Contoh soal dan pembahasan tentang kesetimbangan kimia SMA kelas 11 IPA. Tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi dan tekanan parsial gas. Jumlah mol-mol pada keadaan setimbang akan dilihat dari mol-mol pada awal reaksi dan mol-mol yang bereaksi. Mol-mol pada keadaan setimbang ini menentukan besarnya tetapan kesetimbanan.
Soal No. 1
Tentukan persamaan tetapan kesetimbangan (Kc) dari sistem kesetimbangan berikut ini:
Pembahasan
Perhatikan rumus untuk kesetimbangan kimia berikut ini:
Sehingga
Soal No. 2
Dalam suatu ruang 1 liter pada suhu T°C terdapat dalam keadaan setimbang 2 mol NH3, 1 mol O2, dan 2 mol H2 menurut persamaan reaksi:
Tentukan harga tetapan kesetimbangan Kc pada suhu tersebut!
Pembahasan
Tetapan kesetimbangan reaksi di atas
Karena volumnya adalah satu liter, maka konsentrasinya tinggal masukkan molnya masing-masing.
Soal No. 3
Diketahui suatu reaksi kesetimbangan
Pada kondisi awal di dalam bejana satu liter terdapat 2 mol A dan 2 mol B. Jika dalam kesetimbangan terdapat 0,5 mol A, maka tetapan kesetimbangannya adalah….
A. 4,0
B. 2,4
C. 2,0
D. 1,2
E. 0,6
(umptn 1992)
Pembahasan
Saat kesetimbangan terdapat 0,5 mol dari awalnya 2 mol, sehingga A yang bereaksi adalah 1,5 mol. Gunakan untuk menentukan mol-mol yang lain saat kesetimbangan.
Sehingga tetapan kesetimbangan
Soal No. 4
Dalam wadah 1 liter terjadi reaksi kesetimbangan
dengan harga Kc = 0,5 pada suhu tertentu. Konsentrasi I2 yang diperlukan agar saat kesetimbangan terdapat P M H2 dan Q M HI adalah….
A. 0,5(P) / (Q)2
B. (Q)2/0,5 (P)
C. (Q)/0,5 (P)
D. (Q)2/(P)
E. 0,5 (Q)2/(P)
(UN 2012)
Pembahasan
Tetapan kesetimbangan untuk reaksi di atas
Masukkan datanya sehingga
Soal No.5
Harga tetapan setimbangan (Kc) untuk reaksi:
Al3+ (aq) + 3H2O (l) ↔ Al(OH)3 (s) + 3H+ (aq)
Ditentukan oleh persamaan….
(UN Kimia 2011 Paket 54)
Pembahasan
Diingat:
“Yang dimasukkan ke rumus Kc adalah gas (g) dan larutan (aq)”
Jadi padatan (s) dan cairan (l) tidak dimasukkan.
Dari soal di atas yang dimasukkan hanyalah Al3+ karena (aq) dan H+ karena (aq).
Soal No. 6
HBr sejumlah 0,1 mol dimasukkan ke dalam labu satu liter dan terurai menurut reaksi
Jika Br2 yang terbentuk 0,015 mol maka tetapan kesetimbangannya sama dengan….
A. 1,6 × 10−2
B. 4,6 × 10−2
C. 2,5 × 10−1
D. 3,2 × 10−1
E. 7,5 × 10−1
(UMPTN 1996)
Pembahasan
Tentukan dulu jumlah mol saat kesetimbangan, dari mol Br2 yang diketahui
Karena volume adalah 1 liter, maka konsentrasinya tidak masalah, langsung bisa masukkan data, sehingga tetapan kesetimbangan reaksi di atas dengan demikian adalah
Soal No. 7
Dalam ruang 5 liter direaksikan 0,5 mol N2 dengan 0,4 mol gas O2 menurut reaksi:
N2 (g) + O2 (g) ↔ 2NO (g)
Setelah tercapai keadaan setimbang terbentuk 0,2 mol gas NO. Harga Kc adalah…..
A. 1/2
B. 1/3
C. 1/4
D. 1/5
E. 2/5
(Ebtanas 2001)
Pembahasan
Cari mol-mol lain saat kesetimbangan dari molnya gas NO yang diketahui:
N2 (g) + O2 (g) ↔ 2NO (g)
mol awal 0,5 mol 0,4 mol -
mol reaksi 0,1 mol 0,1 mol 0,2 mol
_______________________________________
mol setimbang 0,4 mol 0,3 mol 0,2 mol
Konsentrasi saat setimbang:
[N2] = 0,4/5
[O2] = 0,3/5
[NO] = 0,2/5
Sehingga tetapan kesetimbangan:
Soal No. 8
Gas N2 bereaksi dengan gas H2 pada suhu 30° membentuk gas NH3. Pada keadaan setimbang, tekanan parsial gas H2 = 1/4 atm, gas N2 = 1/12 atm dan gas NH3 = 1/4 atm. Tentukan tetapan kesetimbangan Kp pada suhu tersebut!
Pembahasan
Kp adalah tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial gas.
Untuk reaksi:
m A (g) + n B (g) ↔ r C (g) + s D (g)
Tetapan kesetimbangan Kp adalah:
Jangan lupa yang masuk rumus Kp hanya fase gas (g) saja.
Kembali ke soal:
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
Dengan data:
PN2 = 1/2 atm
PH2 = 1/4 atm
PNH3 = 1/4 atm
Sehingga tetapan kesetimbangan Kp
Soal No. 9
PCl5 dapat terdekomposisi menjadi PCl3 dan Cl2 membentuk reaksi kesetimbangan
PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)
Jika pada suhu 250°C harga Kp untuk reaksi tersebut adalah 2 dan PCl5 terdisosiasi sebanyak 10%, tentukan tekanan total sistem!
Pembahasan
Terdisosiasi 10% artinya jumlah mol zat yang terurai atau bereaksi adalah 10% atau 0,1 dari jumlah mol mula-mula.
Misalkan jumlah mol PCl5 mula-mula adalah a, maka yang bereaksi adalah 0,1 a.
Reaksi:
PCl5 (g) ↔ PCl3 (g) + Cl2 (g)
Jumlah mol-mol gas saat setimbang:
Tekanan parsial masing-masing gas:
Dari rumus Kp
Masukkan data
Soal No. 10
Pada suhu tertentu terjadi reaksi kesetimbangan
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
Pada keadaan setimbang terdapat tekanan parsial gas H2 = x atm dan gas NH3 = y atm. Jika harga Kp = 54, tekanan parsial gas N2 adalah….
A. 54 ⋅ (y)2 / (x)3
B. (y)2 / (x)3 ⋅ 54
C. (y)2 / (x)3
D. (x)3 / (y)2
E. 54 ⋅ (y)2 / (x)
(Kesetimbangan – un 2012)
Pembahasan
Reaksi:
N2 (g) + 3H2 (g) ↔ 2NH3 (g)
Soal No. 11
Harga Kp untuk reaksi kesetimbangan
2X (g) ↔ 3Y (g)
pada suhu tertentu adalah 1/8. Jika tekanan parsial Y pada keadaan setimbang adalah 2 atm, tentukan tekanan parsial X!
Pembahasan
Reaksi
2X (g) ↔ 3Y (g)
Tetapan kesetimbangan Kp untuk reaksi di atas
Soal No.12
Pada reaksi kesetimbangan:
2NH3 (g) ↔ N2 (g) + 3H2 (g)
pada suhu 27°C mempunyai harga Kp = 2,46 atm. Maka harga Kc reaksi tersebut adalah….(R = 0.082 L.atm.mol-1K-1)
Pembahasan
Hubungan tetapan kesetimbangan Kc dan tetapan kesetimbangan Kp sebagai berikut:
dimana
T = suhu dalam kelvin (K)
Δn = jumlah koefisian ruas kanan − jumlah koefisien ruas kiri
Data:
T =27°C = 300 K
Δn = (1 + 3) − 2 = 2
R = 0.082 L.atm.mol-1K-1
Kp = 2,46 atm
Sehingga:
