× Home Daftar Isi Disclaimer Tentang Blog
Menu

Serba Ada

Serba Serbi


Soal dan Pembahasan Pergeseran Kesetimbangan Secara Kuantitatif

Materi: kimia
Soal #1:
Untuk reaksi berikut ini: A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g), dalam wadah 1 liter konsentrasi gas-gas ini dalam campuran kesetimbangan adalah: [A] = 0,5 M, [B] = 4,0 M, [C] = 6,0 M, dan [D] = 8,0 M. Berapa mol D harus ditambahkan ke dalam campuran ini untuk mencapai konsentrasi A = 1,0 M?

A. 12,10 mol
B. 10,56 mol
C. 8,034mol
D. 0,50 mol
E. 0,034 mol

Pembahasan soal #1:
Data awal dari soal yang diketahui dapat digunakan menentukan nilai Kc:
\begin{align*}K_c &= \dfrac{[C][D]}{[A][B]}\\
K_c &= \dfrac{(6)(8)}{(0,5)(4)}\\
 &= \dfrac{48}{2}\\
 &= 24\end{align*}
Pada soal ini zat A di ruas kiri jumlahnya bertambah (kesetimbangan mula-mula 0,5 M, kesetimbangan baru menjadi 1 M atau 1 mol/liter) akibat penambahan zat D di ruas kanan sebanyak x. Guna mempertahankan kesetimbangan dalam sistem tersebut (secara kuantitatif Kc tetap), zat D dalam sistem akan “mengurangi diri” sesuai perbandingan koefisien setara. Dengan kata lain reaksi bergeser ke kiri, jumlah zat di kiri bertambah dan jumlah zat di kanan berkurang setelah ditambahi konsentrasinya.

Sesuai azas Le Chatelier bahwa ketika kesetimbangan diganggu, misalnya dengan mengubah konsentrasi, maka sistem kesetimbangan tersebut akan mengurangi gangguan dengan berubah menjadi zat lain untuk mempertahankan kesetimbangannya semula atau membentuk kesetimbangan baru.



Zat A mula-mula 0,5 mol (di soal tertulis 0,5 M dengan volume 1 liter), setelah di ditambah sejumlah x maka zat A menjadi 1 mol. Ini berarti zat A mengalami penambahan sebanyak 0,5 mol (mula-mula 0,5 mol menjadi 1 mol). Karena koefisien B sama dengan A dan keduanya juga di ruas kiri, maka B juga mengalami penambahan sebanyak 0,5 mol. Sementara itu C dan D mengalami pengurangan masing-masing sebanyak 0,5 mol. Ingat perbandingan koefisien setara A, B, C, D = 1 : 1 : 1 : 1.

Setelah penambahan zat D maka diperoleh persamaan seperti dalam tabel berikut.


Kc dalam suatu sistem kesetimbangan tidak berubah selama volume dan temperatur tidak berubah.
Dengan memanfaatkan Kc dari keadaan kesetimbangan awal dapat ditentukan nilai x (jumlah D yang harus ditambahkan itu)
\begin{align*}
K_c &= \dfrac{[C][D]}{[A][B]}\\
24 &= \dfrac{(5,5)(7,5+x)}{(1)(4,5)}\\
24(1)(4,5) &= (5,5)(7,5+x)\\
108 &= 41,25 + 5,5 x\\
5,5 x &= 108 – 41,25\\
5,5 x &= 66,75\\
x &= \dfrac{66,75}{5,5}\\
x &= 12,14 mol
\end{align*}


Soal #2:
Dalam suatu wadah tertutup terdapat kesetimbangan 0,30 mol N2, 0,40 mol H2, dan 0,1 mol NH3. Jika suhu dipertahankan (tetap) berapa mol H2 yang harus ditambahkan ke dalam wadah tersebut agar konsentrasi NH3 pada kesetimbangan tersebut menjadi 2 kali lipat dari jumlah semula?

Penyelesaian Soal #2:
Hitung nilai Kc sistem kesetimbangan tersebut
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Kc = [NH3]2 / ( [N2] [H2]3 )
Kc = (0,100)2 / [ (0,300) (0,400)3 ]
Kc = 0,52

Buat pernyataan Kc baru dengan [NH3] = 0,20. Gunakan perbandingan stoikiometri untuk mendapatkan [N2] ketika [NH3] menjadi 2 kali lipat dari semula.

Reaksi N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Awal 0,30 0,40 + x 0,10
Bereaksi –0,05 –0,15 +0,10
Kesetimbangan 0,25 0,25 + x 0,20

Pada saat setimbang N2 = 0,25 mol karena 0,05 mol N2 diperlukan untuk menaikkan jumlah NH3 sebanyak 0,10 agar menjadi 0,20 (dua kali lipat dari jumlah semula) dan dimisalkan H2 = x maka,
Kc = [NH3]2 / ( [N2] [H2]3 )
0,52 = (0,20)2 /{(0,25) (0,25 + x)3}
0,52 × 0,25 × (0,25 + x)3 = 0,04
0,13 × (0,25 + x)3 = 0,04
(0,25 + x)3 = 0,04/0,13
(0,25 + x) (0,25 + x) (0,25 + x) = 0,308
x3 + 3x2.0,25 + 3x.0,252 + 0,253 = 0,308
x3 + 0,75x2 + 0,1875x + 0,015625 - 0,308 = 0
x3 + 0,75x2 + 0,1875x – 0,292375 = 0
x = 0,425 M atau 0,425 mol

Alternatif penyelesaian untuk jumlah H2 yang ditambahkan boleh ditempuh dengan cara berikut.
Dimisalkan x = jumlah H2 yang ditambahkan, dan y = jumlah H2 saat setimbang.

Reaksi N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Awal 0,30 0,40 + x 0,10
Bereaksi –0,05 –0,15 +0,10
Kesetimbangan 0,25 y 0,20

Kc = [NH3]2 / ( [N2] [H2]3 )
0,52 = (0,20)2 /{(0,25) (y)3}
0,52 × 0,25 × y3 = 0,04
0,13 × y3 = 0,04
y3 = 0,04/0,13
y3 = 0,308
y = 0,675

y = 0,40 + x – 0,15
0,675 = 0,25 + x
x = 0,675 – 0,25
x = 0,425 mol



Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Posting Lebih Baru Posting Lama Beranda
Langganan: Posting Komentar (Atom)

meCKZINK

Memuat...

Arsip Blog

Topik

asam dan basa buffer hidrokarbon kesetimbangan kimia kimia kimia unsur laju reaksi makromolekul polimer reaksi redoks sel elektrokimia senyawa karbon soal OSN soal osp soal un termokimia unsur radioaktif

Popular Posts

  • Ikatan Logam
    Ikatan logam adalah ikatan kimia yang terbentuk akibat penggunaan bersama elektron-elektron valensi antar atom-atom logam. Contoh: logam b...
  • Tata Nama Senyawa Biner
    Senyawa biner adalah senyawa yang hanya terdiri dari dua unsur. misalnya air (H$_2$O), amonia (NH$_3$), dan metana (CH$_4$). Aturan pen...
  • Cara Menentukan Bilangan Oksidasi Unsur pada Senyawa Kompleks
    Untuk dapat menentukan bilangan oksidasi unsur atom/ion logam pusat adalah tahu posisi unsur dalam tabel periodik unsur, terutama unsur golo...
  • Hukum Kekekalan Energi
    Hukum Kekekalan Energi disebut juga sebagai Hukum Termodinamika I . Hukum ini ditemukan berkat beberapa percobaan yang dilakukan James Pre...
  • Reaksi Eksoterm dan Endoterm
    Dikatakan reaksi eksoterm (berasal dari kata eks (keluar) dan therm (panas)) apabila kalor berpindah dari sistem ke lingkungan, artinya...
  • Sistem dan Lingkungan dalam Termokimia
    Sistem dan Lingkungan Berkaitan Termokimia . Dua hal penting yang berkaitan dengan perpindahan energi dalam reaksi kimia ada dua, yaitu: si...
  • Ikatan Kovalen
    Ikatan kovalen adalah ikatan yang terjadi antara unsur nonlogam dengan unsur nonlogam yang lain dengan cara pemakaian bersama pasangan ele...

Navigasi

  • Home
  • disclaimer
  • sitemap
Ehcrodeh. Diberdayakan oleh Blogger.
Copyright © KMA. Template by : Petunjuk Onlene