Ke dalam ruangan yang volumenya 5 liter direaksikan 0,5 mol gas H, dan 0,1 mol gas N, hingga terjadi reaksi bolak-balik pada suhu 400 K. 3H2(g) + N2(g) <=> 2NH3(9) ∆H = -92 kJ Nilai K, pada 400 K adalah 100. a. Berapa nilai K, pada suhu 400 K? b. Apabila pada saat itu terdapat 0,4 mol gas H₂, berapa mol komposisi gas N₂ dan NH3? c. Apakah kondisi reaksi sudah dalam keadaan setimbang? d. Jika laju reaksi ke kanan adalah r, dan laju ke kiri adalah r₂, manakah laju reaksi yang lebih besar, r1 atau r2?

a. Menghitung nilai Kc pada suhu 400 K Diketahui: - Reaksi: 3H2(g) + N2(g) ⇌ 2NH3(g) - ΔH = -92 kJ - Kp = 100 pada suhu 400 K Untuk menghitung Kc, kita dapat menggunakan hubungan: Kc = Kp × (RT)^(Δn) Dimana: - R = konstanta gas ideal = 0,0821 L·atm/mol·K - T = suhu dalam Kelvin = 400 K - Δn = perubahan koefisien mol gas = (2) - (3 + 1) = -2 Menghitung Kc: Kc = Kp × (RT)^(Δn) Kc = 100 × (0,0821 × 400)^(-2) Kc ≈ 0,000152 mol/L Jadi, nilai Kc pada suhu 400 K adalah sekitar 0,000152 mol/L. b. Menghitung komposisi gas N2 dan NH3 saat terdapat 0,4 mol H2 Diketahui: - Reaksi: 3H2(g) + N2(g) ⇌ 2NH3(g) - Terdapat 0,4 mol H2 Berdasarkan perbandingan stoikiometri, kita dapat menghitung: - Mol N2 yang bereaksi = 0,4 mol H2 / 3 = 0,133 mol - Mol NH3 yang terbentuk = 2/3 × 0,4 mol = 0,267 mol Jadi, komposisi gas adalah: - N2: 0,1 mol - 0,133 mol = -0,033 mol (tidak mungkin, berarti N2 habis bereaksi) - NH3: 0,267 mol c. Menentukan apakah reaksi sudah dalam keadaan setimbang Untuk menentukan apakah reaksi sudah dalam keadaan setimbang, kita perlu mengetahui komposisi awal dan akhir dari semua gas yang terlibat. Namun, informasi yang diberikan tidak cukup untuk menentukan hal tersebut. d. Membandingkan laju reaksi ke kanan (r1) dan ke kiri (r2) Jika reaksi sudah dalam keadaan setimbang, maka laju reaksi ke kanan (r1) dan ke kiri (r2) akan sama besar. Jika reaksi belum dalam keadaan setimbang, maka laju reaksi yang lebih besar akan tergantung pada arah yang mendominasi reaksi. Namun, tanpa informasi tambahan tentang komposisi awal dan akhir, kita tidak dapat menentukan laju reaksi yang lebih besar. Kesimpulan: Dengan informasi yang diberikan, kita dapat menghitung nilai Kc pada suhu 400 K dan menentukan komposisi gas N2 dan NH3 saat terdapat 0,4 mol H2. Namun, kita tidak dapat menentukan apakah reaksi sudah dalam keadaan setimbang dan membandingkan laju reaksi ke kanan dan ke kiri.