Sistem Kesetimbangan Heterogn dan Kesetimbangan dalam Sistem Larutan

Assalamualaikum.

 kali ini kita kebagian nulis artikel tentang “Sistem Kesetimbangan Heterogen” dan “Kesetimbangan Dalam Sistem Larutan” nih teman-teman. Disimak yaaaJ

Suatu sistem kesetimbangan dikatakan heterogen apabila dalam sistem tersebut mengandung lebih dari satu fase. Seperti diketahui bahwa reaksi reversible dapat dicapai tanpa mempermasalahkan wujud materi.

1.      Kesetimbangan Heterogen

Banyak reaksi-reaksi kimia yang membentuk kesetimbangan berada pada fase yang tidak homogen, di mana terdapat dua atau lebih fase hadir bersama-sama dalam satu sistem kesetimbangan. Konsetrasi dalam kesetimbangan dinyatakan dalam satuan mol zat per volume. Volume untuk zat padat atau zat cair murni dapat diartikan sebagai volume zatnya, bukan volume wadah. Oleh karena itu, konsetrasi untuk sistem padatanatau zat cair murni dapat dinyatakan dalam kerapatan atau massa persatuan volume.

Banyak reaksi kimia tidak sampai berakhir, dan mencapai suatu titik ketika konsentrasi zat-zat pereaksi dan produk tidak lagi berubah dengan berubahnya waktu. Molekul-molekul telah berubah dari pereaksi menjadi produk dan dari produk menjadi preaksi, tetapi tanpa perubahan netto konsentrasinya.

Pokok-pokok penting yang perlu diingat pada konstanta kesetimbangan yaitu K adalah suatu konstanta untuk setiap reaksi selama suhunya tidak berubah. K menentukan zat mana yang konsentrasinya lebih besar pada saat keetimbangan produknya atau pereaksinya. Karena k ditentukan oleh konsentrasi pereaksi atau produknya. K tidak tergantung dari banyaknya tingkat reaksi antara pada mekanisme reaksinya.

Contoh dari kesetimbangan heterogen yaitu :

a.       Pemanasan CaCO3 dalam wadah tertutup

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 

b.      Pelarutan endapan perak kromat

Ag2CrO4(s) → 2Ag(aq) + CrO42-(aq)

2.      Kesetimbangan Dalam Sistem Kelarutan

Larutan adalah campuran homogen (komposisinya sama), serba sama (ukuran partikelnya), tidak ada bidang batas antara zat pelarut dengan zat terlarut (tidak dapat dibedakan secara langsung antara zat pelarut dengan zat terlarut), partikel- partikel penyusunnya berukuran sama (baik ion, atom, maupun molekul) dari dua zat atau lebih. Dalam larutan fase cair, pelarutnya (solvent) adalah cairan, dan zat yang terlarut di dalamnya disebut zat terlarut (solute), bisa berwujud padat, cair, atau gas. Dengan demikian, larutan = pelarut (solvent) + zat terlarut (solute). Khusus untuk larutan cair, maka pelarutnya adalah volume terbesar.

Tetapan kesetimbangan dan energi bebas

Tetapan kesetimbangan (K)

merupakan konstanta (angka/nilai tetap) perbandingan zat ruas kanan dengan ruas kiri pada suatu reaksi kesetimbangan. Tiap reaksi memiliki nilai K yang khas, yang hanya berubah dengan pengaruh suhu.

Karena fasa padat (s) dan cair (l) tidak memiliki konsentrasi, maka kedua fasa ini tidak dilibatkan dalam rumus tetapan kesetimbangan K_C (diberi nilai=1).

Ada dua macam tetapan kesetimbangan, yaitu: K_C dan K_P.
Perbedaannya:
1.  K_C  parsial gas-gas yang diukur berdasarkan konsentrasi molar zat-zat yang terlibat( gas & larutan).
2.  K_P diukur berdasarkan tekanan terlibat (khusus fasa gas).

                                                                           

ENERGI BEBAS

. Energi bebas adalah jumlah maksimum energi yang dibebaskan pada suatu proses yang terjadi pada suhu tetap dan tekanan bebas. Energi bebas di lambangkan dengan ∆G. Pada suhu dan tekanan tetap reaksi kimia akan berlangsung spontan menuju ke arah dengan perubahan energy bebas yang lebih rendah sampai akhirnya mencapai keadaan setimbang.

•  Entalpi

entalpi adalah kemampuan sistem untuk memberikan energi berbentuk kalor(energi panas) dari sistem ke lingkungan. paa tekanan konstan perubahan entalpi suatu sistem menunjukan banyaknya kalor yang diberikan. perubahan ini diukur dengan kalori meter terbuka(tekanan udara sistem = tekanan udara luar).
Dulu entalpi disebut isi kalor(heat content) dengan lambang H. kalor reaksi suatu reaksi kimia yang berlangsung pada tekanan konstan tidak lain adalah perubahan entalpi ∆H itu. untuk benda yang berubah suhunya tanpa mengalami reaksi atau perubahan fase, perubahan entalpi per satuan suhu aadalah kapasitas panas benda itu pada tekanan tetap.

Entalpi gas ideal, solid, dan liquid tidak tergantung pada tekanan. Benda nyata pada temperatur dan tekanan ruang biasanya kurang lebih mengikuti sifat ini, sehingga dapat menyederhanakan perhitungan entalpi.

Contoh :

1 mol gas ideal pada suhu tertentu mengisi volume 10 L. Dalam wadah tersebut, gas memiliki banyak keadaan mikro yang tersedia daripada dalam volume 1 L, sehingga entropi posisional lebih besar dalam volume yang lebih besar.

Jadi dapat dinyatakan bahwa :

Svolumebesar > Svolumekecil

Oleh karena tekanan berbanding terbalik dengan volumenya, maka entropi dapat diungkapkan dalam kaitannya dengan tekanan sistem sebagai berikut :

Stekananrendah > Stekanantinggi

Dampak dari entropi dipengaruhi oleh tekanan, maka energi bebas juga dipengaruhi oleh tekanan. Kebergantungan energi bebas terhadap tekanan dirumuskan dalam bentuk persamaan berikut.

G = G° + RT In (p)

  Keterangan :

  G° = energi bebas suatu gas pada tekanan 1 atm

  G = energi bebas gas pada tekanan tertentu

  R = tetapan gas universal

  T = Suhu mutlak

•  Entropi

            Entropi adalah salah satu besaran termodinamika yang mengukur energi dalam sistem per satuan temperatur yang tak dapat digunakan untuk melakukan usaha. Mungkin manifestasi yang paling umum dari entropi adalah (mengikuti hukum termodinamika), entropi dari sebuah sistem tertutup selalu naik dan pada kondisi transfer panas, energi panas berpindah dari komponen yang bersuhu lebih tinggi ke komponen yang bersuhu lebih rendah. Pada suatu sistem yang panasnya terisolasi, entropi hanya berjalan satu arah (bukan proses reversibel/bolak-balik). Entropi suatu sistem perlu diukur untuk menentukan bahwa energi tidak dapat dipakai untuk melakukan usaha pada proses-proses termodinamika. Proses-proses ini hanya bisa dilakukan oleh energi yang sudah diubah bentuknya, dan ketika energi diubah menjadi kerja/usaha, maka secara teoritis mempunyai efisiensi maksimum tertentu.

Selama kerja/usaha tersebut, entropi akan terkumpul pada sistem, yang lalu terdisipasi dalam bentuk panas buangan. Pada termodinamika klasik, konsep entropi didefinisikan pada hukum kedua termodinamika, yang menyatakan bahwa entropi dari sistem yang terisolasi selalu bertambah atau tetap konstan. Maka, entropi juga dapat menjadi ukuran kecenderungan suatu proses, apakah proses tersebut cenderung akan "terentropikan" atau akan berlangsung ke arah tertentu. Entropi juga menunjukkan bahwa energi panas selalu mengalir secara spontan dari daerah yang suhunya lebih tinggi ke daerah yang suhunya lebih rendah.

Kelarutan Elektrolit

Kelarutan didefinisikan sebagai: Kemampuan suatu zat melarut ke dalam sejumlah pelarut pada 25°C. Kemampuan melarut sering dinyatakan sebagai “jumlah normal zat” dalam larutan. Oleh sebab itu kelarutan sering dimaksudkan sebagai jumlah normal zat terlarut di dalam sejumlah pelarut pada suhu tertentu. Larutan yang mengandung jumlah normal zat terlarutnya pada suhu tertentu disebut larutan jenuh. Larutan yang mengandung di bawah dan di atas jumlah normal zat terlarutnya disebut larutan tak-jenuh, dan larutan lewat-jenuh. Pelarutan merupakan suatu proses masuk dan menyebarnya partikel zat terlarut ke dalam pelarut. Untuk elektrolit padat.

Kelarutan sebagai Sistem Kesetimbangan

Banyaknya zat padat yang dapat melarut ke dalam sejumlah pelarut memiliki batas, yakni dengan terbentuknya larutan-jenuh dan sisa yang tak melarut tetap berupa padatannya. Meskipun sukar diamati secara langsung, namun sebenarnya antar partikel terlarut dan partikel padatan terjadi kesetimbangan, yakni ada partikel padatan yang melarut yang diimbangi oleh partikel terlarut yang membentuk padatan. Proses pelarutan umumnya dianggap sebagai proses fisis, namun terhadap kristal-ion, proses pelarutan sesungguhnya melibatkan pemecahan/pemutusan ikatan kimia antar ion dalam kisi kristal dan pembentukan ikatan baru antara ion dan molekul pelarut. Atas alasan ini, pelarutan kristal ion dianggap sebagai proses kimia.

DAFTAR PUSAKA :

Irawati, Ani. “Kesetimbangan Hetergogen”. April 07, 2011. http://ani-irawati.blogspot.co.id/2011/04/kesetimbangan-heterogen.html

Wijaya, Karna. “Contoh-Contoh Kesetmbangan Heterogen”. April 19, 2016. http://karnawikipedia.blogspot.co.id/2016/04/kesetimbangan-heterogen.html

Admin. “Gejala Kelarutan”. may 19, 2016. http://artikeltop.xyz/kelarutan-elektrolit-dan-kelarutan-sistem-kesetimbangan.html

“Pengertian Kesetimbangan dan Larutan”. September 21, 2016. https://wenywidiyanti.wordpress.com/materi/kesetimbangan-dan-larutan/