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.
 |
| Mekanisme Menghitung Kesetimbangan |
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
: m n ―→
p q
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
5
[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
2
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
