Soal Kuantitatif Pergeseran Kesetimbangan Kimia Edisi November 2018 dan Pembahasannya

Sabtu, 17 November 2018

Pembahasan soal-soal mengenai perhitungan komposisi gas mula-mula dan pergeseran reaksi akibat perubahan tekanan, volume, konsentrasi, membaca grafik kesetimbangan pasca perubahan faktor temperatur pada kesetimbangan kimia.




Soal #1:
Suatu sampel udara terdiri dari N2 dan O2 dipanaskan 2500 K hingga terbentuk kesetimbangan
N2 (g) + O2 (g) ⇌ 2NO (g)
Kc untuk reaksi tersebut sebesar 0,002. Pada saat kesetimbangan jumlah gas NO 2%. Hitunglah komposisi awal udara.

Pembahasan Soal #1:
Komposisi ini dinyatakan dalam persen. Dimisalkan komposisi awal N2 = a, maka O2 = 100 – a
Saat setimbang terdapat 2x


Dari soal kompisisi NO saat setimbang = 2 2x = 2 x = 1
[NO] = 2
[N2] = (a – x) = a – 1
[O2 ] = (100 – a – x) = 100 – a – 1 = 99 – a
$K_c = \dfrac{[NO]^2}{[N_2][O_2]}$
$0,002 = \dfrac{2^2}{(a – 1)(99 – a)}$
$0,002 = \dfrac{4}{(100a – 99 – a^2}$
$0,002 (100a – 99 – a^2) = 4$
$0,2a – 0,198 – 0,002a^2) = 4$
$0,2a – 4,198 – 0,002a^2) = 0$
Penyelesaian dengan menggunakan rumus ABC untuk persamaan kuadrat di peroleh:
a = 70,025 atau 29,975. Solusi yang mendekati kenyataan bahwa gas N2 lebih banyak di udara ada a = 70,025 ≈ 70 %
Jadi Komposisinya N= 70% dan O2 = 100% – 70% = 30%


Soal #2:
Nilai Kp  pada reaksi Ag2CO3 (s) ⇌ Ag2O(s) + CO2(g) sebesar 3 × 103 atm pada suhu 298 K dan sebesar 1,5 atm pada 5000 K. Manakah kesimpulan yang dapat dibuat dari data tersebut?
  1. Reaksi ke kiri bersifat endoterm
  2. Reaksi ke kanan bersifat endoterm
  3. Gas CO2 bertambah jika tekanan ditingkatkan
  4. Gas CO2 tidak bergantung pada temperatur
  5. Nilai Kp bergantung pada jumlah Ag2CO3 yang digunakan.
Pembahasan Soal #2:
Nilai Kp  pada soal ini hanya ditentukan oleh tekanan CO2 yang fasenya gas. $K_p = P_{CO_2}$ Jadi nilai P gas CO2 sama dengan nilai Kp . Membandingkan data tekanan saat suhu 298 nilai P-CO2 di bawah 1 atm dan saat suhu ditingkatkan 5000 K tekanan CO2 meningkat menjadi 1,5 atm dapat diartikan jumlah CO2 bertambah, ini berarti bahwa reaksi ke kanan merupakan reaksi bersifat endoterm. Karena ketika suhu dinaikkan jumlah produk bertambah hanya terjadi pada reaksi yang bersifat endoterm saja.
Kata kuncinya: T dinaikkan bergeser ke arah reaksi endoterm. T dinaikkan tekanan meningkat.
Jawaban yang tepat B


Soal #3:
Terdapat gas-gas dalam suatu wadah tertutup yang mengalami reaksi kesetimbangan:
 H2 (g) + I2 (g) ⇌ 2HI
Pada saat waktu t gas I2 ditambahkan ke dalam sistem kesetimbangan tersebut. Manakah grafik yang sesuai dengan keadaan tersebut?

Pembahasan Soal #3:
$K_p = \dfrac{[HI]^2}{[H_2] [I_2]}$
Nilai Kp  akan konstan/tetap, tidak berubah. Menambahkan I2 akan meningkatkan tekanan parsial I2. Diketahui Kp  tetap, maka tekanan parsial H2 mesti berkurang karena akan bereaksi dengan I2 yang ditambahkan itu dan menambah produk HI akan bertambah.
Jawaban yang tepat D.



Soal #4:
Pada duhu 300 K terdapat kesetimbangan campuran gas N2O4 bertekanan 0,28 dan NO2 bertekanan 1,1 atm. Jika volume wadah dibesarkan menjadi 2 kali semula, hitunglah tekanan masing-masing gas pada kesetimbangan yang baru itu.

Pembahasan Soal #4:
Reaksi kesetimbangan: N2O4 ⇌ 2NO2
Keadaan awal $K_p = \dfrac{P_{NO_2}^2}{P_{N_2O_4}} = \dfrac{(1,1)^2}{0,28} = 4,32 atm$
Ketika volume wadah dibuat 2 kali lebih besar dari semula maka tekanan menjadi ½ dari tekanan awal.
Meningkatkan volume akan menggeser kesetimbangan ke arah jumlah zat yang lebih besar. Koefisien ruas kanan 2 dan koefisien ruas kiri 1, jadi rekasi bergeser kenan. Artinya NO2 akan bertambah sementara itu N2O4 akan berkurang. Dengan catatan suhu sistem tidak mengalami perubahan.

Reaksi N2O4 2NO2
Awal 0,14 0,55
Bereaksi –x +2x
Kesetimbangan
baru
0,14 – x 0,55 + 2x

Ketika suhu tidak berubah maka perubahan volume tidak mengubah nilai Kp
$K_p = \dfrac{P_{NO_2}^2}{P_{N_2O_4}}$
$4,32 = {(0,55+2x)^2}{(0,14-x)} = 4,32$
$ 4,32(0,14-x) =(0,55+2x)^2$
$ 4,32(0,14-x) =(0,55+2x)^2$
$ 0,6048 – 4,32x = 0,3025+2,2x+4x^2 $
$ 4x^2 + 6,52x – 0,3023 = 0 $
Penyelesaian dengan menggunakan rumus ABC untuk persamaan kuadrat di peroleh:
x = 0,045.
Jadi $P_{N_2O_4}$ = 0,14 – 0,045 = 0,095 atm
dan
$P_{NO_2}$ = 0,55 + 2.0,045 = 0,55 + 0,09 = 0,64 atm

Soal dari berbagai sumber.
Bagikan di
 
Copyright © 2015-2018 Urip dot Info | Disain Template Oleh Herdiansyah Hamzah Dimodivikasi Urip.Info