Kesetim bangan Kim ia
121
4. Hubungan
p
dan
c
Dalam reaksi kesetimbangan yang melibatkan gas, nilai K dan K
c
dapat sama atau beda. Tinjau persamaan reaksi hipotetik berikut.
α
A +
β
B U
γ
C +
δ
D Tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut dalam bentuk tekanan
parsial dan konsentrasi molar adalah sebagai berikut.
C D
A B
P P =
P P K
γ δ
α β
dan [C] [D]
= [A] [B]
K
γ δ
α β
?
Bagaimanakah hubungan antara K dan K
c
dalam sistem reaksi yang sama? Apakah memiliki nilai yang sama atau beda?
Masih ingatkah Anda tentang persamaan gas ideal yang berguna untuk menentukan volume molar gas nonstandar? Persamaan tersebut
dapat menujukkan hubungan tekanan dan konsentrasi molar gas. Persamaannya adalah P = nRT.
Persamaan ini dapat diubah menjadi: n
P= RT
v atau P= [C]RT
Tekanan parsial A dapat ditulis sebagai: P
A
= [A] RT. Dengan memasukkan persamaan tekanan parsial komponen gas ke
dalam persamaan K , diperoleh:
C D
A B
P P [C]RT [D]RT
= =
P P [A]RT [B]RT
K
γ δ
γ δ
α β
α β
atau
+ +
[C] [D] =
RT [A] [B]
K
γ δ
γ δ α β
α β
−
Persaman tersebut masih dapat disederhanakan menjadi: K = K
C
RT
Δn
, Δn adalah selisih koefisien reaksi.
Δ
n = Jumlah mol hasil reaksi – jumlah mol pereaksi
Δ
n = Total m ol of product – total m ol of reactant.
Note
Catatan
Contoh
5.10
Menghitung Tetapan Kesetimbangan Sistem Gas
1. Tuliskan rumus persamaan K
p
dan K
c
untuk reaksi: 2SO
2
g + O
2
g
U
2SO
3
g Bagaimanakah hubungan antara K dan K
c
untuk reaksi tersebut?
Jawab:
2 SO2
2 SO
O 2
2
P =
P P
K dan
2 3
2 2
2
[SO ] =
[SO ] [O ]
C
K Pada persamaan reaksi di atas ,
Δ
n = 2 – 3 = –1. Dengan demikian, K
p
= K
c
RT
–1
. 2.
Pada 300K, nilai K
p
untuk reaksi oksidasi SO
2
tersebut adalah 7,5. Tentukan nilai K
c
.
Jawab: Hubungan K
p
dan K
c
adalah K
p
= K
c
RT
–1
Nilai K
c
untuk reaksi tersebut: 7,5 = K
c
0,082 L atm K
–1
mol
–1
× 300 K
–1
K
c
= 0,3 Jadi, nilai tetapan kesetimbangan dalam konsentrasi molar sebesar 0,3 nilai K
c
tidak sama dengan K
p
.
Di unduh dari : Bukupaket.com
122
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
Diskusikan di dalam kelas, pada kondisi bagaimanakah nilai K
p
sama dengan K
c
. Kata kunci:
Δ
n
D. Reaksi Kesetimbangan di Industri Kimia
Reaksi-reaksi yang berkesetimbangan merupakan masalah bagi industri, mengapa? Industri memerlukan produk yang efektif dan efisien
dengan biaya semurah-murahnya. Dalam reaksi kesetimbangan, produk yang dihasilkan tidak efektif karena dapat membentuk kembali pereaksi.
Untuk menghasilkan produksi yang maksimal diperlukan pengetahuan untuk menggeser posisi kesetimbangan ke arah produk.
Kegiatan Inkuiri
Kerjakanlah di dalam buku latihan.
1. Ke dalam reaktor dengan volume 2 liter, dimasukkan 1
mol H
2
g dan 1 mol I
2
g pada suhu tetap. Setelah kesetimbangan tercapai, ditemukan 1,56 mol HIg.
Hitung K
c
untuk reaksi kesetimbangan berikut: H
2
g + I
2
g
U
2HIg 2.
Pada suhu tertentu, reaksi berikut memiliki nilai tetapan, K
c
= 2,5 x 10
4
: H
2
g + Cl
2
g
U
2HClg Jika 0,5 mol H
2
dan 0,5 mol Cl
2
dimasukkan ke dalam tabung, berapakah jumlah mol HCl yang terdapat dalam
kesetimbangan? 3.
Fosfor pentaklorida terurai menurut persamaan berikut: PCl
5
g
U
PCl
3
g + Cl
2
g K
c
= 1,8 250°C Jika 0,5 mol PCl
5
disuntikkan ke dalam 2 liter reaktor pada suhu tetap, berapakah perbandingan konsentrasi
molar PCl
5
dan PCl
3
dalam kesetimbangan? 4.
Tinjau persamaan reaksi kesetimbangan berikut: Nis + 4COg
U
NiCO
4
g Jika konsentrasi NiCO
4
dalam kesetimbangan itu 0,85 M dan nilai K
c
= 5 × 10
4
, hitung konsentrasi COg dalam kesetimbangan.
5. Diketahui dua buah persamaan reaksi kesetimbangan
berikut: a H
+
aq + NO
– 2
aq
U
HNO
2
l K
1
= 2,2 x 10
3
b H
2
O
A U
H
+
aq + OH
–
aq K
2
= 1,0 x 10
–14
Tentukan tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut: NO
– 2
aq + H
2
O
A U
HNO
2
aq + OH
–
aq 6.
Pada suhu tertentu, terbentuk kesetimbangan reaksi berikut:
2IClg
U
I
2
g + Cl
2
g Nilai K
c
untuk persamaan tersebut adalah 0,11. Tentukan nilai K
c
untuk reaksi kebalikannya: I
2
g + Cl
2
g
U
2IClg
Tes Kompetensi Subbab
C
7. Pada 1.250K, metana bereaksi dengan uap air menurut persamaan:
CH
4
g + H
2
Og
U
COg + 3H
2
g Setelah keadaan kesetimbangan tecapai, ditemukan
bahwa PCH
4
= 0,31 atm; PH
2
O = 0,83 atm; PCO = 0,57 atm; dan PH
2
= 2,26 atm. Hitung K
p
untuk reaksi tersebut?
8. Gas fluorin berdisosiasi membentuk atom-atomnya ketika dipanaskan:
1 2 F
2
g
U
Fg Nilai K
p
adalah 7,55 × 10
–2
. Berapa tekanan parsial masing-masing gas?
9. Tetapan kesetimbangan untuk persamaan kimia berikut:
Cs + CO
2
g
U
2COg adalah K
p
= 1 ,9 . Jika t ekanan C O dalam kesetimbangan 1,5 atm, berapakah tekanan CO
2
? 10. Amonium hidrogen sulfida terurai menurut persamaan
berikut: NH
4
HSs
U
NH
3
g + H
2
Sg Tetapan kesetimbangan molarnya, K
c
= 1,81 x 10
–4
pada 25°C. Jika pada suhu itu, NH
4
HS dimasukkan ke dalam reaktor, berapakah tekanan total gas dalam
tabung pada saat kesetimbangan tercapai? 11. Pada 1250K, metana bereaksi menurut persamaan
berikut: CH
4
g + H
2
Og
U
COg + 3H
2
g Pada keadaan setimbang, ditemukan tekanan CH
4
= 0,31 atm; H
2
O = 0,83 atm; CO = 0,57 atm; dan H
2
= 2,26 atm. Tentukan nilai K
c
dan konsentrasi molar masing-masing gas.
12. Tetapan kesetimbangan molar untuk reaksi: H
2
g + I
2
g
U
2HIg adalah 617 pada 300K. Berapa nilai K
p
? Apakah nilai K
p
sama dengan nilai K
c
?
Di unduh dari : Bukupaket.com