× 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

  • Laju Reaksi: Teori Tumbukan
    Salah satu teori yang menjelaskan proses terjadinya reaksi adalah teori tumbukan . Menurut teori tumbukan , reaksi kimia terjadi karena ada...
  • Cara Mudah Menentukan Orde Ikatan
    Istilah orde ikatan ( bonding order ) ini digunakan dalam teori orbital molekul ( molecule orbital theory ). Menurut teori orbital molekul b...
  • Kumpulan Soal UN Kimia Tahun 2016
    Menganalisis bentuk kisi-kisi soal Ujian Nasional (UN) tahun 2015/2016 memang agak sedikit membingungkan. Oleh karena itu diperlukan kecerma...
  • Pembahasan Soal Kimia KSM Tingkat Provinsi 2016
    Berikut ini adalah pembahasan soal kimia pada ajang Kompetisi Sains Madrasah (KSM) tingkat provinsi tahun 2016. Semua soal berjumlah 25 bent...
  • Konsep Mol pada Kimia
    Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menggunakan satuan untuk menyebutkan bilangan yang besar untuk mempermudah perhitungan. Sebagai con...
  • Keisomeran senyawa alkana, alkena dan alkuna
    Pada artikel sebelumnya kita telah mempelajari materi tatanama senyawa yaitu alkana, alkena, dan alkuna. Nah, pada pembahasan kali ini akan ...
  • Penurunan Rumus Orde Reaksi
    Penurunan rumus untuk orde reaksi 1 dan orde reaksi 2. Reaksi orde satu Misalnya reaksi A $\rightarrow$ B Menurut definisi laju reak...

Navigasi

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