Gangguan terhadap Tekanan/Volume

3. Gangguan terhadap Tekanan/Volume

Untuk sistem kesetimbangan yang melibatkan fasa padat atau cair, gangguan tekanan atau volume tidak berpengaruh, tetapi untuk sistem yang melibatkan fasa gas, gangguan tekanan terhadap sistem kesetimbangan sangat berpengaruh.

Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI

Perhatikan sistem reaksi kesetimbangan berikut.

2NO 2 (g) U N 2 O 4 (g)

Jika tekanan sistem dinaikkan dengan cara memperkecil volume wadah, sistem akan bereaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh volume sekecil mungkin. Bagaimanakah sistem akan bertindak? Tekanan diperbesar atau volume wadah diperkecil, memacu sistem untuk memperkecil pengaruh tekanan dengan cara mengurangi jumlah molekul. Frekuensi dan jumlah molekul yang bertumbukan dengan dinding wadah makin sedikit sehingga kenaikan tekanan menjadi minimum. Dengan demikian, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah molekulnya paling sedikit.

Pada reaksi pembentukan N 2 O 4 , ke arah mana posisi kesetimbangan

akan bergeser? Ingat, perbandingan koefisien reaksi menyatakan perbandingan jumlah molekul. Oleh karena itu, kesetimbangan akan

bergeser ke arah pembentukan N 2 O 4 sebab jumlah molekulnya setengah dari jumlah molekul NO 2 .

Contoh 5.4

Pengaruh Tekanan/ olume

Perhatikan reaksi kesetimbangan berikut:

N 2 (g) + 3H 2 (g) U 2NH 3 (g)

Jika tekanan dalam sistem kesetimbangan diturunkan, bagaimanakah pergeseran kesetimbangannya?

Jawab:

Penurunan tekanan akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah yang jumlah molekulnya lebih banyak. Dalam sistem ini, posisi kesetimbangan akan bergeser ke

arah pereaksi (N 2 +H 2 ).

Berdasarkan uraian tersebut, jika tekanan sistem meningkat, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih sedikit seperti ditunjukkan pada Gambar 5.9. Bagaimana jika jumlah molekul pereaksi sebanding dengan jumlah molekul hasil reaksi? Misalnya pada reaksi berikut.

H 2 (g) + I 2 (g) U 2HI(g)

Jika jumlah molekul pereaksi sebanding dengan hasil reaksi atau jumlah koefisien pereaksi sama dengan hasil reaksi maka perubahan tekanan atau volume sistem tidak akan berpengaruh terhadap sistem kesetimbangan.

Bagaimana jika ke dalam sistem reaksi yang berada dalam kesetimbangan =N 2

ditambahkan gas lembam (inert) seperti gas mulia (He, Ne, Ar)? Apakah

=H

sistem kesetimbangan terganggu? Jika gas inert seperti He, Ne, atau Ar

dimasukkan ke dalam sistem reaksi yang berada dalam kesetimbangan,

= NH 3

tekanan total sistem meningkat sebab jumlah molekul bertambah. Tekanan total sistem merupakan jumlah aljabar dari tekanan parsial

Sumber: Chemistry (McMurry),2001

masing-masing komponen. Menurut Dalton:

Gambar 5.9

Ketika tekanan diperbesar atau

P total = P 1 + P 2 + P 3 + ….. + P i .

volume diperkecil, sistem kesetimbangan akan bergeser ke

P total adalah tekanan total sistem.

arah yang jumlah molekulnya

2 , ..., P i Jika tekanan parsial dari komponen sistem berubah, komposisi gas

P 1 ,P adalah tekanan parsial masing-masing komponen gas.

sedikit .

akan berubah. Akibatnya, sistem kesetimbangan juga turut berubah. Hal ini karena tetapan kesetimbangan ditentukan oleh nilai tekanan parsial masing-masing komponen gas.

Kesetim bangan Kim ia

Gas inert tidak bereaksi dengan komponen gas yang terdapat dalam sistem kesetimbangan sehingga komposisi dari masing-masing komponen sistem kesetimbangan tidak berubah. Akibatnya, penambahan gas inert tidak memengaruhi keadaan kesetimbangan. Penambahan gas inert ke dalam sistem kesetimbangan hanya menambah satu komponen tekanan parsial, sedangkan komponen parsial gas dalam sistem kesetimbangan tidak berubah.

Tes Kompetensi Subbab B

Kerjakanlah di dalam buku latihan.

6. Mengapa reaksi penguraian suatu zat, umumnya CaO dan CO 2 , variabel apa yang dapat Anda ukur

1. Untuk sistem reaksi penguraian termal CaCO 3 menjadi

dilakukan pada suhu tinggi? Misalnya: I 2 (g) U 2I(g)

untuk mengkaji sistem kesetimbangannya? 7. Penguraian N 2 O 4 menjadi NO 2 bersifat eksoterm.

2. Penguraian H 2 O 2 ( A ) menjadi H 2 O( A ) dan O 2 (g)

Persamaannya:

membentuk reaksi kesetimbangan menurut persamaan:

2 O 4 (g) U

2NO

2 (g)

Δ H = –58,8 KJ

Jika dalam dua buah gelas ukur masing-masing diisi (a)

H 2 O 2 ( A ) U H 2 O( A )+ O 2 (g)

ariabel apa yang dapat Anda ukur untuk meng- dengan campuran N 2 O 4 dan NO 2 , kemudian salah kaji sistem tersebut?

satunya direndam dalam es, dalam gelas ukur manakah (b) Akan bergeser ke arah manakah posisi kesetim-

konsentrasi NO 2 lebih banyak?

bangan jika gas O 2 dikeluarkan dari sistem reaksi?

8. Analisislah persamaan reaksi kesetimbangan berikut.

Apakah peningkatan tekanan sistem akan meningkat- Jika dalam sistem kesetimbangan ini sejumlah kecil gas

3. T injau reaksi: H 2 (g) + I 2 (g) U 2HI(g).

kan hasil reaksi atau tidak?

a. 2NO(g) + O 2 (g) U 2NO 2 (g) bereaksi? Gambarkan grafik kesetimbangan sebelum

HI dikeluarkan, bagaimana sistem kesetimbangan

b. CO(g) + Cl 2 (g) U COCl 2 (g)

dan sesudah pengeluaran gas HI.

c. 2NO(g) + Br 2 (g) U 2NOBr(g)

4. Karbon monoksida dibentuk ketika karbon dioksida

d. C(s) + S 2 (g) U CS 2 (g)

bereaksi dengan karbon padat dalam bentuk grafit.

e. H 2 (g) + Cl 2 (g) U 2HCl(g)

Persamaan termokimianya: 9. Perhatikan reaksi kesetimbangan berikut. CO

2 (g) + C(s)

U 2CO(g) Δ H = –172,5 kJ

2NO(g) + Br 2 (g) U 2NOBr(g)

Pada suhu tinggi atau suhu rendah pembentukan Gunakan prinsip Le Chatelier untuk meramalkan karbon monoksida lebih banyak? Jelaskan.

pengaruh aksi berikut terhadap posisi kesetimbangan 5. Indikator kelembapan dibuat dengan cara melapisi

jika:

benda dengan hidrat kobalt(II) klorida, yang dapat a. tekanan sistem NO dinaikkan; berubah warna seperti berikut:

b. volume sistem digandakan dua kali; dan

[Co(H 2 O) 6 ]Cl 2 (s) U [Co(H 2 O) 4 ]Cl 2 .2H 2 O(s)

c. ditambah gas helium.

(Merah muda)

(Biru)

Jika di udara terbuka terbentuk warna merah muda, apakah udara kering atau udara lembap? Jelaskan.