PERHITUNGAN KONSENTRASI DAN KESETIMBANGAN Kc ~ MATERI DAN SOAL IPA UNTUK SMA

Tetapan kesetimbangan (Kc) memiliki makna yang luas dalam memahami reaksi kimia ketika dalam keadaan setimbang secara kuantitatif. Dalam penentuan Kc semua komponen adalah dalam satuan molar, artinya jumlah mol tiap zat yang ada dalam kesetimbangan itu dibagi volume wadah yang digunakan untuk reaksi tersebut.

Jika konsentrasi masing-masing kesetimbangan sudah diketahui, maka kita dapat secara langsung menggunakan rumus K untuk menghitung tetapan kestimbangan.

Contoh soal:

Pada reaksi kesetimbangan berikut :

2SO₃ (g) <========> 2SO₂ (g) + O₂ (g)

Konsentrasi SO₃, SO₂ dan O₂ pada kesetimbangan masing-masing adalah 0,4M ; 0,2M ; dan 0,1M. Hitung tetapan kesetimbangan pada reaksi tersebut.

Jawab :

K = [SO₂]² [O₂] = ( 0,2)² (0,1) = 2,5 x 10^-2

[SO₃]² 0,4

Contoh soal :

Diketahui reaksi H₂ (g) + I₂ (g) <======> 2HI (g) K = 50

Jika konsentrasi HI dan H₂ pada kesetimbangan masing-masing 0,5 M dan 0,1 M, berapakah konsentrasi I₂ pada kesetimbangan ?

Jawab :

K = [HI]² 50 = (0,5)²

[H₂] [I₂] (0,1) [I2]

I₂ = 0,05 M

Jika konsentrasi masing-masing zat pada kesetimbangan belum diketahui, maka data soal harus diolah dahulu dengan menggnakan taber seperti berikut di bawah ini :

mA + nB ====== pC + qD

Mula-mula : a b

Terurai : c d――

Setimbang : e f ―→ g h

Keterangan :

a = mol A mula-mula

b = mol B mula-mula

c = mol A yang terurai ( bereaksi )

d = mol B yang terurai (bereaksi )

e = mol A pada kesetimbangan = a – c

f = mol B pada kesetimbangan = b – c

g = mol C pada kesetimbangan

h = mol D pada kesetimbangan

Karena C dan D yang terbentuk pada kesetimbangan berasal dari A dan B yang terurai, maka harga c, d, g dan h ( yang dihubungkan pada panah cakra ) harus sebanding dengan koeffisien,;

c : d : g : h = m : n : p : q

Harga –harga c, d, g, dan h kita sebut angka jalur koeffisien. Jika salah satu harga sudah diketahui, harga yang lain pada jalur koeffisien ini dengan mudah dapat dicari melalui perbandingan koeffisien.

Tata cara (urutan) penyelesaian soal adalah sebagai berikut :

1. Tulis reaksi

2. Buat tabel

3. Masukkan semua data mol dari soal ke tabel

4. Lengkapi semua angka jalur koeffisien melalui perbandingan koeffisien.

5. Lengkapi mol masing-masing zat pada kesetimbangan (baris paling bawah pada tabel)

6. Jumlah mol zat pada kesetimbangan dibagi dengan volume (liter) untuk memperoleh konsentrasi (molar) masing-masing zat.

7. Gunakan rumus K (tetapan kesetimbangan ) yang sesuai dengan reaksi itu.

molar (M) atau jumlah koeffisien gas di kedua ruas sama.

Contoh soal :

Sebanyak 0,1 mol HI dimasukkan ke dalam bejana 1 liter, lalu sebagian terurai menurut reaksi

2HI (g) <=====> H₂(g) + I₂ (g). Jika terbentuk 0,02 mol I₂, hitunglah tetapam kesetimbangan!

Jawab :

2HI <=====> H₂ + I₂

Mula-mula : 0,1

Terurai :

Setimbang : 0,02

Kemudian tabel kita lengkapi :

2HI <=====> H₂ + I₂

Mula-mula : 0,1

Terurai : 0,04

Setimbang : 0,06 0,02 0,02

Karena volume = 1 liter, maka

[HI] = 0,06 M

[H₂] = 0,02 M

[I₂] = 0,02 M

K = [H₂] [I₂] = [0,02] [0,02] = 1

[HI]² [0,06]² 9

Contoh soal:

Dalam wadah 2 dm³ dicampurkan gas HCl dan gas O₂ masing-masing 10 mol, lalu mengalami reaksi kesetimbangan : 4HCl (g) + O₂ (g) <=====> 2Cl₂ (g) +2H₂O (g)

Jika pada kesetimbangan masih terdapat 2 mol HCl, hitunglah tetapan kesetimbangan.

Jawab

Data mol dari soal dimasukkan ke tabel :

4HCl (g) + O₂ (g) <======> 2Cl₂ (g) + 2H₂O (g)

Mula-mula : 10 10

Reaksi : - -

Setimbang : 2 - - -

Kemudian tabel dilengkapi :

4HCl (g) + O₂ (g) <======> 2Cl₂ (g) + 2H₂O (g)

Mula-mula : 10 10

Reaksi : 8 2

Setimbang : 2 8 4 4

[HCl] = 2/2 = 1 M

[O₂] = 8/2 = 4 M

[Cl₂] = 4/2 = 2 M

[H₂O] = 4/2 = 2 M

K = [Cl₂]² [H₂O]² = 2². 2² = 2

[HCl]⁴ [O₂] 1⁴ 8¹

Contoh soal :

Tetapan kesetimbangan A + 2B <=======> AB₂ adalah ¼. Berapakah jumlah mol A yang harus dicampurkan dengan 4 mol B dalam volume 5 liter, agar menghasilkan 1 mol AB₂ ?

Jawab

Data mol dari soal dimasukkan ke tabel berikut :

A + 2B <========> AB₂

Mula-mula : x 4

Reaksi : - -

Setimbang : - - 1

Kemudian tabel dilengkapi :

A + 2B <========> AB₂

Mula-mula : x 4

Reaksi : 1 2

Setimbang : x-1 2 1

[A] = x – 1 M

[B] = 2/5 M

[AB2] = 1/5 M

K = [AB₂]

[A] [B]²

1 = 1/5

4 (x-1)/5 . 4/25

X = 26

Jadi jumlah A mula-mula adalah 26 mol

Contoh soal :

Diketahui reaksi : CO (g) + H₂O (g) <=====> CO₂ (g) + H₂ (g) K = 4,00

Jika 2 mol gas CO dan 2 mol uap air direaksikan, berapa mol uap air yang dijumpai pada saat kesetimbangan ?

Jawab :

Data mol dari soal dimasukkan ke tabel berikut :

CO(g) + H₂O (g) <=====> CO₂ (g) + H₂ (g)

Mula-mula : 2 2

Terurai : - -

Setimbang : - x - -

Kemudian tabel dilengkapi :

CO(g) + H₂O (g) <=====> CO₂ (g) + H₂ (g)

Mula-mula : 2 2

Terurai : 2 - x 2 - x

Setimbang : x x 2 - x 2 - x

K = [CO₂] [H₂]

[CO] [H₂O]

4 = (2 – x)²

X²

2 = 2 – x

X = 2/3

Jadi, pada kesetimbangan dijumpai 2/3 mol uap air.

Contoh soal :

Dalam ruang 1 liter terdapat kesetimbangan berikut. 2SO₃(g) <=======> 2SO₂(g) + O₂(g).

Mula mula terdapat 0,5 mol SO₃. Setelah tercapai kesetimbangan, perbandingan mol SO₃ dan O₂ adalah 4. Hitunglah tetapan kesetimbangan reaksi tersebut.

Jawab :

Data mol dari soal masukkan ke tabel sebagai berikut :

2SO₃(g) <=======> 2SO₂(g) + O₂(g).

Mula-mula : 0,5

Reaksi : -

Setimbang : 4x 3x

Kemudian tabel dilengkapi :

2SO₃(g) <=======> 2SO₂(g) + O₂(g).

Mula-mula : 0,5

Reaksi : 6x

Setimbang : 4x 6x 3x

0,5 - 6x = 4x

X = 0,05

[SO₃] = 4x = 4 x 0,05 = 0,2 M

[SO₂] = 6x = 6 x 0,05 = 0,3 M

[O₂] = 3x = 3 x 0,05 = 0,15 M

K = [SO₂]² [O₂] = (0,3)² (0,15) = 0,33

[SO₃]² [0,2]²

MATERI DAN SOAL KESETIMBANGAN KIMIA

Sumber:
KIMIA untuk SMA kelas X, Unggul Sudarmo, Penerbit Erlangga, 2004
KIMIA 1 SMU, untuk Kelas 1, Irfan Anshori dan Hiskia Ahmad, Penerbit Erlangga, 1999
KIMIA untuk SMA/MA, kelas X, Tarti Harjani, dkk, Penerbit Masmedia, 2012