heruagungsaputra.files.wordpress.com · web viewamoniak banyak digunakan dalam industri lain...
TRANSCRIPT
Mata Pelajaran : KimiaKelas/Semester : XI IPA/GanjilAlokasi Waktu : 2 x 45 MenitMateri Pokok : Kesetimbangan KimiaSub Materi Pokok : Kesetimbangan Dinamis
INDIKATOR:
4.9.1 Mengamati data pengaruh tekanan dan suhu terhadap jumlah produk amoniak dalam industri.
4.9.2 Mengidentifikasi data pengaruh tekanan terhadap jumlah produk amoniak dalam industri.
4.9.3 Mengidentifikasi data pengaruh suhu terhadap jumlah produk amoniak dalam industri.4.9.4 Menganalisis data pengaruh tekanan terhadap jumlah produk amoniak dalam industri.4.9.5 Menganalisis data pengaruh suhu terhadap jumlah produk amoniak dalam industri.4.9.6 Menyimpulkan adanya pengaruh suhu pada industri amoniak.4.9.7 Menyimpulkan adanya pengaruh tekanan pada industri amoniak.4.9.8 Mengamati persamaan reaksi kesetimbangan pembentukan amoniak.4.9.9 Menganalisis persamaan reaksi kesetimbangan pembentukan amoniak.4.9.10 Mengamati data konsentrasi nitrogen, hidrogen, dan amoniak dalam rentang waktu
tertentu.4.9.11 Menganalisis data konsentrasi nitrogen, hidrogen, dan amonia dalam rentang waktu
tertentu.4.9.12 Menyimpulkan adanya fenomena kesetimbangan kimia pada industri amoniak untuk
meningkatkan produksi amoniak.4.9.13 Mengamati suatu persamaan reaksi berkesudahan (tidak dapat balik) dan reaksi dapat
balik.4.9.14 Menganalisis perbedaan reaksi berkesudahan (tidak dapat balik) dan reaksi dapat
balik.4.9.15 Menyimpulkan adanya reaksi berkesudahan (tidak dapat balik) dan reaksi dapat balik.4.9.16 Melakukan percobaan mengenai reaksi ireversibel.4.9.17 Mengamati percobaan mengenai reaksi ireversibel.4.9.18 Mengidentifikasi perubahan yang terjadi pada percobaan reaksi ireversibel.4.9.19 Menuliskan perubahan yang terjadi pada percobaan reaksi ireversibel.
1
Kelompok :Kelas :Anggota : 1.
2. 3. 4. 5.
4.9.20 Melakukan percobaan mengenai reaksi reversibel.4.9.21 Mengamati percobaan mengenai reaksi reversibel.4.9.22 Mengidentifikasi perubahan yang terjadi pada percobaan reaksi reversibel.4.9.23 Menuliskan perubahan yang terjadi pada percobaan reaksi reversibel.4.9.24 Menganalisis perbedaan reaksi reversibel dan reaksi ireversibel berdasarkan data hasil
percobaan.4.9.25 Menyimpulkan perbedaan reaksi reversibel dan reaksi ireversibel berdasarkan data
hasil percobaan.4.9.26 Mengamati kurva kesetimbangan.4.9.27 Mengidentifikasi kurva kesetimbangan.4.9.28 Menganalisis kurva kesetimbangan.4.9.29 Menemukan keadaan setimbang.4.9.30 Mengamati suatu persamaan reaksi reversibel.4.9.31 Mengamati animasi suatu reaksi reversibel yang berkesetimbangan.4.9.32 Menganalisis animasi suatu reaksi reversibel yang berkesetimbangan.4.9.33 Menyimpulkan definisi kesetimbangan dinamis.4.9.34 Mengamati berbagai reaksi kesetimbangan.4.9.35 Menganalisis fase zat pada berbagai reaksi kesetimbangan.4.9.36 Mengelompokkan reaksi-reaksi kesetimbangan berdasarkan fasenya.4.9.37 Menyimpulkan definisi kesetimbangan homogen.4.9.38 Menyimpulkan definisi kesetimbangan heterogen.
Kegiatan 1
( MENGAMATI )
Amoniak merupakan salah satu zat kimia yang paling banyak diproduksi. Amoniak banyak digunakan dalam industri lain terutama dalam industri pembuatan pupuk, yaitu urea dan ZA. Dalam industri, amoniak dibuat dari gas nitrogen dan gas hidrogen. Dalam stoikiometri, reaksi produksi amoniak menunjukkan bahwa 1 mol nitrogen bereaksi dengan 3 mol hidrogen membentuk 2 mol amoniak. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut:
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)Akan tetapi, dari percobaan diketahui bahwa hasil seperti itu tidak pernah dicapai. FAKTANYA reaksi ini tidak pernah menghasilkan 2 mol amoniak tetapi selalu kurang dari itu. Mengapa hal tersebut dapat terjadi?
2
INSTRUKSI
Setiap siswa harus membaca LKS ini dengan seksama dan mengerjakan pertanyaan-pertanyaan terkait sesuai dengan instruksi yang diberikan oleh guru.Apabila terdapat hal yang tidak dimengerti atau sulit dipahami mintalah bantuan kepada guru untuk menjelaskannya.
Sebelum kegiatan pembelajaran lebih lanjut, coba perhatikan data pada tabel berikut dengan teliti!
Tabel 1. Hasil percobaan tentang pengaruh suhu dan tekanan terhadap jumlah produksi NH3.
Suhu °C Hasil NH3, %10,0 atm 30,0 atm 50,0 atm 100 atm 300 atm 600 atm 1000 atm
200 50,7 67,6 74,4 81,5 90,0 95,4 98,3300 14,7 30,3 39,4 52,0 71,0 84,2 92,6400 3,9 10,2 15,3 25,1 47,0 65,2 79,8500 1,2 3,5 5,6 10,6 26,4 42,2 57,5600 0,5 1,4 2,3 4,5 13,8 23,1 31,4700 0,2 0,7 1,1 2,2 7,3 12,6 12,9
Tabel 2. Hasil percobaan tentang susunan konsentrasi nitrogen, hidrogen, dan amoniak dalam rentang waktu tertentu.
Waktu (detik) [N2] [H2] [NH3]
0 1 1 010 0,306 0,92 0,0035220 0,28 0,84 0,0029330 0,241 0,725 0,0021840 0,193 0,58 0,001450 0,193 0,58 0,001460 0,193 0,58 0,0014
Berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan, selesaikanlah permasalahan-permasalahan berikut ini:
1. Apakah yang dapat kalian temukanberdasarkan tabel 1?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Perhatikan persamaan reaksi pembentukan amoniak, apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan persamaan reaksi tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan tabel 2?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3
( MENANYA )
1. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan pada tabel 1 (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalianlakukan pada persamaan reaksi pembentukan amoniak (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalianlakukan pada tabel 2 (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENCOBA)
Perhatikan video yang disajikan dengan teliti!
Reaksi yang terjadi berdasarkan video yang disajikan adalah sebagai berikut:
N2O4(g) 2NO2(g)Tidak cokelatberwarna
1. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan video tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENALAR)
4
1. Berdasarkan pengamatan kalian terhadap video yang disajikan, tentukan variabel bebas, variabel kontrol dan varibel terikatnya!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Bagaimana hubungan antara variabel bebas dengan variabel terikat berdasarkan pengamatan kalian pada sajian video!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3. Berdasarkan pengamatan kalian pada tabel 1, tentukan variabel bebas, variabel kontrol dan varibel terikatnya!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
4. Bagaimana hubungan antara variabel bebas dengan variabel terikat berdasarkan pengamatan kalian pada tabel 1!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
5. Berdasarkan tabel 1, pada suhu dan tekanan berapakah produksi amoniak optimal?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
6. Berdasarkan jawaban kalian pada no. 5, bagaimanakah kondisi yang diupayakan dalam industri amoniak untuk meningkatkan jumlah produksi amoniak?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
7. Berdasarkan tabel 2, bagaimanakah konsentrasi nitrogen, hidrogen, dan amoniak seiring berjalannya waktu?
5
Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
8. Apakah konsentrasi nitrogen dan hidrogen habis dengan terbentuknya amoniak seiring berjalannya waktu?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
9. Berdasarkan tahap-tahap kegiatan 1, apa yang dapat kalian simpulkan terkait fenomena kesetimbangan kimia di atas?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MEMBENTUK JEJARING)
Presentasikan hasil diskusi kelompok kalian di depan kelas!
Kegiatan 2
REAKSI IREVERSIBEL DAN REAKSI REVERSIBEL
6
Fenomena yang disajikan dalam tabel dan video yang telah kalian amati adalah contoh
fenomena kesetimbangan kimia. Reaksi pembentukan amoniak dan reaksi yang
ditunjukkan dalam video yang ditampilkan merupakan contoh dari reaksi kesetimbangan
kimia.
Hal yang banyak dibicarakan pada kegiatan 1 adalah fenomena kesetimbangan kimia dan reaksi
kesetimbangan kimia. Lalu apakah kesetimbangan kimia itu? Apakah reaksi kesetimbangan kimia itu?
(MENGAMATI)
Perhatikan peristiwa-peristiwa berikut dengan teliti!
Terbakarnya kertas merupakan salah satu contoh peristiwa yang melibatkan reaksi kimia.
Persamaan Reaksi 1
Kertas Abu(Berlangsung)Abu Kertas (Tidak berlangsung)
Persamaan Reaksi 2
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O (Berlangsung)
CaCl2 + CO2 + H2O CaCO3 + 2HCl (Tidak berlangsung)
Kristal tembaga (II) sulfat pentahidrat (CuSO4.5H2O) dapat menjadi kristal anhidrat dengan pemanasan pada suhu tertentu. Kristal anhidrat akan berubah menjadi kristal hidrat kembali apabila ditambahkan air karena kristal ini mudah sekali mengikat air.
Persamaan reaksi 3
CuSO4.5H2O CuSO4 + 5H2O (Berlangsung)CuSO4 + 5H2O CuSO4.5H2O (Berlangsung)
Persamaan reaksi 4
N2O4(g) 2NO2(g) (Berlangsung)
2NO2(g) N2O4(g) (Berlangsung)
Berdasarkan uraian di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini:
1. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan persamaan reaksi 1 dan 2?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan persamaan reaksi 3 dan 4?Jawab:..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
7
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
(MENANYA)
1. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan pada persamaan reaksi 1dan 2 (dalam bentuk pertanyaan)!
Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalianlakukan pada persamaan reaksi 3 dan 4 (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENCOBA)
Untuk mengetahui reaksi ireversibel dan reaksi reversibel, marilah kita lakukan percobaan berikut:
A. Tujuan PercobaanSetelah melakukan percobaan ini, siswa diharapkan dapat menjelaskan reaksi ireversibel dan reversibel serta membedakannya.
B. Alat dan BahanAlat yang digunakan antara lain: Bahan-bahan yang digunakan antara lain:1. Cawan porselin2. Spatula3. Pembakar bunsen4. Kawat kasa5. Kaki Tiga6. Penjepit7. Tabung reaksi
1. Kertas2. Kristal CuSO4.5H2O3. Air4. Korek api5. Serbuk CaCO3
6. Larutan HCl 0,1 M
8
Reaksi kimia dapat dibedakan menjadi dua, yaitu reaksi ireversibel dan reaksi reversible. Apakah reaksi ireversibel dan reaksi reversible itu?
8. Sumbat karet
C. Prosedur Percobaan:a. Percobaan 1
1. Ambil selembar kertas kemudian jepit dengan penjepit. Catat warna mula-mula.2. Bakar kertas tersebut dengan pembakar bunsen, tampung abu dalam cawan
porselin.3. Amati dengan cermat perubahan yang terjadi.4. Catat hasil percobaan dalam tabel pengamatan.
b. Percobaan 21. Masukkan 1 gram serbuk CaCO3 ke dalam tabung reaksi.2. Tambahkan 2 ml larutan HCl 0,1 M ke dalam tabung reaksi tersebut.3. Tutup dengan segera tabung reaksi dengan menggunakan sumbat karet.4. Amati dengan cermat perubahan yang terjadi.5. Catat hasil percobaan dalam tabel pengamatan.
c. Percobaan 3 1. Ambil kristal CuSO4.5H2O sebanyak 1 spatula kemudian masukkan dalam cawan
porselin. Catat warna kristal mula-mula.2. Panaskan kristal dalam cawan porselin tersebut di atas pembakar bunsen sampai
terjadi perubahan warna. Amati dengan cermat perubahan yang terjadi.3. Setelah semua kristal berubah warna, tetesi kristal tersebut dengan air sampai
terjadi perubahan warna kembali. Amati dengan cermat perubahan yang terjadi.4. Catat hasil percobaan dalam tabel pengamatan.
D. Hasil PengamatanTulislah hasil pengamatan dari percobaan yang telah kalian lakukan dengan jujur!
a. Percobaan 1No. Kegiatan Hasil Pengamatan1 Warna kertas mula-mula.2 Warna kertas setelah dibakar.
b. Percobaan 2No. Kegiatan Hasil Pengamatan1 Serbuk CaCO3 mula-mula.2 Serbuk CaCO3 setelah ditambah
larutan HCl 0,1 M.
c. Percobaan 3No. Kegiatan Hasil Pengamatan1 Warna CuSO4.5H2O mula-mula.2 Warna CuSO4.5H2O setelah
dipanaskan.3 Warna CuSO4.5H2O setelah
dipanaskan dan ditetesi air.
(MENALAR)
9
1. Sebagaimana yang telah kalian amati, apakah abu hasil pembakaran kertas dapat diubah menjadi kertas seperti semula?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Berdasarkan yang telah kalian amati, jelaskan!a. Apakah hasil reaksi antara CaCO3 dengan larutan HCl dapat diubah menjadi serbuk
CaCO3 seperti semula?Jawab:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
b. Tuliskan reaksi yang terjadi antar serbuk CaCO3 dan larutan HCl!Jawab:.......................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3. Peristiwa seperti itulah yang disebut sebagai reaksi ireversibel (tidak dapat balik). Jadi, berdasarkan peristiwa tersebut yang disebut sebagai reaksi ireversibel adalah...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
4. Tuliskan persamaan reaksi:(a) CuSO4.5H2O dipanaskan menghasilkan CuSO4 dan air
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
(b) CuSO4.5H2O dipanaskan kemudian ditetesi air....................................................................................................................................................................................................................................................................................
5. Bagaimanakah hubungan kedua reaksi tersebut ? Jelaskan!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Umumnya, proses-proses alami berlangsung searah, tidak dapat balik. Namun, di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak sekali reaksi yang dapat balik.
10
Perhatikan visualisasi gambar berikut dengan teliti!
.......... (1)
Dalam laboratorium, gas N2O4 yang tak berwarna dalam ruangan tertutup dapat terdisosiasi menjadi gas NO2 yang berwarna cokelat bila suhu dinaikkan. Sebaliknya, jika gas NO2 yang berwarna cokelat didinginkan, maka akan terbentuk gas N2O4 sehingga wadah yang semula penuh dengan gas berwarna cokelat akan menjadi tidak berwarna.
.......... (2)
6. Apabila diperhatikan, ternyata reaksi (a) pada pemanasan kristal CuSO4.5H2O merupakan ...................... dari reaksi (b) pada kristal CuSO4.5H2O setelah dipanaskan dan ditetesi air. Begitupun dengan reaksi (1) pada disosiasi N2O4 juga merupakan ...................... dari reaksi (2) pada sintesis N2O4. Hal yang demikian disebut dengan reaksi reversibel (dapat balik). Jadi, reaksi reversibel adalah...........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Reaksi CuSO4.5H2O ini merupakan reaksi reversibel tidak berkesetimbangan sedangkan reaksi disosiasi N2O4 merupakan reaksi reversibel yang berkesetimbangan.
7. Persamaan reaksi 4 dapat digabung sebagai berikut:N2O4(g)
2NO2(g) (Berlangsung)
2NO2(g)
N2O4(g) (Berlangsung)
11
.................... ....................
Tanda dimaksudkan untuk menyatakan reaksi dapat balik yang berkesetimbangan. Reaksi ke kanan disebut reaksi maju; reaksi ke kiri disebut reaksi balik.
(MEMBENTUK JEJARING)
Presentasikan hasil diskusi kelompok kaliaan di depan kelas!
Kegiatan 3
KEADAAN SETIMBANG
(MENGAMATI)
Perhatikan kurva berikut dengan teliti!
Gambar 1. Grafik perubahan laju reaksi terhadap waktu
Gambar 2. Perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi menuju keadaan setimbang.
v1
N2O4(g) 2NO2(g)v2
Misalkan laju reaksi maju v1 (laju disosiasi N2O4) dan laju reaksi balik v2 (laju sintsesis N2O4), v1 bergantung pada konsentrasi N2O4, sedangkan nilai v2 bergantung pada konsentrasi NO2.
Berdasarkan kurva di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan bertanggung jawab:
1. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan kurva 1?Jawab:...................................................................................................................................................................................................................................................................................
12
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
2. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan kurva 2?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENANYA)
1. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan pada kurva 1 (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan pada kurva 2 (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENCOBA)
Perhatikan animasi yang disajikan!
1. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan animasi tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENALAR)
1. Berdasarkan kurva, pada saat t (setimbang, ditandai dengan garis vertikal putus-putus), bagaimanakah nilai v1 dan v2?Jawab:...................................................................................................................................................................................................................................................................................
13
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
2. Berdasarkan kurva, bagaimana nilai v1 dan v2 setelah melewati waktu t tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
3. Berdasarkan jawaban Anda pada nomor 1 dan 2, apakah arti dari pernyataan tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
4. Pada saat t (setimbang, ditandai dengan garis vertikal putus-putus, bagaimanakah nilai konsentrasi N2O4 dan NO2?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
5. Bagaimana nilai konsentrasi N2O4 dan NO2 setelah melewati waktu t tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
6. Berdasarkan jawaban Anda pada nomor 4 dan 5, apakah arti dari pernyataan tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
7. Berdasarkan sajian animasi, apakah secara mikroskopis, sejak v1 = v2 dan jumlah masing-masing komponen tidak berubah terhadap waktu, tidak terjadi lagi reaksi disosiasi maupun sintesis N2O4? Jelaskan jawaban kalian!
14
Sejak v1 = v2, jumlah masing-masing komponen tidak berubah terhadap waktu. Secara makroskopis tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur, reaksi seolah-olah telah berhenti
Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
Jadi, keadaan setimbang adalah..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MEMBENTUK JEJARING)
Presentasikan hasil diskusi kelompok kalian di depan kelas!
Kegiatan 4
KESETIMBANGAN DINAMIS
(MENGAMATI)
Pada wadah tertutup di mana terdapat 1 mol gas dinitrogen tetraoksida (N2O4). Pada awalnya, hanya terjadi satu reaksi yaitu disosiasi (penguraian) N2O4 menjadi nitrogen dioksida (NO2).
N2O4(g) 2NO2(g)
Gas NO2 dapat pula membentuk N2O4. Oleh karena itu, segera setelah gas N2O4 terurai membentuk gas NO2, sebagian gas NO2 akan bergabung kembali membentuk gas N2O4.
2NO2(g) N2O4(g)
Kedua reaksi di atas akan berlangsung secara bersamaan menurut reaksi dapat balik berikut:
N2O4(g) 2NO2(g)
Berdasarkan persamaan reaksi di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut dengan bertanggung jawab:
1. Apa yang dapat kalian temukan berdasarkan persamaan reaksi di atas?Jawab:..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
15
Keadaan yang kita amati pada kurva dan animasi tersebut merupakan keadaan setimbang.
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
(MENANYA)
1. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENCOBA)
Perhatikan animasi yang disajikan!
1. Apakah yang dapat kalian temukan berdasarkan animasi tersebut?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENALAR)
Dari animasi tersebut terlihat bahwa reaksi tersebut adalah reaksi pembentukan gas .................. dari gas .................. Sesaat setelah terbentuk, gas ........................... yang terbentuk pun akan berdisosiasi kembali membentuk gas ........................... Reaksi yang terjadi, baik sintesis/pembentukan gas ........................... maupun disosiasi gas………… tetap berlangsung terus menerus. Hal yang demikianlah yang dinamakan kesetimbangan dinamis. Jadi, kesetimbangan dinamis adalah.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MEMBENTUK JEJARING)
Presentasikan hasil diskusi kelompok kalian di depan kelas!
Kegiatan 5
KESETIMBANGAN HOMOGEN DAN KESETIMBANGAN HETEROGEN
(MENGAMATI)
16
Telah kalian ketahui bahwa reaksi disosiasi gas N2O4 menjadi gas NO2 dan sintesis gas N2O4 dari gas NO2 yang berlangsung secara bersamaan merupakan contoh reaksi kesetimbangan.
Reaksi:
N2O4(g) 2NO2(g)
= CH3COOH
= H+
= CH3COO-
Cuka (asam asetat), CH3COOH merupakan asam lemah yang dalam larutan berair akan terurai dan membentuk kesetimbangan.
Reaksi:
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
Contoh lain dari reaksi kesetimbangan adalah reaksi kesetimbangan antara hemoglobin dan oksigen dengan kompleks oksihemoglobin pada proses respirasi (pernapasan). Hemoglobin (Hb) merupakan senyawa kompleks yang terdapat pada sel darah merah yang bertugas mengikat lalu mengangkut oksigen ke seluruh bagian tubuh dan melepaskannya. Berikut reaksi kesetimbangan hemoglobin dan oksigen dengan kompleks oksihemoglobin.
Hb(aq) + O2(aq) HbO2(aq)
Pualam (batu kapur), CaCO3 merupakan bagian terbesar penyusun cangkang siput. Kapur tak larut dalam air sehingga tak pernah kita jumpai siput dalam keadaan telanjang (tanpa rumah). Apabila kita panaskan batu kapur pada suhu tertentu maka akan terurai menjadi kapur tohor (CaO) dan karbondioksida (CO2) dalam reaksi kesetimbangan.
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
Selain fenomena-fenomena di atas, masih banyak lagi reaksi kesetimbangan yang ada di alam (terutama di dalam tubuh kita) antara lain kesetimbangan penyangga darah, kesetimbangan penyangga cairan sel (sitoplasma), kesetimbangan air, dan lain-lain.
Berikut reaksi-reaksi terkait:1. Kesetimbangan penyangga darah
H3PO4(aq) 3H+(aq) + PO43-(aq)
2. Kesetimbangan penyangga cairan sel (sitoplasma)H2CO3(aq) 2H+(aq) + CO3
2-(aq)3. Kesetimbangan air
17
2H2O(l) H3O+(aq) + OH-(aq)
1. Apa yang dapat kalian temukan berdasarkan fenomena-fenomena di atas?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENANYA)
1. Tuliskan hal-hal yang tidak kalian pahami berdasarkan pengamatan yang telah kalian lakukan pada fenomena-fenomena di atas (dalam bentuk pertanyaan)!Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MENCOBA)
Kelompokkanlah berbagai reaksi kesetimbangan diatas berdasarkan fase (wujud) dari reaktan dan produknya!No. Kelompok reaksi pertama (fase zat sama) Kelompok reaksi kedua (fase zat berbeda)1234567
(MENALAR)
1. Berdasarkan hasil pengelompokkan berbagai reaksi kesetimbangan kimia pada tahap mencoba, apakah perbedaan antara kelompok reaksi pertama dengan kelompok reaksi kedua?Jawab:................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
2. Ditinjau dari fase (wujud) dari reaktan dan produknya, reaksi kesetimbangan kelompok reaksi pertama merupakan bentuk dari reaksi kesetimbangan homogen. Jadi, kesetimbangan homogen adalah........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
18
dan reaksi kesetimbangan pada kelompok reaksi kedua merupakan bentuk dari reaksi kesetimbangan heterogen. Jadi kesetimbangan heterogen adalah....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................
(MEMBENTUK JEJARING)
Presentasikan hasil diskusi kelompok kalian di depan kelas!
19