FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KESETIMBANGAN KIMIA

Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia 

gbr. Hellio42

Faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia (berdasarkan Prinsip Le Chatelier) meliputi:

1. Konsentrasi

   • Penambahan reaktan atau pengurangan produk akan menggeser kesetimbangan ke arah produk (ke kanan).

   • Pengurangan reaktan atau penambahan produk akan menggeser kesetimbangan ke arah reaktan (ke kiri).

2. Tekanan (untuk reaksi gas)

   • Kenaikan tekanan menggeser kesetimbangan ke arah jumlah mol gas yang lebih kecil.

   • Penurunan tekanan menggeser ke arah jumlah mol gas yang lebih besar.

3. Suhu

   • Untuk reaksi endoterm (ΔH > 0): kenaikan suhu menggeser ke arah produk.

   • Untuk reaksi eksoterm (ΔH < 0): kenaikan suhu menggeser ke arah reaktan.

4. Volume (untuk reaksi gas)

   • Pengurangan volume (naikkan tekanan) sama efeknya dengan kenaikan tekanan.

   • Perbesaran volume (turunkan tekanan) sama efeknya dengan penurunan tekanan.

5. Katalis

   • Mempercepat tercapainya kesetimbangan tetapi tidak mengubah posisi kesetimbangan (harga K tetap).

Catatan: Perubahan suhu satu-satunya faktor yang mengubah nilai tetapan kesetimbangan (K).

Berikut rumus-rumus dasar dalam kesetimbangan kimia:

1. Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc)

Untuk reaksi umum:
aA + bB ⇌ cC + dD

Rumus Kc:

$K_c=\frac{[C{]}^c[D{]}^d}{[A{]}^a[B{]}^b}$

Keterangan:

• [A], [B], [C], [D] = konsentrasi molar (M) zat dalam keadaan setimbang

• a, b, c, d = koefisien reaksi

2. Tetapan Kesetimbangan Tekanan (Kp)

Untuk reaksi gas:
aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)

Rumus Kp:

$K_p=\frac{(P_C{)}^c(P_D{)}^d}{(P_A{)}^a(P_B{)}^b}$

Keterangan:

• P_A, P_B, P_C, P_D = tekanan parsial gas dalam keadaan setimbang (atm)

3. Hubungan Kp dan Kc

$K_p=K_c(RT{)}^{\mathrm{\Delta }n}$

Keterangan:

• R = tetapan gas ideal (0,0821 L·atm/mol·K)

• T = suhu (Kelvin)

• Δn = (jumlah koefisien gas produk) - (jumlah koefisien gas reaktan)

4. Contoh Perhitungan Sederhana

Reaksi: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

Rumus Kc:
$K_c=\frac{[N{H}_3{]}^2}{[N_2][H_2{]}^3}$

Rumus Kp:
$K_p=\frac{(P_{N{H}_3}{)}^2}{(P_{N_2})(P_{H_2}{)}^3}$

Δn = 2 - (1 + 3) = -2, maka:
$K_p=K_c(RT{)}^{-2}$

Contoh Soal:

Dalam ruang 2 liter, direaksikan 0,4 mol gas H₂ dan 0,4 mol gas I₂ hingga terjadi reaksi kesetimbangan:

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)

Setelah setimbang, ternyata gas HI yang terbentuk sebanyak 0,4 mol. 

Tentukan nilai Kc!

Penyelesaian:

Langkah 1: Tuliskan reaksi dan data dalam mol (Volume = 2 L)

Zat	H₂	I₂	HI
Mula-mula	0,4 mol	0,4 mol	0 mol
Bereaksi	-0,2 mol	-0,2 mol	+0,4 mol
Setimbang	0,2 mol	0,2 mol	0,4 mol

Penjelasan:

• HI yang terbentuk = 0,4 mol → sesuai koefisien, maka H₂ yang bereaksi = ½ × 0,4 = 0,2 mol

• I₂ yang bereaksi juga = 0,2 mol (karena koefisien sama dengan H₂)

Langkah 2: Hitung konsentrasi setimbang (V = 2 L)

$[H_2]=\frac{0,2}{2}=0,1\text{ M}$

$[I_2]=\frac{0,2}{2}=0,1\text{ M}$

$[HI]=\frac{0,4}{2}=0,2\text{ M}$

Langkah 3: Tulis rumus Kc dan hitung

$K_c=\frac{[HI{]}^2}{[H_2][I_2]}$

$K_c=\frac{(0,2{)}^2}{(0,1)(0,1)}$

$K_c=\frac{0,04}{0,01}$

$K_c=4$

Jawaban:

Kc = 4

Uji kemampuan berpikir:

Coba selesaikan soal berikut, ikuti cara di contoh soal (bantuan di langkah 1, lengkapi/isi tabel, dst langkah 2 dan langkah 3 kerjakan).

Dalam bejana bervolume 1 liter, dipanaskan 0,5 mol gas PCl₅ hingga terurai menurut reaksi:

PCl₅(g) ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)

Setelah kesetimbangan tercapai, ternyata di dalam bejana terdapat 0,2 mol gas Cl₂. Tentukan nilai Kc!

Penyelesaian:

Langkah 1: Tuliskan reaksi dan data dalam mol (Volume = 1 L)

Zat	PCl₅	PCl₃	Cl₂
Mula-mula
Bereaksi
Setimbang

Langkah 2: .....

Langkah 3: ....

(Kunci Jawaban : Kc = 0,133)

=============================

Perhatikan kembali contoh soal di awal materi.

Dengan nilai Kc = 4, maka berapakah nilai Kp ?

Untuk reaksi:

$$H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons 2HI(g)$$$$\mathrm{\Delta }n=(2)-(1+1)=0$$

Jika $\mathrm{\Delta }n=0$, maka: 

​Kp =Kc​(RT)Δn=Kc​(RT)0=Kc​

sehingga : 

dengan:

• $R$ = tetapan gas (0,0821 L·atm/mol·K)

• $T$ = suhu (Kelvin)

• $\mathrm{\Delta }n=\sum \text{koefisien gas produk}-\sum \text{koefisien gas reaktan}$

2. Hitung $\mathrm{\Delta }n$ untuk reaksi:

$$H_2(g)+I_2(g)\rightleftharpoons 2HI(g)$$$$\mathrm{\Delta }n=(2)-(1+1)=0$$

3. Substitusi ke rumus:

$$K_p=K_c\cdot (RT{)}^0$$

Apapun nilai $RT$, jika dipangkat 0 hasilnya = 1.

$$K_p=K_c\times 1$$$$K_p=K_c$$

4. Masukkan nilai $K_c$ yang diketahui:

$$K_c=4$$$$K_p=4$$

Contoh soal :

Dalam ruang 5 liter, dipanaskan gas NH₃ hingga terurai menurut reaksi kesetimbangan:

$$2N{H}_3(g)\rightleftharpoons N_2(g)+3H_2(g)$$

Pada suhu 327°C, nilai Kc = 0,5.
Tentukan nilai Kp pada suhu tersebut!
(R = 0,0821 L·atm/mol·K)

---

Penyelesaian:

Diketahui:

• Kc = 0,5

• T = 327°C = 327 + 273 = 600 K

• R = 0,0821

Langkah 1: Hitung Δn

$$\mathrm{\Delta }n=(1+3)-(2)=4-2=2$$

Langkah 2: Gunakan rumus hubungan Kp dan Kc

$$K_p=K_c\cdot (RT{)}^{\mathrm{\Delta }n}$$$$K_p=0,5\times (0,0821\times 600{)}^2$$

Langkah 3: Hitung RT

$$RT=0,0821\times 600=49,26$$

Langkah 4: Hitung (RT)²

$$(49,26{)}^2=2426,5476$$

Langkah 5: Hitung Kp

$$K_p=0,5\times 2426,5476=1213,2738$$$$\boxed{{\displaystyle K_p\approx 1213,3}}$$

Latihan soal:

🎯Dalam ruang tertutup, terjadi reaksi kesetimbangan:

$$\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">P</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">C</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">l</span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">5</span></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">(</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">g</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">)</span></span><span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">\rightleftharpoons </span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">P</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">C</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">l</span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">3</span></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">(</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">g</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">)</span></span><span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">+</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">C</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">l</span></span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">2</span></span>}}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">(</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">g</span></span>}<span\; style="font-size:\; medium;"><span\; style="font-family:\; georgia;">)</span></span>$$

Pada suhu 227°C, nilai Kc = 0,04.
Tentukan nilai Kp pada suhu tersebut!
(R = 0,0821 L·atm/mol·K)

---

Penyelesaian:

Diketahui:

• Kc = 0,04

• T = 227°C = 227 + 273 = 500 K

• R = 0,0821

Kp = ......?

⛱️ Dalam reaksi kesetimbangan penguraian gas amonia:

$$\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">2</span>}\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">N</span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">H</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">3</span>}}<span\; style="font-size:\; medium;">(</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">g</span>}<span\; style="font-size:\; medium;">)</span><span\; style="font-size:\; medium;">\rightleftharpoons </span>{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">N</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">2</span>}}<span\; style="font-size:\; medium;">(</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">g</span>}<span\; style="font-size:\; medium;">)</span><span\; style="font-size:\; medium;">+</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">3</span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">H</span>}}_{\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">2</span>}}<span\; style="font-size:\; medium;">(</span>\mathrm{<span\; style="font-size:\; medium;">g</span>}<span\; style="font-size:\; medium;">)</span>$$

Pada suhu 327°C, nilai Kc = 0,25.
Tentukan nilai Kp pada suhu tersebut!
(R = 0,0821 \, \text{L·atm/mol·K})

---

Penyelesaian:

Diketahui:

• Kc = 0,25

• T = 327°C = 327 + 273 = 600 K

• R = 0,0821

Kp = ....?

$$K_p=K_c(RT{)}^{\mathrm{\Delta }n}=K_c(RT{)}^0=K_c$$