LKS 4

114

Mata Pelajaran : Ki Kimia Materi Pokok : Ke K esetimbangan Kimia Sub Sub Mate Materi ri Poko Pokok k : Tetapa tapan n Kese Keseti timb mban anga gan n Alokasi Waktu: Waktu: 4 X 45 Menit Standar Kompetensi : Memahami kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, an !aktor"!aktor #ang mempengaruhin#a, serta penerapann#a alam kehiupan sehari"hari an inustri$ Kompetensi Dasar : Menentukan hubungan kuantitati! antara pereaksi engan hasil reaksi ari suatu reaksi kesetimbangan$ Tujuan Pembelajaran :  Menjelaskan tentang tetapan kesetimbangan$  Mena!sirkan ata per%obaan mengenai konsentrasi pereaksi an hasil reaksi paa keaaan setimbang untuk menentukan erajat isosiasi an tetapan kesetimbangan  Menghitung harga K% berasarkan konsentrasi &at alam kesetimbangan  Menghitung harga Kp berasarkan tekanan parsial gas pereaksi an hasil reaksi paa keaaan setimbang  Menghitung harga K% berasarkan Kp atau sebalikn#a$

INSTRUKSI : Setiap sis'a harus memba%a (KS ini engan seksama$ )iskusikan setiap pertan#aan an permasalahan #ang aa alam (KS ini melalui iskusi engan sesama anggota kelompok  *ika aa pertan#aan atau hal #ang tiak imengerti mintalah bantuan guru untuk menjelaskann#a$ +$

Kita suah mengetahui bah'a reaksi apat balik re-ersible. #ang berlangsung alam sistem tertutup  berakhir engan suatu keaaan setimbang$ /erapa  persen pereaksi #ang iubah, sehingga men%apai keaaan setimbang0 ntuk menja'ab pertan#aan ini, marilah kita lakukan per%obaan i ba'ah ini2

115

*uul

: 3ukum Kesetimbangan Kimia"Tetapan Kesetimbangan

Tujuan

: Sis'a apat menentukan harga tetapan kesetimbangan K%.

Alat yang digunakan :

Baan yang digunakan :

1$ 9elas kimia 177 ml

1$ (arutan KS6 7,77 M $ (arutan 8el+ 7, M +$ A=uaes

$ 9elas ukur 5 ml +$ 9elas ukur 17 ml 4$ Tabung reaksi #ang sama ukurann#a 5 buah 5$ ak tabung reaksi ;$ Pipet tetes an pengauk  @ mula"mula  B C M  5 ml C 7, M  1 mmol

?S6"@ mula"mula  B C M  5 ml C 7,77 M  7,71 mmol ?8eS6>@ stanar  7,71 mmol



Tabung reaksi  17 ml 8el+ 7, M > 3 D hingga 5 ml B1M1  BM 17 ml C 7, M  5 ml C M  M  7,7E M 5 ml 8el+ 7,7E M Tinggi larutan tabung stanar  

Tinggi larutan alam tabung stanar  Tinggi larutan alam tabung ke " 

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$

?8e+>@ mula"mula  B C M  5 ml C 7,7E M  $$$$$$$$$$$$$ mmol  

?8eS6>@ setimbang  perbaningan tinggi C ?8eS6 >@ stanar   $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ C 7,71 ml  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ?8e+>@ setimbang  ?8e +>@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ "$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

 

?S6"@setimbang  ?S6"@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  7,71 mmol " $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$



Tabung reaksi + 17 ml 8el+ 7,7E M > 3 D hingga 5 ml BM  B+M+ 17 ml C 7,7E M  5 ml C M+ M+  7,7+ M 5 ml 8el+ 7,7+ M Perbaningan tinggi 

Tinggi larutan alam tabung stanar  Tinggi larutan alam tabung ke " +

11E 

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$

?8e+>@ mula"mula  B C M  5 ml C 7,7+ M  $$$$$$$$$$$$$ mmol  

?8eS6>@ setimbang  perbaningan tinggi C ?8eS6 >@ stanar   $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ C 7,71 ml  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ?8e+>@ setimbang  ?8e +>@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ "$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ?S6"@setimbang  ?S6"@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang

 

 7,71 mmol " $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$



Tabung reaksi 4 17 ml 8el+ 7,7+ M > 3 D hingga 5 ml B+M+  B4M4 17 ml C 7,7+ M  5 ml C M4 M4  7,71E M 5 ml 8el+ 7,71E M Perbaningan tinggi 



Tinggi larutan alam tabung stanar  Tinggi larutan alam tabung ke " 4

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$

?8e+>@ mula"mula  B C M  5 ml C 7,71E M  $$$$$$$$$$$$$ mmol  

?8eS6>@ setimbang  perbaningan tinggi C ?8eS6 >@ stanar   $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ C 7,71 ml  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ?8e+>@ setimbang  ?8e +>@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ "$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

 

?S6"@setimbang  ?S6"@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  7,71 mmol " $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$



Tabung reaksi 5 17 ml 8el+ 7,71E M > 3 D hingga 5 ml B4M4  B5M5 17 ml C 7,71E M  5 ml C M5

11F M4  7,7751 M 5 ml 8el+ 7,7751 M Perbaningan tinggi 

Tinggi larutan alam tabung stanar  Tinggi larutan alam tabung ke " 5



$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$

?8e+>@ mula"mula  B C M  5 ml C 7,7751 M  $$$$$$$$$$$$$ mmol  

?8eS6>@ setimbang  perbaningan tinggi C ?8eS6 >@ stanar   $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ C 7,71 ml  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ ?8e+>@ setimbang  ?8e +>@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ "$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

 

?S6"@setimbang  ?S6"@ mula"mula " ?8eS6 >@ setimbang  7,71 mmol " $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

 pemodelan matematika.

Tabel 4 Dg. > +3g.

34g. > 3Dg.

Konsentrasi A'al

Konsentrasi paa saat setimbang M.

M. ?D@

?3@

?D@

?3@

?34@

?3D@

7,1 7, 7,1 7,1

7,+ 7,+ D,4 D,1

7,7;1+ 7,15 7,74 H D g. ⇄ 6Dg. K%  0  pemodelan matematika. $ 9unakan ata berikut untuk menentukan nilai K% ari reaksi"reaksi i ba'ahn#a2 i. 6g. > Dg. ii. 6Dg.

⇄

6Dg. K%  4,7 C 17"+1

⇄ 6D4 g.

K%  ,7C17"+

Persamaan Reaksi

6Dg.

⇄  6g. > Dg.

 6D4 g.

⇄

6Dg.

 6g. > 4Dg.

 6g. > Dg.

⇄ 46Dg. ⇄  6D4 g.

Analisis

Merupakan kebalikan reaksi i.

K!  Kc

=

1 4,7 x17

GGGGGGGGGGG G$$

K%  GGG

Merupakan reaksi i. ikalikan !a%tor n   Merupakan $$$$$$$$$$$$$$$ reaksi i. an reaksi ii.

K%  GGG

+1

−

K%  GGG

hukum sebab akibat dan pemodelan matematika . +$ )iketahui paa suhu #ang sama, 34g.

⇄

3;g. > 3g.

34g. > 3Dg. ⇄ 3+D3g. > 3g.

K%  F,5C17"1+ K%  ,EC17"+1

 ,5 C 17 +7

1 Tentukan K% ari : 3+D3g. > 3g. ⇄ 3;g. > 3Dg.  pemodelan matematika.

K%  GGGGG$

Kesetimbangan reaksi #ang melibatkan gas : mAg. > n/g. ⇄ og. > p)g.

 K  p

=

, P C  . O , P  D . P  , P  A . m , P  B . n

%atatan : K  p iasarkan paa &at #ang memiliki !asa gas$ Misalkan terapat reaksi : mAg. > n/s. ⇄ og. > p)g.  K  P 

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ =

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Tekanan parsial gas bergantung paa konsentrasi$ 3ubungan ini apat ijelaskan engan  persamaan gas ieal, #aitu PB  nT Keterangan : P  tekanan atm. B  -olume (. n  jumlah mol gas   7,7E ( atm mol "1 K "1 T  suhu K. Maka tekanan parsial gas apat itentukan engan rumus berikut$  P 

=

n  RT  V 

n

/esaran V   konsentrasi gas Perhatikan persamaan reaksi  pAg. > =/g. ⇄ rg. > s)g. Persamaan Kp aalah  K  P 

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ =

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

1+

Sesuai engan persamaan tekanan parsial gas : PA  ?A@ T P  $$$$$$$$$$$$$$$$$ P/  $$$$$$$$$$$$$$$$$

P )  $$$$$$$$$$$$$$$$$

Kemuian substitusikan persamaan tekanan parsial gas ke alam persamaan Kp  K  P 

 K  P 

=

, ?C @  RT  . r  $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

=

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

bahasa simbolik . Misal, In  r > s. J p > =. )imana ∆n aalah selisih koe!isien ari gas hasil reaksi an gas pereaksi 3asiln#a menjai Kp  K% T. ∆n )ari hubungan iatas tentukan persamaan Kp untuk tiap reaksi berikut : Reaksi Persamaan tetapan kesetimbangan Kp  6g. > 3g.

⇄ 63+g.

SD g. > D  g. ⇄ SD+g.  6D4 g. ⇄ 6Dg. s. > D g. ⇄ Dg. 8eDs. > D g.

⇄ 8es. > Dg.

 Kp

=

? P  ! + @4 ? P  ! 4 @? P    4 @+ $$$$$$$$$$ $$$$$$

 Kp

=

 Kp

=

 Kp

=

 Kp

=

$$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$ $$$$$$$$$$ $$$$$$

bahasa simbolik .

1$ 3itung K% an Kp untuk reaksi"reaksi berikut$ )iketahui   7,7E7; l atm  mol K 

14

 6g. >3g.

63+g.

6Dg. > lg.

6Dlg.

K%

K%  ;,7 C 17 " ( mol" T  577o.

 GGGG

In

In  n 63 +. J n 6  > n 3.

In  GGGGGGGGG$  GGGGGGGGG$

 GGGGGGG$$ Kp

Kp  K% T.In gas  GGGGGGG$

Kp  1,F C 17 + ( atm"1 T  5o .

bahasa simbolik dan pemodelan matematika. +$ ntuk reaksi 6D+g. 6Dg. > 6Dg., paa suhu T suatu %ampuran isiapkan engan konsentrasi a'al 6D an 6D  berturut"turut 7,47 M an 7,;7 M$ Paa saat kesetimbangan ter%apai, konsentrasi 6D+ iukur sebesar 7,1+ M$ a$ 3itung nilai K% reaksi2  

GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG$$

 

GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG$$

 

GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG$$ b$ /erapa pula nilai Kp reaksi tersebut0 )iketahui 7,7E7; ( atmmol K GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG$

 

GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG

 pemodelan matematika.

Kesetimbangan yang ,elibatkan (airan atau Padatan ,urni %Kesetimbangan +eterogen' $$$$$$$$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$$$$$$$$$$

1. s. > 3Dg. ⇄ Dg. > 3 g.

K% 

. 3Dl. ⇄ 3g. > Dg.

K%  GGGGG

Perhatikan keua reaksi i atas2 /agaimanakah harga tetapan kesetimbangan keua reaksi iatas0 )ari harga tetapan kesetimbangan i atas apat isimpulkan bah'a alam reaksi kesetimbangan heterogen !ase$$$$$$$$$$$$$$an !aseGGG$tiak iperhitungkan$ 3al ini karena  persamaan kesetimbangan han#a menganung komponen #ang konsentrasi an tekanann#a  berubah selama reaksi berlangsung$

15

Tuliskan persamaan K% untuk reaksi"reaksi berikut2 Reaksi  6Dlg. ⇄6Dg. > lg.

Persamaan K!

K% GGGGG$$ Dg. > s. ⇄ Dg. K% GGGGG$$ Pl5g. ⇄ Pl+l. > lg. K% GGGGG$$ +8es. > 43Dg. ⇄ 8e+D4s. > 43g. K% GGGGG$$  634ls. ⇄  63+g. > 3lg. K% GGGGG$$ 3Dl. ⇄3g. > Dg. K% GGGGG$$ 6a3D+g. ⇄  6aD+g. > 3Dg. > Dg. K% GGGGG$$ bahasa simbolik .

,eramalkan Ara dan Besarnya Reaksi Paa setiap saat selama berlangsungn#a reaksi apat irumuskan nisbah konsentrasi" konsentrasi #ang bentukn#a sama engan rumus tetapan kesetimbangan$ 6isbah ini isebut kuosien reaksi ?$ @ g  ?  @ h $$$ #

=

? A@ a ? B@b $$$

Apabila nilai #ang isubstitusikan kealam kuosien reaksi L merupakan konsentrasi" konsentrasi alam keadaan setimbang , maka L akan sama engan K$

(onto : 3g. > g. ⇄ 3g.

Per%obaan

K%  57, paa 445o

Konsentrasi M C 17 "+. ?3@ ?@ ?3@

Kuosien reaksi ? " @ 4 # ?  4 @? " 4 @ =

Perbaningan )ari L an K%

1;

1$

1,EE

1,EE

7,

#

$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ =

=

$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$

$$$$$$$ $

7,

7,

1,EE

#

$$$$$$$$$$ $$$$$$$$$ =

=

$$$$$$$$$$$$$$$$$$

$$$$$$ +$

1,EE

1,EE

1,EE

#

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$ =

=

$

$$$$$$$$$$$$$$$$$$$

Paa per%obaan 1 an + L NO. K%, agar kesetimbangan ter%apai sejumlah$$$$$$$$$ 3 an   3 . harus terbentuk$ eaksi bersih terjai ke arah$$$$kanankiri.$ )engan meningkatn#a ?3@, maka ?3@ an ?@ menurun$ 3arga L meningkat pula sampai nilain#a sama engan K%$  Berarti reaksi bersih berlangsung dari%%%%%%%%ke%%%%%%% &ika # ' Kc% Paa per%obaan  L NO. K%, agar kesetimbangan ter%apai sejumlah$$$$$$$$$ 3 an   3 . harus terbentuk$ eaksi bersih terjai ke arah$$$$kanankiri.$ )engan %ara ini ?3 @ an ?@ meningkat, maka ?3@ menurun$ Akhirn#a L sama engan K%$ Berarti reaksi bersih berlangsung dari%%%%%%%%ke%%%%%%% &ika # O Kc% membangun konsep.

1$ /erasarkan nilai K%"n#a, tentukan posisi kesetimbangan ari reaksi berikut$ Reaksi

3Dl. ⇄ 3g. > Dg.

Nilai K! K%  1,1 C 17 "E1 mol( T  5o.

Posisi Kesetimbangan Posisi kesetimbangan i kiri$

 6g. > D g. ⇄ 6Dg.

K%  5,7 C 17 "1+ T  +3g. ⇄ 63g.

K%  ;,7 C 17 " (mol T  577o.

GGGGGGGGGGGG G$ GGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGG GGGGGGGGGGGG

SD g. > D  g.

⇄

SD+g.

K%  3Dg. ⇄ Dg. > 3g. a$ Tulis persamaan kuation reaksi L untuk reaksi i atas2

K%  4,7; T  577o.

 b$ Simak keempat set ata per%obaan paa tabel berikut$ 3itung kuation reaksi L masing" masing an tentukan apakah reaksi suah setimbang atau belum$ *ika belum, apakah reaksi akan berlangsung ke kanan atau ke kiri untuk men%apai kesetimbangan0

Set data 

0(12 7,7

Konsentrasi -at 0+*12 0(1*2 0+*2 7,71 7,+ 7,57

Kuation reaksi. / #

=

7,57 (x 7,+ (  7,7 (x 7,71 ( 

 ;;<

 Karena LO4,7; maka reaksi belum setimbang an akan berlangsung ke kiri 

7,71

7,71

7,71

7,74



7,17

7,75

7,7E

7,7

B

7,7<

7,57

7,7+

7,17

membangun konsep. 4$ 3arga K% untuk reaksi 3 g. > g.

3g. paa suhu 45E o  4F$ Paa suatu

 per%obaan,  mol 3 i%ampurkan engan  mol   an 4 mol 3 alam suatu ruangan 17 liter paa suhu 45E o$ a. Apakah %ampuran tersebut setimbang0 b. /ila tiak, kearah mana reaksi berlangsung spontan0 %. Tentukan susunan %ampuran setelah kesetimbangan ter%apai2 membangun konsep.