Pendahuluan
Dalam pelajaran kimia, kesetimbangan kimia adalah salah satu topik yang cukup penting untuk dipelajari. Kesetimbangan kimia sendiri terjadi ketika reaksi kimia berlangsung ke arah maju dan mundur pada kecepatan yang sama sehingga tidak ada perubahan konsentrasi zat di dalam reaksi. Untuk memahami lebih lanjut tentang kesetimbangan kimia, mari kita lihat beberapa contoh soal dan cara penyelesaiannya.
Soal 1
Diketahui reaksi berikut ini:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) Jika pada awalnya terdapat 2 mol N2 dan 6 mol H2 dalam sebuah wadah yang memiliki volume 5 liter, maka tentukan konsentrasi setiap zat pada keadaan kesetimbangan jika konstanta kesetimbangan Kc = 4,3 x 10^-3.
Penyelesaian
Dalam menyelesaikan soal ini, pertama-tama kita perlu menentukan perubahan konsentrasi setiap zat pada titik kesetimbangan. Karena reaksi berlangsung membentuk NH3, maka konsentrasi N2 dan H2 akan berkurang sedangkan konsentrasi NH3 akan bertambah. Misalnya, jika pada keadaan kesetimbangan konsentrasi NH3 adalah x mol/L, maka konsentrasi N2 dan H2 akan menjadi (2 – x) mol/L dan (6 – 3x) mol/L, masing-masing. Kemudian, kita dapat menghitung nilai Kc menggunakan rumus:
Kc = [NH3]^2 / [N2][H2]^3 Dengan mengganti nilai konsentrasi yang telah kita tentukan, kita dapat memperoleh:
4,3 x 10^-3 = x^2 / [(2 – x)(6 – 3x)^3] Setelah diselesaikan, kita akan memperoleh nilai x sebesar 0,18 mol/L untuk konsentrasi NH3, dan 1,82 x 10^-2 mol/L dan 5,46 x 10^-2 mol/L untuk konsentrasi N2 dan H2, masing-masing.
Soal 2
Diketahui reaksi berikut ini:
2NO(g) + O2(g) ⇌ 2NO2(g) Jika pada awalnya terdapat 0,2 mol NO, 0,1 mol O2, dan 0,1 mol NO2 dalam sebuah wadah yang memiliki volume 2 liter, maka tentukan konsentrasi setiap zat pada keadaan kesetimbangan jika konstanta kesetimbangan Kc = 4,6 x 10^13.
Penyelesaian
Pada soal ini, kita dapat menggunakan pendekatan yang sama seperti pada soal sebelumnya. Pertama-tama, kita perlu menentukan perubahan konsentrasi setiap zat pada titik kesetimbangan. Misalnya, jika pada keadaan kesetimbangan konsentrasi NO2 adalah x mol/L, maka konsentrasi NO dan O2 akan menjadi (0,2 – x) mol/L dan (0,1 – 0,5x) mol/L, masing-masing. Kemudian, kita dapat menghitung nilai Kc menggunakan rumus yang sama seperti sebelumnya:
Kc = [NO2]^2 / [NO]^2[O2] Dengan mengganti nilai konsentrasi yang telah kita tentukan, kita dapat memperoleh:
4,6 x 10^13 = x^2 / [(0,2 – x)^2(0,1 – 0,5x)] Setelah diselesaikan, kita akan memperoleh nilai x sebesar 0,18 mol/L untuk konsentrasi NO2, dan 8,2 x 10^-3 mol/L dan 4,1 x 10^-3 mol/L untuk konsentrasi NO dan O2, masing-masing.
Kesimpulan
Dalam memecahkan masalah kesetimbangan kimia, kita perlu memahami konsep kesetimbangan kimia serta dapat menghitung konstanta kesetimbangan Kc dan konsentrasi setiap zat pada keadaan kesetimbangan. Dengan memahami cara menyelesaikan soal-soal kesetimbangan kimia, diharapkan kita dapat lebih memahami konsep ini dan dapat lebih mudah dalam memecahkan masalah yang berkaitan.