KESETIMBANGAN KIMIA

KESETIMBANGAN KIMIA

Perhatikan gambar berikut :

                         

Setelah melihat gambar diatas, apa yang terpikir oleh mu tentang kesetimbangan ?
Bagaimana pula tentang kesetimbangan dalam kimia ?
Untuk lebih jelasnya akan dibahas pada bagian berikut ini :

A.   Jenis-jenis reaksi berdasarkan arah reaksi

1.    Reaksi Satu Arah ( Reaksi berkesudahan / Reaksi Irreversible )

    Adalah reaksi kimia yang berlangsung ke arah pembentukan produk dan tidak dapat kembali untuk membentuk reaktan dengan kata lain reaktan dapat berubah menjadi produk, namun produk tidak dapat berubah kembali ke pembentukan reaktan.

     Reaksi-reaksi ini seperti membuat kue. Bahan-bahan kue seperti telur dan tepung adalah reaktan. Setelah bahan-bahan ini diolah dan dipanggang, maka akan terbentuk kue (produk). Kue tidak bisa di ubah kembali ke telur mentah, tepung, dan bahan-bahan lainnya. Jadi membuat kue adalah contoh ireversibel (tidak dapat balik).

Contoh lainnya adalah proses pembakaran, setelah melalui proses pembakaran, benda-benda tidak bisa di ubah kembali kebentuk semula.

Contoh :   2 Mg + O₂  →  2 MgO

                CaCO₃ + HCl  →  CaCl₂ + H₂O + CO₂

Ciri-ciri :

a.    Reaksi yang salah satu atau semua pereaksinya habis bereaksi

b.    Reaksi yang berlangsung kearah pembentukan produk

c.    Reaksi dimana zat hasil reaksi tidak dapat balik menjadi zat pereaksi

2.    Reaksi Dapat Balik ( Reaksi berkepanjangan / Reaksi Reversible )

      Adalah reaksi yang berlangsung dua arah yaitu kearah pembentukan produk dan kearah pembentukan reaktan.

    Dalam kehidupan sehari-hari sangat sulit menemukan reaksi yang dapat balik. Proses-proses alami umumnya berlangsung searah, tidak dapat balik. Namun, di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak reaksi yang dapat balik, reaksi-reaksi inilah yang disebut reaksi reversible.

Contoh :

             3H_{2 (g)}  + N_{2 (g}  ⇌  2 NH_{3 (g)}

Ciri-ciri :
a.    Ditulis dengan 2 tanda panah berlawanan “ ⇌ “

b.    Kesetimbangan terjadi bila sistim tertutup

B.   Kesetimbangan Dinamis

Adalah reaksi dimana tidak terjadi perubahan secara makroskopis (perubahan yang dapat diukur / dilihat, misalnya warna, volume, tekanan, suhu dan konsentrasi), tetapi terjadi perubahan mikroskopis (perubahan tingkat partikel) terus menerus (kontiniu) dengan arah berlawanan dan kecepatan yang sama.

Contoh :

            H_{2 (g)}  +  I_{2 (g)}  ⇌  2 HI _(g)

Ciri-ciri :

1.    Laju reaksi kearah produk sama dengan laju reaksi kearah reaktan

2.    Tidak terjadi perubahan makroskopis yaitu perubahan yang dapat diukur

3.    Terjadi perubahan mikroskopis yang berlangsung terus menerus sehingga konsentrasi zat yang mengalami kesetimbangan tetap

4.    Terjadi pada sistim tertutup

C.   Jenis Kesetimbangan

1.    Kesetimbangan Homogen

Adalah kesetimbangan kimia 1 fasa ( wujud zat dalam reaksi sama )

Contoh :

                 SO_{2 (g)} + O_{2 (g)} ⇌  2SO_{3 (g)}  

                 H_{2 (g)} + I_{2 (g)} ⇌  2 HI _(g)

2.    Kesetimbangan Heterogen

Adalah kesetimbangan kimia yang lebih dari 1 fasa ( wujud zat dalam reaksi berbeda )

Contoh :

                 CaCO_{3 (s) ⇌}  CaO _(g) +  CO_{2 (g)}

D.   Azas Le Chatelier

        Keadaan setimbang pada suatu sistem merupakan keadaan stabil jika tidak ada pengaruh dari luar sistem. Jika diberikan suatu pengaruh (aksi) terhadap kesetimbangan, sistem tersebut akan bergeser menuju kesetimbangan yang baru.

   Henry Louis Le Chatelier (Perancis) mengemukakan Hukum Pergeseran Kesetimbangan yang dikenal dengan nama Azas Le Chatelier. Menurut Azas Le Chatelier :
      “Bila pada suatu kesetimbangan dilakukan aksi tertentu, maka kesetimbangan akan bergeser untuk menghilangkan pengaruh aksi tersebut (membentuk kesetimbangan yang baru)”.

E.   Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan

1.      Konsentrasi

Gambar pengaruh konsentrasi terhadap kesetimbangan

Jika konsentrasi reaksi diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser dari arah yang diperbesar, sebaliknya jika konsentrasi reaksi diperkecil kesetimbangan bergeser kearah yang diperkecil.

Contoh :

             Fe⁺³_(aq)  +  SCN^-_(aq)  ⇌  FeSCN⁺²_(aq)

             coklat          bening             merah

Keterangan :

a.    Jika [SCN^-] ditambah, warna bertambah merah, maka kesetimbangan bergeser kearah kanan

b.    Jika [FeSCN⁺²] dikurangi, kesetimbangan bergeser kearah kanan

2.      Volume

Jika volume diperbesar kesetimbangan bergeser kearah jumlah molekul terbesar dan sebaliknya jika volume diperkecil kesetimbangan bergeser kearah jumlah molekul terkecil.

Contoh :

             Fe⁺³_(aq) + SCN^-_(aq) ⇌  FeSCN⁺²_(aq)

             coklat       bening           merah

Keterangan :

a.  Jika pereaksi ditambah air ( diencerkan ), maka kesetimbangan bergeser                    kearah kiri (Fe⁺³ + SCN^-_).

b.  Karena jumlah molekul pereaksi lebih besar 1 + 1 = 2 dari jumlah molekul                  produk yaitu = 1

3.      Tekanan

Gambar pengaruh tekanan dan volume terhadap kesetimbangan

Jika tekanan diperbesar (volume kecil) , maka kesetimbangan bergeser kearah jumlah mol terkecil dan sebaliknya jika tekanan diperkecil (volume besar), maka kesetimbangan bergeser kearah jumlah mol terbesar

Contoh :

             N₂O_{4 (g)} ⇌  2NO_{2 (g)}

Keterangan :

a.    Jika tekanan diperbesar, maka kesetimbangan bergeser kearah N₂O₄ karena jumlah molekul = 1 kecil dari jumlah molekul NO₂ = 2

b.    Jika tekanan diperkecil, maka kesetimbangan bergeser kearah NO₂, karena jumlah molekul NO₂ = 2 besar dari jumlah molekul N₂O₄ = 1

4.      Suhu

Gambar pengaruh suhu terhadap kesetimbangan

Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan bergeser kearah reaksi endoterm (ΔH +) dan sebaliknya jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan bergeser kearah reaksi eksoterm (ΔH -)

Contoh :

             3H_{2 (g)}  + N_{2 (g)}  ⇌   2 NH_{3 (g)}     ΔH = -44 kkal/mol

             endoterm                  eksoterm

Keterangan :

a.    Jika suhu diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser kearah reaksi endoterm (kearah N₂ dan H₂)

b.    Jika suhu diperkecil, maka kesetimbangan bergeser kearah reaksi eksoterm (kearah NH₃)

5.   Katalisator

Gambar pengaruh katalis dalam mempercepat kesetimbangan

Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan atau Kc tetap), hal ini disebabkan karena katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.

Untuk lebih jelasnya perhatikan video berikut :

F.   Tetapan Kesetimbangan (K)

1.    Hukum Kesetimbangan

          Pada suhu tetap, dalam suatu reaksi kesetimbangan terdapat hubungan antara konsentrasi pereaksi (reaktan) dengan konsentrasi hasil reaksi (produk) terhadap tetapan kesetimbangan (K).

        Dalam suatu kesetimbangan kimia berlaku hukum Kesetimbangan yang dikenal juga dengan hukum Aksi Massa yang dikemukakan oleh Cato Maximillian Guldberg dan Peter Waage.

“Dalam reaksi setimbang pada suhu yang tetap hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi zat-zat pereaksi dan masing-masing dipangkatkan koefisiennya adalah tetap”.

           Hasil bagi tersebut dinamakan tetapan kesetimbangan (K). Jadi harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi (K_c) adalah hasil kali konsentrasi zat-zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang masing-masing zat dipangkatkan dengan koefisiennya. Perhitungan harga tetapan kesetimbangan tergantung dari jenis reaksinya.

2.    Reaksi Umum

                  n A   +   m B   ⇌   p C  +   q D

3.    Zat yang Menentukan Harga Kesetimbangan (K)

      a.    Gas (g)

      b.    Larutan (aq)

Padat (s) dan cair (l) tidak menentukan harga kesetimbangan (K) karena tidak memiliki konsentrasi, dianggap konsentrasi = 1

4.    Bentuk konstanta kesetimbangan

a.    Konstanta kesetimbangan konsentrasi (Kc)

Adalah konstanta kesetimbangan yang dinyatakan dengan konsentrasi

b.    Konstanta kesetimbangan tekanan (Kp)

Adalah konstanta kesetimbangan yang dinyatakan dengan tekanan

                  n A   +   m B   ⇋   p C  +   q D

  

KESIMPULAN :

Untuk mengetahui sejauh mana pemahamanmu terhadap kesetimbangan kimia, maka kerjakanlah latihan berikut :

ProProfs Quiz- SOAL LATIHAN TENTANG KESETIMBANGAN KIMIA » Quizzes - ProProfs

Setelah mempelajari bagian ini, apa pendapat ananda tentang peranan kesetimbangan kimia dalam kehidupan sehari-hari ?

Silahkan berikan  pendapat ananda di kolom komentar.

Ket : Video dan gambar diambil dari berbagai sumber (terimakasih untuk semua kontribusinya)