Diketahui:

• Persamaan reaksi: H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
• M awal H₂ = 1 M
• M awal I₂ = 1 M
• K_C = 16

Ditanyakan:

M HI saat setimbang

Dijawab:

Tetapan Kesetimbangan ⟶ Pada suhu tertentu, hasil kali konsentrasi zat-zat produk yang dipangkatkan koefisien reaksinya, dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat reaktan yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Secara umum untuk reaksi kesetimbangan berikut:

aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)

rumusan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ($K_{\text{c}}$) adalah 

$K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^c\left[\text{D}\right]^d}{\left[\text{A}\right]^a\left[\text{B}\right]^b}$

Keterangan:

•  [A] = konsentrasi kesetimbangan A
•  [B] = konsentrasi kesetimbangan B
•  [C] = konsentrasi kesetimbangan C
•  [D] = konsentrasi kesetimbangan D

*Zat padat murni (s) dan zat cair murni (l) tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi.

Untuk reaksi:

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)

Tetapan kesetimbangannya adalah

$K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{HI}\right]^2}{\left[\text{H}_2\right]\left[\text{I}_2\right]}\$

• Buat persamaan reaksi kesetimbangan dan tentukan mol mula-mula, mol reaksi, dan mol saat setimbang

• Cari konsentrasi H₂ yang bereaksi (x) menggunakan rumus tetapan kesetimbangan

$K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{HI}\right]^2}{\left[\text{H}_2\right]\left[\text{I}_2\right]}\ \$

$16=\frac{\left[\text{2x}\right]^2}{\left[\text{1-x}\right]\left[\text{1-x}\right]}\ \ \$

$16=\frac{\left(\text{2x}\right)^2}{\left(\text{1-x}\right)^2}\ \ \ \$

$\sqrt{16}=\sqrt{\frac{\left(\text{2x}\right)^2}{\left(\text{1-x}\right)^2}}$

$4=\frac{\text{2x}}{\text{1-x}}\ \ \ \ \ \$

$4-4\text{x}=2\text{x}$

$6\text{x}=4\$

$\text{x}=\frac{4}{6}=\frac{2}{3}$

Konsentrasi H₂ saat setimbang = $1-\frac{2}{3}=\frac{3}{3}-\frac{2}{3}=\frac{1}{3}\ \text{M}$

Jadi konsentrasi H₂ saat setimbang adalah $\frac{1}{3}$ M.

Diketahui:

• Persamaan reaksi: Br₂(g) ⇌ 2Br(g)
• T = 4.000 K
• K_p = 2550 L
• R = 0,082 L.atm/mol.K

Ditanyakan:

K_c​? 

Dijawab:

Hubungan K_p dan K_c

$K_{\text{p}}=K_{\text{c}}\left(RT\right)^{\Delta n}\$

dengan:

• $\Delta n$ = jumlah koefisien gas produk dikurangi jumlah koefisien gas pereaksi
• T = suhu
• R = tetapan gas ideal

Untuk reaksi

   Br₂(g) ⇌ 2Br(g)

$\Delta n=2-1=1$

$K_{\text{p}}=K_{\text{c}}\left(RT\right)^{\Delta n}\$

$2.550=K_{\text{c}}\left(0,082\times4.000\right)^1$

$K_{\text{c}}=\frac{0,082\times4.000}{2.550}$

$K_{\text{c}}=0,1286$  

Jadi K_c untuk soal di atas adalah 0,1286.

Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan kimia di mana seluruh zat yang terlibat dalam persamaan reaksi mempunyai wujud sama.

Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan kimia di mana zat-zat yang terlibat dalam persamaan reaksi mempunyai wujud berbeda-beda.

Untuk reaksi

• I₂ (g) ⇌ 2I(g)

merupakan reaksi kesetimbangan homogen karena seluruh zat yang terlibat dalam reaksi memiliki wujud yang sama, yakni gas.

• CO(g) + 3H₂(g)  ⇌  CH₄(g) + H₂O(g)

merupakan reaksi kesetimbangan homogen karena seluruh zat yang terlibat dalam reaksi memiliki wujud yang sama, yakni gas.

• Fe³⁺(aq) + SCN^-(aq) ⇌ FeSCN²⁺(aq)  

merupakan reaksi kesetimbangan homogen karena seluruh zat yang terlibat dalam reaksi memiliki wujud yang sama, yakni larutan atau aqueous.

• 4FeS(s) + 7O₂(g) ⇌ 2Fe₂O₃(s) + 4SO₂(g)

merupakan reaksi kesetimbangan heterogen karena zat-zat yang terlibat dalam reaksi memiliki wujud yang berbeda, yakni zat FeS dan Fe₂O₃ yang memiliki wujud padatan, sedangkan O₂ dan SO₂ yang memiliki wujud gas.

• PCl₅ ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)

merupakan reaksi kesetimbangan homogen karena seluruh zat yang terlibat dalam reaksi memiliki wujud yang sama, yakni gas.

Jadi, yang merupakan reaksi kesetimbangan heterogen adalah reaksi 4FeS(s) + 7O₂(g) ⇌ 2Fe₂O₃(s) + 4SO₂(g).

Diketahui:

• K_p = 1/9
• P_total = 5 atm

Ditanyakan:

$\alpha?$

Dijawab:

K_p ⟶ tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial.

Secara umum untuk reaksi kesetimbangan berikut:

aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)

rumusan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan ($K_{\text{p}}$) adalah 

$K_{\text{P}}=\frac{\left(P_{\text{C}}\right)^c\left(P_{\text{D}}\right)^d}{\left(P_{\text{A}}\right)^a\left(P_{\text{B}}\right)^b}\ \$

Keterangan:

• 𝑃_𝐴 = Tekanan parsial zat A saat setimbang
• 𝑃_𝐵 = Tekanan parsial zat B saat setimbang
• 𝑃_C = Tekanan parsial zat C sat setimbang
• 𝑃_𝐷 = Tekanan parsial zat D saat setimbang 

*HANYA fasa gas (g) yang disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan.

Untuk reaksi:

2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g) 

Tetapan kesetimbangannya adalah

$K_{\text{p}}=\frac{\left(\text{P}_{\text{H}_2}\right)\left(\text{P}_{\text{I}_2}\right)\text{}\text{}}{\left(\text{P}_{\text{HI}}\right)^2}\ \$

• Buat persamaan reaksi kesetimbangan dan tentukan mol mula-mula, mol reaksi, dan mol saat setimbang

misal mol awal HI = 1 mol dan mol HI saat bereaksi = x, maka:

n total = mol pereaksi pada saat setimbang + mol produk pada saat setimbang

n total = mol HI + mol H₂ + mol I₂

n total = (1-x) + 1/2x + 1/2x

n total = 1 mol

• Tentukan tekanan parsial masing-masing zat

$P=\frac{\text{mol gas yang ditanyakan}}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}\$

$P_{\text{HI}}=\frac{\text{mol HI }}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}$ $=\frac{\text{1 - x }}{\text{1}}\times5\ \text{atm = }\ 5-5\text{x}\ \text{atm}\$

$P_{\text{H}_2}=\frac{\text{mol H}_2}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}$ $=\frac{\frac{1}{2}\text{x }}{\text{1}}\times5\ \text{atm = }2,5\text{x}\text{ atm}$

$P_{\text{I}_2}=\frac{\text{mol I}_2}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}$ $=\frac{\frac{1}{2}\text{x }}{\text{1}}\times5\ \text{atm = 2,}5\text{x}\ \text{atm}$

• Tentukan mol yang bereaksi (x) dari rumus K_p

$K_{\text{p}}=\frac{\left(P_{\text{H}_2}\right)\left(P_{\text{I}_2}\right)\text{}\text{}}{\left(P_{\text{HI}}\right)^2}\ \$

$\frac{1}{9}=\frac{\left(\text{2,5x}\right)\left(\text{2,5x}\right)\text{}\text{}}{\left(\text{5 - 5x}\right)^2}$

$\sqrt{\frac{1}{9}\ \ }=\frac{\sqrt{\left(\text{2,5 x}\right)^2}}{\sqrt{\left(\text{5-5x}\right)^2}}\ \ \ \$

$\frac{1}{3}=\frac{2,5\ \text{x}}{5-\text{5x}}\ \ \$

$5-\text{5x}=7,5\text{x}\ \ \$

$12,5\text{x}\ =5\ \ \ \$

$\text{x}=\frac{5}{12,5}$

$\text{x}=0,4\$

mol HI saat bereaksi = x = 0,4

• Tentukan % HI yang terurai

$\alpha=\frac{\text{mol yang terdisosiasi}}{\text{mol mula−mula}}\times100\%\$$=\frac{0,40}{1}\times100\%\ =\ 40\%$

Jadi banyaknya HI yang terurai adalah 40%.

Tetapan Kesetimbangan ⟶ Pada suhu tertentu, hasil kali konsentrasi zat-zat produk yang dipangkatkan koefisien reaksinya, dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat reaktan yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Secara umum untuk reaksi kesetimbangan berikut:

aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)

rumusan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ($K_{\text{c}}$) adalah: 

$K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^c\left[\text{D}\right]^d}{\left[\text{A}\right]^a\left[\text{B}\right]^b}$

Keterangan:

•  [A] = konsentrasi kesetimbangan A
•  [B] = konsentrasi kesetimbangan B
•  [C] = konsentrasi kesetimbangan C
•  [D] = konsentrasi kesetimbangan D

*Zat padat murni (s) dan zat cair murni (l) tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi.

Untuk reaksi:

• A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) + 3D(g) ⟶ $K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^2\left[\text{D}\right]^3}{\left[\text{A}\right]\left[\text{B}\right]^2}\ \$

• 2A(g) + B(g) ⇌ 2C(g) + 3D(g) ⟶ $K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^2\left[\text{D}\right]^3}{\left[\text{A}\right]^2\left[\text{B}\right]}\ \ \$

• 2A(s) + B(s) ⇌ 2C(g) + 3D(g)⟶ $K_{\text{c}}=\left[\text{C}\right]^2\left[\text{D}\right]^3\ \ \$

• 2A(g) + B(aq) ⇌ 2C(g) + 3D(l)⟶ $K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^2}{\left[\text{A}\right]^2\left[\text{B}\right]^{ }}\ \$

• 2A(aq) + B(l) ⇌ 2C(g) + 3D(aq)⟶ $K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^2\left[\text{D}\right]^3}{\left[\text{A}\right]^2}\ \ \$

Persamaan reaksi yang tepat berdasarkan ungkapan tetapan kesetimbangan dalam soal adalah:

2A(aq) + B(l) ⇌ 2C(g) + 3D(aq)

Hubungan K_p dan K_c

$K_{\text{p}}=K_{\text{c}}\left(RT\right)^{\Delta n}\$

dengan:

• $\Delta n$ = jumlah koefisien gas produk dikurangi jumlah koefisien gas pereaksi
• T = suhu
• R = tetapan gas ideal

Untuk reaksi

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

$\Delta n\ =$ koefisien produk (kanan) - koefisien pereaksi (kiri)

$\Delta n\ =2-\left(1+3\right)=2-4=-2\$

$K_{\text{p}}=K_{\text{c}}\left(RT\right)^{\Delta n}\$

$K_{\text{p}}=K_{\text{c}}\left(RT\right)^{-2}\$

$K_{\text{p}}=\frac{K_{\text{c}}}{\left(RT\right)^2}\ \$

Jadi, untuk rekasi N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) berlaku $K_{\text{p}}=\frac{K_{\text{c}}}{\left(RT\right)^2}$.

Perubahan tekanan hanya akan berpengaruh pada konsentrasi gas-gas yang ada pada kesetimbangan. Oleh karena itu, pada sistem reaksi setimbang yang tidak melibatkan gas, perubahan tekanan tidak menggeser letak kesetimbangan.

• Jika tekanan dinaikkan, kesetimbangan ke arah jumlah koefisien lebih kecil
• Jika tekanan diturunkan, kesetimbangan ke arah jumlah koefisien lebih besar

Agar produk yang dihasilkan banyak pada saat tekanan diperbesar, maka jumlah koefisien produk (kanan) harus lebih kecil dibandingkan jumlah koefisien pereaksi (kiri). karena apabila tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah koefisien kecil.

Pada reaksi :

Br₂(g) ⇌ 2Br(g) 

koefisien gas kiri (pereaksi) = 1

koefisien gas kanan (produk) = 2

koefisien gas pereaksi < koefisien gas produk ⟶ reaksi bergeser ke arah pereaksi

N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g) 

koefisien gas kiri (pereaksi) = 1

koefisien gas kanan (produk) = 2

koefisien gas pereaksi < koefisien gas produk ⟶ reaksi bergeser ke arah pereaksi 

PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)

koefisien gas kiri (pereaksi) = 1

koefisien gas kanan (produk) = 1 + 1 = 2

koefisien gas pereaksi < koefisien gas produk ⟶ reaksi bergeser ke arah pereaksi 

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

koefisien gas kiri (pereaksi) = 1 + 3 = 4

koefisien gas kanan (produk) = 2

koefisien gas pereaksi > koefisien gas produk ⟶ reaksi bergeser ke arah produk

2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)

koefisien gas kiri (pereaksi) = 2

koefisien gas kanan (produk) = 1 + 1 = 2

koefisien gas pereaksi = koefisien gas produk ⟶ tidak terjadi pergeseran.

Jadi reaksi kesetimbangan yang menghasilkan lebih banyak produk jika tekanan diperbesar adalah reaksi N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃ (g).

Reaksi reversible atau reaksi bolak balik adalah reaksi di mana zat pereaksi dapat bereaksi membentuk zat hasil dan zat hasil dapat bereaksi kembali membentuk zat pereaksi. Ciri-ciri dari reaksi bolak-balik sebagai berikut.

• Reaksi ditulis dengan dua anak panah yang berlawanan (⇌).
• Reaksi berlangsung dari dua arah, yaitu dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri.
• Reaksi tidak pernah berhenti karena komponen zat tidak pernah habis.
• Zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali menjadi zat mula-mula.

Reaksi irreversible atau reaksi satu arah yaitu zat pereaksi yang dapat berubah menjadi hasil, sedangkan zat hasil tidak dapat membentuk kembali zat pereaksi. Ciri-ciri reaksi satu arah sebagai berikut.

• Reaksi ditulis dengan satu anak panah
• Reaksi baru berhenti apabila salah satu atau semua reaktan habis.
• Reaksi berlangsung satu arah dari kiri ke kanan.
• Zat hasil reaksi tidak dapat dikembalikan seperti zat mula-mula.

Jadi pernyataan yang tidak tepat mengenai ciri-ciri reaksi bolak-balik adalah reaksi baru berhenti apabila salah satu atau semua reaktan habis.

Tetapan Kesetimbangan ⟶ Pada suhu tertentu, hasil kali konsentrasi zat-zat produk yang dipangkatkan koefisien reaksinya, dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat reaktan yang dipangkatkan dengan koefisien reaksinya.

Diketahui:

Berdasarkan grafik kesetimbangan pada soal, konsentrasi mula-mula:

• A = 0,7 M
• B dan C = 0 M.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa A merupakan pereaksi serta B dan C adalah produk.

Ditanyakan:

Persamaan reaksi dan persamaan K_C

Dijawab:

Berdasarkan grafik, pada saat kesetimbangan tercapai konsentrasi A = 0,3 M; B = 0,5 M; dan C = 0,4 M.

Sehingga konsentrasi A, B, dan C pada saat reaksi adalah:

Konsentrasi pereaksi = konsentrasi awal - konsentrasi setimbang

• Konsentrasi A = 0,7 M - 0,3 M = 0,4 M

Konsentrasi produk = konsentrasi setimbang

• Konsentrasi B = 0,5 M
• Konsentrasi C = 0,4 M

Saat bereaksi jumlah zat memiliki perbandingan tertentu, sesuai dengan perbandingan koefisien setimbang masing-masing zat.

Perbandingan konsentrasi zat pada saat bereaksi adalah:

A : B : C = 0,4 : 0,5 : 0,4 = 4 : 5 : 4

Jadi koefisien zat dalam persamaan reaksi yang tepat adalah

4A(g) ⇌ 5B(g) + 4C(g)

Secara umum untuk reaksi kesetimbangan berikut:

aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)

rumusan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi ($K_{\text{c}}$ ) adalah 

$K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{C}\right]^c\left[\text{D}\right]^d}{\left[\text{A}\right]^a\left[\text{B}\right]^b}$

Keterangan:

•  [A] = konsentrasi kesetimbangan A
•  [B] = konsentrasi kesetimbangan B
•  [C] = konsentrasi kesetimbangan C
•  [D] = konsentrasi kesetimbangan D

*Zat padat murni (s) dan zat cair murni (l) tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi.

Untuk reaksi:

4A(g) ⇌ 5B(g) + 4C(g)

tetapan kesetimbangan yang tepat adalah

$K_{\text{c}}=\frac{\left[\text{B}\right]^5\left[\text{C}\right]^4}{\left[\text{A}\right]^4}$

Reaksi reversible atau reaksi bolak balik adalah reaksi di mana zat pereaksi dapat bereaksi membentuk zat hasil dan zat hasil dapat bereaksi kembali membentuk zat pereaksi. Ciri-ciri dari reaksi bolak balik sebagai berikut.

• Reaksi ditulis dengan dua anak panah yang berlawanan (⇌).
• Reaksi berlangsung dari dua arah, yaitu dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri.
• Reaksi tidak pernah berhenti karena komponen zat tidak pernah habis.
• Zat hasil reaksi dapat bereaksi kembali menjadi zat mula-mula.

Contoh reaksi bolak-balik adalah reaksi pembentukan ammonia dari nitrogen dan hidrogen.

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Reaksi irreversible atau reaksi satu arah yaitu zat pereaksi yang dapat berubah menjadi hasil, sedangkan zat hasil tidak dapat membentuk kembali zat pereaksi. Ciri-ciri reaksi satu arah sebagai berikut.

• Reaksi ditulis dengan satu anak panah
• Reaksi baru berhenti apabila salah satu atau semua reaktan habis.
• Reaksi berlangsung satu arah dari kiri ke kanan.
• Zat hasil reaksi tidak dapat dikembalikan seperti zat mula-mula.

Contoh reaksi satu arah pada pilihan jawaban antara lain:

*Reaksi fotosintesis pada tumbuhan

• CO₂(g) + H₂O(l) ⟶ C₆H₁₂O₆ + O₂(g)

*Reaksi pembakaran bahan bakar fosil

• bahan bakar fosil + O₂(g) ⟶ H₂O(l) + CO₂(g) + energi

*Reaksi pembentukan karbon dioksida dari karbon dan oksigen

• C(s) + O₂(g) ⟶ CO₂(g)

*Reaksi pembentukan garam dari natrium hidroksida dan asam klorida

NaOH(aq) + HCl(aq) ⟶ NaCl(aq) + H₂O(l) 

Jadi salah satu contoh reaksi bolak balik pada pilihan jawaban adalah reaksi pembentukan ammonia dari nitrogen dan hidrogen.