Simulasi Interaktif Q vs K (Kesetimbangan Kimia)

Pada reaksi reversibel, campuran pereaksi dan produk tidak selalu berada pada komposisi setimbang, sehingga arah pergeseran reaksi perlu ditentukan lebih dahulu.

Simulasi interaktif ini membandingkan kuosien reaksi () dengan konstanta kesetimbangan () pada suhu tertentu untuk menentukan ke arah mana campuran akan bergeser, lalu memperlihatkan perubahannya secara animatif sampai .

Pada tab kedua, tabel MRS (mula-mula, bereaksi, setimbang) dipakai untuk menghitung , , dan derajat disosiasi dari data soal. Bacalah tiga bagian di bawah ini sebelum memulai: landasan teori, cara penggunaan, dan interpretasi hasil.

Landasan teori

Reaksi reversibel secara umum dituliskan sebagai berikut.

Kesetimbangan dinamis tercapai ketika laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke kiri, sehingga konsentrasi setiap zat tidak berubah lagi. Pada keadaan itu, konsentrasi zat memenuhi konstanta kesetimbangan.

Rumus yang sama dengan konsentrasi pada sembarang saat disebut kuosien reaksi . Nilai hanya bergantung pada suhu, sedangkan bergantung pada komposisi campuran saat itu.

• : produk masih kurang, reaksi bergeser ke kanan sampai .
• : produk berlebih, reaksi bergeser ke kiri sampai .
• : campuran setimbang, tidak ada pergeseran bersih.

Untuk reaksi yang semua zatnya berupa gas, hubungan dan ditentukan oleh selisih koefisien gas .

Dalam simulasi ini dan dalam kelvin. Derajat disosiasi menyatakan bagian pereaksi acuan yang bereaksi.

Tabel MRS mencatat jumlah mol setiap zat pada tiga keadaan. Zat yang bereaksi berubah sebesar koefisien dikali , dengan tanda negatif untuk pereaksi dan positif untuk produk, sehingga mol setimbang sama dengan mol mula-mula ditambah perubahannya.

Cara penggunaan

Tab 1: Arah reaksi (Q vs K)

1. Pilih salah satu reaksi pada bagian "Pilih reaksi". Persamaan reaksi, nilai , dan suhunya tampil di bawah tombol pilihan.
2. Atur konsentrasi awal setiap zat dengan slider (0 sampai 6 M). Nilai dan penanda pada skala langsung diperbarui.
3. Tebak arah reaksi dengan tombol "Ke kanan", "Ke kiri", atau "Sudah setimbang", lalu cocokkan dengan skala dan penjelasan.
4. Tekan "Jalankan sampai setimbang". Slider terkunci selama animasi berlangsung. Centang "Tampilkan prediksi" bila ingin melihat konsentrasi setimbang sebelum animasi selesai.
5. Setelah setimbang, geser satu slider sebagai gangguan, lalu jalankan lagi. Tombol "Kembalikan ke awal" memulihkan konsentrasi awal reaksi yang dipilih.

Tab 2: Tabel MRS

1. Isi mol mula-mula setiap zat, volume wadah, dan suhu. Angka boleh memakai koma atau titik desimal.
2. Pilih informasi yang diketahui pada soal: nilai , mol salah satu zat saat setimbang, atau derajat disosiasi .
3. Isi nilai yang diketahui, lalu pilih zat acuan untuk . Isian awal berupa contoh yang konsisten sehingga dapat langsung dicoba.
4. Baca tabel MRS dan hasil perhitungan di bawahnya. Setiap perubahan isian langsung dihitung ulang.

Interpretasi hasil

Tab 1: Arah reaksi (Q vs K)

• Penanda di kiri berarti reaksi bergeser ke kanan, di kanan berarti bergeser ke kiri. Skala bersifat logaritmik: selisih dua satuan pada skala berarti dan berbeda 100 kali.
• Pada grafik konsentrasi terhadap waktu, perubahan terjadi cepat di awal lalu mendatar. Bagian yang mendatar menandakan keadaan setimbang.
• Pada grafik , garis oranye bergerak menuju garis putus-putus dari bawah (bila awalnya ) atau dari atas (bila awalnya ) dan berhenti di sana.
• Konsentrasi pada keadaan setimbang tidak harus sama besar. Yang sama adalah nilai dan .
• Setelah slider digeser pada keadaan setimbang, menyimpang dari lalu kembali sama. Nilai tidak berubah karena suhu tetap, dan inilah penjelasan kuantitatif asas Le Chatelier.

Tab 2: Tabel MRS

• jauh lebih besar dari 1 berarti produk dominan pada keadaan setimbang, jauh lebih kecil dari 1 berarti pereaksi dominan, dan sekitar 1 berarti keduanya sebanding.
• mendekati 1 berarti hampir seluruh pereaksi acuan bereaksi, mendekati 0 berarti hanya sedikit yang bereaksi.
• sama dengan bila , dan berbeda bila .
• Baris membandingkan komposisi mula-mula dengan dan harus sejalan dengan arah perubahan pada tabel. Nilai negatif berarti reaksi berlangsung ke kiri.
• Pesan galat "mol setimbang negatif" menunjukkan data tidak konsisten secara stoikiometri, sedangkan pesan "zat habis" berarti tidak terdefinisi untuk data tersebut.

Simulasi Interaktif Q vs K

Atur konsentrasi, tebak arah reaksi, lalu jalankan sampai setimbang. Di tab kedua, hitung K_c, K_p, dan derajat disosiasi (α) dengan tabel MRS.
Dirancang oleh Urip.info

Pilih reaksi

Nilai K pada simulasi ini bersifat didaktik (mendekati data pada suhu yang tertera), dipakai untuk latihan konsep.

Konsentrasi saat ini (M)

Tampilkan prediksi konsentrasi setimbang (garis putus-putus)

Tebak dulu arahnya:

Posisi Q terhadap K

Konsentrasi (M)

Konsentrasi terhadap waktu

Q mendekati K terhadap waktu

Data awal

Informasi yang diketahui

Diketahui K_c, cari komposisi setimbang Diketahui mol salah satu zat saat setimbang, cari K_c Diketahui derajat disosiasi α, cari K_c

Nilai K_c

Zat yang diketahui mol setimbangnya:

Mol zat itu saat setimbang

Derajat disosiasi α (0 sampai 1)

Zat acuan untuk α (pereaksi yang bereaksi):

Tabel MRS (mula-mula, bereaksi, setimbang)

Hasil perhitungan