Kesetimbangan Kimia

Oleh : (@J08-Andika, @J09-Lintang, @J10-Faisal, @Kel-04)

Ø  Pengertian Kesetimbangan

Kesetimbangan kimia adalah keadaan reaksi bolak-balik dimana laju reaksi reaktan dan produk sama dan konsentrasi keduanya tetap. Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi bolak-balik dimana laju terbentuknya reaktan sama dengan laju terbentuknya produk. Reaksi akan terjadi terus menerus secara mikroskopis sehingga disebut kesetimbangan dinamis.

Ø  CIRI-CIRI KEADAAN SETIMBANG

Ciri-ciri keadaan suatu reaksi bolak-balik dikatan setimbang sebagai berikut:

1. Terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap.

2.Reaksinya berlangsung terus-menerus (reversible) dalam dua arah yang berlawanan.

3. Laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk.

4. Konsentrasi produk dan reaktan tetap.

5. Terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat.

Ø  JENIS KESETIMBANGAN KIMIA

1. Kesetimbangan Homogen

Reaksi Kesetimbangan Homogen merupakan reaksi kesetimbangan dimana semua fasa senyawa yang bereaksi sama. Contoh :

1. N₂(g) + 3H₂(g)  D 2NH₃(g)

2. H₂O(aq) D H⁺(aq) + OH^-(aq)

2. Kesetimbangan Heterogen

Reaksi Kesetimbangan Heterogen adalah reaksi kesetimbangan dimana fasa reaktan dan produk memiliki fasa yang berbeda. Contoh:

1. CaCO₃(s) D CaO(s) + CO₃(g)

2. Ag₂CrO₄(s) D Ag²⁺(aq) + CrO₄^2-(aq)

Ø  FAKTOR YANG DAPAT MENGGESER KESETIMBANGAN\

1. Pengaruh Konsentrasi dalam Pergeseran Kimia

Apabila dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Dan berlaku sebaliknya.

Contoh : 2SO_2(g) + O_2(g) ↔   2SO_3(g)

• Bila pada sistem kesetimbangan ini ditambahkan gas SO₂, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
• Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O₂, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

2. Perubahan Volume atau Tekanan

Pengaruh Volume / Tekanan dalam Pegeseran kesetimbangan

Jika dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan berupa pergeseran kesetimbangan.

• Jika tekanan diperbesar = volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien Reaksi Kecil.
• Jika tekanan diperkecil = volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien reaksi besar.
• Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien reaksi sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka perubahan tekanan/volume tidak menggeser letak kesetimbangan.

Contoh : N₂(g)+3H₂(g) ↔   2NH₃(g)
Koefisien reaksi di kanan = 2
Koefisien reaksi di kiri = 4

• Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperbesar (=volume diperkecil), maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
• Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperkecil (=volume diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

3. Perubahan Suhu

Menurut Van’t Hoff:

• Bila pada sistem kesetimbangan subu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).
• Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm).

Contoh: 2NO(g) + O₂(g) ↔  2NO₂(g) ; ¨H = -216 kJ

• Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.

• Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.

Ø  Konstanta Kesetimbangan Berdasarkan Konsentrasi dan Tekanan

1. Kesetimbangan Konsentrasi

Konstanta/tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc) adalah perbandingan konsentrasi produk dan konsentrasi pereaksi dipangkatkan dengan koefisien masing – masing pada suatu reaksi kesetimbangan.

          Penting : Pada reaksi kesetimbangan, perhitungan konstanta kesetimbangan konsentrasi hanya melibatkan zat yang memiliki fase gas (g) dan larutan (aq) saja. Sedangkan zat fase padat (s) dan cair (l) diabaikan dianggap = 1.

Pada kesetimbangan :

          m A_(g) + n B_(g) ↔ p C_(g) + q D_(g)

Secara umum konstanta kesetimbangan dirumuskan dengan :

Kc = konstanta kesetimbangan konsentrasi

A,B,C,D = konsentrasi pereaksi dan produk (M)

m, n, p, q = koefisien

2. Kesetimbangan Tekanan

Konstanta/tetapan kesetimbangan tekanan (Kp) adalah perbandingan tekanan parsial produk dan tekanan parsial pereaksi dipangkatkan dengan koefisien masing – masing pada suatu reaksi kesetimbangan.

penting : perhitungan Kp hanya berlaku pada reaksi gas (g)saja

Tekanan parsial zat diperoleh dari mol zat dibagi dengan mol total zat dalam system dikalikan dengan tekanan total system.

Pada reaksi m A_(g) + n B_(g) ↔ p C_(g) + q D_(g)

Secara umum konstanta kesetimbangan dirumuskan dengan :          

 
 Kp = konstanta kesetimbangan tekanan
pA,pB,pC,pD = tekanan parsial pereaksi dan produk

m, n, p, q = koefisien

Ø Contoh soal Kesetimbangan Kimia

Pada temperatur 430°C, tetapan kesetimbangan K_c untuk reaksi H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g) adalah 54,3. Diketahui pada eksperimen dengan temperatur yang sama, konsentrasi awal H₂, I₂, dan HI berturut-turut adalah 0,00623 M, 0,00414 M, dan 0,0224 M. Hitunglah konsentrasi masing-masing spesi pada keadaan setimbang.
Jawab:
[H₂]₀ = 0,00623 M
[I₂]₀ = 0,00414 M
[HI]₀ = 0,0224 M
K_c = 54,3
Pertama, kita tentukan nilai kuosien reaksi, Q_c, untuk mengetahui apakah sistem telah setimbang atau belum, dan ke arah mana reaksi berlangsung jika belum setimbang.

Karena Q_c (19,5) < K_c (54,3), reaksi akan berlangsung dari arah kiri ke kanan hingga mencapai kesetimbangan. Jadi, konsentrasi H₂ dan I₂ akan berkurang dan konsentrasi HI akan bertambah sampai reaksi setimbang.
Selanjutnya, asumsikan bahwa konsentrasi H₂ berkurang sebanyak x hingga reaksi setimbang, lalu kita buat persamaan stoikiometri dengan MRS (Mula-mula, Reaksi, Setimbang).


Dengan menyelesaikan persamaan kuadrat dalam bentuk dengan rumus diperoleh: x = 0,0114 M atau x = 0,00156 M.
Penyelesaian x = 0,0114 M tidak mungkin karena nilainya lebih besar dari konsentrasi awal H₂ dan I₂. Jadi, penyelesaian yang benar adalah x = 0,00156 M.
Jadi, pada kesetimbangan kimia tersebut, konsentrasi masing-masing spesi yaitu:

Zulkhaidir. 2010. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pergeseran Kesetimbangan https://zulkhaidir.wordpress.com/2010/01/11/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-pergeseran-kesetimbangan/

Anonim. 2015. ARTIKEL KESETIMBANGAAN KIMIA http://keseimbangankimia15a.blogspot.com/2017/06/keseimbangan-kimia.html

Susianto, Nirwan. 2016. Kesetimbangan Kimia https://www.studiobelajar.com/kesetimbangan-kimia/ 

Sawitri Ratna. 2016. KESETIMBANGAN KIMIA http://kimia-sawitri.blogspot.com/2016/02/kesetimbangan-kimia_9.html