4A. PERSAMAAN (HUKUM) KESETIMBANGAN

LEMBAR KERJA PESERTA DIDIK (LKPD)

PENENTUAN TETAPAN KESETIMBANGAN

Tujuan pembelajaran
1.  Menganalisis pengertian tetapan kesetimbangan
2.  Menentukan rumus tetapan kesetimbangan (Kc) untuk reaksi kesetimbangan
3.  Menganalisis perbedaan kesetimbangan homogen dan heterogen serta hubungannya dengan tetapan kesetimbangan
4.  Menghitung harga Kc berdasarkan konsentrasi zat dalam kesetimbangan

Analogi tentang nilai K (Tetapan Kesetimbangan)

Posisi orang dieskalator bisa bebarapa kemungkinan saat laju orang dan eskalator sama.

Bisa posisi di A , B atau C dan semua dalam keadaan setimbang.

posisi A , B atau C merupakan analogi dari nilai K (tetapan kesetimbangan)

Untuk reaksi kesetimbangan nilai K dipengaruhi oleh suhu.

Jika suhu berubah maka nilai K juga berubah.

Partikel atau zat yang dapat membentuk sistem kesetimbangan hanyalah partikel yang berfase gas atau fase larutan (aq).

Partikel gas membentuk kesetimbangan gas

Partikel larutan membentuk kesetimbangan larutan

Dalam kesetimbangan gas maka zat yang menentukan nilai K (nilai tetapan kesetimbangan) hanya zat yang berfase gas.

Dalam kesetimbangan larutan maka zat yang menentukan nilai K (nilai tetapan kesetimbangan) hanya zat yang berfase larutan (aq).

Partikel padat (solid) dan cairan murni (liquid) tidak mempengaruhi kesetimbangan. Hal ini disebabkan:

1. partikel padat tidak bercampur merata dalam sistem reaksi.

2. Cairan murni (liquid) (sebagai pelarut) memiliki konsentrasi yang tetap.

Dalam kesetimbangan gas maka jenis K ada dua jenis yaitu Kc dan Kp
Dalam kesetimbangan larutan maka jenis hanyalah Kc
Kc = tetapan kesetimbangan konsentrasi
Kp = tetapan kesetimbangan tekanan (pressure)

Kegiatan 1 Diketahui reaksi penguraian (disosiasi) gas HI

REAKSI : 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g) Diperoleh data konsentrasi awal dan konsentrasi saat tercapai kesetimbangan

1)   Lengkapi tabel pada kolom perbandingan konsentrasi dalam keadaan kesetimbangan!

2) Berdasarkan data pada tabel tersebut, Tentukan persamaan Kc yang menunjukkan nilai yang tetap! Nilai Kc yang tetap tersebut sesuai Hukum Tetapan Kesetimbangan, Tuliskan kembali persamaan Kc yang sesuai Hukum Tetapan Kesetimbangan di kotak bawah

3)  Tuliskan kesimpulan dari rumus umum persamaan Kc (Hukum Tetapan Kesetimbangan) dengan kalimat.

Hukum Tetapan Kesetimbangan menyatakan . . . .

Hukum kesetimbangan

“ Hasil kali konsentrasi zat-zat ruas kanan dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat ruas kiri dan masing-masing dipangkatkan koefisiennya maka memiliki nilai yang konstan”

 

Penurunan rumus tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc)

ditinjau dari laju reaksi saat setimbang --> V1 dan  V2 

V1 = laju reaksi kekanan

V2 = laju reaksi kekiri

saat setimbang V1 = V2 

Misal reaksi kesetimbangan :

                          V1 = V2 

2A(aq) + 3B(aq)  <=>  4C(aq) +  5D(aq) 

 

V1 = K1[A]2.[B]3

V2 = K2[C]4.[D]5

Nilai yang konstan tersebut diberi lambang K.

K = tetapan kesetimbangan, dibedakan :

Kc = tetapan kesetimbangan konsentrasi --> untuk kesetimbangan larutan dan kesetimbangan gas.

Kp = kesetimbangan tekanan --> untuk kesetimbangan gas.

 

Partikel-partikel yang mempengaruhi sistem kesetimbangan hanyalah partikel yang dapat bercampur merata dalam sistem kesetimbangan (sistem reaksi). yaitu partikael larutan atau gas

1. partikel gas --> untuk kesetimbangan gas , jenis tetapan kesetimbangannya adalah Kc dan Kp

2. partikel larutan (aq) --> untuk kesetimbangan larutan, jenis tetapan kesetimbangannya hanya Kc

Kegiatan 2

Ingat konsep laju reaksi :

Jika reaksi X + Y à XY memiliki orde zat X = 3 dan orde zat Y = 5

maka persamaan umum laju reaksi dirumuskan sebagai

V = K .[X]³.[Y]⁵

Diketahui reaksi kesetimbangan gas :

3A(g) + B(g) <=> 2C(g) + 5D(g)

Jika persamaan reaksi tersebut merupakan tahapan reaksi yang menentukan laju reaksi maka dapat diasumsikan bahwa koefisien zat dapat dipakai sebagai orde reaksi.

Saat setimbang berlaku V₁ = V₂ ,

Gunakan tetapan laju reaksi 1 dengan K₁ dan tetapan laju reaksi 2 dengan K₂

K₁ = tetapan laju reaksi kekanan.

K₂ = tetapan laju reaksi kekiri.

Selesaikan penurunan rumus dibawah ini !

1)    Tuliskan persamaan laju reaksi untuk V₁ = . . . .

2)  Tuliskan persamaan laju reaksi untuk V₂ = . . . .

3) Saat tercapai kesetimbangan V₁ = V2 maka selesaikan persamaan dari

Kegiatan 3

Berdasarkan jawaban pada kegiatan 1 dan kegiatan 2, tuliskan rumus umum tetapan kesetimbangan untuk reaksi:

aA + bB ⇌cC + dD

Kegiatan 4

Deskripsikan Video diatas

• Kasus pertama tentang persamaan Kc dari reaksi kesetimbangan gas.
• Kasus kedua tentang menjelaskan sistem kesetimbangan homogen dan heterogen serta fase zat yang tidak mempengaruhi nilai Kc maupun Kp.
  
• Kasus ketiga tentang persamaan Kc dari sistem kesetimbangan heterogen, serta tuliskan persamaan Kp untuk reaksi.
  

CO₂(g)  +  H₂(g)  ó CO(g)  +  H₂O(l) dalam video tersebut

ADA DUA MACAM SISTEM KESETIMBANGAN, YAITU :

1.   Kesetimbangan dalam sistem homogen a)   Kesetimbangan dalam sistem gas-gas Contoh: 2SO₂(g) + O₂(g)  ó   2SO₃(g) b)     Kesetimbangan dalam sistem larutan-larutan Contoh:   NH₄OH(aq) ó   NH₄⁺(aq) + OH^- (aq)
CH₃COO^-(aq) + H₂O(l)  ó   CH₃COOH(aq) + OH^- (aq)

2.    Kesetimbangan dalam sistem heterogen a)      Kesetimbangan dalam sistem padat gas Contoh: CaCO₃(s)  ó    CaO(s) + CO₂(g) b)     Kesetimbangan sistem padat larutan Contoh: BaSO₄(s)  ó    Ba²⁺(aq) + SO₄^2- (aq)
c)      Kesetimbangan dalam sistem larutan padat gas
Contoh: Ca(HCO₃)₂(aq)  ó  CaCO₃(s) + H₂O(l) + CO₂(g)

Dalam Kesetimbangan Heterogen padat dan gas maka yang dimasukkan dalam, persamaan
kesetimbangan hanya zat-zat yang berbentuk gas saja sebab konsentrasi zat padat adalah tetap . Contoh:  S(s) + 2O₂(g) ó 2SO₂ (g)

Dalam kesetimbangan heterogen padat dengan larutan maka yang dimasukkan dalam perhitungan K_c hanya konsentrasi zat-zat yang larut saja.

Contoh : Zn(s) + Cu²⁺(aq)  ó   Zn²⁺(aq) + Cu(s)

Untuk kesetimbangan antara zat-zat dalam larutan jika pelarutnya tergolong salah satu reaktan atau hasil reaksinya maka  pelarut  (liquid) tidak dimasukkan dalam perhitungan atau rumusan Kc. Contoh: CH₃COO^-(aq) + H₂O(l)  ó   CH₃COOH(aq) + OH^-(aq)

Partikel padat dan liquid memiliki konsentrasi yang tetap, Sehingga tidak mempengaruhi pergeseran kesetimbangan. Kesetimbangan hanya dipengaruhi oleh partikel gas atau larutan saja. Pengaruh perubahan tekanan hanya berlaku pada gas. Pengaruh perubahan volume sistem (ruang/larutan) berlaku pada partikel gas dan larutan. Liquid = cairan murni.

Aqueous = larutan à zat terlarut dan zat pelarut bercampur merata.
H₂O sebagai pelarut à berpengaruh sebagai perubahan volume larutan.

Contoh Soal & PEMBAHASAN

1)      2H₂S(g) + 3O₂(g) ó 2H₂O(g) + 2SO₂(g) 2)      Ag₂CrO₄(s) ó 2Ag⁺(aq) + CrO₄^2- (aq)

Nomor 1 :
2H₂S(g) + 3O₂(g) <=> 2H₂O(g) + 2SO₂(g)
   

Nomor 2 :
Ag₂CrO₄(s) <=> 2Ag⁺(aq) + CrO₄^2- (aq)

Fase solid tidak mempengaruhi nilai K
Partikel solid terpisah dari sistem kesetimbangan larutan

Soal Persamaan Kc dan Kp
Tuliskan persamaan Kc dan Kp dari persamaan reaksi kesetimbangan reaksi dibawah ini

1)      3Fe(s) + 4H₂O(g)ó Fe₃O₄(s) + 4H₂(g) 2)      4NH₃(g) + 5O₂(g) ó 4NO(g) + 6H₂O(g) 3)      CH₃COO^-(aq) + H₂O(ℓ) ó CH₃COOH(aq) + OH^-(aq) 4)      H₂O(ℓ)ó H⁺(aq) + OH^-(aq) 5)      CaCO₃(s) ó CaO(s) + CO₂(g) 6)      S(s) + 2O₂(g) ó 2SO₂ (g) 7)      Fe³⁺(aq) + SCN^-(aq) ó FeSCN²⁺(aq) 8)  4NH₃(g) + 5O₂(g) ó 4NO(g) + 6H₂O(g)

9)   2CrO4^2-(aq) + 2H⁺(aq) ⇌ Cr2O7 ^2-(aq) + H2O(𝓵)
10)   2Ag⁺(aq) + Fe(s) ⇌ 2Ag(s) + Fe²⁺(aq)
11) Ag₂CrO₄(s) ⇌ 2Ag⁺(aq) + CrO4 ^2- (aq)
12) La₂(C₂O₄)₃(s) ⇌ La₂O₃(s) + 3CO(g) + 3CO₂(g)

link Pengumpulan Jawaban  Soal Persamaan Kc dan Kp

https://forms.gle/VVGZPA1NPM5uVq7V9

««««««««««««««««««««««««««

SOAL LAIN 

Tuliskan rumus Kc dan Kp yang terjadi dari reaksi berikut:

1.    PbSO₄(s)  + 2NaI(aq) ó PbI₂(s) + Na₂SO₄(aq)

2.    Ag₂CrO₄(s) ó2Ag⁺(aq) + CrO₄^2- (aq)

3. CH₃COO^-(aq) + H₂O(l) ó CH₃COOH(aq) + OH^-(aq)

4.  2CO(g) ó C(s)  +  CO₂(g)

5. 2CrO₄^2-(aq)  +  2H⁺(aq)  ó Cr₂O₇^2-(aq) + H₂O(𝓵)

6. La₂(C₂O₄)₃(s) ó La₂O₃(s) + 3CO(g) + 3CO₂(g)

7. 2H₂S(g) + 3O₂(g) ó 2H₂O(g) + 2SO₂(g)

8. 3Fe(s) + 4H₂O(g) ó Fe₃O₄(s) + 4H₂(g)

9.  4NH₃(g) + 5O₂(g) ó 4NO(g) + 6H₂O(g)

10. H₂O(l) ó H⁺(aq) + OH^-(aq)

11. CaCO₃(s) ó CaO(s) + CO₂(g)

12. S(s) + 2 O₂(g) ó2SO₂ (g)

13. Fe³⁺(aq) + SCN^-(aq) ó FeSCN²⁺(aq)