Tetapan Kesetimbangan (Kc)

Pada tahun 1866 ahli kimia Swedia Cato Maximilian Guldberg dan Peter Waage mengemukakan bahwa dalam sistem kesetimbangan terdapat hubungan yang erat antara konsentrasi reaktan dan konsentrasi produk yang disebut tetapan kesetimbangan (The Equilibrium Constant, Kc) Simbol c menunjukan tetapan kesetimbangan (K) dinyatakan dalam mol per liter atau molar (M) dan ditulis menggunakan tanda kurung siku .

Hubungan antara konsentrasi pereaksi dan produk dinyatakan sebagai hukum kesetimbangan atau hukum aksi massa.

Hukum kesetimbangan: 

“pada suhu tetap, hasil perkalian konsentrasi produk dibagi dengan perkalian konsentrasi reaktan yang masing-masing spesi dipangkatkan koefisiennya adalah tetap”.

Misalnya zat A bereaksi dengan zat B berkesetimbangan dengan zat C dan D, sesuai persamaan reaksi berikut:

aA(g) + bB(g) ⟷ cC(g) + dD(g)

maka tetapan kesetimbangannya (Kc) berdasarkan hukum kesetimbangan sebagai berikut.

Berdasarkan persamaan di atas dapat diketahui bahwa nilai Kc akan besar jika pada saat setimbang konsentrasi produk lebih besar dari konsentrasi reaktan. Begitupun sebaliknya nilai Kc akan kecil jika konsentrasi reaktan lebih besar dari konsentrasi produk.

Dalam menulis tetapan kesetimbangan (Kc), spesi yang berwujud padat (s) dan cair (l) tidak perlu ditulis.

Hal ini disebabkan pada suhu dan tekanan tetap, konsentrasi spesi yang berwujud padat dan cair adalah tetap, dengan ketentuan jumlahnya tidak melebihi batas.

Contoh Soal
Tulislah tetapan kesetimbangan (Kc) dari beberapa reaksi berikut.
a. 2SO2(g) + O2(g)  ⟷  2SO3(g)

b. CaCO3(s) + 2HCl(aq) ⟷ CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l)

Penyelesaian

Contoh Soal

Persamaan kesetimbangan reaksi antara nitrogen monoksida dan oksigen pada suhu tertentu sebagai berikut.

2NO(g) + O2(g) ⟷ 2NO2(g)

Jika ketika kesetimbangan tercapai, terdapat 0,2 M gas NO, 0,1 M gas O2, dan 0,4 M gas NO2, tentukan tetapan kesetimbangan (Kc) pada suhu tersebut.

Penyelesaian

Diketahui:
- [NO] = 0,2 M
- [O2] = 0,1 M
- [NO2] = 0,4 M

Ditanya: Kc =  ....

Persamaan reaksi:

 2NO(g) + O2(g) ⟷ 2NO2(g)

Contoh Soal

Dalam sebuah bejana yang memiliki volume 4 liter, terjadi reaksi kesetimbangan berikut.

COCl2(g) ⟷ CO(g) + Cl2(g)

Ketika kesetimbangan tercapai terdapat 2,4 mol COCl2, 1,6 mol CO, dan 1,6 mol Cl2. Hitunglah nilai Kc dari reaksi tersebut.

Penyelesaian

Diketahui:
- Volume bejana = 4 liter
- Mol COCl2 = 2,4 mol
- Mol CO = 1,6 mol
- Mol Cl2 = 1,6 mol

Ditanya: Kc = ....

Persamaan reaksi : 

  COCl2(g)  CO(g) + Cl2(g)

Contoh Soal

Pada suhu tertentu, dalam tabung yang volumenya 2 liter terdapat sistem kesetimbangan berikut.

2HI(g)  ⟷ H2(g) + I2(g)

Jika mula-mula terdapat 0,8 mol HI dan pada saat setimbang terdapat 0,2 mol H2, tentukan nilai tetapan kesetimbangan (Kc) dari reaksi tersebut.

Penyelesaian

Diketahui:
- Volume tabung        =  2 liter
- Mol HI mula-mula  =  0,8 mol
- Mol H2 setimbang   =  0,2 mol

Ditanya: Kc = ....

UJI KOMPETENSI
1) Tulislah tetapan kesetimbangan (Kc) dari reaksi-reaksi berikut.
(a) 5CO(g) + I2O5(s)  ⟷ I2(g) + 5CO2(g)
(b) CaCO3(s) ⟷ CaO(s) + CO2(g)
(c) NH4OH(aq)  ⟷ NH4+(aq) + OH-(aq)
(d) AgCl(s) ⟷ Ag+(aq) + Cl–(aq)
(e) 2NaHCO3(s) ⟷ Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)

2) Pada suhu tertentu terjadi reaksi kesetimbangan berikut.
2SO2(g) + O2(g) ⟷ 2SO3(g)

Jika pada saat terbentuk kesetimbangan terdapat 2 M gas SO2, 2 M gas O2, dan 4 M gas SO3, tentukan harga tetapan kesetimbangan (Kc) reaksi tersebut.

3) Perhatikan reaksi kesetimbangan dalam bejana yang memiliki volume 4 liter berikut ini.
4HCl(aq) + O2(g) ⟷ 2H2O(l) + 2Cl2(g)
Pada saat terjadi kesetimbangan, ternyata terdapat 8 mol Cl2, 1 mol O2, dan 4 mol HCl. Hitunglah nilai Kc persamaan tersebut.

4) Pada temperatur 500(C dalam sebuah tabung yang memiliki volume 2 L dan terjadi reaksi kesetimbangan berikut.
N2(g) + 3H2(g) ⟷ 2NH3(g)
Jika mula-mula terdapat 0,6 mol N2 dan ketika ketimbangan tercapai terdapat 0,3 mol gas NH3, tentukan Kc dari reaksi tersebut.

5) Dalam ruang yang volumenya 2 liter dicampur 1,8 mol gas CO dan 1,4 mol gas H2, menurut reaksi:
CO(g) + 3H2(g)  ⟷ CH4(g) + H2O(g)

Jika pada saat setimbang terdapat 0,4 mol gas CH4, tentukan Kc dari reaksi tersebut.