Latihan Keseimbangan Kimia

Keseimbangan kimia adalah salah satu mata pelajaran yang paling banyak jatuh di Enem dan ujian masuk.

Aspek reaksi reversibel dibahas dalam pertanyaan dan kandidat dievaluasi baik dengan perhitungan maupun dengan konsep yang melibatkan tema ini.

Dengan mengingat hal itu, kami membuat daftar pertanyaan ini dengan pendekatan yang berbeda untuk keseimbangan kimia.

Manfaatkan komentar resolusi untuk mempersiapkan ujian, dan lihat petunjuk langkah demi langkah tentang cara menyelesaikan pertanyaan.

Konsep umum kesetimbangan kimia

1. (Uema) Dalam persamaan , setelah mencapai kesetimbangan kimia, kita dapat menyimpulkan konstanta kesetimbangan , yang benar untuk menyatakan bahwa:

a) semakin tinggi nilai Kc, semakin rendah hasil reaksi langsung.
b) K_ç terlepas dari suhu.
c) jika kecepatan reaksi maju dan reaksi terbalik sama, maka Kc = 0.
d) K_ç itu tergantung pada molaritas awal reaktan.
e) semakin besar nilai Kc, semakin besar konsentrasi produk.

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: e) semakin besar nilai Kc, semakin besar konsentrasi produk.

Reaksi langsung diwakili oleh angka 1, di mana:

Reaksi terbalik diwakili oleh

Nilai K_ç itu dihitung dengan rasio antara konsentrasi produk dan reagen.

Pembilang (yang berisi produk) berbanding lurus dengan konstanta kesetimbangan. Oleh karena itu, semakin tinggi nilai K_ç, semakin besar hasil reaksi langsung, karena semakin banyak produk yang terbentuk dan, akibatnya, semakin besar konsentrasi produk.

Nilai K_ç bervariasi dengan suhu, karena ketika kita mengubah nilainya, reaksi endoterm (penyerapan panas) atau eksoterm (pelepasan panas) dapat disukai dan, dengan itu, lebih banyak reagen atau produk dapat dikonsumsi atau dibuat, sehingga mengubah konstanta kesetimbangan yang bergantung pada konsentrasi reagen.

Kc tergantung pada jumlah molar komponen ketika kesetimbangan tercapai dan ketika laju reaksi maju dan reaksi balik sama.

2. (UFRN) Keseimbangan kimia ditandai dengan menjadi dinamis pada tingkat mikroskopis. Untuk memperoleh informasi kuantitatif tentang tingkat kesetimbangan kimia, digunakan besaran konstanta kesetimbangan. Pertimbangkan strip berikut:

Diterapkan pada keseimbangan kimia, ide karakter keseimbangan:

a) Benar karena, dalam kesetimbangan kimia, setengah jumlah selalu produk, dan setengah lainnya adalah reaktan.
b) Tidak benar, karena, dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi produk dan reaktan dapat berbeda, tetapi mereka konstan.
c) Benar karena, dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi reaktan dan produk selalu sama, selama kesetimbangan tidak terganggu oleh pengaruh luar.
d) Tidak benar, karena, dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi produk selalu lebih tinggi daripada reaktan, selama kesetimbangan tidak dipengaruhi oleh faktor eksternal.
e) Benar karena, dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi reaktan dan produk tidak selalu sama.

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: b) Tidak benar, karena dalam kesetimbangan kimia, konsentrasi produk dan reaktan dapat berbeda, tetapi konstan.

Pada kesetimbangan, jumlah produk dan reagen dapat dihitung berdasarkan konstanta keseimbangan, dan tidak harus setengah jumlah produk dan setengah lainnya other reagen.

Konsentrasi kesetimbangan tidak selalu sama, mungkin berbeda, tetapi konstan jika tidak terjadi gangguan pada kesetimbangan.

Konsentrasi kesetimbangan harus bergantung pada reaksi mana yang disukai, apakah langsung atau sebaliknya. Kita dapat mengetahui hal ini dengan nilai K_ç: jika K_ç 1, Reaksi langsung disukai. sudah jika K_ç 1 reaksi sebaliknya disukai.

Grafik Neraca Kimia

3. (UFPE) Pada awal abad ke-20, harapan Perang Dunia Pertama menghasilkan kebutuhan besar akan senyawa nitrogen. Haber memelopori produksi amonia dari nitrogen di udara. Jika amonia ditempatkan dalam wadah tertutup, ia terurai menurut persamaan kimia tidak seimbang berikut: NH_3(g) → Tidak_{2 (g)} + H_{2 (g)}. Variasi konsentrasi dari waktu ke waktu diilustrasikan pada gambar berikut:

Dari analisis gambar di atas, kita dapat menyatakan bahwa kurva A, B dan C masing-masing mewakili variasi temporal konsentrasi komponen reaksi berikut:
ah₂, tidak₂ dan NH₃
b) NH₃, H₂ dan tidak₂
c) NH₃, tidak₂ dan H₂
d) Tidak₂, H₂ dan NH₃
e) H₂, NH₃ dan tidak₂

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: d) Tidak₂, H₂ dan NH₃.

Langkah 1: Setarakan persamaan kimia.

2 NH_3(g) → Tidak_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)}

Dengan reaksi yang seimbang, kami menyadari bahwa dibutuhkan 2 mol amonia untuk terurai menjadi nitrogen dan hidrogen. Juga, jumlah hidrogen yang dihasilkan dalam reaksi tiga kali lebih besar daripada amonia.

Langkah 2: menafsirkan data grafik.

Jika amonia didekomposisi, maka pada grafik konsentrasinya maksimum dan menurun, seperti terlihat pada kurva C.

Produk, ketika sedang dibentuk, pada awal reaksi konsentrasinya nol dan meningkat ketika reaktan menjadi produk.

Karena jumlah hidrogen yang dihasilkan tiga kali lebih besar daripada jumlah nitrogen, maka kurva untuk gas ini adalah yang terbesar, seperti dicatat dalam B.

Produk lain yang terbentuk adalah nitrogen, seperti terlihat pada kurva A.

4. (Cesgranrio) Sistem diwakili oleh persamaan berada dalam keseimbangan. Keadaan kesetimbangan tiba-tiba diubah dengan penambahan zat G. Sistem bereaksi untuk mengembalikan keseimbangan. Manakah dari grafik berikut yang paling mewakili perubahan yang terjadi selama proses yang dijelaskan?

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: d).

Karena sistem berada dalam kesetimbangan pada awalnya, jumlah zat G dan H tetap konstan.

Gangguan terjadi ketika konsentrasi G meningkat dan sistem bereaksi dengan mengubah ini reaktan dalam lebih banyak produk H, menggeser keseimbangan ke kanan, yaitu mendukung reaksi langsung.

Kami mengamati bahwa kurva reagen G menurun saat dikonsumsi, dan kurva produk H meningkat saat terbentuk.

Ketika keseimbangan baru terbentuk, kuantitas menjadi konstan lagi.

Konstanta kesetimbangan: hubungan antara konsentrasi dan tekanan

5. (UFRN) Mengetahui bahwa K_P = K_ç (RT)^tidak, kita dapat mengatakan bahwa K_P = K_ç, untuk:

baja_2(g) + H_{2 (g)} CO_(g) + H₂HAI_(g)
b) H_{2 (g)} +_{2 (g)} H₂HAI₍₁₎
c) Tidak_{2 (g)} + 3 H_{2 (g)} 2 NH_3(g)
d) TIDAK_(g) + O2_(g) TIDAK_2(g)
e) 4 FeS_(s) + 7 O_{2 (g)} 2 Fe₂HAI_3(s) + 4 SO_2(g)

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: a) CO_2(g) + H_{2 (g)} CO_(g) + H₂HAI_(g)

Untuk K_P sama dengan K_ç variasi jumlah mol harus sama dengan nol, karena bilangan apa pun yang dinaikkan menjadi nol menghasilkan 1:

K_P = K_ç (RT)⁰
K_P = K_ç x 1
K_P = K_ç

Perubahan jumlah mol dihitung dengan:

n = Jumlah mol produk - Jumlah mol reagen

Dalam perhitungan ini, hanya koefisien zat dalam keadaan gas yang berpartisipasi.

Menerapkan untuk setiap persamaan alternatif, kami memiliki:

baja2(g) + H2 (g) CO(g) + H2HAI(g)	n = [(1+1) - (1+1)] = 2 - 2 = 0
b) H2 (g) +2 (g) H2HAI(1)	n = [0 - (1+1/2)] = 0 - 3/2 = - 3/2
c) Tidak2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)	n = [2 - (1+3)] = 2 - 4 = - 2
d) TIDAK(g) +2 (g) TIDAK2 (g)	n = [1 - (1+1/2)] = 1 - 3/2 = - 1/2
e) 4 FeS(s) + 7 O2 (g) 2 Fe2HAI3(s) + 4 SO2 (g)	n = [(0+4) - (0+7)] = 4 - 7 = - 3

Dengan hasil ini, kita dapat mengamati bahwa alternatif yang nilainya sesuai dengan hasil yang diinginkan adalah yang ada di persamaan pertama.

6. (Diadaptasi dengan UEL) Untuk reaksi yang diwakili oleh konstanta kesetimbangan K_ç dan K_P dinyatakan dengan persamaan: (Diberikan: p = tekanan parsial)

Lihat jawaban

Alternatif yang benar:

Konstanta kesetimbangan dihitung dengan:

Senyawa padat, karena konsentrasinya yang konstan, tidak ikut serta dalam perhitungan K_ç, oleh karena itu, konstanta kesetimbangan untuk persamaan yang diberikan adalah:

Untuk konstanta kesetimbangan, dalam hal tekanan, hanya gas yang berpartisipasi dalam perhitungan, jadi:

Perhitungan konstanta kesetimbangan

7. (Enem/2015) Beberapa asam digunakan dalam industri yang membuang limbahnya ke badan air, seperti sungai dan danau, yang dapat mempengaruhi keseimbangan lingkungan. Untuk menetralkan keasaman, garam kalsium karbonat dapat ditambahkan ke limbah, dalam jumlah yang sesuai, karena menghasilkan bikarbonat, yang menetralkan air. Persamaan yang terlibat dalam proses disajikan:

Berdasarkan nilai tetapan kesetimbangan reaksi II, III, dan IV pada suhu 25°C, berapakah nilai bilangan tetapan kesetimbangan reaksi I?

a) 4,5 x 10^-26
b) 5,0 x 10^-5
c) 0,8 x 10^-9
d) 0,2 x 10⁵
e) 2,2 x 10²⁶

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: b) 5.0 x 10^-5

Langkah pertama: gunakan hukum Hess untuk membuat penyesuaian yang diperlukan.

Diberikan persamaan kimia:

Konstanta dihitung dengan:

Tetapi jika kita membalikkan persamaan, kita mendapatkan sebagai hasilnya:

Dan konstanta menjadi kebalikannya:

Untuk sampai pada persamaan 1, yang diberikan dalam pertanyaan, kita perlu membalikkan persamaan II, seperti pada contoh sebelumnya.

Langkah 2: Manipulasi persamaan II, III dan IV untuk sampai pada hasil persamaan I.

Langkah 3: hitung konstanta kesetimbangan persamaan I.

Menghitung K_saya dilakukan dengan mengalikan nilai konstanta.

Seperti dalam perhitungan, kami memiliki kekuatan basis yang sama, kami mengulangi basis dan menambahkan eksponen.

Karena kami sekarang memiliki pembagian dengan kekuatan basis yang sama, kami mengulangi basis dan mengurangi eksponen.

8. (UnB) Fosfor pentaklorida adalah reagen yang sangat penting dalam kimia organik. Ini dibuat dalam fase gas melalui reaksi:
Botol berkapasitas 3,00 L berisi pada kesetimbangan, pada 200 °C: 0,120 mol PCl_5(g), 0,600 mol PCl_3(g) dan 0,0120 mol CL_2(g). Berapakah nilai tetapan kesetimbangan pada suhu tersebut?

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: 50 (mol/L)^-1

Langkah 1: Merakit ekspresi konstanta kesetimbangan untuk reaksi.

Langkah ke-2: hitung konsentrasi dalam mol/L masing-masing komponen pada kesetimbangan.

Formula Konsentrasi Molar:

PCl3	Cl2	PCl5

Langkah 3: ganti konsentrasi dalam ekspresi konstan dan hitung nilai K_ç.

Aplikasi untuk kesetimbangan kesetimbangan

9. (Enem/2016) Setelah habis dipakai, ban dapat dibakar untuk menghasilkan energi. Di antara gas yang dihasilkan dalam pembakaran sempurna karet vulkanisir, beberapa adalah polutan dan menyebabkan hujan asam. Untuk mencegah mereka keluar ke atmosfer, gas-gas ini dapat digelembungkan ke dalam larutan berair yang mengandung zat yang sesuai. Pertimbangkan informasi zat yang tercantum dalam tabel.

Di antara zat yang tercantum dalam tabel, zat yang paling efisien menghilangkan gas pencemar adalah (a)

a) Fenol.
b) Piridin.
c) Metilamin.
d) Kalium hidrogen fosfat.
e) Kalium hidrogen sulfat.

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: d) Kalium hidrogen fosfat.

CO₂, oksida belerang (SO₂ dan sebagainya₃) dan nitrogen oksida (NO dan NO₂) adalah gas pencemar utama.

Ketika mereka bereaksi dengan air yang ada di atmosfer, ada pembentukan asam yang menyebabkan peningkatan keasaman hujan, itulah sebabnya disebut hujan asam.

Konstanta kesetimbangan yang diberikan dalam tabel dihitung dengan rasio antara konsentrasi produk dan reagen sebagai berikut:

Perhatikan bahwa konstanta kesetimbangan sebanding dengan konsentrasi produk: semakin besar jumlah produk, semakin besar nilai K_ç.

Perhatikan nilai komposit pertama dan terakhir dalam tabel untuk K_ç:

piridin
Kalium hidrogen sulfat

Membandingkan dua angka, kita melihat bahwa semakin kecil pangkat negatif, semakin besar nilai konstanta.

Untuk menghilangkan polutan lebih efisien, OH^- bereaksi dengan ion H⁺ hadir dalam asam melalui reaksi netralisasi.

Di antara zat yang disajikan, mereka yang menghasilkan hidroksil yang diperlukan untuk menetralkan senyawa asam adalah: piridin, metilamin dan kalium hidrogen fosfat.

Untuk mengetahui senyawa mana yang paling efisien, kita mengamati konstanta kesetimbangan: semakin tinggi nilai konstanta, semakin besar konsentrasi OH^-.

Jadi, larutan berair yang mengandung zat yang cocok untuk tujuan ini adalah kalium hidrogen fosfat, karena lebih basa dan menetralkan asam dengan lebih efisien.

Untuk mempelajari lebih lanjut, baca teks-teks ini.:

• keseimbangan ion
• Reaksi netralisasi

10. (Enem/2009) Sabun adalah garam dari asam karboksilat rantai panjang yang digunakan untuk memfasilitasi, selama proses pencucian, penghilangan zat yang kelarutannya dalam air rendah, misalnya minyak dan lemak. Gambar berikut menunjukkan struktur molekul sabun.

Dalam larutan, anion sabun dapat menghidrolisis air dan dengan demikian membentuk asam karboksilat yang sesuai. Misalnya, untuk natrium stearat, keseimbangan berikut ditetapkan:

Karena asam karboksilat yang terbentuk sukar larut dalam air dan kurang efisien dalam menghilangkan lemak, pH media harus dikontrol untuk mencegah keseimbangan di atas bergeser ke kanan.

Berdasarkan informasi dalam teks, benar untuk menyimpulkan bahwa sabun bekerja dengan cara:

a) Lebih efisien pada pH basa.
b) Lebih efisien pada pH asam.
c) Lebih efisien pada pH netral.
d) Efisien pada rentang pH apa pun.
e) Lebih efisien pada pH asam atau netral.

Lihat jawaban

Jawaban: a) Lebih efisien pada pH basa.

Dalam keseimbangan yang ditunjukkan, kita melihat bahwa natrium stearat ketika bereaksi dengan air membentuk asam karboksilat dan hidroksil.

Tujuan pengontrolan pH adalah agar tidak terjadi pembentukan asam karboksilat, dan hal ini dilakukan dengan menggeser keseimbangan dengan mengubah konsentrasi OH^-.

semakin banyak OH^- dalam larutan, terjadi gangguan pada sisi produk dan sistem kimia bereaksi dengan mengkonsumsi zat yang konsentrasinya ditingkatkan, dalam hal ini hidroksil.

Akibatnya, akan terjadi transformasi produk menjadi reagen.

Oleh karena itu, sabun bekerja paling efisien pada pH basa karena kelebihan hidroksil menggeser keseimbangan ke kiri.

Jika pH asam, konsentrasi H. lebih tinggi⁺ yang akan mempengaruhi keseimbangan dengan mengkonsumsi OH^- dan keseimbangan akan bekerja dengan menghasilkan lebih banyak hidroksil, menggeser keseimbangan ke kiri dan menghasilkan lebih banyak asam karboksilat, yang tidak menarik dalam proses yang disajikan.

Pergeseran kesetimbangan kimia

11. (Enem/2011) Minuman ringan semakin menjadi sasaran kebijakan kesehatan masyarakat. Produk lem mengandung asam fosfat, zat yang berbahaya bagi fiksasi kalsium, mineral yang merupakan komponen utama matriks gigi. Karies merupakan proses dinamis ketidakseimbangan dalam proses demineralisasi gigi, hilangnya mineral akibat keasaman. Diketahui bahwa komponen utama email gigi adalah garam yang disebut hidroksiapatit. Soda, karena adanya sukrosa, menurunkan pH biofilm (plak bakteri), menyebabkan demineralisasi email gigi. Mekanisme pertahanan saliva membutuhkan waktu 20 sampai 30 menit untuk menormalkan tingkat pH, remineralisasi gigi. Persamaan kimia berikut mewakili proses ini:

_{GROISMAN, S. Dampak soda pada gigi dinilai tanpa menghilangkannya dari diet. Tersedia di: http://www.isaude.net. Diakses pada: 1 Mei 2010 (diadaptasi).}

Mengingat seseorang mengkonsumsi minuman ringan setiap hari, proses demineralisasi gigi dapat terjadi, karena peningkatan konsentrasi

a) OH^–, yang bereaksi dengan ion Ca²⁺, menggeser keseimbangan ke kanan.
b) H⁺, yang bereaksi dengan OH hidroksil^–, menggeser keseimbangan ke kanan.
c) OH^–, yang bereaksi dengan ion Ca²⁺, menggeser keseimbangan ke kiri.
d) H⁺, yang bereaksi dengan OH hidroksil^–, menggeser keseimbangan ke kiri.
e) Ca²⁺, yang bereaksi dengan OH hidroksil^–, menggeser keseimbangan ke kiri.

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: b) H⁺, yang bereaksi dengan OH hidroksil^–, menggeser keseimbangan ke kanan.

Ketika pH menurun itu karena keasaman meningkat, yaitu konsentrasi ion H H⁺, sebagai pernyataan mengatakan, ada kehadiran asam fosfat.

Ion-ion ini bereaksi dengan OH^- menyebabkan zat ini dikonsumsi dan, akibatnya, menggeser keseimbangan ke kanan, karena sistem bekerja dengan menghasilkan lebih banyak ion yang dihilangkan ini.

Pergeseran kesetimbangan antara reaktan dan produk terjadi karena penurunan konsentrasi OH^-.

Jika ion Ca²⁺ dan oh^- jika konsentrasi meningkat, keseimbangan akan bergeser ke kiri, karena sistem akan bereaksi dengan mengonsumsinya dan membentuk lebih banyak hidroksiapatit.

12. (Enem/2010) Terkadang, saat membuka soda, ada bagian produk yang cepat bocor dari ujung wadah. Penjelasan atas fakta ini terkait dengan gangguan keseimbangan kimia yang ada antara beberapa bahan produk menurut persamaan:

Mengubah keseimbangan sebelumnya, terkait dengan kebocoran refrigeran di bawah kondisi yang dijelaskan, menghasilkan:

a) pelepasan CO₂ untuk lingkungan.
b) Menaikkan suhu wadah.
c) Ketinggian tekanan internal wadah.
d) Peningkatan konsentrasi CO₂ dalam cairan.
e) Pembentukan sejumlah besar H₂HAI.

Lihat jawaban

Jawaban yang benar: a) pelepasan CO₂ untuk lingkungan.

Di dalam botol, karbon dioksida dilarutkan dalam cairan karena tekanan tinggi.

Ketika botol dibuka, tekanan di dalam wadah (yang lebih besar) sama dengan tekanan di lingkungan dan, dengan itu, ada pelepasan karbon dioksida.

Pergeseran kesetimbangan antara reaktan dan produk terjadi karena penurunan tekanan: ketika tekanan berkurang, kesetimbangan bergeser ke volume terbesar (jumlah mol).

Reaksi bergeser ke kiri dan CO₂ yang dilarutkan dalam cairan dilepaskan, bocor saat botol dibuka.