1. Sekolah Dasar
  2. Sekolah Menengah Pertama
  3. Sekolah Menengah Atas
  4. Mata Pelajaran
  5. Programming

21. Nitrogen merupakan gas inert terbanyak disediakan Allah SWT di

Berikut ini adalah pertanyaan dari febriyantifebi616 pada mata pelajaran Kimia untuk jenjang Sekolah Menengah Pertama

21. Nitrogen merupakan gas inert terbanyak disediakan Allah SWT di Atmosfir kita karena keluasan manfaatnya. Nitrogen dapat dibuat menjadi amonia untuk beragam kebutuhan industri. Reaksi pembuatan amonia dari unsur-unsurnya membentuk kesetimbangan dan konsentrasi masing- masing zat pada keadaan setimbang adalah:[N₂] = 0,4 M; [H₂] = 1,2 M; [NH3] = 0,2 M

Jika pada kesetimbangan itu ditambahkan gas N₂ sebanyak 1,00 M dan tercapai kesetimbangan yang baru, bagaimana komposisi (molaritas) masing-masing gas [N₂] : [H₂] : [NH3] dalam perbandingan bilangan bulat?
(A) 4:1:2
(B) 5:2:1
(C) 13:10:5
(D) 27:21:15​

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Perbandingan bilangan bulat dari molaritas gas pada kesetimbangan kedua adalah 27 : 21 : 15 (opsi D). Kondisi ini menunjukkan bahwa telah terjadi pergeseran kesetimbangan ke arah produk karena reaktan berupa gas nitrogen ditambahkan pada kesetimbangan pertama.

Penjelasan dengan langkah-langkah

Kesetimbangan kimia adalah kondisi ketika laju reaksi pembentukan produk sama dengan laju reaksi pembentukan reaktan pada reaksi reversible. Kesetimbangan konsentrasi biasanya dilambangkan dengan Kc. Untuk kasus pada soal, reaksi reversible yang terjadi adalah :

\bf N_{2~(g)} + 3H_{2~(g)} \rightleftharpoons 2NH_{3~(g)}
(Reaksi sudah setara)

  • N₂ = gas nitrogen.
  • H₂ = gas hidrogen.
  • NH₃ = gas ammonia.

Persamaan perhitungan nilai Kc dari reaksi tersebut :

\bf Kc = \dfrac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}

Diketahui :

  • Konsentrasi saat setimbang pertama :
    [N₂]₁ = 0.4 M.
    [H₂]₁ = 1.2 M.
    [NH3]₁ = 0.2 M.
    Angka 1 : molaritas saat kesetimbangan pertama.
  • [N₂]ₓ = 1 M.
    [N₂]ₓ adalah gas nitrogen yang ditambahkan.

Ditanyakan :

  • Perbandingan kesetimbangan kedua = ?

Penyelesaian :

Langkah 1
Perhitungan tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc).

Perhitungan ini diperoleh dengan menggunakan konsentrasi pada saat setimbang pertama. Ingat : tetapan kesetimbangan tidak dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi reaktan, maka nilai Kc akan selalu tetap selama suhu dan tekanan operasi sama.

\begin{array}{ll}\sf Kc &\sf = \dfrac{[NH_3]_1^2}{[N_2]_1[H_2]_1^3} \\\\ \sf Kc &\sf = \dfrac{(0.2)^2}{(0.4)(1.2)^3} \\\\ \sf Kc &\sf = \dfrac{25}{432}\end{array}

Langkah 2
Perhitungan nilai konsentrasi awal kedua.

Konsentrasi reaktan dan produk awal kedua diperoleh dari hasil reaksi kesetimbangan pertama setelah ditambah gas N₂ sebanyak 1 M.

  • [N₂]₂ = [N₂]₁ + [N₂]ₓ
    [N₂]₂ = 0.4 M + 1 M
    [N₂]₂ = 1.4 M
  • [H₂]₂ = [H₂]₁
    [H₂]₂ = 1.2 M
  • [NH₃]₂ = [NH₃]₁
    [NH₃]₂ = 0.2 M

Angka 2 ( subscript ) menunjukkan molaritas awal untuk reaksi kimia kedua.

Langkah 3
Perhitungan kondisi kesetimbangan kedua dengan neraca mol.

Asumsi volume total 1 L, maka nilai mol akan sama dengan molaritasnya.

\begin{array}{lccccc} & \bf N_2 &+&\sf 3H_2&\rightarrow &\sf NH_3 \\\\\sf mula~ ~~~~~:&\sf 1.4 &&\sf 1.2&&\sf 0.2\\\\\sf reaksi~~~~~ :&\sf -x&&\sf -3x&&\sf +2x\\\\\sf setimbang:&\sf 1.4-x&&\sf 1.2-3x&&\sf 0.2+2x\end{array}

Nilai x adalah menunjukkan jumlah mol atau dalam hal ini bisa disamakan dengan nilai molaritas gas N₂ yang bereaksi.

Langkah 4
Perhitungan nilai x.

Untuk menghitung nilai x dapat digunakan data Kc dan konsentrasi pada kesetimbangan kedua.

\begin{array}{ll} \sf Kc &\sf = \dfrac{[NH_3]_2^2}{[N_2]_2[H_2]_2^3} \\\\ \sf \dfrac{25}{432} &\sf = \dfrac{(0.2+2x)^2}{(1.4-x)(1.2-3x)^3} \\\\ \sf (35-25x)(1.2-3x)^3&\sf = 432(0.2+2x)^2\end{array}

Hitung nilai x dengan teknik trial and error. Di mana ambil nilai x yang tidak bernilai negatif dan tidak lebih dari 1.4 M (mengingat x adalah molaritas N₂ yang bereaksi).

Diperoleh nilai x = 0.05 M.

Langkah 5
Perhitungan konsentrasi saat kesetimbangan kedua.

  • [N₂]₃ = 1.4 - x
    [N₂]₃ = 1.4 - 0.05
    [N₂]₃ = 1.35 M
  • [H₂]₃ = 1.2 - 3x
    [H₂]₃ = 1.2 - 3 (0.05)
    [H₂]₃ = 1.05 M
  • [NH₃]₃ = 0.2 + 2x
    [NH₃]₃ = 0.2 + 2 (0.05)
    [NH₃]₃ = 0.3 M

Subscript angka 3 menunjukkan molaritas saat kesetimbangan kedua.

Langkah 6
Perhitungan perbandingan molaritas gas saat kesetimbangan kedua.

  • [N₂]₃ : [H₂]₃ : [NH₃]₃ = 1.35 : 1.05 : 0.30
    Dikalikan 100, menjadi :
  • [N₂]₃ : [H₂]₃ : [NH₃]₃ = 135 : 105 : 30
    Dibagi 5, menjadi :
  • [N₂]₃ : [H₂]₃ : [NH₃]₃ = 27 : 21 : 15

Kesimpulan

Perbandingan bilangan bulat dari molaritas gas pada kesetimbangan kedua adalah 27 : 21 : 15.

Pelajari lebih lanjut

______________

Detail jawaban

Kelas    : XI
Mapel  : Kimia
Bab      : Kesetimbangan
Kode    : 11.7.4

#SolusiBrainlyCommunity

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh RoyAlChemi dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Mon, 24 Oct 22
<< Previous Post
Next Post >>