Bank Soal Kimia SMA Hukum, Tetapan, dan Pergeseran Kesetimbangan

Diketahui:

• Persamaan reaksi: SbCl₅(g) ⇌ SbCl₃(g) + Cl₂(g)
• K_p = 4
• $\alpha$ = 0,4

Ditanyakan:

P_total ?

Dijawab:

K_p ⟶ tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan parsial.

Secara umum untuk reaksi kesetimbangan berikut:

aA(g) + bB(g) ⇌ cC(g) + dD(g)

rumusan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan (K_p​) adalah 

$K_{\text{p}}=\frac{\left(P_{\text{C}}^{ }\right)^c\left(P_{\text{D}}\right)^d}{\left(P_{\text{A}}\right)^a\left(P_{\text{B}}\right)^b}\$

Keterangan:

• 𝑃_𝐴 = Tekanan parsial zat A saat setimbang
• 𝑃_𝐵 = Tekanan parsial zat B saat setimbang
• 𝑃_C = Tekanan parsial zat C sat setimbang
• 𝑃_𝐷 = Tekanan parsial zat D saat setimbang 

*Hanya fasa gas (g) yang disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan.

Untuk reaksi:

SbCl₅ (g) ⇌ SbCl₃ (g) + Cl₂ (g)

Tetapan kesetimbangannya adalah

$K_{\text{p}}=\frac{\left(P_{\text{SbCl}_3}\right)\left(P_{\text{Cl}_2}\right)}{\left(P_{\text{SbCl}_5}\right)}$

• Tentukan mol pada saat reaksi (mol yang terdisosiasi)

Misal mol awal SbCl₅ = 1 mol, maka:

$\alpha=\frac{\text{mol yang terdisosiasi}}{\text{mol mula−mula}}\$

$\text{mol yang terdisosiasi}=\alpha\times\text{mol mula-mula}\$

$\text{mol yang terdisosiasi}=0,4\times1\ \text{mol }\ \ \$

$\text{mol yang terdisosiasi}=0,4\ \text{mol }\ \$

• Buat persamaan reaksi kesetimbangan dan tentukan mol mula-mula, mol reaksi, dan mol saat setimbang

n total = mol pereaksi pada saat setimbang + mol produk pada saat setimbang

n total = mol SbCl₅ + mol SbCl₃ + mol Cl₂

n total = 0,6 mol + 0,4 mol + 0,4 mol

n total = 1,4 mol

• Tentukan tekanan parsial masing-masing zat

$P=\frac{\text{mol gas yang ditanyakan}}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}$

Misal P_tot = $x$, maka

$P_{\text{SbCl}_5}=\frac{\text{mol SbCl}_5}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}\ \$

$P_{\text{SbCl}_5}=\frac{0,6\ \text{mol }}{\text{1,4 mol}}x$

$P_{\text{SbCl}_5}=\frac{6}{14}x\ =\frac{3}{7}x$

$P_{\text{SbCl}_3}=\frac{\text{mol SbCl}_3}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}\ \ \$

$P_{\text{PCl}_3}=\frac{0,4\ \text{mol }}{\text{1,4 mol}}x$

$P_{\text{PCl}_3}=\frac{\text{4 }}{14}x=\frac{2}{7}x$

$P_{\text{Cl}_2}=\frac{\text{mol Cl}_2}{\text{mol gas total}}\times P_{\text{total}}\ \ \$

$P_{\text{Cl}_2}=\frac{0,4\ \text{mol }}{\text{1,4 mol}}x$

$P_{\text{Cl}_2}=\frac{\text{4 }}{14}x=\frac{2}{7}x$

• Cari P_total dari rumus tetapan kesetimbangan

$K_{\text{p}}=\frac{\left(P_{\text{SbCl}_3}\right)\left(P_{\text{Cl}_2}\right)}{\left(P_{\text{SbCl}_5}\right)}\ \ \$

$4=\frac{\left(\frac{2}{7}x\right)\left(\frac{2}{7}x\right)}{\left(\frac{3}{7}x\right)}$

$4=\frac{4}{21}x$

$x=21\ \text{atm}$

Jadi tekanan total untuk soal di atas adalah 21 atm.