Kalau kamu ingin belajar Kesetimbangan Kimia secara lebih mendalam, coba simak penjelasan yang ada di sini. Setelah menerima materi, kamu bisa langsung mempraktikkannya dengan mengerjakan latihan soal yang telah kami sediakan.
Lewat pembahasan ini, kamu bisa belajar mengenai Kesetimbangan Kimia. Kamu akan diajak untuk memahami materi dan tentang metode menyelesaikan soal.
Kamu juga akan memperoleh latihan soal interaktif yang tersedia dalam tiga tingkat kesulitan, yaitu mudah, sedang, dan sukar. Tertarik untuk mempelajarinya?
Sekarang, kamu bisa mulai mempelajari materi lewat uraian berikut. Apabila materi ini berguna, bagikan ke teman-teman kamu supaya mereka juga mendapatkan manfaatnya.
Kamu dapat download modul & contoh soal serta kumpulan latihan soal Kesetimbangan Kimia dalam bentuk pdf pada link dibawah ini:
Definisi
Kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis yang pada dasarnya konsep kesetimbangan dinamis adalah reaksi bolak-balik (reversibel) yang kecepatan reaksi pembentukan produk sama dengan kecepatan penguraian produk menjadi reaktan kembali.
Materi kesetimbangan kimia lengkap juga membahas tentang tetapan kesetimbangan, yang terbagi dua,
- Tetapan kesetimbangan konsentrasi ($K_{c})$ adalah perbandingan dari hasil kali konsentrasi produk berpangkat kofisiennya masing-masing dengan konsentrasi reaktan berpangkat kofisiennya masing-masing.
- Tetapan kesetimbangan konsentrasi ($K_{c})$ adalah perbandingan dari hasil kali konsentrasi produk berpangkat kofisiennya masing-masing dengan konsentrasi reaktan berpangkat kofisiennya masing-masing.
Dan materi lanjutannya adalah faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia yang mempelajari tentang aplikasi kesetimbangan dan pergeseran kesetimbangan.
Konsep Kesetimbangan Dinamis
Reaksi kimia terbagi menjadi dua:
- irreversibel: reaksi yang berlangsung searah.
reaktan $\rightarrow$produk
Contoh: pembakaran alkohol - reversibel: reaksi yang berlangsung bolak-balik.reaktan $\rightleftharpoons$ produk
contoh: reaksi pembentukan amonia dari nitrogen dan hidrogen
Untuk reaksi reversibel pada keadaan setimbang
- makroskopis: reaksi sudah selesai.
- mikroskopis: reaksi tetap berlangsung dari reaktan $\rightarrow$ produk dan sebaliknya produk terurai kembali menjadi reaktan dalam laju yang sama besar.
Jenis jenis kesetimbangan kimia:
- homogen: ketika wujud dari zat-zat yang terlibat reaksi sama.
contoh: $\mbox{H}_{2}(g)+\mbox{I}_{2}(g)\rightleftharpoons\mbox{2HI}(g)$ - heterogen: ketika wujud dari zat-zat yang terlibat reaksi berbeda.
contoh: $\mbox{CaCO}_{3}(s)\rightleftharpoons\mbox{CaO}(s)+\mbox{CO}_{2}(g)$
Ciri-ciri keadaan suatu reaksi bolak-balik sudah mencapai kesetimbangan sebagai berikut.
- Terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap.
- Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan.
- Laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk.
- Konsentrasi produk dan reaktan tetap. Terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat
Tetapan Kesetimbangan Kimia
Untuk tetapan kesetimbangan konsentrasi ($K_{c})$ berlaku untuk zat-zat yang terlibat reaksi dalam wujud larutan (aq) dan gas (g). Sedangkan tetapan kesetimbangan tekanan ($K_{p})$ hanya berlaku untuk zat-zat dalam wujud gas yang memiliki tekanan parsial masing-masing. Perhatikan reaksi berikut:
$\mbox{H}_{2}\mbox{O}(g)+\mbox{C}(s)\rightleftharpoons\mbox{H}_{2}(g)+\mbox{CO}(g)$
$K_{c}$dan $K_{p}$ dari reaksi di atas adalah:
$\begin{alignedat}{1}K_{c} & =\frac{[H_{2}][CO]}{[H_{2}O]}\\
K_{p} & =\frac{(pH_{2})(pCO)}{(pH_{2}O)}
\end{alignedat}
$
Hubungan Kc dengan Kp diturunkan dari persamaan gas ideal $(PV=nRT)$. Dan diperoleh:
$K_{p}=K_{c}(RT)^{\Delta n}$,
Di mana R= 0,082;
$\Delta n$= selisih antara jumlah koefisien ruas kanan – jumlah koefisien ruas kiri , perhitungkan hanya spesi berwujud gas
Hubungan Kc/Kp dengan Kc/Kp yang lain.
Jika diketahui reaksi setimbang berikut:
$\mbox{2SO}_{2}(g)$$+\mbox{O}_{2}(g)$$\rightleftharpoons\mbox{2SO}_{3}(g)$ $K_{C}$ = 25, artinya:
$\begin{alignedat}{1}K_{c} & =\frac{[SO_{3}]^{2}}{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]}\\
& =25
\end{alignedat}
$
Untuk reaksi : $\mbox{2SO}{}_{3}(g)\rightleftharpoons\mbox{2SO}{}_{2}(g)+\mbox{O}_{2}(g)$
$\begin{alignedat}{1}K_{c} & =\frac{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]}{[SO_{3}]^{2}}\\
& =\frac{1}{\frac{[SO_{3}]^{2}}{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]}}\\
& =\frac{1}{25}
\end{alignedat}
$
Untuk reaksi $\mbox{SO}{}_{2}(g)+\frac{1}{2}\mbox{O}_{2}(g)\rightleftharpoons\mbox{SO}{}_{3}(g)$
$\begin{alignedat}{1}K_{c} & =\frac{[SO_{3}]}{[SO_{2}][O_{2}]^{\frac{1}{2}}}\\
& =\left(\frac{[SO_{3}]^{2}}{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]}\right)^{\frac{1}{2}}\\
& =(25)^{\frac{1}{2}}\\
& =5
\end{alignedat}
$
Jadi dapat disimpulkan bahawa:
- jika reaksi dikalikan $x$, maka nilai $K_{c}^{‘}=(K_{c})^{x}$
- jika reaksi dibalik, maka $K_{c}^{‘}=\frac{1}{K_{c}}$
Contoh Soal Kesetimbangan Kimia Pilihan Ganda dan Pembahasannya
- Kelompokkan reaksi berikut yang termasuk reaksi setimbang atau tidak setimbang, dan manakah yang termasuk reaksi setimbang homogen dan heterogen.
- $\mbox{N}_{2}\mbox{O}_{4}(g)\rightleftharpoons\mbox{2NO}_{2}(g)$
- $\mbox{H}_{2}(g)\mbox{+}\mbox{Cl}_{2}(g)$$\rightleftharpoons\mbox{2HCl}(g)$
- $\mbox{K}_{2}\mbox{O}(s)+\mbox{2NH}{}_{4}\mbox{Cl}(aq)\rightarrow\mbox{2KCl}(aq)+\mbox{H}_{2}\mbox{O}(l)+\mbox{2NH}{}_{3}(g)$
- $\mbox{Fe}_{2}\mbox{O}_{3}(s)$$+\mbox{3CO}(g)$$\rightleftharpoons\mbox{2Fe}(s)$$+\mbox{3CO}_{2}(g)$
- $\mbox{Fe}_{3}\mbox{O}_{4}(s)+4\mbox{H}_{2}(g)$$\rightleftharpoons\mbox{3Fe}(s)$$+4\mbox{H}_{2}\mbox{O}(\ell)$
Jawaban
Yang termasuk reaksi setimbang adalah reaksi no 1, 2, 4, dan 5. Sedangkan reaksi no 3 adalah reaksi tidak seimbang. Hal ini dapat diliat dari tanda $\rightleftharpoons$ yang artinya reaksi berlangsung bolak-balik dengan kecepatan yang sama.
Reaksi setimbang homogen : reaksi no 1 dan 2, karena fasa/ wujud zat yang terlibat reaksi samaReaksi setimbang heterogen: reaksi no 4 dan 5, karena fasa/ wujud zat yang terlibat reaksi berbeda.
- Diketahui reaksi setimbang berikut berlangsung pada wadah 2 L:$\mbox{2SO}{}_{3}(g)\rightleftharpoons\mbox{2SO}{}_{2}(g)+\mbox{O}_{2}(g)$Mol awal $\mbox{SO}{}_{3}$ sebanyak 0,1 mol.
Apabila pada keadaan setimbang konsentrasi $\mbox{SO}{}_{2}$ terdapat 0,06 mol. Tentukan tetapan kesetimbangan konsentrasi dan tekanan pada suhu $30^{\circ}C$.
Jawaban
$\begin{array}{cccccc}
& \mbox{2SO}{}_{3}(g) & \rightleftharpoons & \mbox{2SO}{}_{2}(g) & + & \mbox{O}_{2}(g)\\
mula-mula & 0,1\, mol\\
reaksi & 0,06\, mol & & 0,06\, mol & & 0,03\, mol\\
setimbang & 0,04\, mol & & 0,06\, mol & & 0,03\, mol
\end{array}$$\begin{alignedat}{1}K_{c} & =\frac{[SO_{2}]^{2}[O_{2}]}{[SO_{3}]^{2}}\\& =\frac{(\frac{0,06}{2})^{2}(\frac{0,03}{2})}{(\frac{0,04}{2})^{2}}\\
& =0,03375\\
K_{p} & =K_{c}(RT)^{\Delta n}\\
& =0,03375\times\left(0,082\times(30+273)\right)^{3-2}\\
& =0,8385
\end{alignedat}
$