1

HAND OUT

KIMIA XI IPA

BAB IV

KESETIMBANGAN KIMIA

2

BAB IV

KESETIMBANGAN KIMIA

I. Standar Kompetensi

3. Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, dan faktor-faktor yang

mempengaruhinya, serta penerapannya dalam kehidupan sehari hari dan

industri

II. Kompetensi Dasar

3.3. Menjelaskan keseimbangan dan faktor-faktor yang mempengaruhi arah

pergeseran keseimbangan dengan melakukan percobaan.

III. Tujuan Pembelajaran

1. Menjelaskan kesetimbangan dinamis.

2. Menjelaskan kesetimbangan homogen dan heterogen.

3. Menjelaskan tetapan kesetimbangan.

4. Menganalisis data percobaan tentang pengaruh perubahan suhu, tekanan dan konsentrasi. tekanan dan volum pada pergeseran kesetimbangan melalui percobaan.

5. Meramalkan arah pergeseran kesetimbangan dengan menggunakan azas Le Chatelier.

6. Menafsirkan data percobaan mengenai konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi pada keadaan setimbang untuk menentukan derajat disosiasi dan tetapan kesetimbangan.

7. Menghitung harga Kc berdasarkan konsentrasi zat dalam kesetimbangan.

8. Menentukan harga Kp berdasarkan tekanan parsoal gas pereaksi dan hasil reaksi pada keadaan setimbang.

9. Menghitung harga Kp berdasarkan harga Kc atau sebaliknya

3

Konsep Kesetimbangan Dinamis

1. Reaksi Reversibel dan Irreversibel

Sebagian besar raksi kimia umumnya berlangsung satu arah, artinya produk reaksi tidak

dapat bereaksi kembali membentuk pereaksi. Reaksi seperti ini disebut reaksi irreversibel

atau reaksi tidak dapat balik. Misalnya, kertas yang terbakar menghasilkan abu namun abu

hasil pembakaran tersebut tidak dapat diubah kembali menjadi kertas.

Reaksi yang dapat berlangsung dua arah, dimana produk reaksi dapat bereaksi kembali

membentuk pereaksi disebut reaksi dapat balik atau reaksi reversibel. Contohnya reaksi

antara nitrogen dengan hydrogen membentuk amonia. Jika campuran gas nitrogen dan

hidrogen dipanaskan akan menghasilkan amonia. Dan sebaliknya, jika amonia dipanaskan

akan terurai membentuk nitrogen dan hidrogen. Reaksi tersebut dapat dituliskan menjadi

berikut:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Tanda ⇌ menyatakan reaksi dapat balik atau reversibel.

Pembakaran Belerang dengan gas O2 membentuk gas SO2, merupakan reaksi berkesudahan

O2(g)

S(s)

SO2(g)

4

CaCl2(aq) + Na2SO4(aq) → CaSO4(s) + 2NaCl(aq)

2. Keadaan Setimbang

Reaksi dapat balik atau reversibel yang berlangsung dalam sistem tertutup akan berakhir

dengan suatu kesetimbangan. Artinya laju reaksi pembentukan produk sama dengan laju

reaksi pembentukan pereaksi, jumlah masing-masing komponen tidak berubah terhadap

waktu. Pada kesetimbangan, konsentrasi pereaksi dan produk yang tetap menunjukkan

reaksi seolah-olah berhenti, secara makroskopis (dapat dilihat maupun diukur) tidak terjadi

perubahan-perubahan. Akan tetapi reaksi tetap berlangsung pada tingkat mikroskopis (tidak

dapat diamati atau diukur). Oleh karena itu, kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan

dinamis.

IV.1 Tetapan Kesetimbangan

1. Hukum Kesetimbangan

Pada tahun 1864, Cato Maximilian Guldberg dan Peter Waage

menemukan hubungan antara konsentrasi zat-zat pereaksi dan produk reaksi

ketika reaksi mencapai kesetimbangan dinamis, yaitu perbandingan hasil kali konsentrasi

produk reaksi yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, terhadap hasil kali konsentrasi

pereaksi yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, dan selanjutnya disebut hukum

kesetimbangan. Nilai dari hukum kesetimbangan disebut tetapan keetimbangan dan

dinyatakan dengan lambang Kc.

Jika reaksi dapat balik dinyatakan sebagai berikut:

mA + nB ⇌ pC + qD

CaSO4(s)

5

maka tetapan kesetimbangan Kc dirumuskan sebagai berikut:

2. Kesetimbangan Homogen dan Heterogen

Berdasarkan wujud zat-zat pereaksi dan produk reaksi, kesetimbangan dibedakan

menjadi kesetimbangan homogen dan heterogen.

a. Kesetimbangan Homogen

Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan yang semua komponennya terdiri dari

satu jenis fase atau berada dalam wujud zat yang sama.

Sistem kesetimbangan dalam fase gas

Contoh:

2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g)

2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)

𝐾𝑐 = [𝐶]𝑝[𝐷]𝑞

[𝐴]𝑚[𝐵]𝑛

Contoh: Tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut adalah:

a. N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

𝐾𝑐 = [𝑁𝐻3]2

[𝑁2][𝐻2]3

b. 2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g)

𝐾𝑐 = [𝐻2][𝐼2]

[𝐻𝐼]2

𝐾𝑐 = [𝑁𝑂2]2

[𝑁𝑂]2[𝑂2]

𝐾𝑐 = [𝑆𝑂3]2

[𝑆𝑂2]2[𝑂2]

6

Sistem kesetimbangan dalam fase cair atau dalam bentuk larutan

Contoh:

CH3COOH(aq) ⇌ CH3COO-(aq) + H+(aq)

b. Kesetimbangan Heterogen

Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan yang komponennya terdiri dari lebih

dari satu jenis fase atau lebih dari satu wujud zat dalam reaksi.

Contoh:

BiCl3(aq) + H2O(l) ⇌ BiOCl(s) + 2HCl(aq)

𝐾𝑐 = [𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂−][𝐻+]

[𝐶𝐻3𝐶𝑂𝑂𝐻]

7

Tetapan kesetimbangan hanya mengandung komponen yang konsentrasi atau

tekanannya berubah selama reaksi berlangsung. Zat padat atau cair murni tidak mengalami

perubahan tersebut. Sehingga, zat padat murni maupun zat cair

murni tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan.

Maka, tetapan kesetimbangan untuk reaksi di atas menjadi:

𝐾𝑐 = [𝐻𝐶𝑙]2

[𝐵𝑖𝐶𝑙3]

3. Tetapan Kesetimbangan Tekanan (Kp)

Disamping tetapan kesetimbangan yang berdasarkan konsentrasi, tetapan kesetimbangan

untuk sistem kesetimbangan gas juga dapat dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas yang

dinyatakan dengan Kp. Apabila reaksi kesetimbangan dinyatakan sebagai berikut:

mA + nB ⇌ pC + qD

maka persamaan tetapan kesetimbangan berdasarkan tetakan parsial gas Kp adalah:

Latihan 4. 1 Tuliskan persamaan tetapan kesetimbangan (Kc) dan Kp untuk reaksi berikut:

a. CO(g) + 3H2(g) ⇌ CH4(g) + H2O(g)

b. Ag+(aq) + 2NH3(aq) ⇌ Ag(NH3)2+(aq)

c. Ag2CrO4(s) ⇌ 2Ag+(aq) + CrO4-2(aq)

d. Fe2O3(s) + 3CO(g) ⇌ 2Fe(s) + 3CO2(g)

e. 2H2S(g) + 3O2(g) ⇌ 2H2O(g) + 2SO2(g)

𝐾𝑝 = (𝑃𝐶)𝑝(𝑃𝐷)𝑞

(𝑃𝐴)𝑚(𝑃𝐵)𝑛

Berikut ini merupakan reaksi penguraian kalsium karbonat:

CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

Tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut: KC = [CO2]

8

dengan PA, PB, PC, dan PD adalah tekanan parsial dari gas A, B, C, dan D.

Oleh kerena tekanan parsial berbanding lurus dengan konsentrasi molar gas, maka

persamaan Kp dapat juga dinyatakan dalam Kc. Hal ini dapat dipahami darin persamaan gas

ideal dimana konsentrasi molar gas (𝑛

𝑣) berbanding lurus dengan tekanannya P.

𝑃𝑣 = 𝑛𝑅𝑇

maka tekanan gas P:

atau 𝑃 = 𝐶𝑅𝑇

Dari persamaan di atas dapat diturunkan hubungan Kp dengan Kc sebagai berikut:

4. Karakteristik Tetapan Kesetimbangan Kc

Dalam hubungan antara tetapan kesetimbangan dengan koefisien reaksi, berlaku aturan-

aturan berikut:

a. Jika persamaan reaksi kesetimbangan dibalik, maka harga Kc juga dibalik.

b. Jika koefisien reaksi kesetimbangan dibagi dengan faktor n, maka harga Kc yang baru

adalah harga pangkat n dari harga yang Kc lama.

c. Jika koefisien reaksi kesetimbangan dikalikan dengan faktor n, maka harga Kc yang baru

adalah harga Kc yang lama dipangkatkan dengan n.

d. Jika reaksi-reaksi kesetimbangan dijumlahkan, maka harga Kc total sama dengan hasil

kali Kc dari reaksi-reaksi yang dijumlahkan.

Contoh: Tetapan kesetimbangan parsial Kp untuk reaksi berikut adalah:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) 𝐾𝑝 = (𝑃𝑁𝐻3)2

(𝑃𝑁2)(𝑃𝐻2)3

𝑃 = 𝑛

𝑣 𝑅𝑇

𝐾𝑃 = 𝐾𝐶 (𝑅𝑇)∆𝑛

Contoh: Perhatikan reaksi berikut:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Kc = K1

2NH3(g) ⇌ N2(g) + 3H2(g) Kc = 1

𝐾1

1

2N2(g) +

3

2H2(g) ⇌ NH3(g) 𝐾𝐶 = √𝐾1

9

5. Makna Tetapan Kesetimbangan

a. Memberi Informasi tentang Ketuntasan Reaksi

Tetapan kesetimbangan Kc atau Kp merupakan perbandingan konsentrasi atau tekanan

parsial dari produk (sebelah kanan) dengan pereaksi (sebelah kiri) dalam keadaan

setimbang. Untuk harga Kc atau Kp yang sangat besar menunjukkan bahawa reaksi berjalan

Latihan 4. 2

1. Pada suhu 298 K harga Kc untuk reaksi: 1

2N2(g) + O2(g) ⇌ NO2(g) adalah 2 x

104. Tentukan harga Kc untuk reaksi:

2NO2(g) ⇌ N2(g) + 2O2(g)

2. Diketahui reaksi kesetimbangan sebagai berikut:

CH3COOH(aq) ⇌ CH3COO-(aq) + H+(aq) Kc = 1 x 10-6

H2O(l) ⇌ H+(aq) + OH-(aq) Kc = 1 x 10-15

Tentukan nilai tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

CH3COO-(aq) + H2O(l) ⇌ CH3COOH(aq) + OH-(aq)

3. Diketahui reaksi berikut:

A + B ⇌ C K1 = 5

2A + D ⇌ C K2 = 10

Tentukan tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

C + D ⇌ 2B

4. Jika diketahui:

N2(g) + O2(g) 2NO(g) Kc = 4,1 x 10-31

N2(g) + ½ O2(g) N2O(g) Kc = 2,4 x 10-18

Bagaimana Kc reaksi:

N2O(g) + ½ O2(g) 2NO(g) Kc = ?

10

ke kanan berlangsung sempurna atau hampir sempurna. Sebaliknya, jika harga Kc atau Kp

yang sangat kecil menunjukkan bahwa reaksi ke kanan tidak berlangsung sempurna atau

dengan kata lain produk yang terbentuk hanya sedikit

Tabel 4.1 Keterangan Nilai KC dengan keadaan reaksi

Nilai Kc

Keterangan Keadaan Reaksi

Kc sangat kecil (< 10-3)

Kc sangat besar (> 103)

Produk yang terbentuk sangat sedikit

reaksi berjalan ke kanan dan berlangsung sempurna atau

hampir sempurna.

b. Meramalkan arah reaksi

Suatu reaksi kesetimbangan dapat diramalkan apakah sudah mencapai kesetimbangan

atau belum dengan membandingkan kuosien reaksi (Q) dan tetapan kesetimbangan KC

. kuosien reaksi merupakan perbandingan konsentrasi yang bentuknya sama dengan

persamaan KC.

Jika Q < KC berarti reaksi berlangsung ke kanan sampai keadaan setimbang.

Jika Q > KC berarti reaksi berlangsung ke kiri sampai keadaan setimbang.

Jika Q = KC berarti reaksi dalam keadaan setimbang.

Contoh: 1. Pada suhu 298 K 2H2(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g) KC = 3 x 1081

KC sangat besar sehingga reaksi berlangsung sempurna ke kanan.

2. Pada suhu 298 K N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g) KC = 1 x 10-30

KC sangat kecil sehingga hanya dapat membentuk sangat sedikit NO

11

Gambar 4.2 Perbandingan Q dengan KC

IV.2 Pergeseran Kesetimbangan

Apabila ada aksi dari luar, maka suatu sistem kesetimbangan akan mengadakan reaksi

berupa pergeseran utuk menghilangkan pengarauh aksi tersebut, dengan kata lain membuat

kesetimbangan baru. Misalnya untuk menginginkan produk bertambah banyak, maka harus

melakukan aksi agar terjadi pergeseran kea rah kanan. Sebaliknya, jika ingin mengurangi

jumlah produk, maka aksi dilakukan agar kesetimbangan bergeser kea rah kiri.

Pada tahun 1884, Henri Louis Le Chatelier mengusulkan beberapa faktor luat yang

mempengaruhi kesetimbangan, yang dikenal dengan azas Le Chatelier.

Contoh: Pada suhu 440oC, harga KC untuk reaksi H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g) adalah 49,5. Dalam suatu

wadah tertutup 10 L, terdapat 0,1 mol H2; 0,2 mol I2; dan 0,1 mol HI. Tentukan apakah

reaksi dalam keadaan setimbang? Jika tidak, ke arah mana reaksi berlangsung?

Penyelesaian:

H2(g) + I2(g) ⇌ 2HI(g)

𝑄 = [𝐻𝐼]2

[𝐻2][𝐼2]=

(0,110

)2

(0,110

) (0,210

)

Q = 0,5

Karena Q < KC maka reaksi tidak dalam keadaan setimbang, maka reaksi akan berlangsung

ke arah kanan sampai keadaan setimbang.

Azas Le Chatelier: bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu aksi (tindakan),

maka sistem akan mengadakan reaksi agar pengaruh aksi yang diperoleh sekecil mungkin.

Reaksi = − Aksi

12

Berikut merupakan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan:

1. Pengaruh Konsentrasi

Jika konsentrasi pereaksi diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan

sampai kesetimbangan baru tercapai.

Jika konsentrasi pereaksi diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri

sampai kesetimbangan baru tercapai.

2. Pengaruh Tekanan

Jika tekanan diperbesar (volum diperkecil), kesetimbangan akan bergeser ke arah

yang jumlah koefisiennya terkecil atau jumlah mol terkecil.

Jika tekanan diperkecil (volum diperbesar), kesetimbangan akan bergeser ke arah

yang jumlah koefisiennya terbesar atau jumlah mol terbesar.

Contoh: Dalam suatu wadah tertutup berlangsung reaksi kesetimbangan berikut:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Tentukan arah pergeseran kesetimbangan jika:

a. N2 ditambahkan

b. H2 dikurangi

Penyelesaian:

a. Penambahan N2 akan menaikkan konsentrasi pereaksi. Sehingga, kesetimbangan

bergeser ke arah kanan.

b. Pengurangan H2 akan menurunkan konsentrasi pereaksi, sehingga kesetimbangan

bergeser ke arah kiri.

[Cu(H2O)4]2+(aq) + 4NH3(aq) [Cu(NH3)4]2+(aq) + 4H2O(l)

[Cu(NH3)4]2+(aq) [Cu(H2O)4]2+(aq)

13

3. Pengaruh Suhu

Jika suhu dinaikkan (kalor bertambah), maka sistem akan menyerap kalor tersebut

dan kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm.

Jika suhu diturunkan (kalor berkurang), maka sistem akan melepas kalor tersebut dan

kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm.

Contoh: Diketahui reaksi kesetimbangan berikut:

1. 2NO2(g) ⇌ N2O4(g)

2. N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g)

3. 2H2O(g) ⇌ 2H2(g) + O2(g)

Tentukan ke arah mana kesetimbangan bergeser jika tekanan diperbesar!

Penyelesaian:

1. Jumlah koefisien di ruas kiri = 2; sedangkan di ruas kanan = 1 maka kesetimbangan

akan bergeser ke arah kanan.

2. Jumlah koefisien di ruas kiri = 2; sedangkan di ruas kanan = 2 maka kesetimbangan

tidak bergeser.

3. Jumlah koefisien di ruas kiri = 2; sedangkan di ruas kanan = 3 maka kesetimbangan

akan bergeser ke arah kiri.

14

Contoh: Diketahui reaksi kesetimbangan berikut:

1. N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ∆H = −92,4 kJ

2. 2H2O(g) ⇌ 2H2(g) + O2(g) ∆H = +484 kJ

Tentukan arah pergeseran kesetimbangan jika suhu diturunkan!

Penyelesaian:

1. Pada reaksi 1) kesetimbangan bergeser kearah kanan.

2. Pada reaksi 2) kesetimbangan bergeser ke arah kiri.

CoCl4 2- Co(H2O)6

2+

15

16

IV.3 Kesetimbangan dalam Industri

Sebagian besar proses pembuatan zat kimia melibatkan reaksi kesetimbangan. Kondisi

reaksi yang diusahakan adalah yang dapat menghasilkan produk yang maksimum, dengan

cara menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik. Berikut

akan dibahas bagaimana prinsip kesetimbangan yang diterapkan pada pembuatan amonia

dan asam sulfat.

Latihan 4. 3 1. Jelaskan bagaimana pengaruh aksi (tindakan) berikut terhadap kesetimbangan?

a. Menaikkan temperatur

b. Menambah salah satu zat pereaksi

c. Mengurangi salah satu produk

d. Memperbesar tekanan dengan memperkecil volume

2. Pada reaksi kesetimbangan : CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g) ∆H= 178 kJ

a. Adakah pengaruhnya terhadap kesetimbangan, jika pada suhu tetap ditambahkan

CaCO3(s)?

b. Cara apa yang dapat digunakan agar kesetimbangan bergeser ke arah kanan ?

3. Nitrogen bereaksi dengan hidrogen membentuk amonia menurut reaksi kesetimbangan :

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Berdasarkan asas Le Chatelier, ke arah manakah

kesetimbangan bergeser jika :

a. ditambah nitrogen b. amonia dikurangi

c. volume ruangan diperbesar

4. Tentukan ke arah manakah masing-masing kesetimbangan berikut akan bergeser jika

tekanan diperbesar (dengan memperkecil volume)?

a. N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)

b. CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

5. Diketahui reaksi kesetimbangan :

3Fe(s) + 4H2O(g) ⇌ Fe3O4(s) + 4H2(g)

a. Kearah manakah kesetimbangan bergeser jika pada suhu tetap volume campuran

diperkecil ?

b. Bagaimana pengaruh aksi tersebut terhadap konsentrasi H2 ?

17

1. Pembuatan Amonia menurut Proses Haber-Bosch

Pada awalnya, sintesis langsung amonia (NH3) dari gas nitrogen dan hidrogen murni

telah terjadi tetapi NH3 yang dihasilkan sangat sedikit. Pada tahun 1908, seorang ahli kimia

Jerman, Fritz Haber menemukan teori pembuatan amonia dari gas nitrogen dan hidrogen.

Sedangkan, Carl Bosch menemukan proses industry pembuatan amonia secara besar-

besaran.

Berdasarkan asas Le Chatelier, sintesis NH3 bersifat eksoterm, memerlukan suhu rendah

dan tekanan tinggi agar kesetimbangan bergeser ke kanan. Berikut adalah persamaan

termokimia reaksi sintesis amonia:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) ∆H = −92,4 kJ

Berikut merupakan gambar skema pembuatan amonia dari gas nitrogen dan hidrogen dan

dikenal sebagai proses Haber-Bosch

Gambar 4.3 Skema pembuatan amonia menurut proses Haber-Bosch

Berdasarkan eksperimen-eksperimen yang telah dilakukan, diketahui bahwa pada suhu

rendah produk yang dihasilkan lebih banyak namun laju reaksi terlalu lambat sehingga tidak

ekonomis. Suhu optimum yang diperoleh yaitu sekitar 400-600oC, dimana laju reaksi cukup

18

besar. Sedangkan tekanan proses sintesis yang digunakan adalah sekitar 150-300 atm

dengan katalis serbuk besi dicampur Al2O3, MgO, CaO, dan K2O.

Mula-mula campuran gas nitrogen dan hidrogen dikondisikan sehingga mencapai

tekanan yang diinginkan, kemudian dipanaskan dalam suatu ruangan bersama katalis

sehingga terbentu amonia. Gas amonia yang diperoleh kemudian didinginkan sehingga

terbentuk amonia cair. Gas nitrogen dan hidrogen yang belum bereaksi diresirkulasi

sehingga membentuk amonia.

2. Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak

Industri lain yang menggunakan reaksi kesetimbangan ialah pembuatan asam sulfat

melalui proses kontak. Pembuatan asam sulfat (H2SO4) melalui proses kontak dibgagi

menjadi tiga tahap, yaitu:

a. Tahap I: Pembentukan SO2

Belerang direaksikan dengan oksigen membentuk belerang dioksida.

S(s) + O2(g) → SO2(g)

b. Tahap II: Pembentukan SO3

Belerang dioksida direaksikan dengan oksigen pada suhu sekitar 500oC dengan tekanan

2-3 atm menggunakan katalis V2O5 dengan reaksi berikut:

2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)

c. Tahap III: Pembentukan H2SO4

Belerang trioksida dilarutkan dalam asam sulfat pekat (98%) membentuk asam pirosulfat

(oleum).

SO3(g) + H2SO4(aq) ⇌ H2S2O7(l)

Asam pirosulfat direaksikan dengan air membentuk asam sulfat pekat.

H2S2O7(l) + H2O(l) ⇌ H2SO4(aq)

19

Soal Latihan 1. Tentukan Kc reaksi kesetimbangan berikut:

a. CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

b. 2C(s) + O2(g) ⇌ 2CO(g)

c. SnO2(s) + 2H2(g) ⇌ Sn(s) + 2H2O(g)

d. BaSO4(s) + H2O(l) ⇌ Ba2+(aq) + SO42- (aq)

e. PbI2(s) + H2O(l) ⇌ Pb2+(aq) + 2I–(aq)

2. Perhatikan persamaan reaksi berikut ini:

2H2(g) + O2(g) ⇌ 2H2O(g) ∆H = - 484 kJ

Tentukan arah pergeseran kesetimbangan jika:

a. Ditambahkan gas oksigen

b. Volume diperbesar

c. Tekanan ditingkatkan

d. Suhu diturunkan

3. Pada suhu tertentu Kc = 16 untuk reaksi: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Tentukan:

a. Kc untuk: 2NH3(g) ⇌ N2(g) + 3H2(g)

b. Kc untuk: ½N2(g) + ³⁄₂H2(g) ⇌ NH3(g)

c. Kc untuk: NH3(g) ⇌ ½N2(g) + ³⁄₂H2(g)

4. Pada suhu tertentu: 2SO3(g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g). Jika pada kesetimbangan terdapat 0,04

M gas SO3, 0,02 M gas SO2 dan 0,01 M gas O2, tentukan nilai Kc!

5. Ke dalam wadah 1 L dimasukkan 3 mol CO dan 3 mol H2O, sesuai dengan persamaan

reaksi: CO(g) + H2O(g) ⇌ CO2(g) + H2(g)

Jika pada keadaan setimbang terdapat 0,5 mol CO2, tentukan Kc!

6. Tuliskan Kp untuk reaksi-rekasi kesetimbangan berikut ini:

a. 2NH3(g) ⇌ N2(g) + 3H2(g)

b. 2C(s) + O2(g) ⇌ 2CO(g)

c. CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

7. Tuliskan hubungan Kp dan Kc beberapa reaksi kesetimbangan berikut ini:

a. 2HI(g) ⇌ H2(g) + I2(g)

b. PCl5(g) ⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

c. 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2SO3(g)

d. CaCO3 (s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)

20

Daftar Pustaka

1. Purba Michael. (2011). Kimia Untuk SMA Kelas XI. Jakarta: Erlangga

2. Chang, Raymond. 2003. General Chemistry: The Essential Concepts. Third

Edition. Boston: Mc Graw-Hill.

3. Goldberg, David E. 2004. Fundamentals of Chemistry. Fourth Edition. NewYork

The McGraw – Hill Companies, Inc.

4. Brady, James E., Holum, John R., 1994, General of Chemistry, 5d Edition, New

York: John Wiley & Son.

8. Dalam wadah 2 L dimasukkan 5 mol PCl5 dan dibiarkan terjadi kesetimbangan: PCl5(g)

⇌ PCl3(g) + Cl2(g)

Jika pada kesetimbangan terdapat 2 mol Cl2 dan pengukuran dilakukan pada suhu 27°C,

tentukan nilai Kp!

9. Diketahui reaksi kesetimbangan: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Jika pada keadaan setimbang

tekanan parsial gas N2, H2, dan NH3 adalah 4 atm, 2 atm, dan 5 atm, tentukan nilai Kp!

10. Diketahui persamaan reaksi kesetimbangan:

2CO(g) + O2(g) ⇌ 2CO2(g) ∆H = - 566 kJ

Tentukan arah pergeseran kesetimbangan jika:

a. Ke dalam larutan ditambahkan oksigen

b. Ke dalam larutan ditambahakan gas CO2

c. Volume diperkecil

d. Tekanan diturunkan

e. Suhu dinaikkan

21

Praktikum Pergeseran Kesetimbangan Kimia

I. Tujuan Praktikum

- Mengetahui pengaruh penambahan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem

kesetimbangan.

- Mengetahui pengaruh pengurangan konsentrasi salah satu komponen dalam

sistem kesetimbangan.

- Untuk mengetahui reaksi antara FeCl3 dan KSCN.

II. Alat dan Bahan

Alat Bahan

Nama alat / ukuran jumlah Nama bahan (ukuran)

Tabung reaksi (sedang) 5 Larutan FeCl3 1,08 M

Rak tabung 1 Larutan KSCN 1,08 M

Pipet tetes 1 Larutan Na2HPO4

Gelas kimia 150 cm3 1 Akuades

Gelas ukur 25 mL 1

IV. Cara Kerja

1. Mengambil 25 cm3 akuades dan memasukkan ke dalam gelas kimia.

2. Meneteskan ke dalam akuades tersebut masing-masing 3 tetes larutan KSCN 0,5 M

dan FeCl3 0,5 M dan mengaduk sampai warna tetap.

3. Membagi larutan tersebut ke dalam 5 tabung reaksi sama banyak. Tabung ke-1

digunakan sebagai pembanding.

4. Menambahkan berturut turut :

a. Pada tabung -2 :larutan FeCl3 1,08 M sebanyak 2 tetes.

b. Pada tabung -3 : larutan KSCN 1,08 sebanyak 2 tetes.

c. Pada tabung -4 : larutan Na2 HPO4 1,08 sebanyak 2 tetes.

d. Pada tabung -5 akuades 2 sebanyak 2 tetes.

5. Membandingkan warna pada tabung 2, 3, 4 dengan warna tabung 1.

6. Membandingkan pula warna tabung 5 dengan tabung 1 (dilihat dari atas).

V. Data Pengamatan

Fe+ (aq) + SCN-

(aq) ↔ FeSCN2+ (aq)

( Jingga) (Bening) (Merah)

22

No.

Tabung Perlakuan Arti perlakuan

Warna

dibandingkan

tabung -1

Kesimpulan

2 Ditambah

FeCl3

Penambahan konsen Fe3+

3 Ditambah

KSCN

Penambahan konsen KSCN-

4 Ditambah

Na2HPO4

Penambahan konsen

Na2HPO4

5 Ditambah air Penambahan akuades

Jawaban Pertanyaan / Bahan Diskusi

a. Bagaimana pengaruh penambahan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem

kesetimbangan?

b. Bagaimana pengaruh pengurangan konsentrasi salah satu komponen dalam sistem

kesetimbangan?

23

PENGARUH SUHU TERHADAP KESETIMBANGAN

A. TUJUAN

Mengamati pengaruh perubahan suhu terhadap pergeseran kesetimbangan.

B. ALAT DAN BAHAN

Gelas kimia

Labu erlenmeyer

Sumbat

Pipet

Pembakar spirtus

Gunting

Es

Air panas

HNO3 pekat

Tembaga

CuSO45H2O

C. LANGKAH KERJA

1. PERCOBAAN I

Masukkan HNO3 pekat kedalam labu erlenmeyer dengan menggunakan pipet.

Gunting tembaga dan masukkan ke dalam erlenmeyer, tutup erlenmeyer tersebut

denga rapat menggunakan sumbat dan akan membentuk reaksi:

Cu(s) + 4HNO3(l) → 2NO2(g) + Cu(NO3)2(g) + 2H2O(l) ditandai dengan perubahan

warna bening menjadi hijau dan terdapat gas NO2 yang berwarna coklat.

Masukkan labu erlenmeyer kedalam gelas kimia yang berisi air es dan amati

perubahan warna yang terjadi.

Angkat labu erlenmeyer,anginkan sebentar agar labu erlenmeyer berada pada

suhu kamar.

Masukkan labu erlenmeyer kedalam gelas kimia berisi air panas, amati perubahan

warnanya.

Reaksi: 2NO2(g) N2O4(g)

Catat hasil pengamatan tersebut!

2. PERCOBAAN II

Ambillah sedikit CUSO45H2O(tembaga sulfat penta hendra)kedalam wadah.

Panasi larutan tersebut dan amati perubahannya.

Hasil larutan tersebut ditambahkan sedikit air es,tunggu beberapa saat hingga

warnanya kembali biru.

24

Tulis percobaan berdasarkan hasil reaksi berikut:

CuSO45H2O(biru) ͢ CuSO4 + 5H2O(putih).

D. HASIL PENGAMATAN

No. Kesetimbangan Perlakuan Warna ΔH

1 NO2 Suhu diturunkan

2 N2O4 Suhu dinaikkan

3 CuSO45H2O Suhu diturunkan

4 CuSO45H2O Suhu dinaikkan

E. KESIMPULAN

Dari kedua kegiatan diatas dapat disimpulkan bahwa:

- Apabila terjadi penambahan suhu,maka kesetimbngan akan bergeser kearah reaksi

endoterm.

- Apabila terjadi penurunan suhu,maka kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi

eksoterm.

LATIHAN SOAL PILIHAN GANDA 1. Diketahui reaksi pada P dan T tertentu : H2 (g) + I2 (g) 2HI (g) . Faktor yang tidak

mempengaruhi pergeseran kesetimbangan tersebut adalah....

A. perubahan suhu

B. perubahan konsentrasi HI

C. perubahan konsentrasi H2 dan I2

D. perubahan volume ruang

E. penambahan gas I2

2. Untuk reaksi setimbang pembentukan uap air dari oksigen dan hidrogen, jika faktor

tekanan ruang diubah menjadi lebih besar, maka....

A. uap air bertambah

B. oksigen bertambah

C. oksigen, hidrogen dan air semuanya bertambah

D. tidak ada yang mengalami penambahan

E. bergeser ke arah reaksi endoterm

3. Dari reaksi kesetimbangan pada ruang tertutup pada P dan T tertentu;

CaO (s) + CO2 (g) CaCO3 (s), H = -178 kJ

gas akan semakin bertambah jika dalam kesetimbangan....

A. menambahkan CaCO3

B. menambahkan CaO

C. mengurangi CaCO3

D. suhu dinaikan

E. tekanan diperbesar

25

4. Dari reaksi kesetimbangan pada ruang tertutup pada P dan T tertentu;

2NO (g) (coklat kemerahan) N2O4 (g)(tidak berwarna) , H = -57,2 kJ

warna campuran akan semakin berwarna coklat kemerahan jika....

A. ditambahkan katalis logam

B. suhu diturunkan

C. gas N2O4 dikurangi

D. tekanan diperkecil

E. volume diperkecil

5. Pernyataan yang benar tentang kesetimbangan dinamis adalah:

a. reaksi akan berhenti

b. zat-zat hasil reaksi tidak bereaksi lagi

c. jumlah mol zat pereaksi dan hasil reaksi sama

d. dalam keadaaan setimbang perubahan mikroskopis berlangsung terus

e. kesetimbangan hanya dapat terjadi dalam sistem terbuka

6. Diketahui reaksi kesetimbangan pada pembentukan gas amoniak (NH3):

Jika volume diperbesar maka akan terjadi:

a. [N2]; [H2] dan [NH3] bertambah

b. [N2]; [H2] dan [NH3] berkurang

c. [N2]; [H2] bertambah dan [NH3] tetap

d. [N2]; [H2] berkurang dan [NH3] bertambah

e. [N2]; [H2] bertambah dan [NH3] berkurang

7. Sistem kesetimbangan :

N2(g) + O2(g) ↔ 2NO (g); ∆H tidak akan terganggu jika:

a. ditambah gas N2 d. temperatur dinaikkan

b. ditambah gas NO e. temperatur diturunkan

c. volume diperkecil

8. Persamaan tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

CCl4(l) + S2Cl2(l) ↔ 3Cl2(g) + CS2(l) ; yang benar adalah:

a. ][][

]][[

2

3

2

224

CSCl

ClSCClK

d. ]][[

][

224

2

ClSCCl

CSK

b. ]][[

]][[

22

224

CSCl

ClSCClK

e. K= [Cl2]3

c. ][

]][[

2

224

CS

ClSCClK

9. Setengah mol gas A dan setengah mol gas B direaksikan dalam wadah 5 liter dan

terbentuk menjadi gas C dan D:A + B ↔ C + D

Jika pada keadaan setimbang terdapat 0,1 mol gas C. Maka tetapan kesetimbangan

adalah ...........

a. 1/16 d. 8

b. 1/8 e. 16

c. 1

26

10. Dalam ruang bervolume 5 L direaksikan 0,9 mol gas hidrogen dan 0,8 mol gas

oksigen membentuk uap air menurut reaksi :

2H2(g) + O2(g) ↔ 2H2O(g)

Kesetimbangan tercapai pada saat dalam ruang terdapat 0,4 mol uap air. Susunan gas-

gas dalam keadaan setimbang adalah.....

a. 0,9 mol H2, 0,8 mol O2 dan 0,4 mol H2O

b. 0,6 mol H2, 0,5 mol O2 dan 0,4 mol H2O

c. 0,5 mol H2, 0,6 mol O2 dan 0,4 mol H2O

d. 0,5 mol H2, 0,4 mol O2 dan 0,4 mol H2O

e. 0,1 mol H2, 0,4 mol O2 dan 0,4 mol H2O

11. Harga tetapan kesetimbangan parsial pada reaksi :

N2O4(g) ↔ 2NO2(g) adalah 0,05 atm.

Bila tekanan parsial gas N2O4 adalah 3,2 atm maka tekanan parsial gas N2O4

adalah....

a. 6,4 atm

b. 1,6 atm

c. 0,8 atm

d. 0,4 atm

e. 0,04 atm

12. Dalam ruang bervolume 1 liter pada suhu tertentu dimasukkan 7 mol gas NO2 dan 5

mol gas oksigen membentuk gas N2O4.

Jika pada saat kesetimbangan berlangsung terdapat 3 mol N2O4 dan tekanan total

ruang 12 atm, maka ........

a. Kc = Kp3

2 d. Kc = Kp

3

4

b. Kc = Kp e. Kc = 4 Kp

c. Kc = 2 Kp

13. Dalam ruang bervolume 4 L pada suhu tertentu terdapat dalam keadaan setimbang

0,6 mol NH3(g), 0,5 mol HCl(g) dan 0,8 mol NH4Cl(g).

Harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

NH3(g) + HCl(g) ↔ NH4Cl(g) adalah....

a. 10,67

b. 6,720

c. 2,670

d. 1,670

e. 0,375

14. Pada volume 2 liter terdapat reaksi kesetimbangan: : N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) dan saat

keadaan setimbang terdapat 4 mol gas N2, 2 mol gas H2 dan 4 mol gas NH3. Maka harga K

adalah ….

A. 0,5 D. 4,0

B. 1,0 E. 5,0

C. 2,0

27

15. Dalam suatu bejana 5 liter dimasukkan sebanyak 0,1 mol HI yang terurai menurut reaksi :

2HI(g) H2 (g) + I2 (g) . Jika dalam kesetimbangan terbentuk 0,02 mol I2 maka tetapan

kesetimbangannya adalah ….

A. 1/9 D. 4

B. 2/3 E. 9

C. 3/2

16. Pada suhu tertentu, dalam ruang 1 liter terdapat kesetimbangan: 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) .

Semula terdapat 0,5 mol gas SO3 dan setelah tercapai kesetimbangan perbandingan jumlah

mol SO3 terhadap O2 adalah 4 : 3. Harga tetapan kesetimbangan adalah ….

A. 2,25 D. 0,60

B. 0,23 E. 6,0

C. 0,33

17. Jika tetapan kesetimbangan Kc bagi reaksi A + B C dan bagi reaksi 2A + D C

berturut-turut adalah 4 dan 8, maka tetapan kesetimbangan Kc bagi reaksi C + D 2B

adalah ….

A. ½ D. 12

B. 2 E. 24

C. 8

18. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi: PCl5 PCl3 + Cl2 pada suhu 760 K adalah 0,05.

Jika konsentrasi awal PCl5 adalah 0,1 M, maka pada keadaan setimbang PCl5 yang terurai

adalah ….

A. 12,5% D. 33,3%

B. 20,0% E. 50,0%

C. 25,0%

19. Diketahui reaksi: 2A (s) + B (l) 3C (s) + 2D (g). Rumus untuk harga Kp adalah ….

A. Kp = 2

3

A

C

D. Kp =

2

1

D

B. Kp =

BA

DC

.

.2

23

E. Kp = 23

2

.

.

DC

BA

C. Kp = PD2

20. Harga Kp untuk reaksi kesetimbangan: 2X (g) 3Y (g) pada suhu tertentu adalah 1/8. Jika

dalam kesetimbangan tekanan parsial X adalah 8 atm, maka tekanan parsial Y adalah ….

A. 1/16 atm B. 6 atm C. 1 atm D. 2 atm E. 8 atm

21.Laju reaksi dari A(g) + B(g) C(g) adalah v=k[A][B]2 Jika volume yang ditempati gas-gas

tersebut diubah menjadi kali volume semula, maka laju reaksinya dibandingkan semula akan

menjadi …. Kali

A.4 B. 16 C. 32 D.8 E. 64

22.Laju reaksi dipengaruhi oleh beberapa faktor, kecuali …..

28

A. konsentrasi pereaksi D. konsentrasi produk

B. suhu E. luas permukaan bidang sentuhan

C. katalisator

23.Dari hasil percobaan untuk reaksi :

CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(g) diperoleh data sebgai berikut :

Percobaan Bentuk Zat

CaCO2

Konsentrasi HCl

(Molar)

Waktu

(dtk)

Temperatur

(K)

1

2

3

4

5

10 gram serbuk

10 gram butiran

10 gram

bongkahan

10 gram butiran

10 gram butiran

0,2

0,2

0,2

0,4

0,2

4

6

10

3

3

25

25

25

25

35

Pada percobaan 1 dan 3 laju reaksi dipengaruhi oleh ….

A. Temperatur D. Konsentrasi

B. Luas permukaan E. Katalis

C. Sifat-sifat

24.Pada reaksi kesetimbangan :

Fe3+(aq) + SCN-

(aq) FeSCN2+(aq)

(tak berwarna) (orange) (merah)

Pada suhu tetap maka …..

A. Jika konsentrasi SCN - ditambah, maka warna larutan makin merah

B. Penambahan FeCl3 menyebabkan warna makin pudar

C. Penambahan air menyebabkan jumlah FeSCN2+ bertambah

D. Penambahan katalis menyebabkan ion SCN - berkurang

E. Penambahan larutan NaOH menyebabkan kesetimbangan bergeser kekanan

25.Diantara larutan berikut ini yang mengandung jumlah mol terlarut paling banyak adalah …

A. 2000 ml HCl 0,05 M D. 200 ml HCl 0,25 M

B. 250 ml HCl 1,0 M E. 50 ml HCl 2 M

C. 500 ml HCl 0,25 M