Soal kesetimbangan kimia

(1)

Nama : Fitria Puspita NIM : 1201760

Kelas : Pendidikan Kimia A

Soal – Soal Kesetimbangan Kimia

SBMPTN 2014

Untuk soal no 1-3, bacalah narasi berikut.

Proses Haber-Bosch merupakan proses pembentukan atau produksi ammonia berdasarkan reaksi:

3H2 (g) + N2 (g) ↔ 2NH3(g)

Data Kp dan Kc dari reaksi kesetimbangan (dapat balik) tersebut pada berbagai temperatur adalah :

t (o_C) _Kp _Kc

25 9,0 x 105 _{9,0 x 10}-8

300 4,6 x 109 _{1,0 x 10}-5

400 2,6 x 1010 _{8,0 x 10}-7

1. Dalam wadah 1 L terdapat 20 H2, 28 g N2 dan sejumlah NH3 dalam kesetimbangan pada

300 o_{C. Jika gas NH}

3 dalam kesetimbangan tersebut dipisahkan dan dilarutkan dalam 1 L air,

maka pH larutan yang diperoleh adalah ... (Kb NH4OH = 10-5).

(A) 8 (B) 9 (C) 10 (D) 11 (E) 12 Jawaban : (D)

(2)

Konsep : Perhitungan Kc. Pembahasan :

3H2 (g) + N2 (g) ↔ 2NH3(g)

Pada saat kesetimbangan, dalam wadah 1 L :

[H2 ]= m Mm x V = 20 gr 2 gr molx 1 L = 10 mol/L [N2 ]= m Mm x V = 28 gr 28 gr molx 1 L = 1 mol/L Pada suhu 300 o_{C, nilai Kc adalah 1 x 10}-5_.

N [H₂]3[¿¿2] Kc=[NH3] 2 ¿ 1 x 10−5 = [NH3] 2 (10 mol /L)3.1 mol /L [NH3]2=¿ 10−2 [NH3] = 0,1 mol/L

Gas NH3 tersebut dilarutkan dalam 1 L air membentuk NH4OH dengan konsentrasi 0,1 mol/L

(0,1 M), sehingga : [OH-_{] =}

√

Kb. M

[OH-_{] =}

√

1 x 10−5. 0,1 M =

√

10−6 _{= 1 x 10}-3_M

pOH = -log [OH-_]

pOH = - log 1 x 10-3_{= 3, sehingga}

(3)

2. Jika pada saat kesetimbangan reaksi di atas pada suhu 25 o_{C tekanan parsial H}

2 dan N2

masing-masing adalah 1 atm dan 10 atm, maka tekanan total sistem pada saat kesetimbangan tersebut adalah ...

(A) 3000 atm (D) 3101 atm (B) 3100 atm (E) 3111 atm (C) 3011 atm

Jawaban : (C)

Konsep : Perhitungan Kp Pembahasan :

Pada suhu 25 o_{C, harga Kp adalah 9,0 x 10}5

p N (p H₂)3(¿¿2) Kp=(p NH3) 2 ¿ 9 x 105= (p NH3) 2 (1 atm)3.10 atm (p NH3) 2 = 9 x 106 _atm2

(

p NH₃

₎

=¿ _{3000 atm} Sehingga :

p total = p NH3 + p H2 + p N2 = 3000 atm + 1 atm + 10 atm = 3011 atm

3. Dari data tetapan kesetimbangan proses Haber-Bosch tersebut di atas, pernyataan yang benar adalah …

(A) untuk meningkatkan hasil reaksi (NH3), maka dapat dilakukan dengan cara menaikkan

suhu

(B) reaksi pembentukan amonia adalah reaksi eksotermis

(C) perubahan entalphi reaksi peruraian ammonia berharga negatif (D) produk peruraian ammonia terjadi lebih besar pada suhu rendah

(4)

(E) penambahan katalis akan menaikkan harga kesetimbangan

Jawaban : (B)

Konsep : Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan Pembahasan :

(A) Dari tabel terlihat bahwa jika suhu dinaikkan maka nilai Kp dan Kc semakin kecil, yang berarti bahwa reaksi ke arah kanan (pembentukan NH3) semakin lambat. Artinya jika suhu

dinaikkan maka jumlah produk akan semakin kecil. SALAH

(B) Dari tabel terlihat bahwa jika suhu dinaikkan maka nilai Kp dan Kc semakin kecil yang berarti bahwa reaksi ke arah kanan (pembentukan NH3) semakin lambat, sebaliknya reaksi ke

arah kiri (penguraian NH3) semakin dominan . Ketika suhu dinaikkan, maka reaksi akan

bergeser ke arah reaksi endoterm, yang berarti bahwa reaksi penguraian NH3 adalah reaksi

endoterm dan reaksi pemebntukan NH3 adalah reaksi eksoterm. BENAR

(C) Dari pembahasan option (B) telah diketahui bahwa reaksi penguraian NH3 adalah reaksi

endoterm sehingga perubahan entalpi reaksi bernilai positif. SALAH

(D) Dari pembahasan option (B) telah diketahui bahwa reaksi penguraian NH3 adalah reaksi

endoterm, sehingga ketika suhu diturunkan maka produk penguraian akan semakin kecil (NH3 semakin banyak). SALAH

(E) Katalis tidak mengubah nilai Kc atau Kp, katalis berperan untuk meningkatkan laju reaksi dengan mempengaruhi energi aktivasi. SALAH

SIMAK UI/2010/504

4. Diketahui pada suhu tertentu : A + 2 BC ↔ AC2 + 2 B K = 0,5

B + AC2 ↔ BC + AC K = 4,0

Maka tetapan kesetimbangan untuk reaksi A + AC2 ↔ 2 AC adalah...

(A)4,5 (B) 5,0 (C) 8,0 (D)8,5 (E) 16,5 Jawaban : (C)

(5)

Pembahasan :

Untuk mendapatkan tetapan kesetimbangan reaksi A + AC2 ↔ 2 AC, dapat dilakukan dengan

eliminasi kedua reaksi diatas. Namun sebelumnya reaksi kedua harus dikalikan dengan faktor 2 sehingga harga K untuk reaksi kedua harus dikuadratkan, yaitu 42_{= 16,0.}

A + 2 BC ↔ AC2 + 2 B K = 0,5

2 B + 2 AC2 ↔ 2 BC + 2 AC K = 16,0

A + AC2 ↔ 2 AC K = 8,0

UM UGM/2010/451

5. Sebanyak 240 gram SO3 (g) pada temperatur dan volume tertentu terurai menjadi SO2 (g)

dan O2 (g). Jika derajat disosiasi SO3 adalah 1/3 dan tekanan total gas setelah tercapai

kesetimbangan adalah 7 atm, tekanan parsial SO3 pada kesetimbangan adalah ... (Ar S = 32,

O = 16) (A)1,0 atm (B) 2,0 atm (C) 3,5 atm (D)4,0 atm (E) 7,0 atm Jawab : (D)

Konsep : Kesetimbangan homogen fasa gas Pembahasan :

Reaksi yang terjadi adalah :

SO3(g) ↔ SO2 (g) + O2 (g) Mol SO3 mula-mula = m Mm = 240 gr 80 gr mol = 3 mol

Derajat disosiasi sebesar 1/3, sehingga

Mol SO3 yang terurai = 1/3 x mol SO3 mula-mula = 1/3 x 3 mol = 1 mol

2 SO3(g) ↔ 2 SO2 (g) + O2 (g)

(6)

-Bereaksi 1 mol 1 mol 0,5 mol Setimbang 2 mol 1 mol 0,5 mol Mol total = mol SO3 + mol SO2 + mol O2

= 2 mol + 1 mol + 0,5 mol = 3,5 mol

P total = 7 atm

P SO3 =

mol SO₃

mol total x P total

= _{3,5 mol x 7 atm = 4 atm}2 mol

SNMPTN/2009/W-I/176

6. Reaksi CO(g) + H2O (g) ↔ CO2 (g) + H2 (g) digunakan oleh industri sebagai sumber

hidrogen. Nilai Kc untuk reaksi ini pada 500o_{C adalah 4. Pada temperatur tersebut nilai Kp}

adalah ... (A)1 (B) 2 (C) 4 (D)6 (E) 8 Jawab (C)

Konsep : Hubungan Kc dan Kp Pembahasan : Dik : Kc = 4 R = 0,08205 L atm mol-1_K-1 T = (500 +273) K = 773 K ∆n = (1+1) – (1+1) = 0 Kp = Kc (RT )∆ n

(7)

Kp = 4 (0,08205 L atm mol-1_K-1_{. 773 K)}0

Kp = 4 . 1 Kp = 4

SIMAK UI/2009/954

7. Reaksi pembentukan gas SO3 menurut persamaan :

SO2 (g) + ½ O2 (g) ↔ SO3(g) reaksi eksoterm. Hasil SO3 yang diperoleh akan bertambah

bila :

(1) Ditambah katalis (2) Tekanan diperbesar (3) Suhu dinaikkan (4) Ditambah gas SO2

Jawaban : (C) 2 dan 4 benar

Konsep : Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan. Pembahasan :

(1) Katalis ; katalis tidak mempengaruhi kesetimbangan. Katalis hanya berperan untuk meningkatkan laju reaksi. SALAH.

(2) Tekanan ; pada reaksi pembentukan SO3 tersebut, koefisien total reaktan adalah 1,5,

sedangkan koefisien total produk adalah 1. Jika tekanan diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi dengan jumlah mol total yang lebih kecil, yaitu kearah pembentukan SO3 sehingga SO3 yang diperoleh akan semakin

banyak. BENAR

(3) Suhu ; reaksi pembentukan SO3 tersebut adalah reaksi eksoterm. Ketika suhu

dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi endoterm, yaitu reaksi penguraian SO3 sehingga SO3 yang diperoleh akan semakin sedikit. SALAH

(4) Konsentrasi ; penambahan gas SO2 (reaktan) menyebabkan kesetimbangan bergeser

kearah pembentukan SO3 (produk) untuk mengurangi jumlah SO2 yang ditambahkan.

Oleh sebab itu, jumlah SO3 yang diperoleh akan semakin banyak. BENAR.

Buku Erlangga, Michael Purba, 2007.

8. Diantara persamaan reaksi kesetimbangan dibawah ini, kesetimbangan yang bergeser ke kanan jika tekanan diperbesar adalah ...

(A)2HI (g) ↔ H2 (g) + I2 (g)

(B) N2O4 (g) ↔ 2NO2 (g)

(8)

(D)2NO (g) + O2 (g) ↔ 2NO2 (g)

(E) S (s) + O2 (g) ↔ SO2 (g)

Jawaban : (D)

Konsep : Pengaruh tekanan terhadap pergeseran kesetimbangan Pembahasan :

Pergeseran kesetimbangan yang diakibatkan oleh faktor tekanan bergantung pada jumlah molekul zat-zat yang bereaksi (dalam fasa gas) yang dapat dilihat dari koefisien reaksi masing-masing zat. Penambahan tekanan menyebabkan sistem bereaksi untuk mengurangi tekanan tersebut, sehingga reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefiennya lebih kecil.

(A)Total koefisien reaktan = 2 dan total koefisien produk = 2 sehingga reaksi kesetimbangan tidak bergeser. SALAH.

(B) Total koefisien reaktan = 1 dan total koefisien produk = 2 sehingga reaksi akan bergeser ke arah pembentukan reaktan (ke arah kiri). SALAH.

(C) Total koefisien reaktan = 0 dan total koefisien produk = 1 sehingga reaksi akan bergeser ke arah pembentukan reaktan (ke arah kiri). SALAH.

(D)Total koefisien reaktan = 3 dan total koefisien produk = 2 sehingga reaksi akan bergeser ke arah pembentukan produkn (ke arah kanan). BENAR.

(E) Total koefisien reaktan = 1 dan total koefisien produk = 1 sehingga reaksi kesetimbangan tidak bergeser. SALAH.

SIMAK UI/2011/511

9. Jika volume kesetimbangan H2(g) + I2(g) ↔ 2 HI(g) diperkecil pada suhu tetap, maka

tekanan partial H2 dan I2 akan bertambah

SEBAB

Komposisi kesetimbangan H2(g) + I2(g) 2HI(g) tidak dipengaruhi perubahan volume

Jawaban : (D), pernyataan salah, alasan benar

Konsep : Pengaruh volume terhadap pergeseran kesetimbangan Pembahasan :

Untuk reaksi H2 (g) + I2 (g)↔ 2 HI (g), jumlah mol total reaktan dan jumlah mol total produk

adalah sama yaitu 2, sehingga pengurangan volume tidak akan menggeser kesetimbangan dan komposisi kesetimbangan tidak berubah (tekanan parsial H2 dan I2 adalah tetap).

Buku Erlangga, Michael Purba, 2007.

(9)

3H2 (g) + N2 (g) ↔ 2NH3(g) ∆H = -92 kJ

Jika suhu diturunkan, maka ... (A)NH3 akan bertambah

(B) NH3 akan berkurang

(C) N2 akan bertambah

(D)H2 akan bertambah

(E) N2 dan H2 akan bertambah

Jawaban : (A)

Konsep : Pengaruh suhu terhadap pergeseran kesetimbangan Pembahasan:

Reaksi pembentukan amonia tersebut adalah reaksi eksoterm. Ketika suhu diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm, yaitu reaksi pembentukan amonia itu sendiri, sehingga NH3 akan bertambah sedangkan masing-masing N2 dan H2 akan berkurang.