Kesetimbangan Kimia

Oleh : @Kel-N03, @N09-SAHLEVI, @N07-Oky, @N08-Ardy

Kimia adalah ilmu tata susunan, sifat, dan reaksi suatu unsur atau zat. Sedangkan ilmu kimia adalah bagian dari Ilmu Pengetahuan Alam (Natural Science) yang mengambil materi (matter) sebagai objek. Yang dikembangkan oleh ilmu kimia adalah deskripsi tentang materi, khususnya kemungkinan  perubahan menjadi benda lain (transformation of matter) secara permanen serta energi yang terlibat dalam perubahan termasud. Kesetimbangan kimia adalah reaksi yang dicapai ketika konsentrasi dari reaktan dan prodak konstan.

Kata Kunci : Kesetimbangan kimia, Ciri-ciri kesetimbangan, Jenis dan factor yang berpengaruh pada kesetimbangan kimia.

I.Pendahuluan

Keadaan setimbang adalah suatu keadaan dimana dua proses yang berlawanan arah berlangsung secara simultan dan terus menerus, tetapi tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur. Cepat lambatnya suatu reaksi mencapai kesetimbangan bergantung pada laju reaksi, semakin besar laju reaksi maka semakin cepat. Kesetimbangan kimia hanya dapat berlangsung dalam sistem tertutup. Sementara itu, pada umumnya proses alami berlangsung dalam sistem terbuka. Berbagai proses alami seperti perkaratan logam, pembusukan dan lain sebagainya.

II.Pembahasan

Ciri – Ciri kesetimbangan

Untuk mengetahui bagaimanakah keadaan setimbang suatu reaksi, yang harus dilakukan adalah mengetahui ciri-ciri keadaan setimbang. Ciri-ciri keadaaan setimbang adalah sebagai berikut:

    -Reaksi terjadi dalam tempat atau wadah tertutup dengan suhu dan tekanan yang tetap.

    -Merupakaan reaksi yang bersifat dinamis (terjadi secara terus menerus).

    -Reaksi terjadi dalam dua arah yang berlawanan.

    -Laju reaksi ke reaktannya sama dengan laju reaksi ke produknya.

    -Produk dan reaktan memiliki konsentrasi yang sama.

    -Merupakan reaksi yang terjadi secara mikroskopik (reaksi pada tingkat partikel zat).

Jenis – Jenis Kesetimbangan

Kesetimbangan yang semua komponennya satu fase disebut kesetimbangan homogen, sedangkan yang terdiri dari dua fase atau lebih disebut kesetimbangan heterogen. Kesetimbangan homogen dapat berupa sistem gas atau larutan. Kesetimbangan heterogen umumnya melibatkan komponen padat-gas atau cair-gas. 

Contoh kesetimbangan homogen:

a. N2(g) + 3H2(g)  ↔ 2NH3(g)

b. H2O(l) ↔  H+(aq) + H+(aq) 

Contoh kesetimbangan heterogen:          

a. Ag2CrO4(s)  ↔  2Ag+(aq) + CrO42-(aq) 

b. CaCO3(s)  ↔  CaO(s) + CO2(g)18

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan

Perubahan kondisi percobaan dapat menggangu kesetaraan dan mengeser posisi kesetimbangan sehingga produk yang diinginkan bisa terbentuk lebih banyak atau kurang. Ada suatu aturan umum yang membantu kita memprediksi kearah mana reaksi kesetimbangan akan bergeser bila terjadi perubahan konsentrasi, tekanan, volume, atau suhu. Aturan ini dikenal dengan asas Le Chatelier, yang menyatakan bahwa:

“jika suatu tekanan eksternal diberikan kepada suatu sistem yang setimbang, sistem ini akan menyesuaikan diri sedemikian rupa untuk mengimbangi sebagian tekanan ini pada saat sistem mencoba setimbang kembali.  

Secara singkat, Asas Le Chatelier dapat disimpulkan sebagai berikut: 

Reaksi = -Aksi 

Cara sistem bereaksi adalah dengan melakukan pergeseran ke kiri atau ke kanan. Penerapan Asas Le Chatelier terhadap pergeseran kesetimbangan:

Perubahan konsentrasi

Perubahan konsentrasi akan menggeser kesetimbangan ke arah yang jumlah zatnya lebih sedikit. Jadi jika konsentrasi suatu zat diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dengan penambahan zat tersebut, sebaliknya jika konsentrasi suau zat diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pengurangan zat tersebut.

Contoh :

Pada reaksi kesetimbangan A2(g)  + B2(g) ↔2AB(g)

Jika konsentrasi A2 atau B2 (pereaksi) diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (ke arah produk)

Jika konsentrasi A2 atau B2 (pereaksi) diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (ke arah pereaksi)

Jika konsentrasi AB (produk) diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (kearah pereaksi)

Jika konsentrasi AB (produk) diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (kearah produk)

Perubahan volume

Jika volume diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah mol besar (jumlah koefisien besar).

Jika volume diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah mol kecil (jumlah koefisien kecil).

Jika jumlah mol/koefisien antara ruas kiri (pereaksi) dan ruas kanan (produk) sama, maka perubahan volume baik diperbesar maupun diperkecil tidak akan menggeser kesetimbangan.

Contoh :

Pada reaksi kesetimbangan 2A(g)  + B2(g) ↔2AB(g)

Jika volume diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (kearah pereaksi) karena jumlah mol ruas kiri = 2 + 1 = 3 lebih besar daripada jumlah mol ruas kanan (produk) = 2

Jika volume diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (kearah produk) yang memiliki jumlah mol lebih kecil.

Pada reaksi kesetimbangan A2(g)  + B2(g) ↔2AB(g)

Perubahan volume (diperbesar maupun diperkecil tidak akan menggeser kesetimbangan karena jumlah mol pereaksi (ruas kiri) = 1 + 1 = 2 sama dengan jumlah mol produk (ruas kanan) = 2

Perubahan tekanan

Jika tekanan diperbesar, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah mol kecil (jumlah koefisien kecil).

Jika tekanan diperkecil, kesetimbangan akan bergeser ke jumlah mol besar (jumlah koefisien besar).

Jika jumlah mol/koefisien antara ruas kiri (pereaksi) dan ruas kanan (produk) sama, maka perubahan tekanan baik diperbesar maupun diperkecil tidak akan menggeser kesetimbangan.

Contoh :

Pada reaksi kesetimbangan 2A(g)  + B2(g) ↔2AB(g)

Jika tekanan diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (kearah produk) karena jumlah mol ruas kiri = 2 + 1 = 3 lebih besar daripada jumlah mol ruas kanan (produk) = 2

Jika tekanan diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (kearah pereaksi) yang memiliki jumlah mol lebih besar.

Pada reaksi kesetimbangan A2(g)  + B2(g) ↔2AB(g)

Perubahan tekanan (diperbesar maupun diperkecil tidak akan menggeser kesetimbangan karena jumlah mol pereaksi (ruas kiri) = 1 + 1 = 2 sama dengan jumlah mol produk (ruas kanan) = 2

Perubahan suhu

Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser kearah endoterm (kearah ΔH +).

Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser kearah eksoterm (kearah ΔH -)

Contoh :

Pada reaksi kesetimbangan A2(g)  + B2(g) ↔2AB(g) ΔH = -25KJ

Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke kiri (kearah pereaksi) karena reaksi tersebut eksoterm (ΔH bernilai -) untuk produk, sehingga yg bernilai + adalah pereaksi.

Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke kanan (kearah produk) karena reaksi tersebut ΔH produk bernilai –

Pada reaksi kesetimbangan 2AB(g) ↔ A2(g)  + B2(g) ΔH = +25KJ

Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke kanan (kearah produk) karena reaksi tersebut endoterm (ΔH bernilai +) untuk produk, sehingga yg bernilai + adalah produk.

Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan bergeser ke kiri (kearah pereaksi) karena reaksi tersebut ΔH produk bernilai +, maka ΔH pereaksi bernilai –

Pengaruh katalisator

          Pada reaksi kesetimbangan, penambahan katalisator tidak akan mempengaruhi pergeseran kesetimbangan, tetapi hanya akan mempercepat tercapainya keadaan setimbang.

Tetapan Kesetimbangn Kimia

Kc (konsentrasi molar)

Persamaan konsentrasi molar yaitu:

2. Kp (tekanan Parsial)

Persamaan yang digunakan untuk menmentukan tekanan parsial adalah:

3. Kx (fraksi mol)

Untuk menentukan fraksi mol suatu reaksi digunakaan persamaan berikut:

Kp dan Kc memiliki hubungan, hubungan Kp dan Kc tersebut ditentukan menggunakan persamaan berikut:

∆n merupakan hasil pengurangan antara jumlaah mol gas hasil reaksi dengan jumlah mol gas reaktan.

Catatan:

Jika :    

Sedangkan hubungan antara Kp dan Kx dinyatakan dengan persamaan berikut ini:

Kp = Kx P∆n, Dengan P adalah tekanan total.

Daftar Pustaka

Fauzi, Mochamad. 2009. Metode Penelitian Kuantitatif. Semarang: IAIN Walisongo press. Sumber : http://eprints.walisongo.ac.id/978/3/083711019_Bab2.pdf

Anonim. 2019. Bab VI Kesetimbangan Kimia. Dalam : http://web.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/kimia101/Bab6-Kesetimbangan%20Kimia.pdf 

Sawitri, Ratna. 2016. Kesetimbangan Kimia. Sumber : http://kimia-sawitri.blogspot.com/2016/02/kesetimbangan-kimia_9.html

Anonim. 2018. Pengertian dan jenis Kesetimbangan Kimia. Sumber : https://www.ilmudasar.com/2018/02/Kesetimbangan-Kimia-adalah.html

Windhy, Purwanti. 2019. Kesetimbangan kimia. Sumber : http://staffnew.uny.ac.id/upload/198307302008122004/pendidikan/kesetimbangan+kimia+(14-15).pdf