Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial Gas (Kp)

Kompetensi Dasar

3.8 Menjelaskan reaksi kesetimbangan di dalam hubungan antara pereaksi dan hasil reaksi

Tujuan Pembelajaran

Menentukan komposisi zat dalam keadaan setimbang, derajat disosiasi (α), tetapan kesetimbangan (Kc dan Kp) dan hubungan Kc dengan Kp

---

---

Tekanan Total dan Tekanan Parsial

Bayangkan sebuah balon yang berisi gas H₂O, gas O₂ dan gas CO₂. Tekanan total udara dalam balon adalah gabungan tekanan gas-gas yang ada di dalamnya. Dan selanjutnya tekanan H₂O, O₂ dan CO₂ disebut sebagai tekanan parsial.

Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial Gas (Kp)

Pada reaksi:

mA(g) + nB(g)  ⇄  pC(g)+qD(g)

Tetapan kesetimbangan tekanan parsial gas (Kp) dirumuskan sebagai:

\(\large Kp\:=\:\frac {[P_C]^p.[P_D]^q}{[P_A]^m.[P_B]^n}\)

Keterangan:

P_A : Tekanan parsial gas A

\(\large P_A\:=\:\frac{mol\:A}{mol\:total\:gas}.P_{total}\)

demikian juga untuk gas yang lainnya

Hubungan Kp dengan Kc

Hubungan Kp dengan Kc dinyatakan dalam persamaan:

\(\large Kp\:=\:K_c{(RT)}^{\Delta n}\)

Keterangan:

R : Tetapan gas ideal
   : 0,082 L atm K^—1mol^—1
T : Suhu (K)
Δn : Σmolekul ruas kanan — Σmolekul ruas kiri
  (Catatan: Yang dihitung hanya zat yang berfase gas (g) dan larutan (aqueous (aq)) saja)

Contoh soal dan pembahasan

Di dalam ruang 2 liter terdapat 5 mol gas amonia (NH₃) yang terurai sesuai reaksi:

2NH₃(g)  ⇄  N₂(g) + 3H₂(g)

Jika pada keadaan setimbang terdapat 2 mol NH₃, tentukanlah:
a. besarnya derajat disosiasi (α)
b. K_c
c. K_P, jika tekanan total sebesar 2 atm

PEMBAHASAN

Data yang diketahui dari soal:
Volume ruang = 2 liter
Jumlah mol NH₃ semula = 5 mol
Jumlah mol NH₃ pada saat setimbang = 2 mol
Tekanan total (P_total) = 2 atm

Langkah 1: buatlah diagram mula-mula, reaksi dan setimbang dan masukkan data yang sesuai.

Reaksi	2NH3(g)	⇄	N2 (g)	+	3H2 (g)
a. Mol mula-mula	5 mol		—		—
b. Mol bereaksi	....		....		....
Mol setimbang (a—b)	2 mol		....		....

Langkah 2: hitunglah jumlah mol zat yang bereaksi menggunakan rumus perbandingan koefisien (koef) reaksi serta jumlah mol zat pada keadaan setimbang.

(Panduan alur penalaran yaitu urut dari yang pertama adalah urut warna  merah  ⇒  jingga  ⇒  kuning  ⇒  hijau  ⇒  biru  ⇒  nila  ⇒  ungu )

Rumus perbandingan koefisien (koef) reaksi:
\(mol\:ditanya\:=\:\frac{koef\:ditanya}{koef\:diketahui}\:mol\:diketahui\)

Reaksi	2NH3(g)	⇄	N2 (g)	+	3H2 (g)
a. Mol mula-mula	5 mol		—		—
b. Mol bereaksi	3 mol		1,5 mol		4,5 mol
Mol setimbang (a—b)	2 mol		1,5 mol		4,5 mol
[Konsentrasi] (M=mol/L)	1 M		0,75 M		2,25 M

Contoh cara menghitung jumlah mol N₂ yang bereaksi menggunakan perbandingan koefisien reaksi:

\(\large mol\:N_2\:=\:\frac{Koef\:N_2}{Koef\:NH_3}mol\:NH_3\)

\(\large mol\:N_2\:=\:\frac {1}{2}\:3\:mol\:=\:1,5\:mol\)

a.Derajat disosiasi (α)

\(\large \alpha\:=\:\frac{mol\:terurai}{mol\:semula}\)

\(\large \alpha\:=\:\frac{3\:mol}{5\:mol}\:=\:0,6\:=\:60\:persen\)

b.Menghitung harga Kc: masukkan hasil perhitungan konsentrasi pada langkah 2

\(\large K_c\:=\:\frac{[N_2][H_2]^3}{[NH_3]^2}\)

\(\large K_c\:=\:\frac{(0,75)(2,25)^3}{(1)^2}\)

\(\large K_c\:=\:8,54\)

c.Menghitung tetapan kesetimbangan tekanan parsial gas (Kp)

Reaksi	2NH3(g)	⇄	N2 (g)	+	3H2 (g)	Mol Total
Mol setimbang	2 mol		1,5 mol		4,5 mol	8 mol
P Parsial	\(\frac {2\:mol}{8\:mol}2\:atm\) = 0,5 atm		\(\frac {1,5\:mol}{8\:mol}2\:atm\) =0,375 atm		\(\frac {4,5\:mol}{8\:mol}2\:atm\) =1,125 atm

\(\large Kp\:=\:\frac {(P_{N_2})(P_{H_2})^3}{(P_{NH_3})^2}\)

\(\large Kp\:=\:\frac {(0,375\:atm)(1,125\:atm)^3}{0,5\:atm)^2}\)

\(\large Kp\:=\:2,136\)

Hubungan Kp dengan Kc

Diketahui reaksi kesetimbangan:

CO₂(g) + C(s)  ⇄  2CO(g)

Pada suhu 27 °C, harga Kc = 1,6 × 10^–2. Hitunglah Kp!

Pembahasan

Data yang diketahui:

Suhu = 27^oC = 300 K
R = 0,082 L atm K^—1mol^—1
Δn = Σn kanan — Σn kiri
(yang dihitung hanya yang berfase gas (g) saja)
Δn = 2 — 1 = 1

\(\large Kp\:=\:Kc\:(RT)^{\Delta n}\)

\(\large Kp\:=\:1,6\:.\:10^{-2}\:(0,082\:.\:300)^1\)

\(\large Kp\:=\:0,39\)

(Semoga Bermanfaat - Ahmad Fata)

Referensi

1. Utami, Budi dkk, Kimia 2 : Untuk SMA/MA Kelas XI, Jakarta: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional, 2009

Lihat Video Pembahasan Materi dan Soal di Kanal You Tube Kimia Fata

Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial Gas (Kp)

Menentukan Persamaan Tetapan Kesetimbangan