Modul Kesetimbangan Kimia

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan atas terselesaikannya penyusunan modul
kesetimbangan kimia. Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan bagi guru
dan siswa dalam kegiatan pembelajaran kimia. Materi dalam buku ini disajikan
dengan runtut disertai contoh dan ilustrasi yang jelas, dengan kalimat yang
sederhana dan bahasa yang komunikatif. Penjelasan setiap materi disertai dengan
gambar, tabel, serta grafik untuk memperjelas konsep yang disajikan. Dalam
menyajikan materi, buku ini dilengkapi dengan percobaan-percobaan sederhana
di laboratorium, yang diharapkan akan lebih membantu meningkatkan
pemahaman para siswa. Pada akhir setiap konsep juga disajikan uji kompetensi
sehingga para siswa dapat lebih memahami konsep yang dipelajari.

Penulis berharap buku ini akan dapat memberikan sumbangan bagi proses
pembelajaran kimia. Penulis menyadari bahwa tak ada gading yang tak retak,
maka kritik dan saran demi perbaikan buku ini senantiasa penulis harap dan
nantikan.

Jakarta, Desember 2022
Penulis

DAFTAR ISI

PETA KONSEP ........................................................................................................................1
PENDAHULUAN .....................................................................................................................3

A. Identitas Modul..................................................................................................................3
B. Kompetensi Dasar..............................................................................................................3
C. Tujuan Pembelajaran .........................................................................................................3
D. Deskripsi Singkat Materi...................................................................................................3
Konsep kesetimbangan ..............................................................................................................4
Keadaan kesetimbangan.............................................................................................................5
Tetapan Kesetimbangan.............................................................................................................5
Pergeseran Kesetimbangan ........................................................................................................9
Peranan Kesetimbangan Kimia dalam Industri........................................................................13
Rangkuman ..............................................................................................................................15
Uji Kompetensi ........................................................................................................................16
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................................................26



PETA KONSEP 1

Konsep Reaksi dua arah
Kesetimbangan
Hubungan dengan
laju reaksi produk dan

reaktan

Kesetimbangan Kimia Jenis Reaksi Reaksi
Kesetimbangan kesetimbangan

Tetapan homogen
Kesetimbangan
Reaksi
kesetimbangan

heterogen

Tetapan
kesetimbangan

konsentrasi

Tetapan
kesetimbangan

tekanan

Hubungan persamaan
reaksi dengan tetapan

kesetimbangan

2

PETA KONSEP

Pergeseran Azas Le Chatelier
Kesetimbangan
Penerapan di
industri

Faktor-faktor yang
mempengaruhi

Konsentrasi Tekanan Suhu

Volume

3

A. Identitas Modul PENDAHULUAN

Mata pelajaran : Kimia
Kelas : XI
Judul Modul : Kesetimbangan Kimia

B. Kompetensi Dasar

3.8. Menjelaskan reaksi kesetimbangan di dalam hubungan antara pereaksi dan hasil reaksi
3.9 Menganalisis faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan dan

penerapannya dalam industri
4.8 Menyajikan hasil pengolahan data untuk menentukan nilai tetapan kesetimbangan suatu

reaksi
4.9 Merancang, melakukan, dan menyimpulkan serta menyajikan hasil percobaan faktor-

faktor yang mempengaruhi pergeseran arah kesetimbangan.

C. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini, Anda diharapakan mampu:
1. Menjelaskan reaksi kesetimbangan dan keadaan setimbang.
2. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan.
3. Menentukan harga tetapan kesetimbangan (Kc).
4. Menentukan harga tetapan kesetimbangan parsial gas (Kp).
5. Menjelaskan hubungan antara Kc dan Kp
6. Menjelaskan penerapan kesetimbangan kimia pada bidang industri.

D. Deskripsi Singkat Materi

Modul ini berisikan materi pokok kesetimbangan kimia dan di dalamnya terdapat uraian
materi, contoh soal, dan soal latihan.

1. Konsep kesetimbangan
2. Tetapan kesetimbangan
3. Pergeseran kesetimbangan
4. Faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan
5. Penerapan kesetimbangan di industri

4

Konsep kesetimbangan

Kesetimbangan kimia merupakan proses dinamik, dianalogikan seperti gerakan para
pemain ski di suatu resor ski yang ramai, di mana jumlah pemain ski yang dibawa ke atas
gunung dengan menggunakan lift kursi sama dengan jumlah pemain ski yang turun
berseluncur.

Hal tersebut bisa dikaitkan dengan kesetimbangan yang terjadi dalam reaksi kimia. .
Reaksi kimia merupakan reaksi dapat balik (reversibel) dan hanya sedikit reaksi kimia yang
berlangsung satu arah. Pada awal reaksi reversibel, reaksi berlangsung maju ke arah
pembentukan produk kemudian proses balik mulai berlangsung yaitu pembentukan molekul
reaktan dari molekul produk. Bila laju reaksi maju dan reaksi balik sama besar dan konsentrasi
reaktan dan produk tidak lagi berubah seiring berjalannya waktu maka akan tercapai
kesetimbangan kimia (chemical equilibrium). Penulisan reaksi bolak balik ditandai dengan dua
panah yang arahnya berlawanan (⇆).

Meskipun sebagian besar reaksi bersifat reversibel, akan tetapi tidak semua reaksi dapat
balik bisa menjadi reaksi setimbang. Agar suatu reaksi dapat mencapai kondisi setimbang
diperlukan beberapa syarat, antara lain:
a. Bersifat dinamis

Suatu reaksi kesetimbangan bersifat dinamis artinya adalah secara mikroskopis reaksi
berlangsung terus menerus dalam dua arah dengan laju yang sama. Berlangsungnya suatu
reaksi secara mikroskopis tidak bisa teramati sedangkan secara makroskopis dapat dilihat dari
perubahan suhu, tekanan, konsentrasi, atau warna.
b. Dilakukan dalam sistem tertutup

Pada sistem tertutup zat-zat yang bereaksi maupun zat hasil reaksi tidak ada yang
meninggalkan sistem. Sistem tertutup bukan berarti reaksi dilakukan di wadah yang tertutup
(meskipun kadang-kadang diperlukan ruang tertutup untuk reaksi yang melibatkan gas).
Sebagai contoh reaksi antara larutan Fe 3 dengan larutan KSCN tidak perlu dilakukan dalam
wadah tertutup karena di dalam wadah terbuka pun tidak ada zat yang meninggalkan sistem.

5

Reaksi antara timbal (II) sulfat dengan larutan natrium iodida tidak mungkin akan dapat balik
jika timbal (II) iodida yang terbentuk hilang dari sistem.

Keadaan kesetimbangan

Secara umum, reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan sebagai:
A+B⇆C+D

Ada dua macam sistem kesetimbangan, yaitu kesetimbangan dalam sistem homogen dan
kesetimbangan dalam sistem heterogen
A. Kesetimbangan dalam Sistem Homogen

Kesetimbangan homogen (homogeneous equilibrium) berlaku untuk reaksi yang semua
spesi bereaksinya berada pada fasa yang sama. Contoh dari kesetimbangan fasa gas homogen
adalah penguraian N2O4.

N2O4 (g) ⇆ 2NO2 (g)
B. Kesetimbangan dalam Sistem Heterogen

Reaksi reversibel yang melibatkan reaktan dan produk yang fasanya berbeda akan
menghasilkan kesetimbangan heterogen (heteregeneous equilibrium). Sebagai contoh, ketika
kalsium karbonat dipanaskan dalam wadah tertutup, kesetimbangan akan tercapai:

Ca 3 (s) ⇆ CaO (s) + 2 (g)

Tetapan Kesetimbangan

Menurut Cato Guldberg dan Waage “Dalam keadaan setimbang pada suhu tetap,

hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi yang dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan hasil
kali konsentrasi pereaksi yang dipangkatkan koefisiennya akan mempunyai nilai yang tetap.”

Pada tabel di bawah ini menunjukkan hasil pengukuran konsentrasi dari zat-zat yang
ada pada saat setimbang dari beberapa reaksi.

Reaksi setimbang: H2 (g) + I2 (g) ⇆ 2HI (g) pada suhu 731 K

Percobaan [ ] [ ] [HI] [ ] [ ]
ke [ 2][ 2] [ 2][ 2]
1,1 X 10−2 0,12 x 10−2 2,5 X 10−2
1 0,92 X 10−2 0,20 X 10−2 2,96 X 10−2 1,909 48,11
2 0,77 X 10−2 0,31 X 10−2 3,34 X 10−2 1,609 47,62
3 0,22 X 10−2 0,22 X 10−2 3,08 X 10−2 1,399 46,73
4 0,34 X 10−2 0,34 X 10−2 2,35 X 10−2 1,522 46,87
5 2,033 47,77

6 0,86 X 10−2 0,86 X 10−2 5,86 X 10−2 792 6
46,43

Dari reaksi kesetimbangan dengan persamaan reaksi:

2 (g) + 2 ( ) ⇆ 2HI (g)

diperoleh nilai tetap pada hasil perhitungan dengan rumus:

K = [ ]2

[ 2] [ 2]

Persamaan tersebut merupakan hukum aksi massa atau hukum kesetimbangan (K), yaitu
“Dalam keadaan setimbang pada suhu tetap, hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi yang
dipangkatkan koefisiennya dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang dipangkatkan
koefisiennya akan mempunyai nilai yang tetap.”

Nilai yang diperoleh dari perhitungan hukum kesetimbangan disebut tetapan
kesetimbangan. Setiap reaksi akan mempunyai nilai tetapan kesetimbangan tertentu pada
kondisi tertentu. Untuk reaksi kesetimbangan heterogen, zat yang terlibat dalam reaksi
mempunyai wujud yang berbeda. Contohnya yaitu peruraian kalsium karbonat padat menjadi
kalsium oksida dan gas karbon dioksida yang berlangsung pada suhu tinggi. Reaksi
kesetimbangannya adalah:

Ca 3 (s) ⇆ CaO (s) + 2 (g)
Hukum kesetimbangan dinyatakan dengan:

K = [CaO][CO2]
[CaCO3]

Zat padat seperti Ca 3 dan CaO mempunyai konsentrasi tetap, maka:

Kc = [CO2]

Dengan demikian, berlaku bahwa untuk reaksi-reaksi heterogen, zat-zat yang konsentrasinya
tetap (dalam hal ini wujudnya padat) tidak tampak pada rumusan nilai Kc

Untuk reaksi yang melibatkan gas, tetapan kesetimbangan dapat dinyatakan dari nilai
tekanan parsial masing-masing gas pada saat setimbang, sebab konsentrasi gas dalam suatu
ruangan akan menentukan besarnya tekanan gas tersebut dalam ruangan. Tetapan
kesetimbangan yang diperoleh dari nilai tekanan diberi lambang Kp. Untuk reaksi setimbang:

mA (g) + nB (g) ⇆ xC (g) + yD (g)

Kp = ( ) ( )
( ) ( )

dengan = tekanan parsial gas A

= tekanan parsial gas B

7

= tekanan parsial gas C

= tekanan parsial gas D

Hubungan dan dapat dicari dengan hukum tentang gas ideal, yaitu PV = nRT


dengan P = R T


Untuk gas, besaran merupakan konsentrasi gas dalam ruangan sehingga dapat
disubstitusikan menjadi:

= [A] RT ; = [B] RT ; = [C] RT ; = [D] RT

maka:

[ ] ( ) [ ] ( )
= [ ] ( ) [ ] ( )

[ ] [ ] ( ) +
= [ ] [ ] ( ) +

Jika (x+y)-(+n) = ∆ menyatakan jumlah koefisien produk dikurangi dengan jumlah koefisien
pereaksi, Maka:

= ( )∆

Hubungan Kc dengan persamaan kimia yang setara

Persamaan reaksi setara yang dimaksud adalah beberapa persamaan reaksi
kesetimbangan yang berasal dari satu persamaan reaksi kesetimbangan. Berikut ini adalah
beberapa hal penting mengenai tetapan kesetimbangan (K) :

• Harga K dipengaruhi oleh suhu

Apabila suhu tetap, maka harga K tetap. Jika suhu berubah, maka harga K juga akan berubah.
– Pada reaksi endoterm, K berbanding lurus dengan suhu
– Pada reaksi eksoterm, K berbanding terbalik dengan suhu

• Harga K merupakan ukuran seberapa banyak produk yang terbentuk pada kondisi
setimbang

– Jika K > 1, maka hasil reaksi pada kesetimbangan lebih banyak daripada pereaksi.
– Jika K < 1, maka hasil reaksi pada kesetimbangan lebih sedikit daripada pereaksi.

8

Kurva dengan K > 1 Kurva dengan K < 1

• Setiap reaksi kesetimbangan mempunyai harga tertentu, yang dapat dibandingkan
antara satu dengan yang lainnya.

– Jika reaksi dibalik → K menjadi 1/K
– Jika reaksi dibagi x → K menjadi √
– Jika reaksi dikali x → K menjadi
– Jika beberapa reaksi dijumlahkan, semua harga K harus dikalikan

Contoh soal:

Diketahui reaksi sebagai berikut: K = 4,0 x 10−3 …………….. (reaksi 1)
2 (g) + 2 (g) → 2NO (g) K = 2,5 x 10−2 …………….. (reaksi 2)
2 (g) + ½ 2 (g) → 2NO (g)
Hitunglah harga K dari reaksi:

2O (g) + ½ 2 (g) → 2NO (g) …………….. (reaksi 3)
Jawab:

Supaya dapat dijumlahkan menjadi reaksi (3), maka reaksi (1) tetap dan reaksi (2) dibalik. Jika
reaksi dijumlahkan, maka kedua harga K harus dikalikan.

= x


9

= 4,0 x 10−3 X 2,5 1 = 1,6 x 10−1
x 10−2

Latihan Soal

1. Dalam bejana bervolume 2 liter terdapat keadaan setimbang 0,2 mol 2 4 dan 0,4 mol 2
pada suhu 300 K. Harga tetapan kesetimbangan Kp untuk reaksi 2 4 (g) ⇋ 2 2 (g) adalah …
( R = 0,082 l atm/k mol)

2. Gas 2 dan gas 2 bereaksi membentuk gas HI menurut persamaan reaksi : 2 (g) + 2 (g) ⇋
2 HI (g) . Jika reaksi dilakukan dalam wadah 1 L dan pada kesetimbangan reaksi terdapat 0,1
mol 2 ; 0,1 mol 2 , dan 0,5 mol HI. Berapakah nilai Kp?

3. Pada kesetimbangan:
2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g)

harga tetapan kesetimbangan adalah K1, maka pada suhu yang sama harga tetapan kesetimbangan
untuk reaksi: SO2(g) + ½ O2(g) SO3(g) adalah

4. Dalam ruang 2 liter, 4 mol CO 2 berdisosiasi menurut reaksi:
CO 2 (g) ⇋ CO (g) + 2 (g)

Bila terbentuk 1 mol gas CO, tentukan besarnya derajat disoasi (α) CO 2 !

5. Pada reaksi kesetimbangan:
P 5 ( ) ⇋ 3 (g) + 2 ( )

bila dalam ruang 2 liter, 8 mol gas PCl5 berdisosiasi 75%, tentukan besarnya harga
tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc)!

Pergeseran Kesetimbangan

Suatu sistem jika berada dalam keadaan setimbang cenderung akan mempertahankan
kesetimbangannya sehingga jika ada pengaruh dari luar maka sistem tersebut akan berubah
sedemikian rupa sehingga diperoleh keadaan kesetimbangan lagi. Dalam hal ini dikenal dengan
asas Le Chatelier yang berbunyi “jika dalam suatu sistem kesetimbangan diberikan suatu aksi
maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu sekecil mungkin”.

10

Beberapa aksi yang dapat menimbulkan perubahan pada sistem kesetimbangan di antaranya:
perubahan konsentrasi, volume, tekanan, dan suhu.

1. Pengaruh perubahan konsentrasi

Jika salah satu komponen yang terdapat dalam sistem kesetimbangan
konsentrasinya diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser dari arah
komponen yang konsentrasinya diperbesar. Sebaliknya, jika konsentrasi salah
satu komponen dalam sistem dikurangi , kesetimbangan akan bergeser menuju
ke arah komponen yang dikurangi (diturunkan konsentrasinya).

Contoh:

Fe3+ (aq) + SCN− (aq) ⇋ FeSCN2+ (aq)

(kuning) (tak berwarna) (merah)

• Jika ke dalam sistem ditambahkan ion Fe3+ (konsentrasi ion Fe3+ diperbesar) maka
kesetimbangan akan bergeser ke arah kanan, akibatnya konsentrasi SCN− berkurang
dan konsentrasi FeSCN2+ bertambah (ditandai dengan warna merah FeSCN2+yang
lebih tua).

• Jika ke dalam sistem ion Fe3+ dikurangi (dengan menambahkan ion HPO42− yang
berfungsi untuk mengikat/mengurangi ion Fe3+) kesetimbangan akan bergeser ke kiri
yang berakibat konsentrasi FeSCN2+ berkurang (ditandai dengan warna merah
FeSCN2+ yang menjadi lebih muda).

Pengaruh Perubahan Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan

A. Alat dan Bahan 1 buah Bahan:
Alat: 4 buah Larutan NaH3PO4 0,01 M
Gelas kimia 3 buah Larutan Fe(NO3)3 0,01 M
Tabung reaksi 1 buah Larutan KSCN 0,01 M
Pipet tetes
Gelas ukur

B. Langkah Kerja
1. 25 mL KSCN 0,01 M dan 2 tetes Fe(NO3)3 0,01 M dituangkan ke dalam gelas kimia.
2. Campuran larutan tersebut dituangkan ke dalam 4 buah tabung reaksi.
3. Tabung 1 disimpan sebagai pembanding.
4. Ke dalam tabung 2 ditambahkan 1 tetes KSCN 0,01 M. Amati hasilnya, catat perubahan
warna yang terjadi.
5. Ke dalam tabung 3 ditambahkan 1 tetes Fe(NO3)3 0,01 M. Amati hasilnya, catat
perubahan warna yang terjadi.
6. Ke dalam tabung 4 ditambahkan 1 tetes NaH3PO4 0,01 M. Amati hasilnya, catat
perubahan warna yang terjadi.

11

C. Tabel Hasil Pengamatan Warna Larutan
Hasil Pengamatan Awal
Jenis Larutan
KSCN
Fe(NO3)3
NaH3PO4

Hasil Pengamatan Setelah Perlakuan

Tabung Hasil Pengamatan
ke-
Warna Larutan Awal Warna Larutan setelah
Penambahan Pereaksi

1

2

3

4

2. Pengaruh volume

Jika volume sistem kesetimbangan diperbesar, maka kesetimbangan akan
bergeser ke arah ruas yang mempunyai jumlah partikel (koefisien) yang besar.
Sebaliknya jika volume sistem diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser
ke arah jumlah partikel yang kecil.

Contoh:

Pada sistem kesetimbangan
Fe3+ (aq) + SCN− (aq) ⇋ FeSCN2+ (aq)

(kuning) (tak berwarna) (merah)

lalu pada sistem ditambahkan air (volume diperbesar) menjadi dua kali dari volume semula,
warna larutan menjadi lebih terang (lebih muda).

3. Pengaruh tekanan

Perubahan tekanan akan berpengaruh pada konsentrasi gas-gas yang ada pada
kesetimbangan. Oleh karena itu, pada sistem reaksi setimbang yang tidak melibatkan gas,
perubahan tekanan tidak menggeser letak kesetimbangan. Untuk mengetahui pengaruh
perubahan tekanan terhadap sistem kesetimbangan gas dapat dilihat dari persamaan gas ideal
berikut ini:

PV = nRT

P = ( / ) RT

12

dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa perubahan tekanan akan berbanding terbalik
dengan volume, artinya jika tekanan diperbesar pengaruhnya akan sama dengan jika volume
diperkecil dan sebaliknya. Untuk reaksi kesetimbangan yang jumlah partikel sebelum reaksi
sama dengan jumlah partikel sesudah reaksi, perubahan tekanan tidak akan menggeser letak
kesetimbangan.

Untuk reaksi kesetimbangan yang jumlah partikel sebelum reaksi tidak sama dengan
jumlah partikel sesudah reaksi maka

Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah koefisien
(partikel) yang kecil dan jika tekanan diperkecil maka kesetimbangan akan
bergeser ke jumlah koefisien (partikel) yang besar.

Contoh:

Pada reaksi kesetimbangan:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇋ 2NH3 (g)
jumlah koefisien reaksi di kanan = 2

jumlah koefisien reaksi di kiri = 1+3 = 4

• Bila pada sistem kesetimbangan tersebut tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan
bergeser ke kanan (jumlah koefisien kecil).

• Bila pada sistem kesetimbangan tersebut volume diperkecil maka kesetimbangan akan
bergeser ke kiri (jumlah koefisien besar)

4. Pengaruh suhu

Pergeseran reaksi kesetimbangan akibat perubahan suhu ditentukan oleh jenis
reaksinya, apakah endoterm atau eksoterm. Jika sistem dalam kesetimbangan suhunya
dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke arah reaksi endoterm atau ∆H positif dan jika suhu
sistem kesetimbangan diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm
atau ∆H negatif.

Contoh:

2NO (g) + 2 (g) ⇋ 2 2 (g) ∆H = -216 kJ

Reaksi ke kanan eksoterm karena nilai ∆H nya negatif maka reaksi ke kiri endoterm

• Jika pada reaksi kesetimbangan tersebut suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan
bergeser ke kiri (ke arah endoterm atau yang membutuhkan kalor).

• Jika pada reaksi kesetimbangan tersebut suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan
bergeser ke kanan (ke arah eksoterm).

13

Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Kesetimbangan

A. Alat dan Bahan 1 buah Bahan 10 gram
Alat 1 set CuSO4.5H2O(s)
Cawan penguap secukupnya Air
Set alat pembakar 1 set
Kapas
Neraca

B. Langkah Kerja
1. Panaskan 10 gram CuSO4.5H2O dalam cawan penguap.
2. Amati perubahan warna yang terjadi.
3. Biarkan padatan mendingin. Setelah dingin, tetesi dengan air. Amati perubahan yang
terjadi.
4. Tuliskan hasil pengamatan dalam bentuk tabel.

C. Hasil Pengamatan Warna Zat
Perlakuan

Sebelum pemanasan
Setelah pemanasan
Setelah penambahan air

Peranan Kesetimbangan Kimia dalam Industri

Pada umumnya, prinsip di dalam industri mengikuti hukum ekonomi yaitu untuk
menghasilkan barang industri sebanyak-banyaknya maka faktor yang menghambat atau
memperlambat suatu proses di industri diusahakan seminimal mungkin. Pada bagian ini akan
dibahas bagaimana proses produksi amonia (NH3) dan asam sulfat (H2SO4).

A. Pembuatan Amonia dengan Proses Haber-Bosch

Amonia (NH3) digunakan dalam pembuatan bermacam-macam monomer yang mengandung
nitrogen untuk industri nilon, polimer-polimer akrilat, dan busa poliutretan. Amonia juga
digunakan dalam industri farmasi, macam-macam bahan organik, anorganik, detergen dan
larutan pembersih, pupuk, dan bahan peledak (TNT atau trinitrotoluena).

Dasar teori dari reaksi sintesis amonia dan uji laboratorisnya merupakan penelitian Fritz

Haber (1908). Reaksi pembuatan amonia ini merupakan reaksi kesetimbangan. Oleh karena

itu, untuk mendapatkan amonia sebanyak-banyaknya digunakan asas Le Chatelier pada
prosesnya. Untuk menggeser keetimbangan ke arah pembentukan NH3 , maka konsentrasi N2
dan H2 diperbesar (dengan menaikkan tekanan kedua gas tersebut). Faktor lain yang sangat
penting untuk diperhatikan adalah suhu dan tekanan.

N2 (g) + 3H2 (g) ⇋ 2NH3 (g) ∆H = -92,38 kJ/mol, suhu = 298 K

14

Untuk setiap 1 mol gas nitrogen dan 3 mol gas hidrogen dihasilkan 2 mol gas amonia.
Peningkatan tekanan menyebabkan campuran reaksi bervolume kecil dan menyebabkan
terjadinya reaksi yang menghasilkan amonia lebih besar. Reaksi ke kanan bersifat eksoterm.
Reaksi eksoterm lebih baik terjadi jika suhu diturunkan, sehingga reaksi bergeser ke kanan
menghasilkan amonia makin besar. Jadi kondisi optimum untuk produksi NH3 adalah tekanan
tinggi dan suhu rendah. Tetapi, keadaan optimum ini tidak mengatasi masalah laju reaksi.
Sekalipun produksi kesetimbangan NH3 lebih baik terjadi pada suhu rendah, namun laju
pembentukannya sangat lambat, sehingga reaksi ini tidak layak. Salah satu cara untuk
meningkatkan reaksi adalah dengan menggunakan katalis. Walaupun tidak mempengaruhi
kesetimbangan, namun katalis dapat mempercepat reaksi. Keadaan reaksi yang biasa dilakukan
dalam proses Haber–Bosch adalah pada suhu 550 °C, tekanan dari 150 sampai dengan 500 atm,
dan katalis biasanya besi dengan campuran 2 3 , MgO, CaO, dan 2 . Cara lain untuk
meningkatkan laju produksi NH3 adalah memindahkan NH3, dengan segera setelah terbentuk.

B. Pembuatan Asam Sulfat dengan Proses Kontak

Salah satu cara pembuatan asam sulfat melalui proses industri dengan produk yang cukup
besar adalah dengan proses kontak. Bahan yang digunakan pada proses ini adalah belerang.
Berikut ini adalah diagram alir pabrik asam sulfat kontak yang menggunakan pembakaran
belerang dan absorpsi tunggal dengan injeksi udara (pengenceran) antar tahap.

15

Rangkuman

1. Reaksi kimia ada yang bersifat satu arah dan ada yang bersifat dua arah.

2. Reaksi ireversibel adalah reaksi kimia yang bersifat satu arah (tidak dapat balik menjadi
pereaksi semula).

3. Reaksi reversibel adalah reaksi kimia yang bersifat dua arah (dapat balik menjadi pereaksi
semula).

4. Reaksi reversibel disebut juga reaksi kesetimbangan. Reaksi kesetimbangan dicapai saat
laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik.

5. Reaksi kesetimbangan bersifat dinamis, artinya terjadi perubahan secara mikroskopis saat
reaksi kesetimbangan berlangsung.

6. Tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc) adalah hasil kali konsentrasi zat-zat produk
dibagi hasil kali konsentrasi zat-zat pereaksi, setelah masing-masing dipangkatkan
koefisien menurut persamaan reaksi.

7. Tetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan gas (Kp) adalah hasil kali tekanan parsial gas-
gas produk dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas-gas pereaksi, setelah masing-
masing gas dipangkatkan dengan koefisien menurut persamaan reaksi.

8. Hubungan antara Kp dan Kc adalah Kp = Kc [RT]∆n

9. Makna tetapan kesetimbangan Kc dan Kp adalah bahwa harga Kc dan Kp semakin besar
menunjukkan bahwa reaksi ke kanan berlangsung sempurna atau hampir sempurna.

10. Reaksi kesetimbangan dapat dipengaruhi faktor-faktor dari luar, yaitu konsentrasi, suhu,
volume dan tekanan.

11. Asas Le Chatelier menjelaskan bila terhadap suatu reaksi kesetimbangan dilakukan suatu
aksi, maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi
tersebut.

12. Pembuatan amonia dengan proses Haber-Bosch dilakukan pada suhu ±450℃ tekanan
tinggi antara 200-400 atm dan ditambahkan katalis serbuk besi dicampur Al2O3 , MgO ,
CaO2 dan K2O

13. Pembuatan asam sulfat dengan proses kontak dilakukan pada suhu ±450℃ tekanan
normal 1 atm dan ditambahkan katalis 2 5

16

Uji Kompetensi

1. Seorang praktikan mereaksikan larutan asam klorida (HCl) dengan larutan natrium
hidroksida (NaOH) menghasilkan larutan natrium klorida (NaCl) dan air (H2O). Reaksi yang
terjadi yaitu:

HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l).

larutan NaCl sebagai produk di atas kemudian dipanaskan hingga seluruh airnya menguap dan
diperoleh kristal berwarna putih. Kristal tersebut direaksikan kembali dengan air namun
ternyata tidak terjadi perubahan lagi baik secara makroskopis maupun secara mikroskopis.
Maka dapat diketahui bahwa percobaan yang dilakukan tersebut termasuk ke dalam reaksi
kesetimbangan…

A. Irreversibel
B. Bolak-balik
C. Eksoterm
D. Reversibel
E. Endoterm

2. Di dalam tubuh manusia, oksigen bebas yang kita hirup kemudian akan diangkut dan diikat
oleh hemoglobin dalam darah. Proses ini berlangsung dalam reaksi kesetimbangan sebagai
berikut:

Hb(aq) + O2(aq) ⇌ HbO2(aq)

Berdasarkan fenomena di atas, siklus oksigen merupakan reaksi kesetimbangan...

A. Irreversibel
B. Satu arah
C. Reversibel
D. Reaksi balik
E. Reaksi maju

3. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pada tumbuhan hijau yang memiliki klorofil untuk
mendapatkan makanannya. Reaksi yang terjadi di dalam tumbuhan tersebut adalah sebagai
berikut:

6CO2(g) + 6H2O(g) ⇌ C6H12O6(s) + 6O2(g)

Berdasarkan fenomena tersebut, proses fotosintesis merupakan reaksi kesetimbangan yang
mana?

A. Irreversibel
B. Satu arah
C. Eksoterm
D. Reversibel

17

4. Setiap hari manusia mengkonsumsi berbagai macam makanan. Tetapi, makanan yang
dikonsumsi seringkali banyak mengandung asam maupun basa sehingga dapat terjadi rusaknya
lapisan enamel gigi dan berakibat pengeroposan gigi. Salah satu solusi yang dapat dilakukan
adalah dengan menjaga kebersihan gigi, yaitu menggunakan pasta gigi yang mengandung
fluorida. Ketika makanan yang dikonsumsi terlalu banyak kandungan asam, tubuh manusia
akan mempertahankan kesetimbangan kimianya di dalam mulut. Di dalam mulut terjadi reaksi
kesetimbangan sebagai berikut:

Ca5(PO4)3OH ⇌ 5Ca2+ + 3PO43– + OH–
Kesimpulan yang tepat berdasarkan hal tersebut adalah…

A. Reaksi kesetimbangan akan mengalami pergeseran jika makanan yang kita konsumsi
mengandung asam. Akibatnya, reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kanan
mengakibatkan konsentrasi Ca5(PO4)3OH berkurang.

B. Reaksi kesetimbangan akan mengalami pergeseran jika makanan yang kita konsumsi
mengandung asam. Akibatnya, reaksi kesetimbangan akan bergeser ke kiri
mengakibatkan konsentrasi Ca5(PO4)3OH bertambah.

C. Reaksi kesetimbangan tetap tidak terjadi pergeserah ke arah produk maupun reaktan
D. Reaksi kesetimbangan akan mengalami pergeseran jika makanan yang kita konsumsi

mengandung asam, yaitu bergeser ke arah koefisien kecil
E. Reaksi kesetimbangan tidak dipengaruhi oleh penambahan asam

5.

Identifikasi hal apa yang terjadi pada molekul air dalam kedua wadah tersebut?

A. Molekul air di wadah A akan menguap dan uap airnya akan keluar dari wadah A karena
merupakan sistem tertutup

B. Molekul air di wadah B akan menguap dan uap airnya akan keluar sehingga volume
molekul air di wadah B terus berkurang

C. Uap air hasil penguapan molekul air di wadah B bebas keluar tanpa tertahan oleh tutup
wadah

D. Uap air dari pendidihan molekul air di wadah A dapat berubah kembali menjadi air
kembali

E. Uap air yang terbentuk dari penguapan molekul air di wadah B akan kembali menjadi
air

18

6. Diketahui reaksi : 2HI(g) H2(g) + I2(g)
Gambar berikut yang paling mungkin untuk menggambarkan perubahan konsentrasi zat
dalam kesetimbangan adalah ….

[HI]

A.

waktu

[HI]

B.

waktu

[H2]

C.

[I2] waktu
waktu
D.

[HI]

E.

waktu

7. Reaksi yang bukan termasuk kesetimbangan heterogen adalah…
A. C(s) + H2O(g) ↔ CO(g) + H2(g)
B. CH3COOH(aq) + H2O(l) ↔ CH3COOH-(aq) + H3O+ (aq)
C. Ag+(aq) + Fe2+ (aq) ↔ Ag(s) + Fe3+ (aq)
D. 2NO2(g) ↔ 2NO(g) + O2(g)
E. 2BaO2(s) ↔ 2BaO(g) + O2(g)

19

8. Dalam sistem terbuka (di alam sekitar kita) terjadi kesetimbangan kimia (reaksi dua
arah/reversibel), yaitu proses siklus oksigen. Dengan adanya kesetimbangan kimia, maka
makhluk hidup tidak kehabisan oksigen untuk bernapas. Tata ulang pernyataan di bawah ini
yang paling tepat pada siklus oksigen sebagai reaksi kesetimbangan, yaitu...

A. Kegiatan industri menghasilkan oksigen menuju atmosfer
B. Siklus air terganggu karena penggundulan hutan untuk diambil kayunya
C. Oksigen dihirup manusia dan hewan melalui respirasi untuk metabolisme
D. Metabolisme semua makhluk hidup menghasilkan oksigen yang dilepas menuju

atmosfer
E. Tumbuhan dan alga menyerap oksigen dan menghasilkan karbondioksida menuju

atmosfer

9. Ketika kita memanaskan air dalam wadah tertutup, air yang mendidih akan mengalami
penguapan namun karena berlangsung dalam wadah yang tertutup uap air akan mengalami
kondensasi sehingga proses pemanasan air berlangsung dua arah dan mengalami
kesetimbangan. Sistem tersebut dikatakan dalam keadaan setimbang karena….

A. Reaksinya berlangsung satu arah dalam waktu bersamaan
B. Reaksinya berlangsung dalam dua arah dalam laju reaksi yang sama
C. Jumlah mol zat yang ada pada keadaan setimbang selalu sama
D. Masing-masing zat yang bereaksi sudah habis
E. Jumlah zat yang terbentuk dalam reaksi sama dengan pereaksi

10. Seorang peneliti ingin membuat gas metan dalam jumlah yang banyak. Reaksi gas metana
tersebut sebagai berikut:

C(s) + 2H2(g) ⇌ CH4(g) ΔH = +215 kJ
Berdasarkan pernyataan tersebut, bagaimana tindakan paling tepat dilakukan agar memperoleh
hasil CH4 sebanyak-banyaknya?

A. Suhu reaksi dinaikkan dan menurunkan tekanan reaksi
B. Suhu reaksi dinaikkan dan meningkatkan tekanan reaksi
C. Konsentrasi C dan H2 dikurangi, meningkatkan tekanan reaksi
D. Konsentrasi C dan H2 ditambah, menurunkan tekanan reaksi
E. Suhu reaksi diturunkan, konsentrasi C dan H2 dikurangi

11. Pernyataan berikut benar untuk sistem kimia pada keadaan setimbang, yaitu….

A. Mol pereaksi yang berubah sama dengan mol zat yang terbentuk
B. Konsentrasi zat – zat dalam campuran reaksi tidak berubah
C. Laju reaksi maju lebih cepat daripada laju reaksi balik
D. Mol zat pereaksi sama dengan mol zat hasil reaksi
E. Reaksi telah berganti

12.Perhatikan reaksi kesetimbangan berikut :
C2H5COOCH3(aq) + H2O(l) ⇄ CH3OH(aq) + CH3COOH(aq)

20

Hal berikut ini yang tidak memenuhi kaidah pergeseran kesetimbangan adalah…

A. Penambahan CH3OH dapat menambah C2H5COOCH3
B. Pengambilan CH3OH dapat menambah CH3COOH
C. Pengambilan C2H5COOCH3 dapat menambah CH3OH
D. Penambahan air menyebabkan C2H5OH bertambah
E. Penambahan C2H5COOCH3 dapat menambah 3

13. Seorang siswa melakukan percobaan dalam ruangan tertutup dengan reaksi kesetimbangan:

H2(g) + Cl2(g) ⇄ 2 HCl(g) ΔH = –92 kJ/mol

Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah … .

A. Kiri, harga k bertambah
B. Kiri, harga k berkurang
C. Kiri, harga k tetap
D. Kanan, harga k bertambah
E. Kanan, harga k tetap

14. Gas HBr dapat diperoleh sebanyak-banyaknya dari reaksi:

2 ( ) + 2 (g) ⇌ 2HBr (g) ∆H = + 25 kJ/mol

dengan cara ….

A. Pada suhu tetap, volume diperbesar

B. Pada suhu tetap, tekanan diperkecil

C. Suhu diperbesar

D. Suhu dikurangi

E. Pada suhu tetap, ditambah katalisator

15. Seorang siswa diberi tugas untuk memberikan contoh reaksi yang dapat mengalami
perubahan arah kesetimbangan jika diberi perlakuan dengan menaikkan maupun menurunkan
tekanan. Lalu siswa menuliskan tiga reaksi yang menurutnya dapat mengalami perubahan
kesetimbangan jika diberi perubahan tekanan:
Reaksi 1: N3 (g) + 3 H2 (g) ⇌ 2NH3 (g)
Reaksi 2: H2 (g) + Br2 (g) ⇌ 2HBr (g)
Reaksi 3: H2 (g) + CO2 (g) ⇌ H2O(g)+CO(g)

21

Sebagai akibat dari penurunan tekanan (volume dinaikkan) dan konsentrasi produk ditambah,
Prediksi arah pergeseran kesetimbangan untuk reaksi I...

A. Reaksi kesetimbangan akan bergeser ke produk
B. Reaksi tidak mengalami pergeseran arah kesetimbangan
C. Reaksi kesetimbangan akan bergeser ke reaktan
D. Arah kesetimbangan bergeser dari kiri ke kanan
E. Arah kesetimbangan bergeser konstan menuju produk

16.

Gas penyusun atmosfer yaitu gas O2 dan N2. Gas-gas tersebut dapat bereaksi membentuk gas
NO dengan persamaan reaksi sebagai berikut:
N2(g) + O2(g) ⇌ 2NO(g)
Reaksi kesetimbangan tersebut bersifat endoterm. NO merupakan salah satu zat penting bagi
pertumbuhan tanaman. Tanaman dapat memperoleh NO, salah satu caranya yaitu dengan
bantuan hujan. NO dapat larut dalam air hujan yang kemudian terserap oleh tanah. Namun pada
suhu dan tekanan normal hampir tidak ada gas NO yang terbentuk. Saat terjadi hujan deras
yang disertai petir, maka akan terjadi perpindahan elektron antara awan dan bumi. Energi yang
dilepaskan berupa cahaya, bunyi dan panas. Sehingga dengan demikian, hujan yang disertai
dengan petir sebenarnya dapat menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman. Berdasarkan
fenomena tersebut, di bawah ini manakah pernyataan logis yang mendukung bahwa hujan
disertai petir dapat menguntungkan bagi pertumbuhan tanaman?

A. Saat terjadi petir ada energi panas yang meningkatkan suhu atmosfer pada lokasi yang
terkena petir, namun hal itu tidak menyebabkan bergesernya arah kesetimbangan.

B. Energi panas menyebabkan adanya pergeseran arah kesetimbangan menuju gas
nitrogen sehingga nitrogen bertambah dan membuat jumlah NO melimpah

C. Saat terjadi petir ada energi panas yang meningkatkan suhu atmosfer pada lokasi yang
terkena petir, hal itu menyebabkan bergesernya arah kesetimbangan ke reaksi eksoterm

D. Energi panas menyebabkan adanya pergeseran arah kesetimbangan menuju gas
nitrogen monoksida sehingga konsentrasi nitrogen monoksida tersebut bertambah

22

E. Energi panas menyebabkan adanya pergeseran arah kesetimbangan menuju gas oksigen
sehingga konsentrasi oksigen bertambah dan membuat jumlah NO melimpah

17.

Diketahui grafik kesetimbangan reaksi berikut:
Persamaan reaksi yang tepat untuk grafik tersebut adalah….

A. A + B ↔ C
B. A + C ↔ 2B
C. A ↔ 2B + C
D. A ↔ 4B + 2C
E. 5A ↔ 8B + 4C

18. Perkembangan industri pada zaman sekarang semakin pesat. Pertimbanngan utama dalam
industri umumnya berkaitan dengan prinsip ekonomi, dengan menggunakan modal sekecil-
kecilnya untuk mendapatkan keuntungan yang sebesar-besarnya. Dalam industri kimia, para
ahli akan memikirkan cara agar dapat memperoleh hasil reaksi atau produk dengan semaksimal
mungkin. Jika proses kimia dalam industri berkaitan dengan kesetimbangan, Asas Le Chatelier
sangat berperan dalam menentukan kondisi optimum sistem. Identifikasi pernyataan di bawah
ini yang relevan berdasarkan Asas Le Chatelier dalam penyelesaian masalah industri kimia,
kecuali...

A. Menurut Asas Le Chatelier katalis dapat mempercepat sekaligus memperbanyak
jumlah produk.

B. Asas Le Chatelier dapat menekan biaya produksi.
C. Menurut Asas Le Chatelier pemberian katalis tidak berpengaruh terhadap hasil

produksi.
D. Asas Le Chatelier memperhatikan faktor-faktor yang mempengaruhi arah pergeseran

kesetimbangan.
E. Menurut Asas Le Chatelier faktor pemberian katalis pada reaksi kesetimbangan hanya

dapat mempercepat reaksi.

19. 2Na2CO3(s) + 2SO2(g) + O2(g) ⇌ 2Na2SO4(s) + 2 CO2(g)
Tetapan kesetimbangan untuk reaksi tersebut adalah ….

23

A. = [ 2 4]2[ 2]2
[ 2 3]2[ 2]2[ 2]

B. = [ 2 3]2[ 2]2[ 2]
[ 2 4]2[ 2]2

C. = [ 2]2
[ 2]2[ 2]

D. = [ 2]2[ 2]
[ 2]2

E. = [ 2]
[ 2][ 2]

20. Pada kesetimbangan:

2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g)

harga tetapan kesetimbangan adalah K1, maka pada suhu yang sama harga tetapan
kesetimbangan untuk reaksi: SO2(g) + ½ O2(g) SO3(g) adalah ….

A. ( 1 )2

1

B. √ 1 1
C. K12

D. √ 1

E. K1

21. Tetapan kesetimbangan yang dinyatakan sebagai:

[ A]3 [B]2
Kc =

[C]2 [D]

Persamaan kesetimbangan yang sesuai dengan tetapan kesetimbangan tersebut adalah….

A. C2 + D A3 + B2
B. 3A + 2B 2C + D
C. C + D 3A + B
D. 3A + B C + D
E. 2C + D 3A + 2B

22. Pada Suhu T°C dalam sebuah bejana 5 liter terdapat kesetimbangan berikut :

2X(g) ↔ 3Y(g). Nilai Kp pada suhu tersebut adalah 1/2 . Bila nilai Px = 4 atm, maka nilai PY pada
suhu tersebut adalah . . .

A. 3 atm

B. 1 atm

C. 6 atm

24

D. 2 atm

E. 4 atm

23. Kalium hidrogenkarbonat atau kalium bikarbonat atau kalium asam karbonat dengan rumus
kimia KHCO3 merupakan padatan kristal putih yang tidak berbau. Senyawa ini banyak
digunakan dalam tanaman dan juga digunakan sebagai agen pencegah kebakaran dalam
beberapa alat pemadam api seperti berikut. Sementara jika padatan KHCO3 dialiri gas HCl
pada wadah 10L dan suhu 227°C sesuai reaksi berikut:

KHCO3(s) + HCl(g) ⇌ KCl(s) + H2O(g) + CO2(g).

Jika 100 gram KHCO3 padatan direaksikan dengan 365 gram HCl sehingga saat setimbang
terbentuk 7,45 gram KCl.

Tentukan harga tetapan kesetimbangan tekanannya (Kp) adalah...

A. 3,1 × 10−2

B. 41 × 10−3

C. 4,1 × 10−4

D. 5,1 × 10−3

E. 41 × 10−5

24. Reaksi yang mempunyai harga Kp = Kc adalah ….

A. N2O4(g) ⇌ 2NO2(g)
B. H2(g) + S(g) ⇌ H2S(g)
C. 2HBr(g) ⇌ H2(g) + Br2(g)
D. N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
E. 2SO3(g) ⇌ 2SO2(g) + O2(g)

25. Suatu reaksi kesetimbangan dapat dituliskan persamaan reaksinya sebagai berikut:
CO(g) + Cl2(g) ⇌ COCl2(g)

Jika gas karbon monoksida pada keadaan setimbang 0,12 molar dan gas klor adalah 0,4 molar
serta terbentuk produk 0,42 molar pada suhu 77oC. Hitungah besar Kc dan Kp reaksi tersebut...

A. Kc = 8,75 dan Kp= 0,2 atm
B. Kc = 9,75 dan Kp= 0,5 atm
C. Kc = 8,75 dan Kp= 0,4 atm
D. Kc = 9,75 dan Kp= 0,6 atm
E. Kc = 8,75 dan Kp= 0,3 atm

25

Kunci jawaban uji kompetensi

Cocokkanlah jawaban kalian dengan kunci jawaban di bawah ini, kemudian lakukan sesuai
instruksi pada pedoman penskoran!

Nomor Opsi Jawaban
1 A
2 C
3 D
4 A
5 E
6 E
7 D
8 C
9 B
10 B
11 B
12 D
13 C
14 C
15 C
16 D
17 D
18 A
19 C
20 B
21 E
22 D
23 C
24 C
25 E

26

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar Jilid II Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.
Sudarmo Unggul. 2006. Kimia untuk SMA/MA Kelas XI. Jakarta : Phibeta.

27