Kesetimbangan Kimia

Berikut ini adalah fenomena-fenomena yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari:

1) Pagar besi yang mengalami perkaratan.

2) Minuman bersoda dalam  botol tertutup akan  menghasilkan  gas ketika dikocok.

3) Pembusukan makanan.

4) Penggunaan gas LPG untuk bahan bakar.

Pernyataan yang paling tepat mengenai fenomena-fenomena di atas yang berkaitan dengan reaksi satu arah dan reaksi dua arah adalah .....

• nomor 1 dan 2 merupakan contoh-contoh fenomena yang melibatkan reaksi satu arah.

• hanya fenomena pada nomor 2 yang merupakan contoh reaksi satu arah.

• nomor 2 dan 3 merupakan contoh-contoh fenomena yang melibatkan reaksi dua arah.

• fenomena pada nomor 4 merupakan salah satu contoh reaksi satu arah.

• semua fenomena di atas merupakan contoh-contoh dari reaksi dua arah.

Reaksi dua arah sangat banyak dijumpai dalam berbagai bidang di industri, contohnya pada proses pembuatan amonia dari gas hidrogen dan gas nitrogen melalui proses Harber-Bosch. Reaksi dua arah akan mencapai kesetimbangan pada waktu tertentu.

Pernyataan yang kurang tepat berkaitan dengan reaksi dua arah pada pembuatan amonia dan keadaan setimbang adalah ....

• keadaan setimbang terjadi saat reaksi ke arah produk (amonia) dan reaksi ke arah reaktan (gas hidrogen dan gas nitrogen) berlangsung terus-menerus namun tidak ada perubahan yang dapat diamati.

• keadaan setimbang akan tercapai saat konsentrasi gas hidrogen, gas nitrogen, dan gas amonia adalah tetap.

• keadaan setimbang tercapai saat laju reaksi ke arah produk (amonia) dan laju reaksi ke arah reaktan (gas hidrogen dan gas nitrogen) adalah tetap.

• jika proses pembentukan amonia tidak terjadi pada suhu yang tepat, maka reaksi dapat berbalik arah dari amonia yang telah terbentuk akan kembali terurai menjadi hidrogen dan nitrogen.

• gas hidrogen dan gas nitrogen yang merupakan reaktan pembentuk amonia tidak habis bereaksi dan tetap ada setelah sistem mencapai kesetimbangan.

Lidya ingin mengetahui apakah reaksi penguraian senyawa CuSO₄.5H₂O yang berwarna biru muda menjadi padatan CuSO₄ yang berwarna putih dan uap air merupakan reaksi dua arah. Dia memanaskan 3 gram serbuk CuSO₄.5H₂O dalam cawan penguapan dan mencatat perubahan warna yang terjadi pada serbuk tersebut akibat pemanasan. Kemudian, dia meneteskan beberapa tetes air ke dalam cawan dan ternyata warna serbuk tersebut kembali seperti warna awal sebelum dipanaskan.

Bagaimana cara Lidya mengetahui bahwa reaksi penguraian CuSO₄.5H₂O merupakan reaksi dua arah?

• Dengan membandingkan kecepatan reaksi penguraian CuSO4.5H2O dan reaksi pem-bentukan CuSO4. 5H2O.

• Dengan membandingkan massa awal CuSO4.5H2O sebelum dan sesudah pemanasan dan setelah ditetesi air.

• Dengan membandingkan warna awal CuSO4.5H2O sebelum dan sesudah pemanasan dan setelah ditetesi air.

• Dengan membandingkan waktu yang diperlukan CuSO4.5H2O untuk mengalami perubahan massa.

• Dengan mengisolasi ruang terjadinya reaksi

Kiki ingin menunjukkan kepada temannya mengenai pengaruh suhu terhadap pergeseran kesetimbangan dengan menggunakan campuran gas NO₂ dan gas N₂O₄ pada tabung reaksi tertutup. Gas NO₂ yang berwarna cokelat dapat membentuk kesetimbangan dengan gas N₂O₄ yang tidak berwarna dengan persamaan reaksi:

2 NO₂(g)    ⇄     N₂O₄(g)

Kiki memasukkan tabung reaksi tertutup yang berisi campuran gas NO₂ dan gas N₂O₄ ke dalam gelas kaca yang berisi air dingin. Kemudian, setelah beberapa menit dia mengangkat tabung reaksi dari gelas tersebut dan memasukkannya ke gelas lain yang berisi air hangat. Siswa diinstruksikan untuk mengamati perubahan yang terjadi.

Bagaimana cara untuk mengetahui terjadinya pergeseran kesetimbangan pada kegiatan yang dilakukan Kiki?

• Dengan menaikkan suhu pada gelas kaca.

• Dengan menambah volume gas NO2 pada tabung reaksi.

• Dengan menambah volume  gas N2O4 pada tabung reaksi.

• Dengan mengidentifikasi perubahan warna gas pada tabung reaksi setelah diletakkan pada gelas berisi air hangat dan air dingin.

• Percobaan Kiki tidak dapat diamati

• 4

• 2

• 0,5

• 0,125

• 0,25

• 0,5

• 1,0

• 2,0

• 4,0

• 5,0

Pada volume 2 liter, 5 mol gas NO₂ membentuk kesetimbangan sesuai persamaan reaksi berikut:

2 NO₂(g) ⇌ 2 NO(g) + O₂(g)

Pada keadaan setimbang dan suhu tetap, diperoleh 2 mol gas O₂. Kesimpulan yang dapat ditarik berdasarkan data di atas adalah ....

• diperoleh jumlah mol gas NO2, NO, O2  pada keadaan setimbang berturut-turut adalah 1 mol, 2 mol, dan 1 mol.

• gas NO2 habis bereaksi membentuk 4 mol gas NO dan 2 mol gas O2.

• Kc = Kp

• diperoleh harga Kc sama dengan 16.

• diperoleh harga Kc sama dengan 32.

Dalam wadah tertutup berukuran 600 mL, reaksi penguraian 5 mol gas belerang trioksida menjadi gas oksigen dan gas belerang dioksida. Setelah setimbang, gas belerang trioksida yang terurai adalah sebanyak 40%. Maka ....

• mol total setelah membentuk kesetimbangan adalah sebesar 5 mol juga

• dihasilkan mol gas belerang dioksida = 1 mol

• Harga Kc = 4/9

• Harga Kc = 5,636

• Harga Kc = 0,74

Berdasarkan reaksi dua arah dari pembentukan gas NO tersebut, kesetimbangan baru akan terbentuk dan akan bergeser ke arah kanan jika ....

• Menaikkan suhu

• Menurunkan volume

• Menurunkan tekanan

• Mengurangi gas oksigen

• Menurunkan suhu

Pembentukan gas N₂O₄ dari gas N₂ dan gas O₂ dilakukan melalui dua tahap reaksi. Reaksi pertama adalah reaksi pembentukan 2 mol gas NO₂ dari gas N₂ dan O₂, dan diperoleh harga Kc = 0,5. Gas NO₂ tersebut kemudian bereaksi membentuk gas N₂O₄ dan diperoleh harga Kc sebesar 0,25.

Dengan menghubungkan berbagai kondisi pada uraian di atas, maka ....

• harga Kc untuk reaksi pembentukan 1 mol gas N2O4 dari gas N2 dan O2 adalah sebesar 8.

• harga Kc untuk reaksi pembentukan 1 mol gas N2O4 dari gas N2 dan O2 adalah sebesar 1,25.

• harga Kc untuk reaksi penguraian 1 mol gas N2O4 menjadi gas N2 dan O2 adalah sebesar 8.

• harga Kc untuk reaksi penguraian 1 mol gas N2O4 dari gas N2 dan O2 adalah sebesar 0,125.

• harga Kc untuk reaksi pembentukan maupun penguraian gas N2O4 dari gas N2 dan O2 tidak berhubungan dengan harga Kc dua reaksi lainnya.