Pada halaman ini akan dibahas mengenai Contoh Soal dan Pembahasan Konstanta Kesetimbangan Kimia. Semua informasi ini kami rangkum dari berbagai sumber. Semoga memberikan faedah bagi kita semua.
Konstanta kesetimbangan pada reaksi-reaksi sering jadi bahan uji kepahaman untuk pokok bahasan kesetimbangan. Yang sering "dipermainkan" pada soal antara lain model penentuan K atau Kc atau Kp dengan membalik persamaan reaksi atau menjadikannya setengah dari reaksi semula atau sekian kali lipat dari reaksi semula.
Misal reaksi A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g) dengan konstanta kesetimbangan K
Berikut ini variasi soal terkait bahasan konstanta kesetimbangan
Soal Nomor 1
Konstanta kesetimbangan reaksi H2 + I2 ⇌ 2HI adalah 50 pada 600 K, tentukan konstanta kesetimbangan untuk HI ⇌ ½ H2 + ½ I2
Pembahasan Soal Nomor 1:
Untuk reaksi: H2 + I2 ⇌ 2HI
➡ Kc = $ \mathsf { \large {\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}}}= 50$
Untuk reaksi: HI ⇌ ½ H2 + ½ I2
➡ K'c = $ \mathsf { \large {\frac{[H_2]^{1/2}[I_2]^{1/2}}{[HI]}}=\frac{1}{\sqrt{Kc}}=\frac{1}{\sqrt{50}}=0,141}$
Soal Nomor 2
2 mol PCl5 dimasukkan ke dalam wadah 2 L dan dipanasi pada suhu 250 °C untuk mencapai keadaan setimbang, ketika 60% PCl5 terurai menjadai PCl3 dan Cl2. Nilai konstanta kesetimbangan, Kc, untuk reaksi PCl5 (g) ⇌ PCl3 (g)+ Cl2 (g) adalah ...
Pembahasan Soal Nomor 2:
PCl5 yang terdisosiasi hanya 60% = 60% × 2 mol = 1,20 mol
Kc = $ \mathsf {\large {\frac{[PCl_3][Cl_2]}{[PCl_5]}=\frac{0,60 \times 0,60}{0,40}}=0,90}$
Soal Nomor 3
Nilai konstanta kesetimbangan untuk reaksi N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 adalah K, konstanta kesetimbangan untuk $\mathsf { \frac{1}{2}}$ N2 + $\mathsf {\frac{3}{2}}$ H2 ⇌ NH3 akan menjadi....
Pembahasan Soal Nomor 3:
Untuk reaksi:
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Kc = K =$\mathsf {\frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}}$
Serupa dengan persamaan itu maka
$\frac{1}{2}$N2 + $\frac{3}{2}$ H2 ⇌ NH3
K'c =$ \mathsf {\frac{[NH_3]^1}{[N_2]^{1/2}[H_2]^{3/2}}}$
Jadi K'c2 = Kc = K → K’c = $ \mathsf {\sqrt{K}}$
Soal Nomor 4
Anggap kesetimbangan gas-gas berikut beserta konstanta kesetimbangannya pada suhu 298 K
SO2(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)⇌ SO3 (g), K1
dan
2SO3 (g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g) , K2
Maka hubungan K1 dan K2 adalah....
Pembahasan Soal Nomor 4:
Kc untuk reaksi SO2(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)⇌ SO3 (g)
Kc = K1 =$ \mathsf {\frac{[SO_3]}{[SO_2][O_2]^{1/2}}}$ ...(i)
Serupa dengan persamaan itu maka Kc' untuk reaksi
2SO3 (g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g)
K'c = K2
K'c = $ \mathsf {\frac{[SO_2]^2[O_2]}{[SO_3]^2}}$ ...(ii)
Dari persamaan (i) dan (ii) diperoleh hubungan K2 = $ \mathsf {\frac{1}{K_{1}^2}}$
Soal Nomor 5
Dalam kesetimbangan: A (g) + B (g) ⇌ C (g) + D (g)
Ketika 1 mol masing-masing reaktan dicampur, terbentuk 0,6 mol setiap produk, berapakah nilai tetapan kesetimbangan reaksi tersebut jika volume wadah tertutup adalah 1 L?
Pembahasan Soal Nomor 5:
∴ $ \mathsf {Kc = \large {\frac{[C][D]}{[A][B]}=\frac{0,6 \times 0,6}{0,4 \times 0,4}= \frac{0,36}{0,16}}=2,25}$
Soal Nomor 6
Reaksi disosiasi gas H2S dalam air ditulis sebagai:
(i) H2S (aq) ⇌ H+ (aq) + HS– (aq)
(ii) HS– (aq) ⇌ H+ (aq) + S2– (aq)
(iii) H2S (aq) ⇌ 2H+ (aq) + S2– (aq)
Konstanta disosiasi dari ionisasi berturut-turut K1, K2 dan K3. Tentukan hubungan antara K3 dengan K1 dan K2.
Pembahasan Soal Nomor 6:
Nilai K dari suatu hasil penjumlahan dua reaksi atau lebih dapat dihitung dengan mengalikan masing-masing nilai K reaksi yang dijumlahkan itu.
H2S (aq) ⇌ H+ (aq) + HS– (aq) , K1
HS– (aq) ⇌ H+ (aq) + S2– (aq) , K2
H2S (aq) ⇌ 2H+ (aq) + S2– (aq) , K3
K3 = K1 × K2
Soal Nomor 7
Sebanyak 0,041 mol gas NO dan 1,60 g gas bromin (Ar Br = 80) ditempatkan dalam wadah tertutup dengan volume 1 L, Reaksi yang terjadi dan membentuk kesetimbangan:
2NO(g) + Br2(g) ⇌ 2NOBr(g)
Pada temperatur 25 °C dalam keadaan kesetimbangan NOBr pada reaksi tersebut terukur 0,4 atm. Tentukan nilai Kp?
Pembahasan Soal Nomor 7:
Penentuan tekanan awal NO
P = nRT/V
P = (0,041 mol) (0,082 L atm mol¯1 K¯1) ((25+273) K) ] / 1 L
P = 1,00 atm
Penentuan tekanan awal Br2
P = nRT/V
P = (1,6/160 mol) (0,082 L atm mol¯1 K¯1) (298 K) ] / 1 L
P = 0,24 atm
$ \mathsf {Kp = \large \frac{(P_{NOBr})^2}{(P_{NO})^2 \times (P_{Br_{2}})}}$
$ \mathsf {Kp = \large \frac{0,40^2}{0,6^2 \times 0,04}}$
$ \mathsf {Kp = 11,11}$
Soal Nomor 8
Konstanta kesetimbangan Kp untuk reaksi CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) adalah 4,0 pada temperatur tertentu. Jika pada reaksi kesetimbangan kita dapati jumlah ekuimolar (jumlah zat yang sebanding) antara CO dan H2O yaitu 1 mol maka jumlah CO2 dan H2 adalah ....
Pembahasan Soal Nomor 8
Dari reaksi tersebut diketahui jumlah pereaksi dan hasil reaksi adalah seimbang, oleh karena itu Kp = Kc dan volume pada sistem dapat diabaikan dalam perhitungan tetapan kesetimbangan.
Kp = Kc = $ \mathsf { \large {\frac{[CO_2][H_2]}{[CO][H_{2}O]}}}$
Kp = 4 = $\mathsf { \large {\frac{y \times y}{1 \times 1}}}$
Kp = 4 = $\mathsf { \large y^2}$
Kp = y = $\mathsf {2}$
Jadi jumlah CO2 dan H2 masing-masing 2 mol.
Soal Nomor 9
Diketahui data Ka dan reaksi ionisasi beberapa asam berikut:
Berdasarkan data tersebut, di antara reaksi berikut yang dapat berlangsung spontan ke kanan adalah:
A. HNO2 + CH3COO– ⇌ CH3COOH + NO2–
B. SO42– + HNO2 ⇌ HSO4– + NO2–
C. CH3COO– + H2CO3 ⇌ HCO3– + CH3COOH
D. NO2– + CH3COOH ⇌ HNO2 + CH3COO–
E. CH3COOH + SO42– ⇌ CH3COO– + HSO4–
Pembahasan Soal Nomor 9:
Menjumlahkan suatu reaksi = mengalikan nilai K, membalik persamaan reaksi berarti nilai K menjadi 1/K.
Dari alternatif jawaban maka diperoleh hasil hitung sebagai berikut.
Alternatif A:
dan seterusnya, dengan ringkasan sebagai berikut.
A. 4,5 × 10–5 : 1,8 × 10–5 = 2,5 × 100
B. 4,5 × 10–5 : 1,2 × 10–2 = 3,75 × 10–3
C. 4,2 × 10–7 : 1,8 × 10–5 = 2,33 × 10–2
D. 1,8 × 10–5 : 4,5 × 10–5 = 4,00 × 10–1
E. 1,8 × 10–5 : 1,2 × 10–2 = 1,50 × 10–3
Bila K bernilai besar (lihat eksponen tidak negatif) dibanding reaksi lain maka ini dianggap spontan ke kanan. Spontan ke kanan ini berarti pada reaksi kesetimbangan cenderung akan membentuk hasil reaksi lebih banyak dibanding bila nikai K lebih kecil. Jawaban yang paling tepat A.
Soal diadaptasi dari berbagai sumber.
Misal reaksi A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g) dengan konstanta kesetimbangan K
- Bila reaksi tersebut di-duakali-lipatkan menjadi
2A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) + 2D(g)
maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi K2 - Bila reaksi tersebut dijadikan separuh atau setengah dari semula
½A(g) + ½B(g) ⇌ ½C(g) + ½D(g)
maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi K½ = √K - Bila reaksi semula dibalik mejadi
C(g) + D(g) ⇌ A(g) + B(g)
maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi $\frac{1}{K}$ - Bila reaksi semula dibalik kemudian diubah menjadi setengahnya
½C(g) + ½D(g) ⇌ ½A(g) + ½B(g)
maka nilai konstanta kesetimbangannya menjadi $\frac{1}{\sqrt{K}}$ - Bila reaksi merupakan hasil penjumlah dari dua reaksi lain maka nikai K adalah hasil kali K dua reaksi tersebut.
A(g) + X(g) ⇌ C(g) dengan konstanta kesetimbangan K1
B(g) ⇌ D(g) + X(g) dengan konstanta kesetimbangan K2
maka penjumlah dua reaksi tersebut menjadi
A(g) + B(g) ⇌ C(g) + D(g) dengan K = K1 × K2
Berikut ini variasi soal terkait bahasan konstanta kesetimbangan
Soal Nomor 1
Konstanta kesetimbangan reaksi H2 + I2 ⇌ 2HI adalah 50 pada 600 K, tentukan konstanta kesetimbangan untuk HI ⇌ ½ H2 + ½ I2
Pembahasan Soal Nomor 1:
Untuk reaksi: H2 + I2 ⇌ 2HI
➡ Kc = $ \mathsf { \large {\frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]}}}= 50$
Untuk reaksi: HI ⇌ ½ H2 + ½ I2
➡ K'c = $ \mathsf { \large {\frac{[H_2]^{1/2}[I_2]^{1/2}}{[HI]}}=\frac{1}{\sqrt{Kc}}=\frac{1}{\sqrt{50}}=0,141}$
Soal Nomor 2
2 mol PCl5 dimasukkan ke dalam wadah 2 L dan dipanasi pada suhu 250 °C untuk mencapai keadaan setimbang, ketika 60% PCl5 terurai menjadai PCl3 dan Cl2. Nilai konstanta kesetimbangan, Kc, untuk reaksi PCl5 (g) ⇌ PCl3 (g)
Pembahasan Soal Nomor 2:
PCl5 yang terdisosiasi hanya 60% = 60% × 2 mol = 1,20 mol
| Reaksi | : | PCl5 (g) | ⇌ | PCl3 (g) | + | Cl2 (g) |
| Awal | : | 2,00 mol | - | - | ||
| Bereaksi | : | -1,20 mol | +1,20 mol | +1,20 mol | ||
| Kesetimbangan | : | 0,80 mol | 1,20 mol | 1,20 mol | ||
| Konsentrasi Saat Setimbang | : | 0,80 mol/2 L 0,40 M | 1,20 mol/2 L 0,60 M | 1,20 mol/2 L 0,60 M |
Kc = $ \mathsf {\large {\frac{[PCl_3][Cl_2]}{[PCl_5]}=\frac{0,60 \times 0,60}{0,40}}=0,90}$
Soal Nomor 3
Nilai konstanta kesetimbangan untuk reaksi N2 + 3H2 ⇌ 2NH3 adalah K, konstanta kesetimbangan untuk $\mathsf { \frac{1}{2}}$ N2 + $\mathsf {\frac{3}{2}}$ H2 ⇌ NH3 akan menjadi....
Pembahasan Soal Nomor 3:
Untuk reaksi:
N2 + 3H2 ⇌ 2NH3
Kc = K =$\mathsf {\frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}}$
Serupa dengan persamaan itu maka
$\frac{1}{2}$N2 + $\frac{3}{2}$ H2 ⇌ NH3
K'c =$ \mathsf {\frac{[NH_3]^1}{[N_2]^{1/2}[H_2]^{3/2}}}$
Jadi K'c2 = Kc = K → K’c = $ \mathsf {\sqrt{K}}$
Soal Nomor 4
Anggap kesetimbangan gas-gas berikut beserta konstanta kesetimbangannya pada suhu 298 K
SO2(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)⇌ SO3 (g), K1
dan
2SO3 (g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g) , K2
Maka hubungan K1 dan K2 adalah....
Pembahasan Soal Nomor 4:
Kc untuk reaksi SO2(g) + $\frac{1}{2}$O2(g)⇌ SO3 (g)
Kc = K1 =$ \mathsf {\frac{[SO_3]}{[SO_2][O_2]^{1/2}}}$ ...(i)
Serupa dengan persamaan itu maka Kc' untuk reaksi
2SO3 (g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g)
K'c = K2
K'c = $ \mathsf {\frac{[SO_2]^2[O_2]}{[SO_3]^2}}$ ...(ii)
Dari persamaan (i) dan (ii) diperoleh hubungan K2 = $ \mathsf {\frac{1}{K_{1}^2}}$
Soal Nomor 5
Dalam kesetimbangan: A (g) + B (g) ⇌ C (g) + D (g)
Ketika 1 mol masing-masing reaktan dicampur, terbentuk 0,6 mol setiap produk, berapakah nilai tetapan kesetimbangan reaksi tersebut jika volume wadah tertutup adalah 1 L?
Pembahasan Soal Nomor 5:
| Reaksi | : | A(g) | + | B(g) | ⇌ | C(g) | + | D(g) |
| Awal | : | 1mol | 1 mol | - | - | |||
| Bereaksi | : | -0,6 mol | -0,6 mol | +0,6 mol | +0,6 mol | |||
| Kesetimbangan | : | 0,4 mol | 0,4 mol | 0,6 mol | 0,6 mol |
∴ $ \mathsf {Kc = \large {\frac{[C][D]}{[A][B]}=\frac{0,6 \times 0,6}{0,4 \times 0,4}= \frac{0,36}{0,16}}=2,25}$
Soal Nomor 6
Reaksi disosiasi gas H2S dalam air ditulis sebagai:
(i) H2S (aq) ⇌ H+ (aq) + HS– (aq)
(ii) HS– (aq) ⇌ H+ (aq) + S2– (aq)
(iii) H2S (aq) ⇌ 2H+ (aq) + S2– (aq)
Konstanta disosiasi dari ionisasi berturut-turut K1, K2 dan K3. Tentukan hubungan antara K3 dengan K1 dan K2.
Pembahasan Soal Nomor 6:
Nilai K dari suatu hasil penjumlahan dua reaksi atau lebih dapat dihitung dengan mengalikan masing-masing nilai K reaksi yang dijumlahkan itu.
H2S (aq) ⇌ H+ (aq) + HS– (aq) , K1
HS– (aq) ⇌ H+ (aq) + S2– (aq) , K2
H2S (aq) ⇌ 2H+ (aq) + S2– (aq) , K3
K3 = K1 × K2
Soal Nomor 7
Sebanyak 0,041 mol gas NO dan 1,60 g gas bromin (Ar Br = 80) ditempatkan dalam wadah tertutup dengan volume 1 L, Reaksi yang terjadi dan membentuk kesetimbangan:
2NO(g) + Br2(g) ⇌ 2NOBr(g)
Pada temperatur 25 °C dalam keadaan kesetimbangan NOBr pada reaksi tersebut terukur 0,4 atm. Tentukan nilai Kp?
Pembahasan Soal Nomor 7:
Penentuan tekanan awal NO
P = nRT/V
P = (0,041 mol) (0,082 L atm mol¯1 K¯1) ((25+273) K) ] / 1 L
P = 1,00 atm
Penentuan tekanan awal Br2
P = nRT/V
P = (1,6/160 mol) (0,082 L atm mol¯1 K¯1) (298 K) ] / 1 L
P = 0,24 atm
| Reaksi | : | 2NO(g) | + | Br2(g) | ⇌ | 2NOBr(g) |
| Awal | : | 1,00 atm | 0,24 atm | - | ||
| Bereaksi | : | -0,40 atm | -0,20 atm | +0,40 atm | ||
| Kesetimbangan | : | 0,60 atm | 0,04 atm | 0,40 atm |
$ \mathsf {Kp = \large \frac{(P_{NOBr})^2}{(P_{NO})^2 \times (P_{Br_{2}})}}$
$ \mathsf {Kp = \large \frac{0,40^2}{0,6^2 \times 0,04}}$
$ \mathsf {Kp = 11,11}$
Soal Nomor 8
Konstanta kesetimbangan Kp untuk reaksi CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g) adalah 4,0 pada temperatur tertentu. Jika pada reaksi kesetimbangan kita dapati jumlah ekuimolar (jumlah zat yang sebanding) antara CO dan H2O yaitu 1 mol maka jumlah CO2 dan H2 adalah ....
Pembahasan Soal Nomor 8
| Reaksi | : | CO(g) | + | H2O(g) | ⇌ | CO2(g) | + | H2(g) |
| Kesetimbangan | : | 1 mol | 1 mol | y mol | y mol |
Dari reaksi tersebut diketahui jumlah pereaksi dan hasil reaksi adalah seimbang, oleh karena itu Kp = Kc dan volume pada sistem dapat diabaikan dalam perhitungan tetapan kesetimbangan.
Kp = Kc = $ \mathsf { \large {\frac{[CO_2][H_2]}{[CO][H_{2}O]}}}$
Kp = 4 = $\mathsf { \large {\frac{y \times y}{1 \times 1}}}$
Kp = 4 = $\mathsf { \large y^2}$
Kp = y = $\mathsf {2}$
Jadi jumlah CO2 dan H2 masing-masing 2 mol.
Soal Nomor 9
Diketahui data Ka dan reaksi ionisasi beberapa asam berikut:
| Reaksi ionisasi asam | Ka |
| H2CO3 ⇌ HCO3– + H+ |
4,2 × 10–7
|
| CH3COOH ⇌ CH3COO– + H+ |
1,8 × 10–5
|
| HNO2 ⇌ NO2– + H+ |
4,5 × 10–5
|
| HSO4– ⇌ SO42– + H+ |
1,2 × 10–2
|
Berdasarkan data tersebut, di antara reaksi berikut yang dapat berlangsung spontan ke kanan adalah:
A. HNO2 + CH3COO– ⇌ CH3COOH + NO2–
B. SO42– + HNO2 ⇌ HSO4– + NO2–
C. CH3COO– + H2CO3 ⇌ HCO3– + CH3COOH
D. NO2– + CH3COOH ⇌ HNO2 + CH3COO–
E. CH3COOH + SO42– ⇌ CH3COO– + HSO4–
Pembahasan Soal Nomor 9:
Menjumlahkan suatu reaksi = mengalikan nilai K, membalik persamaan reaksi berarti nilai K menjadi 1/K.
Dari alternatif jawaban maka diperoleh hasil hitung sebagai berikut.
Alternatif A:
| HNO2 ⇌ H+ + NO2– | Ka = 4,5 × 10–5 |
| CH3COO– + H+ ⇌ CH3COOH | 1/Ka = 1/(1,8 × 10–5) |
| HNO2 + CH3COO– ⇌ CH3COOH + NO2– | K = 2,5 × 100 |
A. 4,5 × 10–5 : 1,8 × 10–5 = 2,5 × 100
B. 4,5 × 10–5 : 1,2 × 10–2 = 3,75 × 10–3
C. 4,2 × 10–7 : 1,8 × 10–5 = 2,33 × 10–2
D. 1,8 × 10–5 : 4,5 × 10–5 = 4,00 × 10–1
E. 1,8 × 10–5 : 1,2 × 10–2 = 1,50 × 10–3
Bila K bernilai besar (lihat eksponen tidak negatif) dibanding reaksi lain maka ini dianggap spontan ke kanan. Spontan ke kanan ini berarti pada reaksi kesetimbangan cenderung akan membentuk hasil reaksi lebih banyak dibanding bila nikai K lebih kecil. Jawaban yang paling tepat A.
Soal diadaptasi dari berbagai sumber.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar