.

Senin, 15 Oktober 2018

KESETIMBANGAN KIMIA


Oleh: Rofiqoh Awaliyah, Aprilia Wahyuni, Puji Angraeni 
(@Kel-K10, @K28-Rofiqoh, @K29-Aprilia, @K30-Puji )

Kesetimbangan kimia (chemical equilibrium) menjelaskan keadaan di mana laju reaksi major dan reaksi balik dari suatu zat sama besar dan di mana konsentrasi reaktan (zat yang bereaksi) dan produk (zat dari hasil reaksi) tetap tidak berubah seiring berjalannya waktu (Purba, 2007).



            Prinsip kesetimbangan dalam reaksi kimia, pertama kali dikemukakan oleh Berthollt sewaktu menjadi penasehat ilmiah Napoleon di Mesir, sedangkan kajian secara laboratorium dilakukan oleh Guldberg dan Waage. Mereka dapat menunjukan bahwa reaksi kesetimbangan kimia dapat di dekati dalam dua arah, dan mereka berhasil menunjukan hubungan matematis antara konsenterasi pereaksi dan produk dalam kesetimbangan. Pada kesempatan lain Vant’t Hoff mengusulkan persamaan matematis untuk kesetimbangan dinamis, yakni konsenterasi pereaksi merupakan pangkat dari koefisien reaksinya.

Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang merupakan proses kesetimbangan. Contohnya: perubahan wujud cair, reaksi kesetimbangan dalam tubuh, reaksi kesetimbangan dalam mulut. Karena menurut (Andra, 2016) keadaan setimbang dalah keadaan dimana laju reaksi pembentukan produk atau reaksi laju sama dengan laju pembentukan reaktannya atau reaksi balik. Namun, secara mikroskopis keadaan setimbang menunjukan reaksi maju dan reaksi balik memiliki kecepatan yang sama.

            Pada umumnya dalam keadaan setimbang reaksi merupakan reaksi yang bersifat  reversible (reaksi dua arah) yang sifatnya dinamis yang artinya berjalan terus menerus dalam dua arah dengan laju yang sama. Reaktan yang terjadi dari produk membentuk zat reaktan disebut reaksi balik. Zat-zat hasil reaksi selalu dapat bereaksi kembali membentuk zat pereaksi. Henri Louis Le Chatelier(1884) berhasil menyimpulkan pengaruh faktor luar tehadap kesetimbangan dalam suatu azas yang dikenal dengan azas Le Chatelier sebagai berikut. “Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut.“
Secara singkat, azas Le Chatelier dapat dinyatakan sebagai:

Reaksi = - Aksi
 Contoh reaksi Reversibel (dua arah)
·         Reaksi antara Hydrogen dan Nitrogen yang akan menghasilkan Gas Ammonia

N2 (g) + 3H2 (g) à 2NH3 (g)
         
 Begitupun sebaliknya, gas Ammonia terurai menjadi;

2NH3 (g) àN2 (g) + 3H2 (g)
            Jika digabungkan kedua reaksi menjadi;
N2 (g) +3H2 (g) = 2NH3 (g)
Ketetapan Kesetimbangan Kimia
            Persamaan tetapan kesetimbangan reaksi kimia dengan hukum kesetimbangan atau Hukum Massa yang dikemukakan oleh Cato Gulberg dan Peter Wage dengan adanyan suatu hubungan yang tetap antara konsenterasi komponen dalam kesetimbangan maka hubungan tersebut disebut dengan Hukum Kesetimbangan. Yaitu: “ Hasil kali konsenterasi setimbang zat di ruas kanan dibagi dengan hasil kali konsenterasi setimbang zat di ruas kiri. Masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya, mempunyai nilai tetap pada temperature tetap”.
           
Tetapan kesetimbangan kimia dinyatakan dengan notasi sebagai berikut:
·         Kc
 ( Sunarya, 2010) Besaran Kc yang didefinisikan dalam persamaan hukum aksi maas adalah suatu tetapan kesetimbangan dalam bentuk konsentrasi. Dapat dinyatakan dalam konsentrasi molar hanya zat-zat dengan fase gas dan larutan (aqueous) sedangkan zat yang berfase padat (solid) & cair (liquid) tidak disertakan dalam persamaan tetapan kesetimbangan.
·         Kp
(Sunarya, 2010) Lambang Kp menyatakan tetapan kesetimbangan yang diturunkan dari tekanan parsial masing-masing gas dalam kesetimbangan. Dan hanya berlaku untuk fase gas.
·         Kx
Tetapan yang dinyatakan dalam fraksi mol.

Maka nilai tetapan kesetimbangan adalah:




Hubungan Kc dan Kp adalah ketetapan parsial gas bergantung pada konsentrasi gas dalam ruangan. Umumnya Kp dan Kc secara numeric tidak sama.


Jenis Reaksi Kesetimbangan
  • Kesetimbangan Homogen

Kesetimbangan reaksi dengan komponen berfase sama dapat berupa sistem gas atau larutan.
Contoh :                                                                                                                                             
 N2 (g) + 3H2 (g) = 2NH3 (g)
            Baik reaktan maupun maupun produk reaksi adalah berfase gas.
  • Kesetimbangan Heterogen

Kesetimbangan reaksi dengan komponen berfase yang mengandung dua atau lebih fase yang berbeda.
Contoh:                                                                                                                                               CaCO3 (s) = CaO (s) +CO2 (g)
Terdiri dari dua fase yaitu padatan (s) dan gas (g). reaktan atau hasilnya terdiri dari senyawa padat, sedangkan produk dari senyawa padat CaO dan gas CO2.
  • Pergeseran kesetimbangan

Jika pada sistem kesetimbangan diberikan aksi, maka sistem akan berubah sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi tadi diupayakan sekecil mungkin. Aksi-aksi yang dapat mempengaruhi terjadinya pergeseraan kesetimbangan antara lain perubahan konsentrasi, perubahan volume, perubahan tekanan, perubahan jumlah mol, perubahan temperatur, dan katalisator.
Dalam pengembangan produk ini akan lebih difokuskan pada tiga faktor saja yaitu pengaruh temperatur, pengaruh konsentrasi, pengaruh tekanan dan volume.
1. Pengaruh temperatur
Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika suhu atau temperature suatu sistem
kesetimbangan dinaikkan, maka reaksi sistem menurunkan temperatur,
kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (kepihak reaksi endoterm).
Sebaliknya jika suhu diturunkan, maka
kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi eksoterm.
2. Pengaruh konsentrasi
Sesuai dengan azas Le Chatelier (Reaksi = - aksi) , jika konsentrasi salah
satu komponen tersebut diperbesar, maka reaksi sistem akan mengurangi
komponen tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu komponen
diperkecil, maka reaksi sistem adalah menambah komponen itu.
3. Pengaruh tekanan dan volume
Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume akan
memperbesar konsentrasi semua komponen. Sesuai dengan azas Le
Chatelier, maka sistem akan bereaksi dengan mengurangi tekanan.

KESIMPULAN
Manfaat tetapan kesetimbangan kimia dapat digunakan untuk meramalkan posisi reaksi yang berkesetimbangan, apakah reaksi tersebut jauh terletak ke arah hasil reaksi (reaksi mendekati sempurna) atau jauh berada dekat pereaksi (reaksi nyaris tidak terjadi)  Kesetimbangan kimia. Dan bermanfaat untuk meramalkan arah suatu reaksi setimbang, dengan menggunakan  quintent reaksi. Sebab reaksi yang berada dalam kesetimbangan dapat didekati dari arah manapun. Ketetapan kesetimbnagn dipengaruhi oleh konsentrasi dan volume larutan.  Terdapat 4 faktor yang dapat mempengaruhi kesetimbangan yaitu   perubahan kosentrasi, perubahan suhu, perubahan tekanan dan volume, dan pengaruh katalisator. Kesetimbangan dipengaruhi oleh besar konsentrasi zat-zat yang bereaksi.
MATRIKULASI
  1. Sebanyak 0,1 mol HI dimasukkan ke dalam bejana 1 liter, lalu sebagian terurai menurut reaksi 2HI (g)    <=====>    H2(g)  +  I2 (g). Jika terbentuk 0,02 mol I2, hitunglah tetapam kesetimbangan!
Jawab :
                 2HI      <=====>      H2     +     I2
Mula-mula  :      0,1
Terurai    :
Setimbang  :                                        0,02

Kemudian tabel kita lengkapi :
                 2HI      <=====>      H2     +     I2
Mula-mula  :      0,1
Terurai    :     0,04
Setimbang  :     0,06                  0,02           0,02

Karena volume = 1 liter, maka
[HI]           = 0,06 M
[H2]           = 0,02 M
[I2]             = 0,02 M
K               = [H2] [I2   =  [0,02] [0,02]    =  1       
                   [HI]2               [0,06]2            9  
2.   Dalam wadah 2 dm3 dicampurkan gas HCl dan gas O2 masing-masing 10 mol, lalu mengalami reaksi kesetimbangan : 4HCl (g) +   O2 (g)  <=====>  2Cl2 (g)  +2H2O (g)
Jika pada kesetimbangan masih terdapat 2 mol HCl, hitunglah tetapan kesetimbangan.
Jawab
Data mol dari soal dimasukkan ke tabel :
               4HCl (g)   +  O2 (g)    <======>    2Cl2 (g)      +    2H2O (g)
Mula-mula  :    10            10
Reaksi     :    -              -
Setimbang  :    2               -                    -                   - 
Kemudian tabel dilengkapi:

                 4HCl (g)    +    O2 (g)   <======>   2Cl2 (g)      +    2H2O (g)

Mula-mula  :        10             10
Reaksi     :         8              2
Setimbang  :        2               8                  4                 4                
[HCl]     =   2/2      = 1 M
[O2]      =  8/2       =  4 M
[Cl2]     =  4/2       =   2 M
[H2O]     =  4/2       =   2 M
K  =     [Cl2]2  [H2O]2    =     22.   22       =   2
              [HCl]4 [O2]               14    81

3. Diketahui reaksi :  CO (g) +   H2O (g)   <=====>  CO2 (g)   +   H2 (g)    K = 4,00
Jika 2 mol gas CO dan 2 mol uap air direaksikan, berapa mol uap air yang dijumpai pada saat kesetimbangan ?
Jawab :
Data mol dari soal dimasukkan ke tabel berikut :
                    CO(g)   +   H2O (g)    <=====>    CO2 (g)   +   H2 (g) 
Mula-mula :          2               2
Terurai   :          -                -
Setimbang :          -                x                  -            -          
Kemudian tabel dilengkapi :
                    CO(g)   +   H2O (g)    <=====>    CO2 (g)   +   H2 (g) 
Mula-mula :          2               2
Terurai   :        2 - x        2 - x
Setimbang  :         x                x              2 - x     2  - x
K          =     [CO2] [H2]
                    [CO]  [H2O]

4           =      (2 – x)2   
                        X2
2           =       2 – x 
                         2
X    =    2/3
Jadi, pada kesetimbangan dijumpai 2/3 mol uap air.

4. alam ruang 1 liter terdapat kesetimbangan berikut. 2SO3(g)   <=======>       2SO2(g)   +  O2(g).
Mula mula terdapat 0,5 mol SO3.  Setelah tercapai kesetimbangan, perbandingan mol SO3 dan O2 adalah 4. Hitunglah tetapan kesetimbangan reaksi tersebut.
Jawab :
Data mol dari soal masukkan ke tabel sebagai berikut :
                 2SO3(g)   <=======>       2SO2(g)   +  O2(g).
Mula-mula   :     0,5
Reaksi      :         -
Setimbang   :      4x                       3x
Kemudian tabel dilengkapi :
                  2SO3(g)   <=======>       2SO2(g)   +  O2(g).
Mula-mula   :      0,5
Reaksi      :         6x
Setimbang   :      4x                       6x                3x
0,5   -   6x   =   4x
        X  =   0,05
[SO3]  =  4x   =   4 x 0,05   =  0,2 M
[SO2]  =  6x   =   6 x 0,05   =   0,3 M
[O2]    =   3x   =   3 x 0,05   =   0,15 M
K   =   [SO2]2  [O2   =     (0,3)2  (0,15)     =   0,33
               [SO3]2                     [0,2]2

5.      5. Dalam ruang tertutup terdapat reaksi kesetimbangan :
H2(g) + Cl2(g) 
 2HCl     = - x kJ
Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser kearah . . . .
A. kiri, harga K tetap
B. kanan, harga K tetap
C. kiri, harga K berkurang
D. kiri, harga K bertambah
E. kanan, harga K bertambah

DAFTAR PUSTAKA
Erawati Dewi, Luh Joni. 2009. “PENGEMBANGAN MEDIA PEMBELAJARAN REAKSI KESETIMBANGAN KIMIA”. JPTK Vol 6, No 2 (2009): Edisi Juli 2009. Publisher : Universitas Pendidikan Ganesha
 Purba, M. 2007. “KIMIA UNTUK SMA KELAS XI”. Jakarta: Erlangga
Ardra.2016. “ILMU KIMIA MATERI DAN SOAL”. https://ardra.biz/tag/tetapan-kesetimbangan-kimia-reaksi/. Diakses pada (29 Desember 2016).
Sunarya, yayan. 2010. “ KIMIA DASAR 1”. Bandung: Yrama widya.

2 komentar:

  1. @K23-nofiyanto,@K24-Galang,@K26-fikri,@Kel-K09

    Soal: 3 faktor yang dapat mengubah kesetimbangan kimia?

    BalasHapus
    Balasan
    1. Ada tiga faktor yang daoat mengubah kesetimbangan kimia, antara lain
      1. Konsentrasi reaktan atau produk
      2. Suhu
      3. Tekanan atau volume pada sistem yang mengandung gas

      Hapus

Catatan: Hanya anggota dari blog ini yang dapat mengirim komentar.