Contoh Soal & Pembahasan Reaksi Kesetimbangan
tan Soal No.1
Reaksi kimia ada yang berlangsung searah (berkesudahan) dan ada yang dapat balik (bolak-balik). Jelaskan perbedaanya disertai dengan contoh-contohnya. PEMBAHASAN :
ya
reaksi yang berlangsung searah (berkesudahan) yaitu reaksi kimia di mana zat-zat hasil reaksi tidak dapat saling bereaksi kembali menjadi zat pereaksi contohnya : NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) Sedangkan reaksi dapat balik (bolak-balik) yaitu reaksi kimia di mana zat-zat hasil reaksi dapat saling bereaksi kembali menjadi zat pereaksi, contohnya: PbSO4(s) + 2NaI(aq) ⇔ PbI2(s) + Na2SO4(aq) Soal No.2
-ta
Apakah yang dimaksud dengan reaksi setimbang dan jelaskan syarat-syaratnya PEMBAHASAN : Reaksi kesetimbangan yaitu reaksi dimana komponen zat-zat pereaksi dan zat hasil reaksi tetap ada dalam sistem, dalam keadaaan setimbang laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke kiri.
Soal No.3
ny
syarat-syarat agar dapat menjadi reaksi setimbang: 1. Reaksi bolak-balik 2. Sistem tertutup 3. Bersifat dinamis
Mengapa pada saat kesetimbangan terjadi, zat-zat pereaksi masih tetap ada dalam sistem? Jelaskan PEMBAHASAN :
Soal No.4
a.c
Karena produk dapat bereaksi kembali membentuk pereaksi. Dalam keadaan setimbang dinamis laju ke produk sama dengan ke perekaksi sehingga pereaksi tidak akan habis
Dalam ruang tertutup direaksikan 2 mol A dan 3 mol B yang bereaksi membentuk reaksi bolak-balik: 3A2 + 2B2 ⇔ 2A3B2 Pada saat kesetimbangan tercapai, zat A2 telah bereaksi sebanyak 1 mol. Tentukan komposisi
Reaksi : 3A2 + 2B2 ⇔ 2A3B2 M 2 3 R 1 2/3 2/3 + S 1 7/3 2/3 Jadi mol dalam keaadaan setimbang A2 = 1 mol
om
masing-masing zat pada keadaan setimbang PEMBAHASAN :
B2 = 7/3 mol A3B2 = 2/3 mol Soal No.5
tan
Gas N2 yang volumenya 20 mL direaksikan dengan 25 mL gas H 2 di dalam ruang tertutup dan tekanan tetap hingga membentuk reaksi kesetimbangan: N2(g) + 3H2(g) ⇔ 2NH3(g) Pada saat kesetimbangan tercapai, volume sistem menjadi 40 mL. Jika volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan komposisi (volume masing-masing gas) pada saat kesetimbangan PEMBAHASAN :
ya
Reaksi : N2(g) + 3H2(g) ⇔ 2NH3(g) M 20 25 R 1/2 x 3/2 x x + S 20-1/2x 25 - 3/2x x
NH3 = 5 L Soal No.6
-ta
volume total = 40 L = 20 - 1/2x + 25 - 3/2x + x 40 = 45 - x x = 45 - 40 x=5 volume dalam keadaan setimbang: N2 = 20 - 1/2(5) = 17,5 L H2 = 25 - 3/2x = 25 - 3/2(5) = 17,5 L
ny
Tuliskan rumus hukum kesetimbangan (K) untuk reaksi berikut: a. PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) b. 2SO3(g) + 2Cl2(g) ↔ 2SO2Cl2(g) + O2(g) c. CO(g) + 2H2(g) ↔ CH3OH(g) d. Cu2+(aq) + Zn(s) ↔ Zn2+(aq) + Cu(s) e. 2NH3(g) + CO2(g) ↔ NH2CO2NH4(s)
om
a.c
PEMBAHASAN
:
ya
tan Soal No.7
-ta
Ke dalam ruangan tertutup yang volumenya 10 liter direaksikan masing-masing 0,5 mol gas nitrogen dan 0,5 mol gas oksigen hingga membentuk reaksi setimbang 2N2(g) + O2(g) ⇔ 2N2O(g) Jika pada saat tercapai kesetimbangan terdapat 0,3 mol gas nitrogen, hitunglah nilai tetapan kesetimbangannya PEMBAHASAN : 2N2(g) + O2(g) ⇔ 2N2O(g) 0,5 0,5 0,2 0,1 0,2 + 0,3 0,4 0,2
Soal No.8 Nilai tetapan kesetimbangan K untuk reaksi: H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) o
a.c
ny
Reaksi : M R S
om
pada T adalah 4. Tentukan tetapan kesetimbangan (K) bagi reaksi: HI(g) ↔ 1/2 H2(g) + 1/2 I2(g) PEMBAHASAN :
Reaksi yang ditanyakan merupakan reaksi yang diketahui yang di balik dan di bagi 2. jika reaksi dibalik maka Kbaru = 1/Klama jika dibagi x maka K baru = maka K baru =
Soal No.9
tan
Pada ToC, di dalam ruangan 10 liter terdapat kesetimbangan 0,2 mol PCl 5; 0,3 mol PCl3; dan 0,1 mol Cl2 menurut reaksi setimbang: PCl5(g) ↔ PCl3(g) + Cl2(g) Tentukan niai tetapan kesetimbangan bagi reaksi tersebut pada T oC PEMBAHASAN :
Soal No.10
ya
Diketahui reaksi kesetimbangan dan nilai K pada 1.000 K untuk reaksi-reaksi: CO(g) + 1/2 O2 ↔ CO2(g) K = 1,1 x 1011 H2O(g) ↔ H2(g) + 1/2 O2(g) K = 7,1 x 10-12 Tentukan nilai tetapan kesetimbangan (K) pada suhu 1.000 K untuk reaksi: CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g) PEMBAHASAN :
-ta
kedua reaksi dijumlahkan: CO(g) + 1/2 O2 ↔ CO2(g) K1 = 1,1 x 1011 H2O(g) ↔ H2(g) + 1/2 O2(g) K2 = 7,1 x 10-12 zat yang ada di bagian kiri dan kanan bisa di coret, sehingga penjumlahan kedua reaksi menghasilkan reksi: CO(g) + H2O(g) ↔ CO2(g) + H2(g)
ny
Soal No.11
dengan K = K1 x K2 = 1,1 x 1011 x 7,1 x 10-12 = 7,81 x 10-1
Dalam sistem kesetimbangan: A(g) + B(g) ↔ 2C(g) + D(g) Terdapat 2 mol gas A, 3 mol gas B, 4 mol gas C, dan 2 mol gas D. Tekanan ruangan pada
Menentukan tekanan parsial masing-masing zat
om
Menentukan Kp
a.c
kesetimbangan adalah 2,2 atm. Hitunglah nilai Kp untuk kesetimbangan tersebut PEMBAHASAN :
Soal No.12
tan
Dalam ruangan yang tekanannya 3 atm, dipanaskan 0,5 mol gas N 2 dan 1,5 mol gas H2. Pada suhu 400 K, terjadi reaksi kesetimbangan: N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) Ternyata pada saat setimbang terdapat gas N2 sebanyak 0,25 mol. Hitunglah Kp dan Kc pada saat itu PEMBAHASAN : Reaksi N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) M 0,5 1,5 R 0,25 0,75 0,5 + S 0,25 0,75 0,5
a.c
ny
-ta
ya Soal No.13
Sejumlah NH4Cl padat dipanaskan dalam ruang tertutup yang volumenya 5 liter hingga terurai membentuk reaksi kesetimbangan: NH4Cl(s) ↔ NH3(g) + HCl(g) Pada saat setimbang terdapat 0,5 mol gas HCl dan tekanan ruangan pada saat itu adalah 5 atm, hitunglah nilai Kp kesetimbangan tersebut. PEMBAHASAN :
om
Reaksi NH4Cl(s) ↔ NH3(g) + HCl(g) M x R 0,5 0,5 0,5 + S x-0,5 0,5 0,5
tan Soal No.14
:
-ta
ya
Diketahui reaksi kesetimbangan: N2(g) + 3H2 ↔ 2NH3(g) pada 400 K mempunyai nilai Kp = 100. Hitunglah nilai Kc untuk kesetimbangan tersebut PEMBAHASAN
Soal No.15
a.c
ny
Pada suhu 700 K, terdapat kesetimbangan: 2SO2(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g) Kp = 6,7 x 104 Jika tekanan parsial gas SO2 = 1,2 atm; gas O2 = 3,4 atm; dan gas SO3 = 4 atm, selidikilah apakah sistem tersebut sudah dalam keadaan setimbang atau belum PEMBAHASAN
:
Karena Qp ≠ Kp maka sistem tersebut belum dalam keadaan setimbang Soal No.16
Di dalam ruang yang volumenya 2 liter dipanaskan 0,5 mol gas SO 3 hingga terurai membentuk reaksi
Reaksi: M R
2SO3(g) ↔ 2SO2(g) + O2(g) 0,5 0,2 -
0,2
0,2 +
om
kesetimbangan: 2SO3(g) ↔ 2SO2(g) + O2(g) Setelah terjadi kesetimbangan ternyata di dalam sistem terdapat 0,1 mol gas oksigen. Hitunglah nilai derajat disosiasinya (α) PEMBAHASAN :
S
0,3
0,2
0,1
tan
Soal No.17
Pada suhu tertentu terdapat dalam kesetimbangan: 1,2 mol gas NO2; 0,8 mol gas NO; dan 0,4 mol gas O2, dengan persamaan reaksi: 2NO2(g) ↔ 2NO(g) + O2(g). Hitunglah berapa persen derajat disosiasinya PEMBAHASAN : 2NO2(g) ↔ 2NO(g) + O2(g) 2 0,8 0,8 0,4 + 1,2 0,8 0,4
ya
Reaksi : M R S
Soal No.18
-ta
Di bejana tertutup yang volumenya 1 liter dipanaskan 0,1 mol gas NH 3 hingga terurai membentuk reaksi: 2NH3(g) ↔ 2NH2(g) + H2(g) Jika derajat disosiasi, α = 0,2; hitunglah nilai tetapan kesetimbangannya (Kc) PEMBAHASAN :
a.c
ny
mol reaksi = α x mol mula-mula = 0,2 x 0,1 = 0,02 mol Reaksi : 2NH3(g) ↔ 2NH2(g) + H2 M 0,1 R 0,02 0,02 0,01 + S 0,08 0,02 0,01
Soal No.19
Larutan asam asetat (CH3COOH) 0,1 M terurai membentuk reaksi kesetimbangan: CH3COOH(aq) ↔ CH3COO-(aq) + H+(aq)
Molaritas reaksi = α x molaritas mula-mula = 0,1 x 0,1 = 0,01 M Reaksi: CH3COOH(aq) ↔ CH3COO-(aq) + H+(aq) M 0,1 R 0,01 0,01 0,01 + S 0,09 0,01 0,01 +
maka konsentrasi ion H dalam larutan adalah 0,01 M
om
dengan derajat disosiasi, α = 0,1. Hitunglah konsentrasi ion H+ di dalam larutan. PEMBAHASAN :
Soal No.20
tan
Di dalam ruangan tertutup yang volumenya 10 liter dipanaskan 5 gram CaCO 3. Pada 700 K, CaCO3 terurai membentuk reaksi kesetimbangan: CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2 Volume CO2 yang terdapat pada saat setimbang adalah 22,4 mL. hitunglah derajat disosiasi (α) dan nilai tetapan kesetimbangan (Kp). PEMBAHASAN : menentukan mol CaCO3 mol = Gr/Mr = 5 gr/100 = 0,05 mol menentukan mol H2 jika dilakukan pada P = 1 atm, maka:
ya
Menentukan Kp
Soal No.21
a.c
ny
-ta
Reaksi : CaCO3(s) ↔ CaO(s) + CO2 M 0,05 R 0,00039 - 0,00039 0,00039+ S 0,0496 0,00039 0,00039 Menentukan α
Jelaskan apa yang terjadi dengan sistem kesetimbangan berikut jika tekanannya dinaikkan a. 4NH3(g) + 5O2(g) ↔ 4NO(g) + 6H2O(g) b. N2(g) + O2(g) ↔ 2NO(g) PEMBAHASAN Jika
tekanan
dinaikan
maka
akan
bergeser
ke
jumlah
koefisien
yang
lebih
: kecil
Soal No.22 Diketahui reaksi setimbang: Fe2O3(s) + 3CO(g) ⇔ 2Fe(s) + 3CO2(g) Bagaimanakah besi yang dihasilkan jika: a.tekanan diperbesar, b. volume ruangan diperbesar,
ΔH = +24,8 kJ
om
a. Reaksi akan bergeser ke kiri karena bagian kiri memiliki jumlah koefisien yang lebih kecil b. tekanan tidak akan menggeser reaksi karena kedua bagian memiliki koefisien yang sama
c. ditambah Fe2O3, d. konsentrasi gas CO diperbesar PEMBAHASAN
:
tan
a. tekanan diperbesar akan menggeser ke reaksi dengan jumlah koefisien yang kecil (wujud gas), karena yang berwujud gas di kedua sisi sama jumlah koefisiennya, maka tekanan tidak mempengaruhi reaksi kesetimbangan b. volume diperbesar akan menggeser ke reaksi dengan jumlah koefisien yang besar (wujud gas), karena yang berwujud gas di kedua sisi sama jumlah koefisiennya, maka volume tidak mempengaruhi reaksi kesetimbangan c. karena Fe2O3 berwujud padat maka tidak akan menggeser reaksi kesetimbangan d. konsentrasi gas CO diperbesar maka reaksi akan bergeser ke kanan atau menjauhi zat yang ditambah konsentrasinya
ya
Soal No.23
Pada sistem kesetimbangan: A(g) ⇔ 2B(g) diperoleh data eksperimen konsentrasi A dan B pada saat setimbang di berbagai suhu sebagai berikut:
-ta
:
om
a.c
ny
Dari data tersebut hitunglah nilai Kp untuk setiap suhu, kemudian jelaskan apakah reaksinya eksoterm atau endoterm PEMBAHASAN
Karena dengan naiknya suhu nilai K semakin kecil artinya dengan naiknya suhu reaksi bergeser ke kiri. Agar reaksi bergeser ke kanan maka suhu harus diturunkan atau reaksinya Eksoterm
Soal No.24
tan
Pada ruangan 10 liter terdapat kesetimbangan: CO2(g) + H2(g) ⇔ CO(g) + H2O(g) Pada suhu ToC terdapat dalam kesetimbangan gas CO2 dan gas H2 masing-masing 2 mol serta gas CO dan uap air masing-masing 4 mol. Pada suhu yang tetap ditambahkan 4 mol gas CO2 dan 4 mol gas H2. Bagaimanakah komposisi setelah tercapai kesetimbangan yang baru PEMBAHASAN :
S
ya
Untuk suhu tetap nilai K tidak berubah atau K1 = K2 mol CO2 sesudah ditambah = 6 mol mol H2 sesudah ditambah = 6 mol karena yang ditambah dibagian kiri maka reaksi akan bergeser ke kanan Reaksi: CO2(g) + H2(g) ⇔ CO(g) + H2O(g) M 6 6 4 4 R x x x x+ (6-x)
(6-x)
(4+x)
(4+x)
om
a.c
ny
-ta Sumber Soal : Kelas XI Penerbit Erlangga Pengarang Unggul Sudarmo
