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: 3H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) Data Kp dan Kc dari reaksi kesetimbangan (dapat balik) tersebut pada berbagai temperatur adalah : t ( o C) Kp Kc 25 9,0 x 10 5 9,0 x 10-8 300 4,6 x 10 9 1,0 x 10-5 400 2,6 x 10 10 8,0 x 10-7 1. Dalam wadah 1 L terdapat 20 H 2, 28 g N 2 dan sejumlah NH 3 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 NH 4 OH = 10-5 ). (A) 8 (B) 9 (C) 10 (D) 11 (E) 12 Jawaban : (D)
Konsep : Perhitungan Kc. 3H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) Pada saat kesetimbangan, dalam wadah 1 L : [H 2 ]= m Mm xv = 20 gr 2 gr mol x 1L = 10 mol/l [N 2 ]= m Mm xv = 28 gr 28 gr mol x1 L = 1 mol/l Pada suhu 300 o C, nilai Kc adalah 1 x 10-5. N [ H 2 ] 3 [ 2] Kc= [NH 3 ]2 1x 10 5 [NH = 3 ] 2 (10mol /L) 3.1 mol /L [NH 3 ] 2 = 10 2 [NH 3 ] = 0,1 mol/l Gas NH 3 tersebut dilarutkan dalam 1 L air membentuk NH 4 OH dengan konsentrasi 0,1 mol/l (0,1 M), sehingga : [OH - ] = Kb. M [OH - ] = 1x10 5. 0,1 M = 10 6 = 1 x 10-3 M poh = -log [OH - ] poh = - log 1 x 10-3 = 3, sehingga ph = 14-3 = 11
2. Jika pada saat kesetimbangan reaksi di atas pada suhu 25 o C tekanan parsial H 2 dan N 2 masing-masing adalah 1 atm dan 10 atm, maka tekanan total sistem pada saat kesetimbangan tersebut adalah... (A) 3000 atm (B) 3100 atm (D) 3101 atm (E) 3111 atm Jawaban : (C) (C) 3011 atm Konsep : Perhitungan Kp Pada suhu 25 o C, harga Kp adalah 9,0 x 10 5 p N ( p H 2 ) 3 ( 2) Kp= ( p NH 3 )2 9 x10 5 = ( pnh 3) 2 (1atm) 3.10atm ( pnh 3 ) 2 = 9 x 10 6 atm 2 ( pnh 3 )= 3000 atm Sehingga : p total = p NH 3 + p H 2 + p N 2 = 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 (NH 3 ), 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
(E) penambahan katalis akan menaikkan harga kesetimbangan Jawaban : (B) Konsep : Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan (A) Dari tabel terlihat bahwa jika suhu dinaikkan maka nilai Kp dan Kc semakin kecil, yang berarti bahwa reaksi ke arah kanan (pembentukan NH 3 ) 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 NH 3 ) semakin lambat, sebaliknya reaksi ke arah kiri (penguraian NH 3 ) semakin dominan. Ketika suhu dinaikkan, maka reaksi akan bergeser ke arah reaksi endoterm, yang berarti bahwa reaksi penguraian NH 3 adalah reaksi endoterm dan reaksi pemebntukan NH 3 adalah reaksi eksoterm. BENAR (C) Dari pembahasan option (B) telah diketahui bahwa reaksi penguraian NH 3 adalah reaksi endoterm sehingga perubahan entalpi reaksi bernilai positif. SALAH (D) Dari pembahasan option (B) telah diketahui bahwa reaksi penguraian NH 3 adalah reaksi endoterm, sehingga ketika suhu diturunkan maka produk penguraian akan semakin kecil (NH 3 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 AC 2 + 2 B K = 0,5 B + AC 2 BC + AC K = 4,0 Maka tetapan kesetimbangan untuk reaksi A + AC 2 2 AC adalah... (A) 4,5 (B) 5,0 (C) 8,0 (D) 8,5 (E) 16,5 Jawaban : (C) Konsep : Hubungan nilai tetapan kesetimbangan dengan reaksi-reaksi yang berkaitan.
Untuk mendapatkan tetapan kesetimbangan reaksi A + AC 2 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 4 2 = 16,0. A + 2 BC AC 2 + 2 B K = 0,5 2 B + 2 AC 2 2 BC + 2 AC K = 16,0 A + AC 2 2 AC K = 8,0 UM UGM/2010/451 5. Sebanyak 240 gram SO 3 (g) pada temperatur dan volume tertentu terurai menjadi SO 2 (g) dan O 2 (g). Jika derajat disosiasi SO 3 adalah 1/3 dan tekanan total gas setelah tercapai kesetimbangan adalah 7 atm, tekanan parsial SO 3 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 Reaksi yang terjadi adalah : SO 3 (g) SO 2 (g) + O 2 (g) Mol SO 3 mula-mula = m Mm = 240 gr 80 gr mol = 3 mol Derajat disosiasi sebesar 1/3, sehingga Mol SO 3 yang terurai = 1/3 x mol SO 3 mula-mula = 1/3 x 3 mol = 1 mol 2 SO 3 (g) 2 SO 2 (g) + O 2 (g) Mula-mula 3 mol - -
Bereaksi 1 mol 1 mol 0,5 mol Setimbang 2 mol 1 mol 0,5 mol Mol total = mol SO 3 + mol SO 2 + mol O 2 = 2 mol + 1 mol + 0,5 mol = 3,5 mol P total = 7 atm P SO 3 = mol SO 3 mol total x P total = 2 mol 3,5 mol x 7 atm = 4 atm SNMPTN/2009/W-I/176 6. Reaksi CO(g) + H 2 O (g) CO 2 (g) + H 2 (g) digunakan oleh industri sebagai sumber hidrogen. Nilai Kc untuk reaksi ini pada 500 o 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 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
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 SO 3 menurut persamaan : SO 2 (g) + ½ O 2 (g) SO 3 (g) reaksi eksoterm. Hasil SO 3 yang diperoleh akan bertambah bila : (1) Ditambah katalis (2) Tekanan diperbesar (3) Suhu dinaikkan (4) Ditambah gas SO 2 Jawaban : (C) 2 dan 4 benar Konsep : Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan. (1) Katalis ; katalis tidak mempengaruhi kesetimbangan. Katalis hanya berperan untuk meningkatkan laju reaksi. SALAH. (2) Tekanan ; pada reaksi pembentukan SO 3 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 SO 3 sehingga SO 3 yang diperoleh akan semakin banyak. BENAR (3) Suhu ; reaksi pembentukan SO 3 tersebut adalah reaksi eksoterm. Ketika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi endoterm, yaitu reaksi penguraian SO 3 sehingga SO 3 yang diperoleh akan semakin sedikit. SALAH (4) Konsentrasi ; penambahan gas SO 2 (reaktan) menyebabkan kesetimbangan bergeser kearah pembentukan SO 3 (produk) untuk mengurangi jumlah SO 2 yang ditambahkan. Oleh sebab itu, jumlah SO 3 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) H 2 (g) + I 2 (g) (B) N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) (C) CaCO 3 (s) CaO (s) + CO 2 (g)
(D)2NO (g) + O 2 (g) 2NO 2 (g) (E) S (s) + O 2 (g) SO 2 (g) Jawaban : (D) Konsep : Pengaruh tekanan terhadap pergeseran kesetimbangan 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 H 2 (g) + I 2 (g) 2 HI(g) diperkecil pada suhu tetap, maka tekanan partial H 2 dan I 2 akan bertambah SEBAB Komposisi kesetimbangan H 2 (g) + I 2 (g) 2HI(g) tidak dipengaruhi perubahan volume Jawaban : (D), pernyataan salah, alasan benar Konsep : Pengaruh volume terhadap pergeseran kesetimbangan Untuk reaksi H 2 (g) + I 2 (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 H 2 dan I 2 adalah tetap). Buku Erlangga, Michael Purba, 2007. 10. Pembuatan amonia menurut proses Haber-Bosch berdasarkan reaksi :
3H 2 (g) + N 2 (g) 2NH 3 (g) H = -92 kj Jika suhu diturunkan, maka... (A)NH 3 akan bertambah (B) NH 3 akan berkurang (C) N 2 akan bertambah (D)H 2 akan bertambah (E) N 2 dan H 2 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 NH 3 akan bertambah sedangkan masing-masing N 2 dan H 2 akan berkurang.