Latihan 5

1. Tuliskan ekspresi untuk Kc, dan KP jika berlaku, untuk reaksi reversibel berikut pada kesetimbangan:

(a) HF(aq) + H2O(l)  ⇋ H3O_­­⁺(aq) + F^-(aq)

(b) 2NO(g) + O2(g) ⇋ 2NO2(g)

(c) CH3COOH(aq) + C2H5OH(aq) ⇋ CH3COOC2H5(aq) + H2O(l)

    Jawab :

     Perlu diingat fakta-fakta berikut: (1) ekspresi KP hanya berlaku untuk reaksi gas dan (2) konsentrasi pelarut (biasanya air) tidak muncul dalam ekspresi konstan keseimbangan.

     (a) Karena tidak ada gas yang ada, KP tidak berlaku dan kami hanya memiliki Kc.

           K'c = [H3O_­­⁺] [F^-]  / [HF] [H2O]  

    HF adalah asam yang lemah, sehingga jumlah air yang dikonsumsi dalam ionisasi asam dapat diabaikan dibandingkan dengan jumlah total air yang ada sebagai pelarut. Dengan demikian, kita dapat menulis ulang konstanta keseimbangan sebagai

            K'c = [H3O_­­⁺] [F^-]  / [HF]

      

        (b)      Kc = [NO2]² / [NO2]² [O2]

                   Kp = P²_NO2  /  P²_NOP_O2

        (c) Konstanta keseimbangan K'c diberikan oleh

                

                 K'c = [CH3COOC2H5][H2O] / [CH3COOH][C2H5OH]

                Karena air yang dihasilkan dalam reaksi dapat diabaikan dibandingkan dengan pelarut air, konsentrasi air tidak berubah. Dengan demikian, kita dapat menulis konstanta keseimbangan baru sebagai

                Kc = [CH3COOC2H5]  /  [CH3COOH][C2H5OH]

2. Proses keseimbangan berikut telah dipelajari pada 230 ° C:

                                2NO(g) + O2(g) ⇋  2NO2(g)

Dalam satu percobaan, konsentrasi spesies yang bereaksi pada keseimbangan ditemukan [NO] = 0,0542 M, [O2] = 0,127 M, dan [NO2] = 15,5 M. Hitung konstanta keseimbangan (Kc) reaksi pada suhu ini.

        Jawab : 

Konstanta keseimbangan diberikan oleh

Kc = [NO2]² / [NO]²[O2]

Substitusi konsentrasi, kami menemukan bahwa

Kc = (15.5)² / (0.0542)²(0.127) = 6.44 x 10⁵

Perhatikan bahwa Kc diberikan tanpa unit. Juga, besarnya Kc konsisten dengan konsentrasi produk tinggi (NO2) relatif terhadap konsentrasi reaktif (NO dan O2). 

3. Metanol (CH3OH) diproduksi secara industri oleh reaksi

    CO(g) + 2H2(g) ⇋ CH3OH(g)

    Konstanta keseimbangan (Kc) untuk reaksi adalah 10,5 pada 220 ° C.  Berapa nilai KP pada suhu ini? 

    Jawab : Hubungan antara Kc dan Kpadalah

                    KP = Kc(0,0821T )^Δn

                    Karena T = 273 + 220 = 493 K dan Δn = 1 - 3 = -2, kita punya

                    KP = (10,5)(0,0821 x 493)^-2 = 6,41 x 10^-3

                    Perhatikan bahwa KP, seperti Kc, adalah kuantitas tanpa dimensi. Contoh ini menunjukkan bahwa kita bisa mendapatkan nilai yang cukup berbeda untuk konstanta keseimbangan untuk reaksi yang sama, tergantung pada apakah kita mengekspresikan konsentrasi pada lalat per liter atau di atmosfer.