Mencari Konsentrasi CO, H2O, CO2, dan H2 Pada Keadaan Setimbang

Pertanyaan:

Karbon monoksida bereaksi dengan uap air menghasilkan karbon dioksida dan hidrogen. Pada 100 K konstanta kesetimbangan reaksi tersebut adalah 5,10. Hitunglah konsentrasi reaktan dan produk pada kesetimbangan apabila 1 mol masing-masing spesies dicampur dalam kontainer bervolume 1 L.

Jawaban :
Reaksi yang terjadi antara CO dan H2O adalah

CO(g) + H2O(g) <-> CO2(g) + H2(g)

dengan

K = [CO2][H2] / [CO][H2O] = 5,10

Konsentrasi awal masing-masing spesies adalah:
[CO]₀ = [H2O]₀ = [CO2]₀= [H2]₀ = 1 M

Misalkan untuk mencapai kesetimbangan diperlukan x M CO maka pada keadaan kesetimbangan konsentrasi masing-masing spesies adalah sebagai berikut: (gunakan teknik mula-mula, bereaksi, dan setimbang)

[CO] = 1 – x
[H2O] = 1 – x
[CO2] = 1 + x
[H2] = 1 + x
Untuk mencari nilai x maka kita masukan variable diatas dalam persamaan K sebagai berikut:
K = [CO2][H2] / [CO][H2O]
5,10 = (1+x)(1+x) / (1-x)(1-x)
menyelesaikan persamaan diatas untuk x akan diperoleh nilai x = 0,387 M dengan demikian maka konsentrasi masing-masing spesies diperoleh:
[CO] = [H2O] = 1 – 0,387 = 0,613 M
[CO2] = [H2] = 1 + 0,387 = 1,387 M