Reaksi kesetimbangan pada amonia merupakan reaksi eksoterm sesuai dengan persamaan reaksi sebagai berikut: N 2 ​ ( g ) + 3 H 2 ​ ( g ) ⇌ 2 NH 3 ​ ( g ) △ H = − 22 kkal . Untuk menghasilkan amonia dalam jumlah yang besar, maka diperlukan perlakuan dengan cara suhu yang digunakan yaitu pada 500 ∘ C dan tekanan 100 MPa dengan menggunakan katalis Fe . Berdasarkan ilustrasi dari reaksi di atas, maka variabel bebas, variabel terikat, dan variabel terkontrol dalam percobaan tersebut berturut-turut adalah ....

Pembahasan

Pada metode ilmiah, variabel percobaan merupakan faktor yang dapat mempengaruhi hasil penelitian. Ada tiga jenis variabel, yaitu variabel bebas, variabel terikat, dan variabel tetap. Variabel bebas merupakan variabel yang sengaja diubah-ubah untuk dilihat pengaruhnya terhadap hasil percobaan. Variabel terikat merupakan variabel yang diukur atau diamati sebagai hasil percobaan. Variabel tetap (kontrol) adalah variabel yang tidak diubah. Pada reaksi kesetimbangan pada amonia, perubahan suhu dan tekanan dapat mengakibatkan pergeseran kesetimbangan. Jika suhu reaksi diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi eksoterm (ke kanan), sehingga diperoleh produk yang semakin banyak. Pada reaksi, jumlah mol reaktan lebih banyak dibandingkan jumlah mol produk, sehingga jika tekanan reaksi ditingkatkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah produk yang memiliki jumlah mol lebih sedikit, sehingga diperoleh produk yang semakin banyak juga. Berdasarkan informasi tersebut, guna memperoleh produk yang optimum, perlakuan yang dapat dilakukan adalah menurunkan suhu reaksi dan meningkatkan tekanan reaksi, sehingga kedua faktor tersebut merupakan variabel bebas, dengan jumlah amonia yang dihasilkan sebagai variabel terikat. Katalis tidak mengakibatkan pergeseran kesetimbangan dan hanya akan mempercepat tercapainya kesetimbangan, sehingga katalis merupakan variabel kontrol pada reaksi ini. Jadi, variabel bebas, variabel terikat, dan variabel terkontrol dalam percobaan ini berturut-turut adalah suhu dan tekanan reaksi; jumlah amonia yang dihasilkan; dan jumlah katalis yang digunakan.