Bank Soal Kesetimbangan Kimia Bagian 2 + Pembahasan

Kelanjutan dari postingan sebelumnya (Bagian 1 bisa dilihat disini), masih membahas tentang bab kesetimbangan kimia, kali ini kita akan membahas soal tentang perhitungan pada bab kesetimbangan ini. Perhitungan yang akan kita bahas adalah perhitungn Kc dan Kp dari beberapa buah soal kesetimbangan kimia. Selamat menikmati.

Soal 1
Kedalam ruang tertutup 1 mol gas N2 dan 3 mol H2. Pada suhu T derajat Celsius terjadi kesetimbangan : N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) . Jika pada saat kesetimbangan terdapat 1 mol gas NH3 dan tekanan total rekasi tersebut adalah 3 atm. Harga Kp dari rekasi tersebut adalah . . . .

Pembahasan
Langkah pertama kita buat dulu stoikiometri reaksinya agar memudahkan kita memahami soal. Ingat untuk mencari Kp jika diketahui mol masing masing gas dalam reaksi dan tekanan totalnya maka kita menggunakan menggunakan rumus sebagai berikut :

Reaksi :
N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g)

Kp = P(NH3)^2 / P(N2) P(H2)^3, dengan P itu adalah tekanan parsial. Untuk menghitungnya kita menggunakan rumus :

Tekanan parsial gas = (n gas/ n total) x P Total

Stoikiometri reaksi :
                          N2(g) +  3H2(g)  2NH3(g)
Mula2                1 mol     3mol          -
Reaksi         
Sisa/setmbng                                       1 mol

Jika pada saat setimbang terdapat 1mol gas NH3, maka pada saat reaksi tentu juga terjadi pembentukan 1 mol NH3 karena awalnya gas ini tidak ada (Sisa = Mula mula - Reaksi).

mol H2 bereaksi = 3/2 x mol H2 = 3/2 x 1 mol = 1,5 mol
mol N2 bereaksi = 1/2 x mol H2 = 1/2 x 1 mol = 0,5 mol
Maka,
mol N2 sisa/ setimbang = 1 - 0,5 = 0,5 mol
mol H2 sisa/setimbang = 3 - 1,5 = 1,5 mol
mol NH3 saat setimbangan = 1 mol

Jadi pada saat reaksi mencapai kesetimbangan jumlah mol total dalam reaksi adalah = 0,5 + 1,5 + 1 = 3 mol. Maka :

Tekanan parsial gas N2 = P(N2) = 0,5/3 x 3 atm = 0,5 atm
Tekanan parsial gas H2 = P(H2) = 1,5/3 x 3atm = 1,5 atm
Tekanan parsial gas NH3 = P(NH3) = 1/3 x 3 atm = 1 atm

Kp = P(NH3)^2 / P(N2) P(H2)^3
      = (1)^2 / (0,5) (1,5)^3
      = 0,59

Soal 2
Jika pada saat kesetimbangan reaksi 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g) harga ksesetimbangan sebesar 25, pada kondisi yang sama harga Kc untuk rekasi kesetimbangan SO3(g)  1/2O2(g) + SO3(g) adalah . . . . .?

Pembahasan :
Wah, konsep ini nanti akan saya bahas secara  terpisah dipostingan lain nantinya. Untuk saat ini anggap saja sebagai pengenalan konsep berdasarkan soal diatas.

Menurut kalian apa hubungan reaksi 1 : 2SO2(g) + O2(g)  2SO3(g)  dengan reaksi yang ke 2 : SO3(g)  1/2O2(g) + SO3(g) ??? Jika kita perhatikan ternyata rekasi tersebut hanyalah dibalik dari pembentukan SO3 menjadi penguraiannya dan koefisiennya dibagi dua.

Konsepnya :
Jika reaksinya dibalik, maka : K2 = 1/K1
Jika rekasinya dibalik, maka : K2 = 

Untuk mengubah reaksi 1 menjadi reaksi 2 dilakukan dengan langkah berikut
1. Membalik reaksi : 2SO2(g) + O2(g)  2SO3 K1 = 25 menjadi 2SO3  2SO2(g) + O2(g)
    Maka Kc untuk rekasi kedua ini adalah , K2 = 1/K1 = 1/25

2. Mengali koefisien reaksi : 2SO3  2SO2(g) + O2(g) K2 = 1/25 dengan 2, maka harga Kc menjadi , K3 = 

Soal 3
Pada suhu 25 derajat Celsius, dua reaksi berikut memiliki harga tetapan kesetimbangan rekasi sebagai berikut.
1). A + 2BC AC2 + 2B K = 0,5
2). B + AC2  BC + AC  K = 4
Berdasarkan reaksi tersebut, tetapan kesetimbangan untuk reaksi : A + AC2  2AC adalah . . . . .
?

Pembahasan :
Jika kalian sudah belajar tentang hukum hess pada termokimia pasti kalian akan mengerti dengan konsep reaksi kesetimbangan yang satu ini (Konsep ini juga akan saya bahas lebih khusus dipostingan lain). Jika kita menjumlahkan reaksi 1 dan 2 dengan mengali koefisien reaksi dua dengan 2 terlebih dahulu, maka hasilnya adalah reaksi 3. Berdasarkan hal ini maka harga tetapan kesetimbangan untuk rekasi hasil penjumlahan ini adalah, K3 = K1 x K2.

Mari kembali kesoal, pertama kita bagi dulu koefisien reakasi kedua dengan 2 dan hitung K-nya.
B + AC2  BC + AC  K = 4     (koefisien reaksi x 2)
menjadi
2B + 2 AC2   2BC + 2AC  K2 =  (4)^n = 4^2 = 16

Kemudian baru jumlahkan reaksi :
A + 2BC AC2 + 2B
2B + 2 AC2   2BC + 2AC
                                      +
A + AC2  2AC , K3 = K1 x K2 = 0,5 x 16 = 8