup Proses Kontak

Mempunyai

Didasari pada

Tetapan Kesetimbangan Meliputi

Dipengaruhi oleh

Asas Le Chatelier

Konsentrasi Kp

KATA KUNCI -

Proses Haber Bosch

Temperatur

Volume

Tekanan

Kc

............................................................

Asas Le Chatelier Kesetimbangan Homogen Kesetimbangan dinamis Laju Reaksi

- kesetimbangan disosiasi - Tetapan Kesetimbangan - Kesetimbangan Heterogen


KESETIMBANGAN KIMIA

Coba perhatikan orang-orang yang naik eskalator di pusat perbelanjaan. Jika jumlah orang yang naik sama dengan orang yang turun maka jumlah orang di kedua lantai akan konstan. Dalam reaksi kimia, konsentrasi akan konstan jika jumlah spesi yang bergerak ke kedua arah juga konstan. Keadaan reaksi kimia tersebut dikatakan setimbang. Apa syarat terjadinya kesetimbangan dalam sistem kimia? Anda akan mempelajari kesetimbangan kimia dan faktor-faktor yang mempengaruhinya.

A. REAKSI REAKSI SEARAH DAN REAKSI DAPAT BALIK Menurut

Konsep

Stoikiometri,

suatu

zat

yang Gambar 1. Di alam Kesetimbangan kimia

berperan

direaksikan akan habis bereaksi jika perbandingan mol zat itu pembentukan stalaktit stalagmit di gua. sama dengan perbandingan koefisiennya. Contohnya adalah

dalam dan

reaksi berikut: Mg(s)

+ 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)


Pada reaksi tersebut, jika perbandingan mol Mg dan HCl yang direaksikan adalah 1:2 maka Mg dan HCl habis bereaksi. Reaksi yang seperti ini disebut reaksi satu arah atau irreversible. Adakalanya pada reaksi kimia, reaktan tidak habis bereaksi, walaupun zat yang direaksikan sama dengan perbandingan koefisiennya. Contohnya adalah pada campuran gas nitrogen dan hidrogen jika dipanaskan menghasilkan gas amonia sesuai dengan persamaan reaksi. N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Pada reaksi tersebut, setelah campuran dibiarkan beberapa lama terdapat campuran gas N2, gas H2, dan gas NH3. Mengapa demikian? Bukankah seharusnya gas N2 dan gas H2

habis

bereaksi? Ternyata gas NH3 yang terbentuk terurai kembali menjadi gas N2 dan gas H2 berdasarkan reaksi berikut. 2NH3(g) ⇌ N2(g) + 3H2(g) Dalam hal ini reaksi tidak hanya berlangsung dari kiri ke kanan tetapi juga dari kanan ke kiri. Reaksi yang berlangsung dari kiri ke kanan maupun dari kanan ke kiri disebut reaksi dapat balik atau reversible. Jika laju reaksi ke kiri sama dengan laju reaksi ke kanan maka terjadi kesetimbangan.

1.

Reaksi Satu Arah (irreversible) Pada peristiwa reaksi satu arah, zat-zat hasil reaksi tidak

dapat bereaksi kembali membentuk zat pereksi. Ciri-ciri reaksi satu arah adalah sebagai berikut. a. Reaksi ditulis dengan satu anak panah (→). b. Reaksi berlangsung satu arah dari kiri ke kanan c. Zat hasil reaksi tidak dapat dikembalikan seperti zat

Gambar 2. Reaksi searah banyak ditemukan di alam. d. Reaksi baru berhenti apabila salah satu atau semua Salah satunya kayu yang dibakar.

mula-mula

reaktan habis.


Contoh: 1. Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) Pada reaksi tersebut Zn habis bereaksi dengan HCl menghasilkan ZnCl2 dan gas H2. ZnCl2 dan gas H2 tidak dapat bereaksi kembali membentuk Zn dan HCl 2. NaOH (aq) + 2HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) Pada reaksi tersebut NaOH habis bereaksi dengan HCl membentuk NaCl dan H2O. NaCl dan H2O tidak dapat Gambar 3. Reaksi Zn dengan

HCl merupakan reaksi satu arah ZnCl2 dan H2 yang terbentuk dan tidak dapat terurai kembali.

bereaksi kembali menjadi NaOH dan HCl.

2. Reaksi Dapat Balik (Reversible) Pada reaksi dua arah, zat-zat hasil reaksi tidak dapat bereaksi

kembali

membentuk

zat

pereaksi.

Reaksi

kesetimbangan kimia dapat terjadi bila reaksi yang terjadi merupakan reaksi dapat balik (reversible) . Ciri-ciri reaksi dapat balik adalah sebagai berikut: a. Reaksi ditulis dengan dua anak panah yang berlawanan (⇌) b. Reaksi berlangsung dari dua arah, yaitu dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri c. Zat hasil reaksi dapat dikembalikan seperti zat mulamula d. Reaksi tidak pernah berhenti karena komponen zat tidak pernah habis. Contoh: PbSO4(aq) + 2NaI(aq) → PbI2(s) + Na2SO4(l) Kuning Endapan PbI2 yang terbentuk dapat direaksikan dengan cara menambahkan larutan Na2SO4 berlebih. PbI2(s) + Na2SO4(l) → PbSO4(aq) + 2NaI(aq) Dalam penulisan reaksi dapat balik, kedua reaksi dapat digabung sebagai berikut. Kesetimbangan Kimia | 5

PbSO4(aq) + 2NaI(aq) ⇌ PbI2(s) + Na2SO4(l) Apabila pada reaksi dapat balik laju reaksi ke kiri sama

Ingat!

dengan laju reaksi ke kanan akan terjadi kesetimbangan kimia.

B. KEADAAN SETIMBANG Berbagai reaksi dapat balik tidak semuanya dapat mencapai kesetimbangan. Untuk mencapai kesetimbangan perlu beberapa syarat khusus, yaitu reaksinya dapat balik, sistemnya tertutup, dan bersifat dinamis. Sistem tertutup merupakan sistem reaksi di mana baik zat-zat yang bereaksi maupun zat-zat hasil reaksi tetap dalam sistem. Sistem tertutup tidak selamanya harus terjadi dalam wadah tertutup, kecuali pada reaksi gas. Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana dua proses yang berlawanan arah berlangsung secara simultan dan terus menerus, tetapi tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur. Cepat lambatnya suatu reaksi mencapai kesetimbangan

Alam ini juga diciptakan oleh Tuhan dengan kesetimbangan. Ada yang kaya dan miskin, ada yang pintar dan ada yang bodoh, ada yang kuat dan ada yang lemah, dan lain sebagainya. Bagaimana supaya kehidupan ini menjadi stabil? Orangorang yang mempunyai kelebihan (kaya, pintar, dan kuat) hendaklah memberi kepada yang kekurangan (miskin, bodoh, dan lemah), sehingga kehidupan ini menjadi seimbang.

bergantung pada laju reaksi, semakin besar laju reaksi maka semakin cepat. Kesetimbangan kimia hanya dapat berlangsung dalam sistem tertutup. Sementara itu, pada umumnya proses alami

berlangsung dalam sistem terbuka. Berbagai proses

alami seperti perkaratan logam, pembusukan dan lain sebagainya. 1. Jenis Kesetimbangan Berdasarkan Wujudnya Berdasarkan wujud zat yang ada dalam keadaan setimbang. Kesetimbangan yang semua komponennya satu fase disebut kesetimbangan homogen, sedangkan yang terdiri dari dua fase atau lebih disebut kesetimbangan heterogen. a. Kesetimbangan Homogen Kesetimbangan homogen adalah reaksi kesetimbangan yang mengandung zat-zat yang homogen (berada dalam satu fase). Kesetimbangan Kimia | 6

1) Kesetimbangan antara Gas dengan Gas Contoh: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 2NO2(g)

⇌ N2O4(g)

H2(g) + Br2(g) ⇌ 2HBr(g) 2) Kesetimbangan antara Larutan dengan Larutan Contoh: C2H5OH(aq)+CH3COOH(aq) ⇌ CH3COOC2H5(aq)+ H2O(aq) b. Kesetimbangan Heterogen Kesetimbangan heterogen adalah reaksi kesetimbangan yang mengandung zat-zat yang heterogen (berada dalam beberapa fase). 1) Kesetimbangan antara Zat Padat dengan Gas Contoh: CaCO3(g) ⇌ CaO(s)

+ CO2(g)

2) Kesetimbangan antara Gas dengan Zat Cair Contoh H2O(g) ⇌ H2O(l)

Gambar 4. Reaksi Penguraian CaCO3(g) menjadi CaO(s) dan CO2(g)

3) Kesetimbangan antara Zat Padat dengan Larutan Contoh: CuSO4. 5H2O(s) ⇌ CuSO4(s) + H2O(l) 4) Kesetimbangan antara gas, Zat Cair, dan Zat Padat H2CO3(aq) ⇌

H2O(s) + CO2(g)

2. Kesetimbangan Dinamis

Gambar 5. Reaksi kesetimbangan untuk N2O4(g) dan NO2(g) Kesetimbangan Kimia | 7

Untuk

memahami

tentang

pengertian

kesetimbangan

dinamisperlu kita pelajari reaksi kesetimbangan antara gas N2O4 dengan gas NO2. Padatan N2O4 pada tabung tertutup yang tidak berwarna disimpan dalam gelas kimia, kemudian dipanaskan sampai melampaui titik didihnya. Yaitu sekitar 21,20 C. Padatan N2O4 secara perlahan berubah menjadi gas dan dengan cepat berubah menjadi gan NO2 yang berwarna cokelat. Lalu kemudian terjadi kesetimbangan

antara

gas

N2O4

dengan

gas

NO2.

Kesetimbangan terjadi karena adanya reaksi reversible. Reaksi yang terjadi tidak hanya pembentukan NO2(g), tetapi juga terjadi pembentukan kembali N2O4(g). Reaksi yang terjadi sebagai berikut. N2O4(g) ⇌ 2NO2(g) Tidak berwarna Cokelat Pada reaksi di atas yang sesungguhnya terjadi adalah penguraian gas N2O4 menjadi gas NO2 dengan reaksi berikut. N2O4(g)

→

2NO2(g)

Pada saat terbentuk gas NO2 terjadi reaksi balik dari gas NO2 membentuk gas N2O4 yang arahnya ke kiri. Reaksi yang terjadi sebagai berikut. 2NO2(g)

→

N2O4(g)

Jadi pada reaksi tersebut terjadi reaksi dua arah yang berlawanan, ke kanan dan ke kiri, hanya kita tidak dapat melihatnya,

padahal

secara

mikroskopik,

reaksi

tetap

berlangsung. Reaksi ditulis dengan dua tanda panah (⇌) Jadi reaksinya adalah sebagai berikut. N2O4(g)

⇌

2NO2(g)

Sejalan dengan waktu, konsentrasi gas N2O4 semakin berkurang, sedangkan konsentrasi gas NO2 semakin bertambah. Reaksi berjalan terus menerus, secara bolak-balik, tetapi proses yang terjadi tidak bersamaan antara ke kanan dan ke kiri. Pada saat arah reaksi ke kiri tidak terjadi reaksi ke kanan. Jadi, terjadi Kesetimbangan Kimia | 8

Reaksi satu arah secara bergantian secara dinamis sampai mencapai kesetimbangan. Dengan kata lain, reakis berlangsung KIMIAWAN secara dinamis dan terjadi kesetimbangan dinamis, yaitu reaksi berlangsung secara terus-menerus tanpa berhenti, dengan konsentrasi zat terus berubah tergantung arah reaksi. Reaksi ini berakhir dengan suatu kesetimbangan atau menuju keadaab setimbang, yaitu jika tidak terjadi lagi perubahan makroskopis yang dapat dilihat dari warna zat tidak menjadi cokelat tua atau cokelat muda, konsentrasinya pun menjadi tetap. Pada keadaan setimbang tidak terjadi perubahan konsentrasi

walaupun

secara

mikroskopis

reaksi

tetap

berlangsung.

C. PERGESERAN KESETIMBANGAN Apabila sistem telah mencapai keadaan setimbang maka sistem akan mempertahankan keadaan tersebut. Bagaimana jika ada pihak luar yang mengganggu? Seorang ahli kimia prancis, Henry Louis Le Chatelier (1850-1936) berpendapat sebagai berikut: Jika pada kesetimbangan reaksi dilakukan aksi-aksi tertentu, sistem akan mengadakan reaksi dengan menggeser kesetimbangan untuk menghilangkan pengaruh aksi tersebut. Pendapat tersebut dikenal dengan azas Le Chatelier. Aksi-aksi yang dimaksud Chatelier adalah melakukan tindakan dengan mengubah konsentrasi, suhu, tekanan, dan volume sistem. Selanjutnya, keempat faktor itu disebutfaktor yang mempengaruhi kesetimbangan reaksi yang akan diuraikan

Henri Louis le Chatelier (1850-1936) ialah seorang ahli kimia yang berasal dari Perancis. Pada 1888 Ia menerbitkan buku yang berjudul Recherches sur les Equilibre Chimiques (Penelitian Mengenai Kesetimbangan Kimia). Dalam bukunya, ia berhasil merumuskan hubungan antara reaksi yang terjadi pada sistem kesetimbangan kimia dengan aksi atau pengaruh yang diberikan dari luar. Hubungan yang lebih dikenal dengan asas yang diberi nama dengan namanya itulah yang lebih memopulerkan namanya.

sebagai berikut.


KEGIATAN 1.

Pergeseran Kesetimbangan 1. Alat dan Bahan Alat Nama Alat Tabung reaksi Rak tabung Pipet Tetes Gelas Kimia Gelas Ukur Pengaduk

Bahan Jumlah 7 buah 1 buah 2 buah 2 buah 1 buah

Nama Bahan Larutan FeCl2 1 M Larutan KSCN 1 M Kristal Na2HPO4 Aquades

Jumlah 5 cm3 5 cm3 3 butir 200 cm3

2. Cara Kerja a. Ambilah 50 cm3 aquades dan masukkan ke dalam gelas kimia. b. Teteskan ke dalam aquades tersebut masing-masing 3 tetes larutan KSCN 1 M dan FeCl3 1 M dan aduklah sampel warnanya tetap. c. Bagi larutan tersebut ke dalam 5 tabung reaksi sama banyak. Tabung ke-1 digunakan sebagai pembanding. d. Tambahkan berturut-turut: Pada tabung 2 : larutan FeCl3 1 M sebanyak 2 tetes Pada tabung 3 : larutan KSCN 1 M sebanyak 2 tetes Pada tabung 4 : kristal Na2HPO4 2 butir Pada tabung 5 : aquades 5 cm3 3. Hasil Pengamatan No Perlakuan Tabung 2 Ditambah Fe3+ 3 Ditambah SCN4 Ditambah HPO45 Ditambah air

Arti Perlakuan

Warna dibandingkan dengan tabung 1

Kesimpulan

4. Pertanyaan/Bahan Diskusi a. Bagaimana pengaruh penambahan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem kesetimbangan? b. Bagaimana pengaruh pengurangan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem kesetimbangan? c. Bagaimana pengaruh perubahan volume terhadap sistem kesetimbangan?


a. Pengaruh Konsentrasi Secara umum reaksi kesetimbangan adalah sebagai berikut: A + B ⇌ C Bagaimana

konsentrasi

dapat

mempengaruhi

kesetimbangan? Sesuai dengan azas Le Chatelier, yaitu jika ada usaha untuk menambah konsentrasi dari salah satu zat pada reaksi setimbang, akan terdapat reaksi yang mengkonsumsi zat tambahan

terrsebut.

Sebaliknya,

jika

ada

usaha

untuk

mengurangi konsentrasi salah satu zat pada reaksi setimbang, akan terdapat reaksi untuk menambah zat yang dikurangi tersebut.

•

Jika salah satu perekasi/reaktan/senyawa di ruas kiri diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kanan/produk/hasil reaksi. Sebaliknya jika salah satu produk/hasil reaksi/ruas kanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kiri/pereaksi/reaktan.

•

Jika salah satu pereaksi/reaktan/senyawa di ruas kiri diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kiri/pereaksi/reaktan. Sebaliknya jika salah satu produk/hasil rekasi/senyawa ruas kanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kanan/produk/hasil reaksi.

Gejala perubahan dapat diperhatikan Besi(III) tiosianat [Fe(SCN)3] mudah larut dalam air dan menghasilkan larutan berwarna merah . Warna merah disebabkan oleh adanya ion terhidrasi FeSCN+2. Kesetimbangan antara ion-ion FeSCN2+ yang tidak terurai dan Fe3+ dan SCN- dituliskan sebagai berikut FeSCN2+(aq) ⇌ Fe3+(aq) + SCN-(aq) Merah kuning pucat Tak berwarna Apa yang terjadi jika tambahan sedikit natrium tiosianat (NaSCN) ke dalam larutan ini? Dalam hal ini, tekanan yang diberikan pada kesetimbangan sistem adalah penambahan konsentrasi SCN- (berasal dari penguraian NaSCN). Untuk mengkonpensasi tekanan ini beberapa

ion

Fe3+

bereaksi

dengan

ion

SCN- yang

ditambahkan,

sehingga

kesetimbangannya bergeser dari kanan ke kiri: Kesetimbangan Kimia | 11

FeSCN2+(aq) ← Fe3+(aq)

+

SCN-(aq)

Akibatnya warnba merah larutan bertambah tua (gambar 6). Demikian juga, jika kita tambahkan besi(III) nitrat [Fe(NO3)3] akan menggeser kesetimbangan dari kanan ke kiri. Baik Na+ maupun NO3- ialah ion-ion pendamping yang tak berwarna. Sekarang kita coba tambahkan asam oksalat (H2C2O4) ke dalam larutan asal. Asam oksalat terionisasi dalam air membentuk ion oksalat C2O42-

mengambil ion Fe3+ dari

larutan. Akibatnya, lebih banyak satuan FeSCN2+ yang terurai dan kesetimbangan bergeser dari kiri ke kanan: FeSCN2+(aq) ← Fe3+(aq)

(a)

(b)

+

(c)

SCN-(aq)

(d)

Gambar 6. pengaruh penambahan konsentrasi pada posisi kesetimbangan. (a) larutan berair Fe(SCN)3 warna larutan yang timbul karena spesi FeSCN2+ yang merah dan Fe3+ yang kuning. (b) sesudah ditambahkan sedikit NaSCN ke dalam larutan a, kesetimbangan bergeser ke kiri. (c) sesudah ditambah sedikit Fe(NO3)3 ke dalam larutan a, kesetimbangan bergeser ke kiri, (d) sesudah ditambahkan sedikit H2C2O4 ke dalam larutan a, kesetimbangan bergeser ke kanan, warna kuning disebabkan oleh ion Fe(C2O4)33-

INGAT!!!! Angka

koefisien

reaksi dari zat padat murni (s) dan zat cair murni (l) tidak mempengaruhi kesetimbangan, yang mempengaruhi

b. Pengaruh Volume Secara umum reaksi kesetimbangan adalah sebagai berikut: A + B ⇌ C Sesuai dengan azas Le Chatelier, yaitu jika ada usaha untuk mengubah volume sistem, maka akan ada reaksi ke arah

kesetimbangan adalah

senyawa

dalam

bentuk

larutan (aq) dan gas (g)

jumlah mol zat yang lebih besar atau jumlah mol yang lebih


kecil. Usaha untuk menaikkan volume sistem sama dengan memperkecil konsentrasi zat secara menyeluruh. Hal ini mengakibatkan kesetimbangan bergeser ke jumlah mol terbesar. Sebaliknya jika ada usaha untuk menurunkan volume sistem, hal itu sama dengan memperbesar konsentrasi zat secara menyeluruh yang mengakibatkan kesetimbangan bergeser ke jumlah mol terkecil.

•

Jika volume diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terbanyak atau ke ruas yang jumlah angka koefisiennya terbanyak.

•

Jika volume diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terkecil atau ke ruas yang jumlah angka koefisiennya terkecil.

•

Jika jumlah angka koefisien ruas kanan dan ruas kiri sama maka penambahan atau pengurangan volume tidak akan menggeser kesetimbangan.

CONTOH SOAL: BiCl3(aq) + H2O(l) ⇌ BiOCl(s)

+ 2HCl(aq)

Ke arah mana kesetimbangan bergeser jika suhu tetap: a. Ditambah BiCl3 b. Ditambah air c. Ditambah BiOCl Penyelesaian: a. Penambahan BiCl3 akan menggeser kesetimbangan ke kanan Kesetimbangan Kimia | 13

b. Memperbesar volume (penambahan air) akan menggeser kestimbangan ke kanan kareena koefisien ruas kanan lebih besar daripada koefisien ruas kiri. Koefisien ruas kiri = 1, yaitu koefisien BiCl3 sedangkan koefisien H2O tidak dihitung karena zat cair murni (l)\. Jumlah koefisien di ruas kanan = 2 yaitu koefisien dari HCl, sedangkan BiOCl tidak diperhitungkan karena bentuknya padat (s). c. Penambahan BiOCl merupakan komponen padat tidak dapat menggeser kesetimbangan

c. Pengaruh Tekanan

Sumber. wps.prenhall.com Gambar 7. Pengaruh tekanan

Secara umum reaksi kesetimbangan adalah sebagai berikut: A + B ⇌ C Sesuai dengan azas Le Chatelier, yaitu jika ada usaha untuk mengubah tekanan sistem, maka ada reaksi ke arah

Pengaruh perubahan tekanan akan menggeser kesetimbangan ke arah yang berlawanan dengan pengaruh volume. Tekanan diperbesar = volume diperkecil

jumlah mol gas yang lebih besar atau jumlah gas yang lebih kecil. Jika usaha yang dilakukan adalah menaikkan tekanan

Tekanan diperkecil = volume diperbesar

sistem, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah mol terkecil. Sebaliknya,

jika

usaha

yang

dilakukan

adalah

menurunkkan tekanan sistem, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah mol terbesar. Pengaruh tekanan berlawanan dengan pengaruh volume: Kesetimbangan Kimia | 14

• Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terkecil atau ke ruas yang jumlah angka koefisiennya terkecil.

• Jika tekanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terbesar atau ke ruas yang jumlah angka koefisiennya terbesar.

• Jika jumlah angka koefisien ruas kiri dan ruas kanan sama maka penambahan atau pengurangan tekanan tidak akan menggeser kesetimbangan.

d. Pengaruh suhu Perubahan konsentrasi, tekanan atau volume dapat mengubah posisi kesetimbangan, tetapi

tidak

mengubah

nilai konstanta kesetimbangan. Hanya perubahan suhu yang dapat

mengubah

konstanta

kesetimbangan.

Pada

reaksi

kesetimbangan, terdapat reaksi endotermik (menyerap kalor) dan reaksi eksotermik (melepas kalor). Jadi peningkatan suhu menghasilkan reaksi

endotermik dan penurunan suhu

menghasilkan reaksi eksotermik.

Sumber. wps.prenhall.com Gambar 8. Pengaruh Perubahan Suhu

Perubahan konsentrasi, tekanan atau volume akan menyebabkan pergeseran reaksi tetapi tidak akan merubah nilai tetapan kesetimbangan. Hanya perubahan temperatur yang dapat menyebabkan perubahan tetapan kesetimbangan.

•

Jika suhu sistem kesetimbangan dinaikkan maka reaksi sistem menurunkan suhu dengan cara kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (endoterm).

• Jika suhu sistem kesetimbangan diturunkan maka reaksi sistem menaikkan suhu dengan cara kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang melepas kalor (eksoterm).


e. Pengaruh katalis

Katalis meningkatkan laju terjadinya reaksi. Katalis Uji Pemahaman mempengaruhi laju reaksi maju sama besar dengan reaksi balik. Jadi, keberadaan

katalis

kesetimbangan,

dan

tidak tidak

mengubah

mengeser

konstanta

posisi

sistem

kesetimbangan. Penambahan katalis pada campuran reaksi yang tidak berada pada kesetimbangan akan mempercepat laju reaksi maju dan reaksi balik

sehingga campuran kesetimbangan

Pada reaksi kesetimbangan berikut: N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g) ∆H = + 58 kJ Tentukan arah reaksi jika: a. b. c. d.

N2O4 ditambah NO2 dikurangi Volume ditambah Suhu diturunkan

tercapai lebih cepat. Campuran kesetimbangan yang sama dapat diperoleh tanpa katalis, tetapi kita mungkin harus menunggu lama agar kesetimbangan terjadi. Pengaruh katalis terhadap kesetimbangan kimia ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 9. Katalis menurunkan Ea untuk reaksi maju dan reaksi balik

Katalis mempengaruhi laju reaksi ke kanan maupun kekiri dan pengaruhnya sama. Keadaan setimbang tidak berubah (tidak

dipengaruhi katalis), tetapi hanya mempercepat

tercapainya kesetimbangan.


D. TETAPAN KESETIMBANGAN 1. Tetapan Kesetimbangan (Kc) Secara umum

persamaan reaksi kesetimbangan atau

reaksi dapat balik dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi ⇌ cC + dD

aA + bB

dimana a, b, c, dan d adalah koefisien stokiometri dari A, B, C, dan D. Pada saat terjadi kesetimbangan maka harga tetapan kesetimbangan (K) dapat ditentukan. Nilainya ditentukan dengan menggunakan perbandingan konsentrasi zat-zatnya saat tercapai kesetimbangan.

Tetapan kesetimbangan adalah hasil kali konsentrasi setimbang zat di ruas kanan dibagi hasil kali konsentrasi setimbang zat di ruas kiri, masingmasing

konsentrasi

zat

dipangkatkan

dengan

Tetapan kesetimbangan (K) untuk reaksi tersebut pada suhu tertentu dapat dinyatakan dengan persamaan.

=

Jika nikai K > 1 maka hasil/produk yang dihasilkan banyak

[] [ ]

[] [ ]

a) Kc untuk Reaksi Kesetimbangan Homogen Berdasarkan

hukum

kesetimbangan,

perbandingan

konsentrasi zat produk dengan konsentrasi zat pereaksi,

Jika nikai K < 1 maka hasil/produk yang dihasilkan sedikit

masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya adalah tetap. Dari pernyataan tersebut dapat disimpulkan bahwa persamaan tetapan kesetimbangan dapat ditentukan dari persamaan reaksi kesetimbangannya. Perhatikan contoh berikut: Reaksi kesetimbangan: N2(g) + 3H2(g)

⇌ 2NH3(g)


=

[ ] [ ][ ]

Reaksi kesetimbangan: CO(g) + 2H2(g) ⇌ CH3OH(g)

=

[ ] [][ ]

b) Kc untuk Reaksi Kesetimbangan Heterogen Reaksi kesetimbangan heterogen adalah reaksi kesetimbangan yang terdiri dari zat-zat yang berbeda wujudnya. Reaksi kesetimbangan heterogen ada yang terdiri dari wujud padat, gas, dan cair. Beberapa contoh kesetimbangan heterogen dan harga

zat

INGAT!!!!

murni (s) dan zat cair murni

(l)

disertakan

Kc nya yaitu: CaCO3(g) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

Reaksi kesetimbangan:

=

padat

tidak dalam

penyususnan tetapan kesetimbangan.

[ ] [ ]

CONTOH SOAL: Diketahui reaksi kesetimbangan: 2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g). Jika 1 mol gas HI dimasukkan ke dalam wadah sebesar satu Liter dan dipanaskan pada suhu tertentu terbentuk 0,2 mol gas I2, maka harga tetapan kesetimbangan Kc adalah .... Penyelesaian: 2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g) m

1 mol

b

0,4 mol

0,2 mol 0,2 mol

s

0,6 mol

0,2 mol 0,2 mol

Kc = =

[ ][ ] []

-

-

, , ,

=

. " ,#

=

$ %


c) Hubungan Kc dari Persamaan Reaksi yang Sama Persamaan reaksi setara yang dimaksud adalah beberapa persamaan reaksi yang berasal dari satu persamaan reaksi kesetimbangan. Beberapa persamaan reaksi kesetimbangan

Membandingkan

tersebut diperoleh dengan membalikkan persamaan reaksi

harga

kesetimbangan tertentu atau mengalikan persamaan reaksi

beberapa reaksi :

K

dengan

kesetimbangan tertentu dengan suatu bilangan. Untuk lebih 1. Jika reaksi dibalik

jelasnya perhatikan contoh berikut ini: a. Secara umum reaksi kesetimbangan: A + B ⇌ C + D

maka K menjadi 1/K

Kc = K1 b. Reaksi kesetimbangan di atas dibalik sehingga diperoleh

dikalikan n maka K

reaksi kesetimbangan: C+D ⇌

A+B

menjadi Kn

Kc = K2

c. Persamaan reaksi kesetimbangan pada (a) dikali dua

Hubungan

tetapan

menjadi akar n nya

Kc = K3 kesetimbangan

dari

ketiga

1 = [][ ]

K2 =

$

'

[][ ]

[][ ]

3 =

lebih dijumlahkan maka harga K tiaptiap reaksi

2 = [][ ] 1 = [][ ]

K 4. Jika dua reaksi atau

persamaan reaksi kesetimbangan adalah sebagai berikut: [][ ]

3. Jika reaksinya dibagi n maka K

sehingga diperoleh reaksi kesetimbangan 2A + 2B ⇌ 2C + 2D

2. Jika reaksinya

dikalikan

K3 = (K1)2

[*] [ ]

[] [ ]

2. Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial (Kp) Untuk suatu sistem kesetimbangan yang melibatkan gas, pengukuran dilakukan terhadap tekanan, bukan terhadap konsentrasi. Tetapan kesetimbangan Kc diberi harga dalam konsentrasi yang dinyatakan dalam mol per liter atau molar, sedangkan tetapan kesetimbangan gas Kp diberi harga dalam tekanan parsial gas. Untuk menentukan persamaan tetapan Kesetimbangan Kimia | 19

kesetimbangan gas Kp, sama seperti menentukan persamaan tetapan kesetimbangan Kc, hanya saja satuan konsentrasi pada Kc diganti dengan tekanan parsial gas pada Kp. mA + nB ⇌ pC + qD

Kp =

[-. ]/ [-0 ]1

[-2 ]3 [-4 ]5

P = tekanan parsial senyawa gas

Perbandingan tekanan parrsial = perbandingan mol saat setimbang Jika diketahui tekanan total suatu reaksi gas maka tekanan parsial tiap-tiap zatnya dapat ditentukan:

Tekanan parsial zat =

mol zat saat setimbang × tekanan total mol total saat setimbang

CONTOH SOAL

Dalam ruang 1 liter sebanyak 0,6 mol gas PCl5 dipanaskan menurut reaksi PCl5 (g) ⇌ PCl3 (g) + Cl2 (g) Dalam kesetimbangan dihasilkan 0,2 mol gas Cl2, jika temperatur pada ruangan 300 K dan harga R= 0,082 atm L atm mol-1K-1 harga Kp…. Penyelesaian: PCl5 (g) M B S

⇌ 0,6 0,2 0,4

PCl3 (g) + Cl2 (g) 0,2 0,2

0,2 0,2

[PCl3 ][Cl 2 ] = 0,2 x 0,2 Kc = [PCl5 ] 0,4

Kp = Kc (RT )

Kc = 0,1

Kp = 2,46

2−1

Kp = 0,1 x 0,082 x 300


3. Hubungan Kc dan Kp Dari persamaan gas ideal, PV = n R T, di peroleh P = R T karena

F

G

F

G

dalam mol per liter (konsentrasi gas),

selanjutnya dapat ditulis P = [gas] RT Untuk Kesetimbangan: mA(s) + nB(g) ⇌

Kp = Kp =

pC(g) + qD(g)

[-. ]/ [-0 ]1

[-2 ]3 [-4 ]5 {[I]/ JKL)/ N {[O]1 JKL)1 N

{[P]3 JKLQN {[R]5 JKL)5 N

Kp =

[I]/ [O]1

[P]3 [R]5

× JRT)JTUV)WJQUX)

Eksponen (p+q) – (m+n) merupakan selisih antara jumlah mol gas zat-zat hasil kali dan jumlah mol gas zat-zat pereaksi, ditulis dengan ∆n.

[C]T [D]V Kp = Q × JRT)∆^ [A] [B]X R = 0,082 L atm mol-1K-1 Kp = Kc (RT)∆n

CONTOH SOAL

Pada

temperatur

200K,

harga

Kc

untuk

suatu

reaksi

kesetimbangan gas 2 PQ (g) ⇌ P2 (g) + Q2 (g) adalah 473. Jika R = 0,082 atm mol1

K-1 maka harga Kp untuk reaksi tersebut adalah…

Penyelesaian: 2 −2

Kp = Kc (RT ) Kp = Kc Kp = 473


4. Kesetimbangan Disosiasi Disosiasi adalah penguraian suatu zat menjadi beberapa zat lain. Dalam disosiasi juga terdapat kesetimbangan (baik homogen maupun heterogen). Untuk menyatakan perbandingan antara banyaknya zat-zat yang terurai dengan banyaknya zat mula-mula, dipakai istilah derajat disosiasi yang diberi lambang (α)

α=

`aXbacXba dae baXf eghihaj

harga 0 ≤ α ≤ 1

`aXbacXba dae QikaWQika

CONTOH SOAL: Reaksi penguraian 2 SO3(g ⇌

2 SO2(g) + O2(g)

memiliki tetapan kesetimbangan K = 0,025 mol/L pada suu tertentu. Untuk dapat membatasi penguraian 2 mol/L SO3 sampai 20 % saja, pada suhu tersebut berapa konstentrasi gas O2 yang ditambahkan? Penyelesaian:

α=

mol SO3 terurai x 100% mol SO3 mula − mula

20% =

mol SO3 terurai x 100 % 2

mol SO3 terurai = 0,4 mol 2 SO3(g)

⇌

SO2(g)

+

O2(g)

M

2

B

0,4

0,4

0,2

S

1,6

0,4

0,2

Perlu ditambahkan 0,2 mol/L O2


Uji

1. Campuran 0,5 mol H2 dan 0,2 mol I2 disimpan dalam wadah

Pemahaman

kesetimbangan. Diketahui konsentrasi HI pada keadaan

5 L pada suhu 4480C dan dibiarkan hingga terjadi setimbang adalah 0,2 mol. Hitung Kc pada 4480C untuk reaksi: H2(g) + I2(g) ⇌2 HI(g)! 2. Nilai Kp pada reaksi yang terjadi pada proses Haber-Bosch adalah 1,43 x 10-5 pada suhu 5000C. Pada keadaan kesetimbangan, tekanan parsial H2 dan N2 adalah 0,928 atm dan 0,432 atm. Hitung tekanan parsial NH3 pada keadaan setimbang! 3. Gas NO bereaksi cepat dengan gas klorin sebagai berikut: 2NO(g) + Cl2(g) ⇌ 2 NOCl(g) Pada suhu 700 K, Kp reaksi tersebut adalah 0,26. Hitung Kc untuk reaksi tersebut pada suhu yang sama. 4. Suatu reaksi kesetimbangan CO(g) + H2O(g) ⇌

CO2(g) +

H2(g) Ke dalam suatu tabung yang volumenya 2 liter dimasukan 5 mol H2O dan 4 mol CO, kemudian bereaksi. Pada keadaan setimbang diperoleh gas H2 sebanyak 2 mol pada temperatur 27oC. Tentukanlah Kc dan Kp ? 5. Jika 0,6 mol senyawa HI dibiarkan terurai dan tercapai kesetimbangan menurut reaksi: 2 HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g) dan diketahui derajat disosiasi

1 , tentukan Kc! 3


E. KESETIMBANGAN DALAM INDUSTRI Banyak proses kimia dalam industri merupakan reaksi kesetimbangan. Masalah yang dihadapi oleh suatu industri adalah bagaimana memperoleh yang berkualitas tinggi dalam jumlah yang banyak dengan menggunakan proses yang efisien dan efektif. Untuk memecahkan masalah tersebut, pengetahuan tentang kesetimbangan kimia sangat dibutuhkan oleh beberapa industri kimia, misalnya industri pembuatan amoniak dan asam sulfat.

1. Pembuatan Amoniak (NH3) Amoniak (NH3) merupakan senyawa nitrogen yang sangat penting, baik sebagai bahan dasar pembuatan pupuk maupun sebagai pelarut yang baik untuk berbagai senyawa ionik dan senyawa polar. Amoniak dibuat berdasarkan reaksi berikut N2(g) + 3H2(g) ⇌ NH3

∆H=-92,4 kJ

Proses itu ditemukan pertama kali oleh Fritz Haber (1868-1934)

yang

berkebangsaaan

Jerman.

Proses

itu

dikembangkan lebih lanjut oleh Carl Bosch (18740-1940). Oleh karena itu pembuatan amoniak dari reaksi antara gas H2 dan N2 dikenal dengan proses Haber-Bosch. Berdasarkan azas Le Chatelier, untuk mendapatkan NH3 yang besar, pada reaksi itu harus digunakan temperatur yang rendah

dan

tekanan

yang

tinggi.

Dengan

demikian,

kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3. Akan tetapi, reaksi tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 5000C sekalipun. Dipihak lain, karena reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen. Proses Haber-Bosch semula dilangsungkan pada suhu sekitar 5000C dan tekanan sekitar 150-350 atm dengan katalisator, yaitu Gambar 8. Penggunaan serbuk besi dicampur dengan Al2O3, MgO, CaO, dan K2O. utama amonia adalah pupuk pertanian Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi, digunakan tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera Kesetimbangan Kimia | 24

dipisahkan. Produksi amoniak terutama digunakan untuk pembuatan amonium sulfat, urea, asam nitrat, dan senyawasenyawa nitrogen lainnya. Skema pembuatan amoniak dapat dilihat pada gambar berikut.

Sumber. wps.prenhall.com

Gambar 9. Proses Pembuatan Amoniak

2. Pembuatan Asam Sulfat (H2SO4) Asam sulfat secara besar-besaran dapat dihasilkan dengan proses kontak. Pada pembuatan asam sulfat menurut proses kontak, bahan yag dipakai adalah belerang murni yang dibakar di udara, dengan reaksi berikut. S(s) + O2(g) → SO2(g) SO2 yang terbentuk dioksidasi di udara dengan memakai katalisator. Reaksinya merupakan reaksi kesetimbangan. 2SO2(s) + O2(g) ⇌ 2SO3(g) Kesetimbangan Kimia | 25

Seperti pada pembuatan NH3 untuk mendapatkan hasil SO3 dalam jumlah besar, pembuatannya harus dilakukan pada temperatur rendah dan tekanan tinggi, agar kesetimbangan bergeser ke arah SO3. Akan tetapi reaksi tidak dapat berlangsung pada temperatur rendah. Reaksi baru dapat berlangsung pada temperatur 4000C. Dengan menggunakan katalis vanadium pentaoksida (V2O5), reaksi berlangsung dengan baik, yaitu 98% sempurna dan tidak memerlukan tekanan tinggi. Belerang trioksida (SO3) dicampur dengan asam sulfat pada (H2SO4) sehingga diadsorbsi oleh asam tersebut membentuk asam pirosulfat (H2S2O7) yang disebut juga dengan nama oleum, dengan reaksi sebagai berikut. SO3(g) + H2SO4 pekat ⇌ H2S2O7(l) Asam Pirosulfat itu diubah menjadi asam sulfat dengan menambahkan air, dengan reaksi berikut. H2S2O7(l) + H2O(l) ⇌ 2H2SO4(l) Asam yang dihasilkan dari proses itu adalah 100%. Penggunaan asam sulfat antara lain sebagai berikut 1. Pada pembuatan pupuk amonium sulfat (ZA) dan asam fosfat (H3PO4) 2. Pada proses pemurnian minyak tanah. 3. Pada industri baja, untuk menghilangkan karat besi sebelum baja dilapisi dengan timah atau seng. 4. Pada pembuatan zat warna


RANGKUMAN 1. Reaksi kimia umumnya berlangsung satu arah, tetapi ada reaksi yang dapat berlangsung dalam dua arah, disebut reaksi dapat balik (reversible). Pada reaksi dua arah, jika laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik maka reaksi tersebut dikatakan mengalami kesetimbangan dinamis. 2. Kesetimbangan dinamis meliputi kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Kesetimbangan homogen adalah keadaan setimbang yang terjadi pada zatzat yang berfase sama. Kesetimbangan heterogen terjadi pada zat-zat yang berfase berbeda. 3. Secara umum

persamaan reaksi kesetimbangan atau reaksi bolak-balik dapat

dinyatakan dengan persamaan reaksi ⇌ cC + dD

aA + bB

4. Tetapan kesetimbangan (K) untuk reaksi tersebut pada suhu tertentu dapat dinyatakan dengan persamaan.

=

[] [ ]

[] [ ]

5. Sistem kesetimbangan dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi, tekanan, volume, temperatur. Menurut asas Le Chatelier, jika terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi, sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi aksi tersebut. 6. Hanya perubahan temperatur yang dapat nilai tetapan kesetimbangan suatu reaksi. Perubahan

konsentrasi,

tekanan,

dan

volume

dapat

mengubah

konsentrasi

kesetimbangan reaktan dan produk. 7. Konsep kesetimbangan banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari dan industri. Pembuatan bahan kimia di pabrik, misalnya pembuatan amonia dan asam nitrat, berdasarkan kesetimbangan. 8. Derajat disosiasi merupakan perbandingan jumlah zat yang terdisosiasi dengan jumlah zat mula-mula.


EVALUASI I.

Pilihlah jawaban yang benar!

1. Suatu reaksi berada dalam keadaan setimbang apabila… a. Reaksi ke kanan dan ke kiri telah berhenti b. Mol pereaksi selalu sama dengan mol hasil reaksi c. Laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke kiri d. Volume zat pereaksi sama dengan volume zat hasil reaksi e. Konsentrasi zat pereaksi sama dengan konsentrasi zat hasil reaksi 2. Reaksi kesetimbangan : 2NO2(g) ⇌ N2O4(g) Jika volume diperkecil pada temperatur tetap, maka… a. Kesetimbangan akan bergeser ke arah N2O4, harga Kc makin besar b. Kesetimbangan akan bergeser ke arah NO2, harga Kc makin besar c. Kesetimbangan akan bergeser ke arah NO2, harga Kc makin kecil d. Kesetimbangan akan bergeser ke arah N2O4, harga Kc makin kecil e. Kesetimbangan akan bergeser ke arah N2O4, harga Kc makin tetap 3. Reaksi kesetimbangan yang tidak mengalami pergeseran jika volume diperbesar adalah… a. N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g) b. PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

c. CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) d. N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g)

e. 2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g) 4. Reaksi penting pada pembuatan asam sulfat menurut proses kontak ialah 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)

∆H = - 188,2 kJ

Agar diperoleh hasil optimum, maka faktor yang dapat diubah adalah…… a. Menambah katalis dan menurunkan suhu b. Menaikkan suhu dan tekanan reaksi c. Menurunkan tekanan dan menambah suhu d. Menaikkan tekanan dan menurunkan suhu e. Memperbesar volum dan menambah suhu Kesetimbangan Kimia | 28

5. Tetapan kesetimbangan yang dinyatakan sebagai 3 2 [ A ] [B ] Kc = [C ]2 [D ]

Sesuai untuk persamaan reaksi kesetimbangan... a. C + D ⇌ A + B

b. 3A + 2B ⇌ 2C + D c. C + D ⇌ 3A + B d. 3A + B ⇌ C + D

e. 2C + D ⇌ 3A + 2B 6. Harga tetapan kesetimbangan Kc untuk reaksi : Al (s) + 3 H+ (aq) adalah ….. a. Kc =

3+

(aq) + 3 H2O (l) ⇌ Al (OH)3

[ Al (OH ) 3 ][ H + ]3 [ Al 3+ ][ H 2 O ]3

b. Kc =

[ H + ]3 [ Al 3+ ][ H 2 O]3

c. Kc =

[ H + ]3 [ Al 3+ ]

d. Kc =

[ Al 3+ ][ H 2 O]3 [H + ]

e. Kc =

[ Al (OH ) 3 ] [ H 2 O ]3

7. Dalam suatu ruangan 30 liter pada temperatur tertentu terdapat 15 mol gas A; 10 mol gas B; 7,5 mol gas C; dan 6 mol gas D dalam keadaan setimbang menurut persamaan reaksi 3A(g) + B(g)

⇌

C(g) + 2D(g)

Harga tetapan kesetimbangan pada temperatur tersebut adalah… a. 0,01 b.

0.04

c. 0,20 d. 0,24 e. 0,30


8. Pada reaksi kesetimbangan 2X(s) ⇌Y(s) + 2Z(g), apabila tekanan setelah setimbang 1,5 atm, maka harga Kp adalah …. a. 0,18 b. 0,25 c. 0,20 d. 0,56 e. 2,25 9. Perhatikan reaksi kesetimbangan 2NaHCO3(s)

⇌ Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)

Jika Natrium hidrogen karbonat dipanaskan dalam ruang hampa pada suhu tertentu, tekanan total dalam sistem kesetimbangan adalah P atm. Tetapan kesetimbangan (Kp) bagi reaksi ini adalah ....

a. Kp = P b. Kp = 2P $

c. Kp = " P2 d. Kp = p2 $

e. Kp = P2

10. Tetapan kesetimbangan reaksi A(g) + B(g) ⇌

C(g)

adalah 106 pada temperatur tertentu. Jika sejumlah zat C

dimasukan ke dalam volume 1 liter dan dibiarkan mencapai kesetimbangan ternyata konsentrasi dalam keadaan ini adalah 1 M. Besarnya konsentrasi B dalam kesetimbangan adalah…. a. 0,04 M

d. 10-4 M

b. 0,5 M

e. 10-3 M

c. 10-6 M 11. Dalam bejana 3 liter, 5 mol gas ammonia terurai sebesar 40%, menurut reaksi 2

NH3 (g) ⇌ N2(g) + 3 H2(g). Besarnya harga tetapan kesetimbangan K adalah…

a.

1 6

d.

1 3

b.

1 5

e.

1 2

c.

1 4


12. Reaksi yang termasuk kesetimbangan homogen ialah.....

a. NO2 (g) ⇌ 2 NO (g) + O2 g)

b. C (s) + H2O (g) ⇌ CO (g) + H2 (g)

c. CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ CH3COOH- (aq) + H3O+ (aq) d. Ag+ (aq) + Fe2+ (aq) ⇌ Ag (s) + Fe3+ (aq) e. 2 BaO2 (s) ⇌ 2 BaO (g) + O2(g)

13. Sebanyak 22 g NOBr dimasukkan ke dalam wadah bervolume 1 dm3, kemudian dipanaskan dan terurai sesuai reaksi berikut. 2 NOBr (g) ⇌ 2 NO (g) + Br2 (g) Jika 60% gas NOBr terurai menjadi gas NO dan gas Br2, besarnya harga Kc adalah....

a. 2,5 x 10-3 b. 1,35 x 10-1 c. 3,75 x 10-1 d. 6,75 x 10-2 e. 8,5 x 10-2 $

14. Pada kesetimbangan: SO2(g) + O2(g) ⇌ SO3(g), harga tetapan kesetimbangannya

K1. Pada suhu yang sama, harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi: 2SO3(g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g) adalah .... $

a. l m '

$

b. n '

c.

K12

d. o$ e. tetap 15. Pada reaksi kesetimbangan A + B ⇌ C + D, kesetimbangan akan lebih cepat tercapai apabila …. a. zat A ditambah b. tekanan diperbesar c. volum diperbesar d. digunakan katalis e. suhu dinaikkan


16. Di dalam ruang tertutup dan suhu 325ºC terdapat reaksi berikut 2

A (g) + B (g) ⇌ 2 C (g) Jika Kc = 2,95, besarnya harga Kp adalah....

a. 0,09

d. 0,04

b. 0,06

e. 0,02

c. 0,05 17. Pertimbangan pemakaian suhu tinggi untuk membuat NH3 menurut proses HaberBosch ialah.... a. NH3 terbentuk sedikit pada suhu rendah b. Supaya reaksi bergeser ke arah ammonia c. Supaya reaksi berlangsung cepat d. Mengurangi penggunaan katalis e. Pembentukan NH3 merupakan reaksi eksoterm 18. Proses pembuatan asam sulfat pada reaksi 2SO2 + O2 ⇌ 2SO3 digunakan katalis V2O5, fungsinya adalah …. a. memperbanyak terbentuknya SO3 b. mengurangi SO3 c. mengurangi pemakaian SO2 d. mempercepat tercapainya kesetimbangan e. menggeser ke koefisien besar 19. Pada reaksi kesetimbangan: 3Fe(s) + 4H2O(g) ⇌ Fe3O4(s) + 4H2(g) ∆H = positif

Kesetimbangan akan bergeser ke kanan apabila.... a. Pada suhu tetap ditambah serbuk besi b. Pada suhu tetap ditambah suatu katalis c. Pada volum tetap suhu dinaikkan d. Pada suhu tetap tekanan diperbesar dengan memperkecil volum e. Pada volum tetap suhu diturunkan 20. Pembuatan gas SO3 menurut proses kontak sesuai dengan reaksi : 2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 SO3 (g) ∆Η = - 44,5 kkal Hasil gas SO3 dapat diperbesar dengan cara …. a. Memperbesar volume b. Menurunkan temperature c. Memperkecil tekanan d. Mengubah katalis V2 O5 e. Mengurangi SO2 Kesetimbangan Kimia | 32

II. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan jelas dan tepat 1. Apa yang dimaksud dengan : a. Reaksi irreversible (reaksi satu arah) b. Reaksi reversible (reaksi bolak - balik) 2. Kemana arah kesetimbangan akan bergeser, jika dilakukan hal-hal berikut ! a. Salah satu konsentrasi zat ditambah b. Salah satu konsentrasi zat dikurangi c. Volume diperbesar d. Volume diperkecil e. Tekanan diperbesar f. Tekanan diperkecil g. Temperatur diperbesar h. Temperatur diperkecil i. Ditambah katalis 3. Tulislah rumus ketetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut ! a. CO (g) + H2O(g) ⇌CO2 (g) + H2 (g) b. 2SO2 (g) + O2 (g) ⇌ 2 SO3 (g) c. 2 NH3 (g) ⇌ N2(g) + 3 H2(g)

d. Fe3+(aq) + SCN – (aq) ⇌ FeSCN2+(aq) 4. Perhatikan reaksi berikut ini. CO (g) + H2O (g) ⇌ CO2 (g) + H2 (g) Jika terdapat campuran antara 1 mol CO dan 1 mol H2O serta tersisa 0,2 mol CO saat kesetimbangan tercapai, hitung harga Kc! 5. Ditentukan reaksi kesetimbangan CaCO3(s) a.

Adakah

⇌

pengaruhnya

CaO(s) + CO2(g) terhadap

kesetimbangan

∆H = 178 kJ apabila pada suhu

tetap

ditambahkan CaCO3(s)? Jelaskan. b.

Cara apa yang dapat dilakukan untuk menggeser kesetimbangan itu ke kanan?

c.

Apa yang terjadi apabila reaksi itu dilangsungkan dalam sistem terbuka?


KUNCI JAWABAN SOAL EVALUASI

1. A

11. D

2. E

12. A

3. E

13. B

4. D

14. A

5. E

15. D

6. C

16. B

7. D

17. C

8. E

18. D

9. C

19. C

10. E

20. B


DAFTAR PUSTAKA

Susilawati, E., (2014), Kimia Untuk Kelas XI SMA 2A,Solo: Global Kuswati, T, M., Ratih, E., dan Marwati. E., (2014), Konsep dan Penerapan Kimia SMA/MA Kelas XI, Jakarta: Bailmu Sudarmo, U., (2014), Kimia untuk SMA/MA Kelas XI, Jakarta: Erlangga Petrucci. R. H. F., Herring, G., dan Madura. J. D., (2011), General Chemistry, Principles and Modern Aplication, 10th Ed, Pearson Education Chang, R., (2008), General Chemistry, The Essentials Consepts, 8 th Ed. Mc Graw-Hill Education Oxtoby, D, W, H. P., Gillis., dan Norman, H, N, (2011), Principles of Modern Chemistry 7th Ed, New York: Soundres College Publishing


Glosarium Disosiasi: pemecahan molekul dalam proses kimia menghasilkan satu atau lebih molekul lain yang lebih sederhana Katalis: zat yang dapat mempercepat reaksi tetapi tidak mengalami perubahan secara permanen sehingga pada akhir reaksi zat tersebut dapat diperoleh kembali dalam bentuk semula Kesetimbangan: suatu keadaan dimana laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke kiri sehingga jumlah reaktan dan produk dalam reaksi kimia tidak berubah lagi. Kesetimbangan dinamis: suatu keadaan kesetimbangan dimana tidak terjadi perubahan yanh makroskopis Kesetimbangan heterogen: suatu ketesimbangan di mana zat-zat yang berada dalam keadaan setimbang mempunyai wujud yang tidak sama. Kesetimbangan homogen: suatu ketesimbangan di mana zat-zat yang berada dalam keadaan setimbang mempunyai wujud yang sama. Produk: zat/bahan hasil dari suatu reaksi kimia. Proses kontak: proses pembuatan asam sulfat secara besar-besaran dari belerang murni dengan katalis V2O5. Reaksi irreversibel: reaksi kimia yang tidak dapat balik, berlangsung satu arah (zat hasil reaksi tidak dapat kembali seperti semula) dan berlangsung tuntas. Reaksi reversibel: reaksi kimia yang dapat balik, berlangsung dua arah (zat hasil reaksi dapat kembali seperti semula). Reaktan: zat-zat yang ikut bereaksi dalam reaksi kimia. Tekanan parsial: tekanan masing-masing gas yang berada dalam keadaan setimbang.


Ria Fitriani BAHAN AJAR KESETIMBANGAN KIMIA. Kesetimbangan Kimia 0

Recommend Documents