KESETIMBANGAN
KIMIA
- Pengertian Kesetimbangan
Pada reaksi yang berlangsung bolak
balik, ada saat dimana laju terbentuknya produk sama dengan laju terurainya
kembali produk menjadi reaktan. Pada keadaan ini, biasanya tidak terlihat
lagi ada perubahan. Keadaan reaksi dengan laju reaksi maju (ke kanan) sama
dengan laju reaksi baliknya (ke kiri) dinamakan keadaan setimbang. Reaksi
yang berada dalam keadaan setimbang disebut Sistem Kesetimbangan.
Perhatikan reaksi berikut.
Laju reaksi kekanan
CuSO4.
5H2O
CuSO4+
5H2O Laju reaksi ke kanan = laju reaksi ke
kiri
Laju reaksi kekiri
Reaktan
produk
Ciri-Ciri Kesetimbangan kimia
- Hanya terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap
- Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan
- Laju reaksi maju (ke kanan) sama dengan laju reaksi balik (ke kiri)
- Semua komponen yang terlibat dalam reaksi tetap ada
- Tidak terjadi perubahan yang sifatnya dapat diukur maupun diamati.
- Kesetimbangan Kimia Bersifat Dinamis
Reaksi yang berlangsung
setimbang bersifat dinamis, artinya reaksinya berlangsung terus-menerus
dalam dua arah yang berlawanan dan dengan laju reaksi yang sama. Contoh
kesetimbangan dinamis dalam kehidupan sehari-hari dapat digambarkan
pada proses penguapan air. Bila air dipanaskan dalam wadah tertutup rapat,
airnya lama kelamaan akan habis berubah menjadi uap air. Tetapi belum sempat
habis, uap air yangnaik ke atas mengalami kejenuhan sehingga akan jatuh kembali
menjadi embun. Apabila dibiarkan terus-menerus, kecepatan menguapnya air akan
sama dengan kecepatan mengembunnya uap air menjadi air. Pada saat itu, tercapai
keadaan setimbang dimana tidak nampak lagi adanya perubahan ketinggian air
dalam wadah tertutup tersebut.
Karena kesetimbangan bersifat
dinamis, maka suatu reaksi yang berada dalam keadaan setimbang dapat mengalami
gangguan oleh faktor-faktor tertentu yang mengakibatkan terjadi pergeseran
kesetimbangan.
- Pergeseran Kesetimbangan
Suatu sistem dalam keadaan setimbang
cendrung mempertahankan kesetimbangannya, sehingga bila ada pengaruh dari luar
maka sistem tersebut akan berubah sedemikian rupa agar segera diperoleh keadaan
kesetimbangan lagi.
Seorang kimiawan berkebangsaan
Perancis, Henri Le Chatelier, menemukan bahwa jika reaksi kimia yang
setimbang menerima perubahaan keadaan (menerima aksi dari luar), reaksi
tersebut akan menuju pada kesetimbangan baru dengan suatu pergeseran tertentu
untuk mengatasi perubahan yang diterima (melakukan reaksi sebagai respon
terhadap perubahan yang diterima). Hal ini disebut Prinsip Le Chatelier.
Ada tiga faktor yang dapat mengubah
kesetimbangan kimia, antara lain :
- Pengaruh Perubahan Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan
Perhatikan reaksi pembentukan gas
amonia berikut :
N2(g)+ 3H2(g)
2NH3(g) H = -92 kJ
Aksi yang diberikan
|
Arah pergeseran
|
N2ditambah
N2dikurangi
|
Ke kanan(produk bertambah)
Ke kiri(produk berubah menjadi
reaktan)
|
H2ditambah
H2dikurangi
|
Ke kanan(produk bertambah)
Ke kiri(produk berubah menjadi
reaktan
|
NH3ditambah
NH3dikurangi
|
Ke kiri(produk berubah menjadi
reaktan)
Ke kanan(produk bertambah)
|
Jika konsentrasi salah satu zat
ditambah, maka sistem akan bergeser dari arah zat tersebut.
Jika konsentrasi salah satu zat
dikurangi, maka sistem akan bergeser ke arah zat tersebut.
- Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Kesetimbangan
Secara kualitatif pengaruh suhu
dalam kesetimbangan kimia terkait langsung dengan jenis reaksi eksoterm atau
reaksi endoterm. Reaksi eksothermis adalah reaksi bersifat spontan, tidak memerlukan
energi melainkan justru menghasilkan energi(H reaksi negatif), sedangkan Reaksi
endothermis adalah reaksi yang membutuhkan energi/ kalor untuk bisa
bereaksi(H positif). Sistem kesetimbangan yang bersifat eksothermis ke arah
kanan dan endothermis ke arah kiri.
Jika suhu dinaikkan, maka reaksi
akan bergeser ke kiri yaitu reaksi yang bersifatendothermis. Sebaliknya bila
suhu reaksi diturunkan maka reaksi akan bergeser ke kanan yaitu reaksiyang
bersifat eksothermis. Menaikan suhu, sama artinya kita meningkatkan kalor atau
menambah energi ke dalam sistem, kondisi ini memaksa kalor yang diterima sistem
akan dipergunakan, oleh sebab itu reaksi semakin bergerak menuju arah reaksi
endoterm. Begitu juga sebaliknya.
- Pengaruh Perubahan Tekanan atau Volume Terhadap Kesetimbangan
Pada proses Haber Reaksi terjadi dalam ruangan tertutup dan semua spesi adalah
gas. Sehingga Perubahan tekanan dan volume hanya berpengaruh pada sistem
kesetimbangan antara fasa gas dengan gas. Sedang sistem kesetimbangan yang
melibatkan fasa cair atau padat, perubahan tekanan dan volum dianggap
tidak ada.
Menurut hukum gas ideal, bahwa
tekanan berbanding lurus dengan jumlah mol gas dan berbanding terbalik dengan
volum. Jika tekanan diperbesar maka jumlah mol juga bertambah, dan volume
akan mengecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah
molnya lebih kecil. Begitu juga sebaliknya jika tekanan diperkecil maka jumlah
mol juga akan kecil, dan volume akan besar maka kesetimbangan akan
bergeser ke arah reaksi yang jumlah molnya lebih besar.
Perhatikan reaksi berikut :
N2(g)+ 3H2(g)
2NH3(g) H = -92 kJ
- Jika tekanan diperbesar (volume mengecil) maka kesetimbangan akan bergeser ke arahkanan, sebab jumlah molnya lebih kecil yaitu 2 mol.
- Jika tekanan dikurangi (volume bertambah) , maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri,karena jumlah molnya lebih besar yaitu 4 mol
Dengan demikian, dengan meningkatkan
tekanan akan (mengurangi volume ruangan) pada campuran yang
setimbang menyebabkan reaksinya bergeser ke sisi yang mengandung jumlah
molekul gas yang paling sedikit. Sebaliknya, menurunkan tekanan
(memperbesar volume ruangan) pada campuran yang setimbang menyebabkan
reaksinya bergeser ke sisi yang mengandung jumlah molekul gas yang paling
banyak. Sementara untuk reaksi yang tidak mengalami perubahan jumlah
molekul gas (mol reaktan = mol produk), faktor tekanan dan volume tidak
mempengaruhi kesetimbangan kimia.
KATALISATOR
Untuk mempercepat proses
kesetimbangan kimia,sering dipergunakan zat tambahan lain yaitu katalisator. Dalam
sistem kesetimbangan, katalisator tidak mempengaruhi letak kesetimbangan,
katalisator hanya berperan mempercepat reaksi yang berlangsung, mempercepat
terjadinya keadaan setimbang, pada akhir reaksi katalisator akan
terbentuk kembali. Katalis tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia.
Perhatikan reaksi dibawah ini :
N2(g) + 3H2(g) 2 NH3(g)
Apakah pengaruhnya jika suatu reaksi
yang sudah dalam keadaan stimbang ditambahkan katalus ke dalamnya. Katalis akan
mempercepat laju pembentukan NH3, tetapi juga akan sekaligus mempercepat laju
penguraian menjadi gas N2 dan gas H2. Pengaruh ini sama kuatnya. Katalisator
dalam dunia industri umumnya logam, namun dalam makhluk hidup katalisator
didapat dari dalam tubuhnya yang dikenal dengan dengan biokatalisator atau
enzim.
Hukum
Kesetimbangan Kimia
Hukum kesetimbangan kimia atau
tetapan kestimbangan adalah perbandingan dari hasil kali konsentrasi
produk berpangkat kofisiennya masing-masing dengan konsentrasi reaktan
berpangkat kofisiennya masing-masing. Tetapan kestimbangan biasa disimbolkan
dengan "K" atau "Kc"
Kesetimbangan
Heterogen
Pada kesetimbangan heterogen bantuk
zat-zat yang terlibat dalam reaksi tidak sama, sehingga yang diambil untuk
menentukan tetapan kesetimbangan adalah konsentrasi zat yang tetapan
kesetimbangannya dipengaruhi yakni larutan dan gas.
Kesetimbangan
Homogen
Pada kesetimbangan heterogen bantuk
zat-zat yang terlibat dalam reaksi sama, sehingga seluruh konsentrasi zat
digunakan untuk menentukan tetapan kesetimbangan. Namun yang perlu diingat,
bahwa yang dipengaruhi tetapan kesetimbangan hanya bentuk gas dan larutan saja.
Contoh Soal
Diketahui suatu reaksi kesetimbangan
2A + B <==> A2B
Pada kondisi awal di dalam bejana 2
liter terdapat 2 mol A dan 2 mol B. Jika dalam kesetimbangan
0,5 mol A, maka tetapan
kesetimbangannya adalah....
0 komentar:
Posting Komentar