LKPD Kimia Kelas 11: Menganalisis Persamaan dan Nilai Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc)

INFORMASI UMUM

TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Menganalisis nilai tetapan kesetimbangan kimia konsentrasi dan tekanan parsial

PETUNJUK UMUM

• Bacalah pengantar konsep dan petunjuk pengerjaan pada setiap kegiatan secara saksama.
• Bekerjasamalah dalam kelompok diskusi secara aktif, jujur, dan bertanggung jawab.
• Gunakan persamaan reaksi kimia yang setara dan perhatikan wujud (fase) masing-masing zat sebelum menyusun persamaan tetapan kesetimbangan.
• Tuliskan hasil analisis perhitungan dan argumentasi kelompok pada ruang jawaban yang telah disediakan secara sistematis.

KEGIATAN

Kegiatan 1: Kegiatan 1: Menganalisis Aturan Wujud Zat dalam Rumusan Kc dan Kp

Estimasi: 40 menit

Alat & Bahan:

• Buku teks Kimia Kelas 11 Subbab Kesetimbangan Kimia
• Alat tulis
• Kalkulator ilmiah

Petunjuk Pengerjaan:

1. Cermati 3 persamaan reaksi kesetimbangan kimia yang diberikan.
2. Analisis fase setiap zat pereaksi dan produk untuk menentukan zat mana saja yang diikutsertakan dalam perumusan tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc) dan tekanan parsial (Kp).
3. Tuliskan rumusan matematis Kc dan Kp untuk masing-masing reaksi berdasarkan hukum kesetimbangan kimia pada tabel yang disediakan.

Pertanyaan:

1. Diberikan reaksi kesetimbangan: (a) CaCO3(s) <=> CaO(s) + CO2(g), (b) N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g), dan (c) Fe3+(aq) + SCN-(aq) <=> FeSCN2+(aq). Analisislah rumusan Kc untuk ketiga reaksi tersebut dengan memperhatikan fase zat yang memengaruhinya!

2. Berdasarkan ketiga reaksi pada nomor 1, analisislah reaksi mana saja yang dapat memiliki rumusan tetapan kesetimbangan tekanan parsial (Kp) dan tuliskan rumusan Kp-nya!

Tuliskan jawaban dalam bentuk uraian terstruktur yang mencantumkan analisis fase dan penulisan rumus kesetimbangan per butir reaksi (a, b, dan c).

Kegiatan 2: Kegiatan 2: Menganalisis Perhitungan Nilai Kc dari Data Konsentrasi Kesetimbangan

Estimasi: 50 menit

Alat & Bahan:

• Buku teks Kimia Kelas 11
• Kalkulator
• Lembar kerja

Petunjuk Pengerjaan:

1. Pelajari data konsentrasi zat saat kesetimbangan tercapai dalam suatu bejana tertutup.
2. Gunakan tabel MRS (Mula-mula, Reaksi, Sisa/Setimbang) untuk menganalisis jumlah mol atau konsentrasi pada saat setimbang.
3. Hitung nilai numerik Kc dan diskusikan interpretasi makna nilai Kc tersebut terhadap komposisi campuran kesetimbangan.

Pertanyaan:

1. Dalam wadah bervolume 2 Liter pada suhu tertentu, dimasukkan 0,8 mol gas SO3 yang terurai menurut reaksi: 2SO3(g) <=> 2SO2(g) + O2(g). Jika pada saat tercapai kesetimbangan terbentuk 0,2 mol gas O2, analisislah konsentrasi molar masing-masing zat pada keadaan setimbang serta hitunglah nilai tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc) reaksi tersebut!

2. Dari hasil perhitungan nilai Kc = 0,1 pada nomor 1, analisislah kecenderungan posisi kesetimbangan reaksi tersebut: apakah campuran kesetimbangan lebih didominasi oleh reaktan atau produk? Jelaskan alasan analitisnya!

Gunakan tabel tahapan stoikiometri Mula-mula, Reaksi, Setimbang (MRS) berkolom 4 (Tahap, SO3, SO2, O2) diikuti uraian perhitungan matematis Kc dan paragraf analisis interpretasi nilai Kc.

Kegiatan 3: Kegiatan 3: Menganalisis Keterkaitan Kuantitatif Nilai Kc dan Kp

Estimasi: 45 menit

Alat & Bahan:

• Kalkulator
• Tabel periodik / tetapan fisika-kimia
• Alat tulis

Petunjuk Pengerjaan:

1. Telaah hubungan matematis antara Kc dan Kp: Kp = Kc * (R * T)^(delta n).
2. Hitung perubahan koefisien gas (delta n) dari reaksi yang diberikan.
3. Lakukan analisis komparasi nilai numerik antara Kc dan Kp pada suhu tertentu, dan kerjakan refleksi akhir pembelajaran.

Pertanyaan:

1. Reaksi sintesis amonia: N2(g) + 3H2(g) <=> 2NH3(g) memiliki nilai Kc = 0,5 pada suhu 400 K. Dengan nilai tetapan gas ideal R = 0,082 L.atm/(mol.K), analisislah perubahan jumlah koefisien gas (delta n) dan hitunglah nilai tetapan kesetimbangan tekanan parsial (Kp) reaksi tersebut!

2. Analisislah kondisi apa yang menyebabkan nilai numerik Kp sama persis dengan nilai Kc (Kp = Kc) pada suatu reaksi kesetimbangan kimia gas, serta berikan satu contoh reaksi kesetimbangannya!

Tuliskan langkah penurunan delta n, substitusi nilai ke rumus Kp = Kc(RT)^(delta n), dan penjelasan analitis syarat Kp = Kc beserta contoh reaksinya.

REFLEKSI

1. Bagian mana dari analisis penentuan wujud zat dan perhitungan Kc/Kp yang menurutmu paling menantang dan bagaimana kamu mengatasinya?

2. Bagaimana pemahaman tentang nilai Kc dan Kp membantumu memprediksi seberapa efisien suatu reaksi kimia menghasilkan produk dalam wadah tertutup?

3. Sikap ilmiah apa (seperti ketelitian dan kejujuran data) yang berhasil kamu latih selama menyelesaikan perhitungan kesetimbangan kimia hari ini?