Pergeseran Kesetimbangan (Pengaruh Konsentrasi, Volume dan Tekanan)

Bila pada kesetimbangan kimia yang sedang berlangsung diganggu, akan terjadi pergeseran ke kiri dan ke kanan sampai tercapai kesetimbangan baru.

Hubungan antara reaksi yang timbul pada sistem dengan aksi yang dilakukan, dirumuskan oleh Le Chatelier sebagai berikut.

 

Bila pada sistem kesetimbangan yang sedang berlangsung dilakukan suatu aksi, akan timbul reaksi dari sistem untuk memperkecil pengaruh aksi tadi.

1.    Perubahan Konsentrasi

Bila dalam kesetimbangan kimia yang sedang berlangsung konsentrasi salah satu zat ditambah, kesetimbangan bergeser dari zat yang ditambah.

Contoh pada kesetimbangan:

Setimbang 1                      0,8          0,6        1,5          0,5

Penambahan                     +1

Pergeseran                       -x            -2x         +3x         +x

Setimbang 2                   (1,8-x)    (0,6-2x)  (1,5+3x)  (0,5+x)

Aksi menambah A, reaksi mengurangi A dan B/menambah C dan D

Bila ingin menghitung harga X.

Hitung harga tetapan kesetimbangan mula-mula dan harga tetapan kesetimbangan kedua. Buat persamaan K₁ = K₂, akan diperoleh harga X, pilih x positif yang kurang dari 0,3. Mengapa?

Contoh soal

Dalam ruang 6 L pada P dan T tertentu terdapat dalam keadaan setimbang 0,8 mol gas H₂, 0,5 mol gas Cl₂ dan 0,6 mol gas HCl. Ke dalam ruang dimasukkan 0,2 mol gas H₂ pada suhu yang sama. Tentukan susunan kesetimbangan yang baru.

Penyelesaian:

Reaksi:             

Setimbang (1)      0,8          0,5             0,6

Penambahan       +0,2

Pergeseran          -x            -x               +2x    

Setimbang (2)    (1-x)         (0,5-x)      (0,6+2x)

Harga K mula-mula:

Harga K sekarang:

Karena suhu tetap, harga K tetap

K_mula-mula = K_sekarang

x₁ =0,023 dan x₂ = -1,23 (TM)

Jadi susunan kesetimbangan baru:

H₂ = (1-0,023) mol = 0,97 mol

Cl₂ = (0,5-0,023) mol = 0,47 mol

HCl = (0,6+0,046) mol = 0,646 mol

2.    Perubahan volume

Jika dalam kesetimbangan kimia yang sedang berlangsung volume ruang dipebesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi yang jumlah koefisiennya besar.

Contoh

Pada kesetimbangan  

Setimbang 1 (vol 5 L)           4           9             5            8

Vol jadi 8 L

Pergeseran                          -x           -2x         +3x        +4x

Setimbang 2 (vol 8L)         (4-x)   (9-2x)        (5+3x)    (8+4x)

Aksi memperbesar ruang

Reaksi: memperkecil ruang dengan cara memperbanyak partikel zat

Mencari harga x: hitung harga K mula-mula dan K baru, buat persamaan

K_mula-mula = K_sekarang, pilih harga x yang kurang dari 4, mengapa?

Contoh Soal

Dalam ruang 5 L pada suhu tertentu terdapat dalam keadaan setimbang 0,6 mol gas NH₃, 0,8 mol gas HCl dan 1,2 mol uap NH₄Cl. Jika pada suhu tetap volume ruang dibesarkan menjadi 15 L. Tentukan susunan gas-gas pada keadaan setimbang yang baru.

Penyelesaian:

Reaksi kesetimbangan:           

   

Setimbang 1 (V=5L)              0,6             0,8              1,2 

Volume diperbesar jadi 15 L

Pergeseran                            +x              +x                -x

Setimbang 2 (V=15L)            (0,6+x)     (0,8+x)         (1,2-x)

Harga K mula-mula:

Harga K sekarang:

Karena suhu tetap, harga K tetap

K_mula-mula = K_sekarang

x₁ =0,32 dan x₂ = -2,9 (TM,negatif)

Jadi susunan kesetimbangan baru:

NH₃ = (0,6+0,32) mol = 0,92 mol

HCl = (0,8+0,32) mol = 1,12 mol

NH₄Cl = (1,2-0,32) mol = 0,88 mol

Catatan:

Faktor perubahan volume tidak berpengaruh pada kesetimbangan dengan jumlah koefisien kiri dan kanan sama besar.

Contoh: H_2(g) + I_2(g)  2HI_(g)   (koefisien kiri = koefisien kanan = 2)

Perubahan volume dan tekanan berkebalikan, bila volume diperbesar identik dengan tekanan diperkecil.

Jadi pada kesetimbangan yang sedang berlangsung, jika tekanan ruang diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi yang jumlah koefisiennya lebih kecil,dan sebaliknya.

SOAL LATIHAN DAN PEMBAHASAN PERSIAPAN OSN 2018 MATERI IKATAN KIMIA

1.    Struktur Lewis berikut ini:

adalah representasi dari

A.   NO₂^-

B.   NO₂⁺

C.   NO₂

D.   NO₂⁺ dan NO₂^-

E.   NO₂, NO₂⁺ dan NO₂^-

Jawab: B

elektron valensi total NO₂ = 5 + 2 x 6 = 17.

Elektron valensi total pada sruktur lewis pada soal di atas adalah 16, sehingga muatan formal senyawa pada struktur lewis di atas adalah 17-16 = +1.

Sehingga senyawa tersebut adalah NO₂⁺.

2.    Diantara senyawa alkana berikut ini yang mempunyai interaksi van der Waals paling tinggi adalah

A.   CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃

B.   CH₃CH₂CH₃

C.   CH₃CH₂C(CH₂)₄CH₃

D.   CH₃CH₂CH₂CH₃

E.   CH₃(CH₂)₃CH₃

Jawab: C

Interaksi van der Waals dipengaruhi oleh berat molekul. Semakin tinggi berat molekul semakin tinggi pula interaksi van der Waals.

3.    Jika NaBr larut dalam air, maka jenis gaya antar molekul yang harus diputuskan adalah

A.   Gaya ion-ion

B.   Ikatan-Hidrogen

C.   Gaya ion-dipol

D.   Gaya ion-ion dan ikatan hidrogen

E.   Dipol-dipol

Jawab:D

Ketika NaBr larut dalam air, maka ion Na⁺ dan Br^- masing-masing akan tersolvasi oleh molekul air. Pada keadaan ini, akan terjadi pemutusan gaya ion-ion antara Na⁺ dan Br^- dan ikatan hidrogen antara molekul-molekul air.

4.    Diantara padatan berikut ini, yang memiliki interaksi antarmolekul hanya melalui gaya van der Waals adalah

A.   CO₂

B.   SiO₂

C.   Cu

D.   MgO

E.   CH₃CH₂OH

Jawab: A

Molekul CO₂ adalah molekul non polar. Molekul non polar hanya memiliki gaya van der Waals.

5.    Jumlah elektron valensi yang terdapat dalam ion oksalat, C₂O₄^2- adalah:

A.   2

B.   10

C.   32

D.   34

E.   44

Jawab: D

ev C₂O₄^2- = (2 x ev C + 4 x ev O + 2) = (2x4 + 4x6 + 2) = 34

6.    Senyawa berikut ini, manakah yang mempunyai titik didh paling tinggi?

A.   CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃

B.   CH₃CH₂OH

C.   CH₃CH₂CH(OH)CH₃

D.   CH₃CH₂(CH₂)₂CHO

E.   CH₃(CH₂)₅OH

Jawab: E

Secara sederhana kita bisa bandingkan titik didih antar zat berdasarkan kepolarannya dan juga panjang

pendeknya rantai karbon (semakin panjang rantai karbon titik didihnya semakin tinggi), bercabang atau

lurus (dengan jumlah atom C yang sama rantai lurus titik didihnya semakin tinggi). Kepolaran alkohol >

aldehide > alkana demikian juga titik didihnya, semakin polar maka titik didihnya akan semakin tinggi,

karena untuk memutus gaya tarik menarik kutub positif dan negatif antarmolekulnya.

A. CH₃CH₂CH₂CH₂CH₂CH₃ (alkana suku ke–6);

B. CH₃CH₂OH (alkohol suku ke–2);

C. CH₃CH₂CH(OH)CH₃ (alkohol skunder suku ke–4);

D. (CH₃CH₂(CH₂)₂CHO)Aldehida suku ke–5;

E. (CH₃(CH₂)₅OH) alkohol primer suku ke–6

Jadi alternatif E memiliki titik didih paling tinggi.

7.    Apakah bentuk molekul IF₅?

A.   Oktahedral

B.   Bipiramida trigonal

C.   Piramida segiempat

D.   Pyramidal trigonal

E.   Segiempat datar

Jawab: C

Notasi AX₅E adalah IF₅ yang memiliki bentuk molekul piramida segiempat

8.    Berapa banyak ikatan sigma dan pi pada senyawa

A.   8 sigma dan 7 pi

B.   11 sigma dan 3 pi

C.   8 sigma dan 3 pi

D.   11 sigma dan 4 pi

E.   10 sigma dan 3 pi

Jawab:

1 Ikatan tunggal = 1 ikatan sigma

1 Ikatan rangkap = 1 ikatan sigma dan 1 ikatan pi

Sehingga jumlah ikatan sigma = 11 dan jumlah ikatan pi = 3

9.    Ketika campuran di bawah ini dicampurkan manakah yang akan memisah menjadi 2 lapisan?

A.   Etanol dan metanol

B.   CCl₄ dan metanol

C.   CCl₄ dan heksana

D.   Heksana dan pentana

E.   CCl₄ dan pentana

Jawab: B

Kelarutan suatu senyawa ditentukan berdasarkan prinsip “like disolved like” yaitu senyawa akan larut dalam senyawa yang sejenis. Senyawa polar larut dalam senyawa polar dan senyawa nonpolar larut dalam senyawa nonpolar. Dua senyawa yang tidak sejenis ketika dicampurkan maka akan terbentuk 2 lapisan.

Etanol = polar

Metanol = polar

CCl₄ = non polar

Heksana = non polar

Pentana = non polar

Jadi campuran yang membentuk 2 lapisan adalah campuran antara CCl₄ dan metanol.

10. Satu dari struktur resonansi ion OCN^- yang digambarkan di bawah ini

                                                :Ö̤−C≡N:

Muatan formal untuk setiap atom dalam struktur resonansi di atas adalah:

A.   Atom O = -1, atom C = -1, dan atom N = +1

B.   Atom O = 0, atom C = 0, dan atom N = -1

C.   Atom O = -1, atom C = 0, dan atom N = 0

D.   Atom O = 0, atom C = 0, dan atom N = 0

E.   Atom O = +1, atom C = 0, dan atom N = -2

Jawab: C

MF O = EV– EB– ½ EI = 6 – 6 – ½ (2) = -1

MF C = EV – EB – ½ EI = 4 – 0 – ½ (8) = 0

MF N = EV – EB – ½ EI = 5 – 2 – ½ (6) = 0
11. 1.    Dari kelompok senyawa berikut ini manakah yang tidak mematuhi aturan oktet?

A.   NH₃, PH₃, SO₃

B.   H₂O, CH₂Cl₂, CO₂

C.   BF₃, SF₄, ICl₃

D.   NO₂^-, SO₃^2-, SCN^-

E.   HOCl, Cl₂CO, N₂H₄

Jawab: C

 

Atom B memiliki 6 elektron (tidak mematuhi aturan oktet)

Atom S memiliki 10 elektron (tidak mematuhi aturan oktet)

Atom I memiliki 10 elektron (tidak mematuhi aturan oktet)
12. Pasangan berikut ini manakah molekul yang memiliki bentuk geometri sama?

A.   AlCl₃ dan BCl₃                     C. BF₃ dan NH₃                        E. CO₂ dan SO₂

B.   AlCl₃ dan PCl₃                     D. BeCl₂ dan H₂O

Jawab:

 

AlCl₃ dan BCl₃ memiliki geometri molekul yang sama yaitu trigonal planar atau segitiga datar.