Kesetimbangan kimia yang sudah tercapai dapat terganggu oleh perubahan konsentrasi, volume atau tekanan, maupun suhu, dan pengaruhnya paling jelas terbaca pada grafik konsentrasi terhadap waktu. Simulasi interaktif ini memuat tiga bagian, yaitu pola grafik untuk setiap jenis gangguan, latihan menebak gangguan dari grafik yang dibuat acak, dan alat bagi guru untuk menyusun soal grafik sendiri.
Setiap grafik dihitung dari tetapan kesetimbangan dan kuosien reaksi , sehingga angka pada grafik konsisten dan dapat dipakai untuk menghitung . Bacalah tiga bagian di bawah ini sebelum memulai: landasan teori, cara penggunaan, dan interpretasi hasil.
Landasan teori
Asas Le Chatelier menyatakan bahwa bila sistem yang setimbang diberi gangguan, sistem bergeser ke arah yang mengurangi pengaruh gangguan itu sampai tercapai kesetimbangan baru. Secara kuantitatif, setiap gangguan membuat kuosien reaksi berbeda dari , lalu sistem bergeser sampai kembali. Untuk reaksi umum berikut, kedua besaran memakai rumus yang sama.
- : reaksi bergeser ke kanan. : reaksi bergeser ke kiri.
- Hanya perubahan suhu yang mengubah nilai . Perubahan konsentrasi, volume, dan penambahan katalis tidak mengubahnya.
Ciri khas setiap gangguan pada grafik konsentrasi terhadap waktu adalah sebagai berikut.
| Gangguan | Ciri pada grafik | Arah pergeseran | K |
|---|---|---|---|
| Pereaksi ditambah | Garis pereaksi itu melompat naik, garis lain menyambung | Ke kanan | Tetap |
| Produk ditambah | Garis produk itu melompat naik | Ke kiri | Tetap |
| Pereaksi dikurangi | Garis pereaksi itu melompat turun | Ke kiri | Tetap |
| Produk dikurangi | Garis produk itu melompat turun | Ke kanan | Tetap |
| Volume diperkecil | Semua garis melompat naik serentak | Ke sisi berkoefisien gas lebih kecil, tidak bergeser bila sama | Tetap |
| Volume diperbesar | Semua garis melompat turun serentak | Ke sisi berkoefisien gas lebih besar, tidak bergeser bila sama | Tetap |
| Suhu dinaikkan | Tanpa lompatan, garis berbelok menuju posisi baru | Ke arah endoterm | Berubah |
| Suhu diturunkan | Tanpa lompatan, garis berbelok menuju posisi baru | Ke arah eksoterm | Berubah |
| Katalis (sebelum setimbang) | Tanpa lompatan, garis lebih cepat mendatar, posisi akhir sama | Tidak bergeser | Tetap |
| Gas lembam pada volume tetap | Grafik tidak berubah | Tidak bergeser | Tetap |
Pengaruh suhu terhadap tetapan kesetimbangan mengikuti persamaan Van't Hoff. Pada simulasi ini perubahan suhu selalu 60 K, dan kenaikan suhu juga mempercepat laju mencapai kesetimbangan.
Kurva pada simulasi memodelkan pendekatan ke kesetimbangan secara eksponensial. Nilai , , dan laju bersifat didaktik untuk latihan konsep, bukan data eksperimen.
Cara penggunaan
Tab 1: Pola grafik
- Pilih reaksi, lalu pilih jenis gangguan. Untuk penambahan atau pengurangan zat, pilih juga zat yang diubah.
- Perhatikan garis pada grafik, titik gangguan (garis tegak putus-putus), dan tabel konsentrasi di bawahnya.
- Centang "Tampilkan garis acuan" untuk melihat perjalanan sistem bila tidak ada gangguan (garis tipis putus-putus).
Tab 2: Latihan tebak
- Pilih level. Level 1 satu gangguan, level 2 dua gangguan berurutan, level 3 membaca konsentrasi dari grafik lalu menghitung .
- Pilih jenis gangguan dan arah pergeseran, atau isi konsentrasi dan pada level 3, lalu tekan "Periksa jawaban".
- Pembahasan muncul setelah jawaban diperiksa. Tekan "Soal baru" untuk soal berikutnya. Skor dihitung selama halaman terbuka.
Tab 3: Buat soal (untuk guru)
- Pilih reaksi, jumlah gangguan (1 atau 2), jenis gangguan, dan waktunya. Jarak dua gangguan diatur otomatis minimal 22 satuan waktu agar sistem sempat setimbang.
- Tampilkan grafik di kelas dengan kunci jawaban tersembunyi, lalu centang "Tampilkan kunci jawaban" untuk pembahasan.
- Salin kode soal untuk menyimpan soal. Tempelkan kode lalu tekan "Muat kode" untuk membukanya kembali.
Interpretasi hasil
Bacalah grafik dengan urutan berikut.
- Periksa apakah ada lompatan tegak pada titik gangguan. Lompatan menandakan perubahan konsentrasi atau volume, sedangkan garis yang tetap menyambung menandakan suhu atau katalis.
- Bila ada lompatan, lihat berapa garis yang melompat. Satu garis berarti zat itu ditambah atau dikurangi, semua garis serentak berarti volume berubah.
- Lihat arah lompatan (naik atau turun), lalu garis mana yang naik dan turun sesudahnya. Pereaksi turun dan produk naik berarti pergeseran ke kanan, sebaliknya ke kiri.
- Bila tidak ada lompatan tetapi garis berbelok, gangguannya suhu. Bila garis hanya lebih cepat mendatar dan posisi akhirnya sama dengan garis acuan, gangguannya katalis. Bila tidak tampak perubahan apa pun, sistem tidak diganggu secara nyata.
- Konsentrasi setimbang baru dapat lebih tinggi daripada sebelum gangguan walaupun reaksi bergeser. Pada penambahan zat, konsentrasi zat itu turun kembali tetapi tidak sampai ke nilai awal.
- Pada volume diperkecil dengan jumlah koefisien gas kiri dan kanan sama, semua garis melompat naik lalu langsung mendatar karena tetap sama dengan .
- Pada level 3, bacalah konsentrasi pada bagian datar tepat sebelum garis tegak gangguan, bukan pada puncak lompatan. Hasil perhitungan dinilai benar bila selisihnya dalam 12 persen dari nilai sebenarnya.
- Pada tabel tab 1, bandingkan kolom sesaat setelah gangguan dengan kolom setimbang baru untuk melihat arah dan besar pergeseran, dan bandingkan sesaat dengan untuk memastikan alasannya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar