Soal dan Pembahasan Konstanta Kesetimbangan Kimia

Senin, 14 November 2016

Konstanta kesetimbangan pada reaksi-reaksi sering jadi bahan uji kepahaman untuk pokok bahasan kesetimbangan. Yang sering "dipermainkan" pada soal antara lain model penentuan K atau Kc atau Kp dengan membalik persamaan reaksi atau menjadikannya setengah dari reaksi semula atau sekian kali lipat dari reaksi semula.
Misal reaksi A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g) dengan konstanta kesetimbangan K

  • Bila reaksi tersebut di-duakali-lipatkan menjadi
    2
    A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) + 2D(g)
    maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi K2
  • Bila reaksi tersebut dijadikan separuh atau setengah dari semula
    ½
    A(g) + ½B(g) ⇌ ½C(g) + ½D(g)
    maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi K½ = √K
  • Bila reaksi semula dibalik mejadi 
    C(g) + D(g) ⇌ A(g) + B(g)
    maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi $\frac{1}{K}$
  • Bila reaksi semula dibalik kemudian diubah menjadi setengahnya 
    ½
    C(g) + ½D(g) ⇌ ½A(g) + ½B(g)
    maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi $\frac{1}{\sqrt{K}}$
  • Bila reaksi merupakan hasil penjumlah dari dua reaksi lain maka nikai K adalah hasil kali K dua reaksi tersebut.
    A(g) + X(g) ⇌ C(g)   dengan konstanta kesetimbangan K1
    B(g) ⇌ D(g) + X(g)   dengan konstanta kesetimbangan K2
    maka penjumlah dua reaksi tersebut menjadi
    A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g)  dengan K = K1 × K2

Berikut ini variasi soal terkait bahasan konstanta kesetimbangan
Soal Nomor 1
Konstanta kesetimbangan reaksi H2 + I2 ⇌ 2HI adalah 50 pada 600 K, tentukan konstanta kesetimbangan untuk HI ⇌ ½ H2 + ½ I2

Pembahasan Soal Nomor 1:
Untuk reaksi: H2 + I2 ⇌ 2HI
➡ Kc = $ \mathsf { \large {\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}}}= 50$
Untuk reaksi: HI ⇌ ½ H2 + ½ I2
➡  K'c = $ \mathsf { \large {\frac{[H_2]^{1/2}[I_2]^{1/2}}{[HI]}}=\frac{1}{\sqrt{Kc}}=\frac{1}{\sqrt{50}}=0,141}$


Soal Nomor 2
2 mol PCl5 dimasukkan ke dalam wadah 2 L dan dipanasi pada suhu 250 °C untuk mencapai keadaan setimbang, ketika 60% PCl5 terurai menjadai PCl3 dan Cl2. Nilai konstanta kesetimbangan, Kc, untuk reaksi PCl5 (g) ⇌ PCl3 (g) + Cl2 (g) adalah ...

Pembahasan Soal Nomor 2:
PCl5 yang terdisosiasi hanya 60%  = 60% × 2 mol = 1,20 mol
Reaksi:PCl5 (g)PCl3 (g)+Cl2 (g)
Awal:2,00 mol
-
-
Bereaksi:-1,20 mol
+1,20 mol
+1,20 mol
Kesetimbangan:0,80 mol
1,20 mol
1,20 mol
Konsentrasi
Saat Setimbang
:0,80 mol/2 L
0,40 M

1,20 mol/2 L
0,60 M

1,20 mol/2 L
0,60 M

Kc = $ \mathsf {\large {\frac{[PCl_3][Cl_2]}{[PCl_5]}=\frac{0,60 \times 0,60}{0,80}}=0,45}$


Soal Nomor 3
Nilai konstanta kesetimbangan untuk reaksi N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 adalah K, konstanta kesetimbangan untuk $\mathsf { \frac{1}{2}}$ N2 + $\mathsf {\frac{3}{2}}$ H2 ⇌ NH3 akan menjadi....

Pembahasan Soal Nomor 3:
Untuk reaksi:
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Kc = K =$\mathsf {\frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}}$
Serupa dengan persamaan itu maka
$\frac{1}{2}$N2 + $\frac{3}{2}$ H2 ⇌ NH3
K'c =$ \mathsf {\frac{[NH_3]^1}{[N_2]^{1/2}[H_2]^{3/2}}}$
Jadi K'c2 = Kc = K → K’c = $ \mathsf {\sqrt{K}}$

Soal Nomor 4
Anggap kesetimbangan gas-gas berikut beserta konstanta kesetimbangannya pada suhu 298 K
SO2(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)⇌ SO3 (g), K1
dan
2SO3 (g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g) , K2
Maka hubungan  K1 dan  K2 adalah....

Pembahasan Soal Nomor 4:
Kc untuk reaksi SO2(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)⇌ SO3 (g)
Kc = K1 =$ \mathsf {\frac{[SO_3]}{[SO_2][O_2]^{1/2}}}$ ...(i)
Serupa dengan persamaan itu maka Kc' untuk reaksi
2SO3 (g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g)
K'c = K2
K'c = $ \mathsf {\frac{[SO_2]^2[O_2]}{[SO_3]^2}}$ ...(ii)
Dari persamaan (i) dan (ii) diperoleh hubungan  K2 =  $ \mathsf {\frac{1}{K_{1}^2}}$

Soal Nomor 5
Dalam kesetimbangan: A (g) + B (g) ⇌ C (g) + D (g)
Ketika 1 mol masing-masing reaktan dicampur, terbentuk 0,6 mol setiap produk, berapakah nilai tetapan kesetimbangan reaksi tersebut jika volume wadah tertutup adalah 1 L?

Pembahasan Soal Nomor 5:

Reaksi:A(g)+B(g)C(g)+D(g)
Awal:1mol1 mol--
Bereaksi:-0,6 mol-0,6 mol+0,6 mol+0,6 mol
Kesetimbangan:0,4 mol0,4 mol0,6 mol0,6 mol

∴ $ \mathsf {Kc = \large {\frac{[C][D]}{[A][B]}=\frac{0,6 \times 0,6}{0,4 \times 0,4}= \frac{0,36}{0,16}}=2,25}$

Soal Nomor 6
Reaksi disosiasi gas H2S dalam air ditulis sebagai:
(i)   H2S (aq) ⇌ H+ (aq) + HS (aq)
(ii)  HS (aq) ⇌ H+ (aq) + S2– (aq)
(iii) H2S (aq) ⇌ 2H+ (aq) + S2– (aq)
Konstanta disosiasi dari ionisasi berturut-turut K1, K2 dan K3. Tentukan hubungan antara K3 dengan K1 dan K2.

Pembahasan Soal Nomor 6:
Nilai K dari suatu hasil penjumlahan dua reaksi atau lebih dapat dihitung dengan mengalikan masing-masing nilai K reaksi yang dijumlahkan itu.

H2S (aq) ⇌ H+ (aq) + HS (aq) ,  K1
HS (aq) ⇌ H+ (aq) + S2– (aq) , K2
H2S (aq) ⇌ 2H+ (aq) + S2– (aq) , K3

K3 =  K1 × K2

Soal Nomor 7
Sebanyak 0,041 mol gas NO dan 1,60 g gas bromin (Ar Br = 80) ditempatkan dalam wadah tertutup dengan volume 1 L, Reaksi yang terjadi dan membentuk kesetimbangan:

2NO(g) + Br2(g) ⇌ 2NOBr(g)
Pada temperatur 25 °C dalam keadaan kesetimbangan NOBr pada reaksi tersebut terukur 0,4 atm. Tentukan nilai Kp?

Pembahasan Soal Nomor 7:
Penentuan tekanan awal NO
P = nRT/V
P =  (0,041 mol) (0,082 L atm mol¯11) ((25+273) K) ] / 1 L
P = 1,00 atm

Penentuan tekanan awal Br2
P = nRT/V
P =  (1,6/160 mol) (0,082 L atm mol¯11) (298 K) ] / 1 L
P = 0,24 atm

Reaksi:2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)
Awal:1,00 atm0,24 atm-
Bereaksi:-0,40 atm-0,20 atm+0,40 atm
Kesetimbangan:0,60 atm0,04 atm0,40 atm

$ \mathsf {Kp = \large \frac{(P_{NOBr})^2}{(P_{NO})^2 \times (P_{Br_{2}})}}$
$ \mathsf {Kp = \large \frac{0,40^2}{0,6^2 \times 0,04}}$
$ \mathsf {Kp = 11,11}$ 



Soal Nomor 8
Konstanta kesetimbangan Kp untuk reaksi CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) adalah 4,0 pada temperatur tertentu. Jika pada reaksi kesetimbangan kita dapati jumlah ekuimolar (jumlah mol yang sebanding) antara CO dan H2O yaitu 1 mol maka jumlah CO2 dan H2 adalah ....

Pembahasan Soal Nomor 8
Reaksi:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
Kesetimbangan:1 mol
1 mol
y mol
y mol

Dari reaksi tersebut diketahui jumlah mol pereaksi dan hasil reaksi adalah seimbang, oleh karena itu Kp = Kc dan volume pada sistem dapat diabaikan dalam perhitungan tetapan kesetimbangan.

Kp = Kc = $ \mathsf { \large {\frac{[CO_2][H_2]}{[CO][H_{2}O]}}}$
Kp =    4 = $\mathsf { \large {\frac{y \times y}{1 \times 1}}}$
Kp =    4 = $\mathsf { \large y^2}$
Kp =    y = $\mathsf {2}$
Jadi jumlah CO2 dan H2 masing-masing 2 mol.


Soal diadaptasi dari berbagai sumber.
Bagikan di

2 komentar:

  1. Terima kasih pak Urip, sdh sy share ke anak2 didik saya

    BalasHapus
  2. pak urip terima kasih banyak atas artikel ini, saya pergunakan juga untuk anak didik dirumahan saya. semooga bisa bermanfaat untuk yang lainnya khususnya best almamater sehingga rekan-rekan yang lain mendapatkan tambahan informasi.

    BalasHapus

 
Copyright © 2015-2016 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info