Pintar Pelajaran Kekerabatan Kuantitatif Antara Pereaksi Dan Hasil Reaksi, Tetapan Kesetimbangan Menurut Konsentrasi, Kc, Parsial, Derajat Disosiasi, Teladan Soal, Rumus, Kimia

Hubungan Kuantitatif Antara Pereaksi Dan Hasil Reaksi, Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Konsentrasi, Kc, Parsial, Derajat Disosiasi, Contoh Soal, Rumus, Kimia - Pada bahan sebelumnya, kalian telah mengetahui bahwa pada suhu tetap terdapat kekerabatan antara konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi terhadap tetapan kesetimbangan (K). Kalian akan mengetahui harga tetapan kesetimbangan dengan memahami uraian berikut. (Baca juga : Kesetimbangan Kimia)

1. Tetapan Kesetimbangan Berdasarkan Konsentrasi (K_c)

Harga K menurut konsentrasi dinyatakan dengan K_c. Rumusan K_c tergantung pada wujud zat dalam kesetimbangan reaksi. Nah, bagaimana cara memilih harga K_c secara kuantitatif, jikalau diketahui konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi? Kalian tentu masih ingat bahwa Tetapan kesetimbangan menurut konsentrasi (K_c) ialah hasil perkalian konsentrasi hasil reaksi dibagi perkalian konsentrasi pereaksi yang masing-masing dipangkatkan koefisiennya.

Sebelum kalian memilih harga K_c dari suatu reaksi, simaklah aturan-aturan berikut.

a. Harga K_c bisa ditentukan sesudah konsentrasi zat-zat dalam kesetimbangan diketahui.

b. Konsentrasi zat-zat selalu tertulis dalam satuan molar (mol L-1). Oleh alasannya itu, perhatikan volume tiap-tiap zat.

c. Untuk zat-zat di ruas kiri berlaku kekerabatan sebagai berikut.

Zat pada kesetimbangan = zat mula-mula – zat yang bereaksi

Sedangkan untuk zat-zat di ruas kanan berlaku kekerabatan sebagai berikut.

Zat pada kesetimbangan = zat yang bereaksi pada ruas kiri (zat mula-mula biasanya tidak ada).

d. Perbandingan mol pada kesetimbangan diadaptasi dengan koefisien tiap-tiap zat.

Perhatikan tabel berikut, semoga kalian semakin memahami cara perhitungan harga K pada tiap-tiap reaksi kimia.

	mA + nB D pC + qD
Mula-mula	a	b
Bereaksi	c	d	e	e
setimbang	g	h	f	f

a = mol zat A mula-mula

b = mol zat B mula-mula

c = mol zat A yang bereaksi (terurai)

d = mol zat B yang bereaksi

e = mol zat C yang terbentuk (sama dengan pada ketika kesetimbangan)

f = mol zat D yang terbentuk (sama dengan pada ketika kesetimbangan)

g = a – c = mol zat A pada kesetimbangan

h = b – d = mol zat B pada kesetimbangan

Perbandingan c : d : e : f sesuai dengan perbandingan m : n : p : q, sehingga harga c, d, e, dan f disebut jalur koefisien.

Dalam menuntaskan soal kesetimbangan memakai tabel di atas, perhatikan urutan langkah-langkah berikut.

1. Masukkan mol zat yang diketahui dalam soal ke dalam tabel.
2. Lengkapi jalur koefisien menurut perbandingan koefisien (baris ke dua).
3. Lengkapi mol zat-zat pada kesetimbangan (baris paling bawah).
4. Mol zat-zat pada kesetimbangan dibagi volume tiap-tiap zat untuk memperoleh konsentrasi dalam molar.
5. Gunakan rumus Kc.

Contoh Soal (1) :

0,2 mol HI dimasukkan dalam labu 1 liter dan terurai menjadi H₂ dan I₂. Reaksi yang terjadi ialah :

	2HI(g) D H2(g) + I2(g)
Mula-mula	0,2
Terurai	0,04	0,02	0,02
Setimbang	0,2 - 0,04	0,02	0,02
	= 0,06

Jika I₂ yang terbentuk ialah 0,02 mol, hitunglah tetapan kesetimbangan reaksi.

Penyelesaian :

Diketahui : 

Mol HI mula-mula = 0,2 mol

Mol I₂ terbentuk = 0,02 mol

Volume = 1 liter

Ditanyakan : 

Harga K_c = ....?

Jawaban :

2HI(g) D H₂(g) + I₂(g)

K_c =  =  =  = 0,111

Jadi, harga Kc = 0,111

Contoh Soal (2) :

Dalam ruangan 5 liter, terjadi suatu reaksi sebagai berikut.

A + 2B D AB₂

Jika diketahui tetapan kesetimbangan reaksi ialah ¼, berapa jumlah mol A yang harus dicampurkan dengan 4 mol B, semoga menghasilkan 1 mol AB₂ ?

Jawaban : 

Kita misalkan mol A mula-mula = x

	A + 2B D AB2
Mula-mula	x	4
Bereaksi	1	2	1
setimbang	x-1	4 - 2 = 2	1

Konsentrasi zat-zat dalam setimbang :

[A] =  M

[B] =  M

[AB₂] =  M

Dengan demikian, 

K_c = 

1/4 = 

x - 1 = 25

x = 26

Jadi, jumlah mol A yang harus dicampurkan ialah 26 mol.

2. Tetapan Kesetimbangan Parsial (K_p)

Tetapan kesetimbangan menurut tekanan (K_p) ialah hasil perkalian tekanan parsial gas-gas hasil reaksi dibagi perkalian tekanan parsial gas-gas pereaksi yang masing-masing dipangkatkan koefisiennya. Agar kalian lebih gampang memahami pengertian tetapan kesetimbangan parsial (K_p), perhatikan reaksi berikut.

mA(g) + nB(g) D pC(g) + qD(g)

Pada ketika sctimbang, gas A, B, C, dan D bcrcampur dalam satu ruang tertentu dan mengakibatkan tekanan yang disebut tekanan total dari gabungan gas-gas tersebut. Sedangkan jikalau di dalam sebuah ruangan hanya terdapat satu gas dan mengakibatkan tekanan, maka disebut tekanan parsial. Dengan demikian, jikalau tekanan total ialah P dan tekanan gas ialah PA, PB, PC, dan PD, maka P = PA + PB + PC + PD.

Tekanan parsial berbanding lurus dengan jumlah mol tiap gas, sehingga tekanan parsial suatu gas sanggup ditentukan dengan rumus berikut.

Tekanan gas parsial =  x tekanan total

Sedangkan rumusan K_p untuk reaksi di atas yaitu :

Kp = 

Lalu, adakah kekerabatan antara K_p dengan K_c ? Harga K_p dan K_c suatu kesetimbangan tidak selalu sama, tetapi saling berhubungan. Maksudnya, jikalau konsentrasi dan tekanan parsial salah satu gas diketahui, maka gas yang lain sanggup dihitung. Marilah kita lihat kekerabatan antara K_p dengan K_c pada uraian berikut.

mA(g) + nB(g) D pC(g) + qD(g)

Masih ingatkah kalian dengan persamaan gas ideal, PV = nRT? Jika penentuan harga K_p dan K_c di hubungkan dengan persamaan gas ideal, maka :

n/v = P/RT , dimana n/v ialah konsentrasi zat

Jadi, konsentrasi tiap-tiap zat dalam kesetimbangan ialah sebagai berikut.

Keterangan :

∆ng : jumlah koefisien ruas kanan – ruas kiri

R : tetapan Rydberg ( 0,082 atm mol^-1 K^-1)

T : suhu (Kelvin)

Contoh Soal (3) :

Perhatikan reaksi berikut.

N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)

Pada suhu 25 °C, harga K_p = 6,02.105. Tentukan harga K_c pada suhu tersebut.

Pembahasan :

Diketahui : Harga K_p = 6,02 .105

Ditanyakan : Harga K_c = .....?

Jawaban :

∆ng = 2 – 4 = -2 T = 25 + 273 = 298 K

K_p = K_c (RT)^∆ng

K_c =  =  = 3,6 . 10^-8

Jadi, harga K_c adalah 3,6 . 10^-8.

Dalam ruangan bertekanan 2 atm terdapat 0,1 mol gas A, 0,15 mol gas B, dan 0,25 mol gas C. Reaksi kesetimbangan gas yang terjadi yaitu :

A(g) + B(g) D C(g).

Tentukan tetapan kesetimbangan parsial (K_p).

Penyelesaian:

Diketahui : 

Mol gas A = 0,1 mol.

Mol gas B = 0,15 mol.

Mol gas C = 0,25 mol.

Ditanyakan: Harga K_p = ....?

Jawaban :

Mol gas total = 0,1 + 0,15 + 0,25 = 0,5 mol.

PA =  x tekanan total

PA =  x 2 = 0,4 atm

PB =  x 2 = 0,6 atm

PC =  x 2 = 1 atm

K_p =  =  =  = 4,17.

3. Derajat Disosiasi

Disosiasi merupakan insiden penguraian suatu zat menjadi zat lain yang lebih sederhana. Disosiasi termasuk reaksi kesetimbangan, sehingga hasil reaksi penguraian sanggup berbalik menjadi pereaksi kembali. Beberapa tumpuan kesetimbangan disosiasi ialah sebagai berikut.

2HI(g) D H₂(g) + I₂(g)

2NH₃(g) D N₂(g) + 3H₂(g)

2NO(g) D N₂(g) + O₂(g)

Jumlah zat yang terdisosiasi dinyatakan dengan derajat disosiasi. Jadi, derajat disosiasi merupakan perbandingan jumlah mol zat yang terurai dengan jumlah mol zat mula-mula. Derajat disosiasi dilambangkan dengan α.

α = 

Jika α = 0, berarti reaksi tidak berlangsung, dan

Jika α = 1, berarti reaksi berlangsung sempurna.

Dalam reaksi kesetimbangan, harga α berada di antara 0 hingga 1 atau 0 < α < 1. Kalian akan semakin memahami perhitungan derajat disosiasi dengan mempelajari tumpuan soal berikut.

Contoh Soal (4) :

4 mol A₂B₂ dimasukkan dalam suatu wadah sehingga terurai menjadi A dan B. Jika terberituk 2 mol A, berapa derajat disosiasi zat terscbut?

Penyelesaian :

Diketahui : 

Mol A₂B₂ mula-mula = 4 mol

Mol A yang terbentuk = 2 mol

Ditanyakan : Derajat disosiasi = ......?

Jawaban :

Reaksi yang terjadi yaitu:

	A2B2 D 2A + 2B
Mula-mula	4
Bereaksi	1	2
setimbang	4-1	2

Mol setimbang =  = 

Jadi, derajat disosiasi zat tersebut ialah 1/4

Contoh Soal (5) :

Pada temperatur tertentu, N₂O₄ terurai menjadi NO₂.

Perhatikan reaksi berikut.

N₂O₄(g) D 2NO₂(g)

Jika pada keadaan setimbang mol N₂O₄ sama dengan mol NO₂, berapa derajat dissosiasi N₂O₄?

Penyelesaian:

Diketahui : Pada keadaan setimbang, mol N₂O₄ = mol NO₂.

Ditanyakan : Derajat disosiasi N₂O₄

Jawaban :

Pada keadaan setimbang, mol N₂O₄ = mol NO₂ dimisalkan x.

	N2O4(g) D 2NO2(g)
Mula-mula	1 ½ x
Bereaksi	½ . x = ½ x	x
setimbang	x	x

N₂O₄ mula-mula = N₂O₄ setimbang + N₂O₄ terurai = x + ½ x =1 ½ x.

α =  =  = 

Jadi, derajat disosiasi N₂O₄ adalah 1/3.

Anda kini sudah mengetahui Hubungan Kuantitatif Antara Pereaksi Dan Hasil Reaksi. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Premono, S. A. Wardani, dan N. Hidayati. 2009. Kimia : SMA/ MA Kelas XI. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.