KESETIMBANGAN KIMIA: FAKTOR PERGESERAN KESETIMBANGAN KIMIA

Oleh: Muhamad Aldi Setiadi (@T19-Aldi)

ABSTRAK

Kesetimbangan kimia adalah reaksi kimia pada keadaan tertentu yang berlangsung dari kiri ke kanan atau dari kanan ke kiri dengan kecepatan yang sama. Berdasarkan wujud zat yang terlibat reaksi, reaksi kesetimbangan dibedakan menjadi dua macam, yaitu kesetimbangan homogen dan keseimbangan heterogen. Sedangkan berdasarkan arah reaksinya, reaksi kimia dibedakan menjadi reaksi reversibel dan reaksi ireversibel.

Suatu sistem kesetimbangan dapat berubah, jika mendapat pengaruh dari luar. Perubahan tersebut bertujuan untuk mencapai kesetimbangan baru, sehingga disebut pergeseran kesetimbangan. Adapun pengaruh dari luar tersebut adalah pengaruh konsentrasi, pengaruh suhu, dan pengaruh tekanan  atau volume.

Kata kunci: kesetimbangan, reversibel, ireversibel, pergeseran

ABSTRACT

               Chemical equilibrium is a chemical reaction under certain conditions that proceeds from left to right or from right to left at the same rate. Based on the form of substances involved in the reaction, equilibrium reactions are divided into two types, namely homogeneous equilibrium and heterogeneous equilibrium. Meanwhile, based on the direction of the reaction, chemical reactions are divided into reversible reactions and irreversible reactions.

               An equilibrium system can change, if it is influenced by outside. The change aims to reach a new equilibrium, so it is called a shift in equilibrium. The external influences are the influence of concentration, the effect of temperature, and the effect of pressure or volume.

Keywords: equilibrium, reversible, irreversible, shift

PENDAHULUAN

Reaksi-reaksi kimia pada umumnya berlangsung satu arah. Tetapi ada juga reaksi yang dapat berlangsung dua arah atau dapat dibalik. Pada reaksi ini hasil reaksi dapat berubah lagi menjadi zat-zat semula. Reaksi semacam ini disebut juga dengan reaksi reversible. Pada tingkat tertentu suatu reaksi kesetimbangan akan mencapai kesetimbangan kimia. Kalium iodida dan timbal nitrat merupakan dua zat yang larut dalam air. Jika kedua zat ini direaksikan, terbentuklah timbal iodida yang mengendap dalam air. Jika larutan timbal iodida ditambahkan terus-menerus ke dalam larutan kalium iodida, suatu saat jumlah endapan tidak bertambah lagi. Pada saat itulah tercapai kesetimbangan. Pada kesetimbangan kimia, reaksi tidak berhenti, tetapi laju reaksi ke arah hasil reaksi sama dengan laju reaksi ke arah pereaksi. Ada beberapa istilah yang harus dipahami sebelum melangkah lebih jauh mempelajari kesetimbangan kimia. Istilah tersebut adalah reaksi satu arah (one reaction), reaksi dapat balik (reaction), dan reaksi kesetimbangan (equilibrium reaction). (Bakri, 2008)

RUMUSAN  MASALAH

1.     Apa yang dimaksud dengan kesetimbangan kimia?

2.     Apa saja macam-macam kesetimbangan kimia?

3.     Apa yang dimaksud dengan pergeseran kesetimbangan?

4.     Apa saja faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia?

TUJUAN

Artikel ini ditujukan kepada pembaca, agar pembaca dapat mengetahui pengertian kesetimbangan kimia dan macam-macam kesetimbangan kimia, mengetahui pengertian pergeseran kesetimbangan dan mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan.

PEMBAHASAN

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 menunjukkan bahwa reaksi kesetimbangan dapat didekati dalam dua arah, dan mereka berhasil menunjukkan hubungan matematis antara konsentrasi pereaksi dan produk dalam kesetimbangan. Pada kesempatan lain, Van't Hoff mengusulkan persamaan matematis untuk kesetimbangan dinamis, yakni konsentrasi pereaksi merupakan pangkat dari koefisien reaksinya. Sunarya (2010)

Menurut Vogt (2017), reaksi kimia adalah proses ireversibel yang mencapai keadaan setimbang. Di bawah kondisi yang terdefinisi dengan baik, keadaan kesetimbangan kimia suatu sistem dicirikan oleh komposisi unik, yang ditentukan oleh hukum aksi massa. Metode umum berdasarkan pada tingkat kesetimbangan reaksi disajikan untuk memecahkan masalah dalam cara yang sistematis. Pemilihan masalah menyoroti berbagai aspek kimia kesetimbangan, seperti kesetimbangan dalam reaksi paralel, kesetimbangan dalam reaksi terbuka dan sistem tertutup, atau kesetimbangan dalam larutan encer.

Igor (2017) menyatakan bahwa kesetimbangan kimia adalah salah satu konsep terpenting dalam kimia. Perubahan sifat sistem kimia pada kesetimbangan yang disebabkan oleh variasi tekanan, volume, suhu, dan konsentrasi.

Menurut Bakri (2008), berdasarkan arah reaksinya, reaksi kimia dibedakan menjadi dua jenis yaitu:

1.  Reaksi Irreversible

Reaksi irreversible adalah reaksi dimana zat-zat hasil reaksi tidak dapat bereaksi kembali untuk membentuk zat-zat pereaksi (berlangsung satu arah), disebut juga reaksi berkesudahan. Adapun ciri-ciri reaksi satu arah adalah sebagai berikut

a.     Antara pereaksi dan hasil reaksi dihubungkan dengan satu arah anak panah

b.     Reaksi berlangsung tuntas titik maksudnya reaksi akan berhenti bila salah satu atau semua pereaksi habis

c.     Zat hasil reaksi tidak dapat diubah kembali menjadi pereaksi

            Contoh reaksi irreversible:

NaOH(aq) + HCl(aq) → NaCl(aq) + H₂O(l)

2.     Reaksi Reversibel

Reaksi reversibel adalah suatu reaksi dimana zat-zat hasil reaksi dapat atau terurai kembali membentuk zat-zat pereaksi disebut juga reaksi bolak-balik atau reaksi dua arah. Adapun ciri-ciri reaksi dua arah adalah sebagai berikut

a.     Antara pereaksi dan hasil reaksi dihubungkan dengan dua arah anak panah

b.     Reaksi ke kanan disebut reaksi maju sedangkan reaksi ke kiri disebut reaksi balik

c.     Zat hasil reaksi dapat diubah kembali menjadi pereaksi

Contoh reaksi reversible:

N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)

Gas amonia  yang terbentuk dapat terurai kembali membentuk gas N₂ dan gas H₂.

2NH₃(g) → N₂(g) + 3H₂(g)

Jadi, persamaan kesetimbangan kimianya dapat ditulis:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇄ 2NH₃(g)

Bakri (2008) juga menyatakan reaksi reversibel yang berlangsung dalam sistem tertutup berakhir dengan suatu kesetimbangan. Pada saat mencapai keadaan setimbang, reaksi dianggap selesai karena tidak ada terjadi perubahan yang dapat dilihat dengan mata, misalnya konsentrasi dan warna. Tetapi, secara mikroskopis, reaksi tersebut berlangsung terus menerus dan tidak berhenti. Kesetimbangan dinamis, yaitu secara makroskopis (dapat dilihat dan diukur) tidak terjadi perubahan lagi, tetapi secara mikroskopis (tidak dapat diamati dan diukur) reaksi masih berlangsung terus menerus dalam dua arah dengan laju yang sama. 

Kesetimbangan dinamis memiliki ciri-ciri tersendiri, yaitu:

a.     Reaksi berlangsung dalam dua arah yang berlawanan

b.     Tidak terjadi perubahan makroskopis, tetapi perubahan mikroskopis tetap terjadi

c.     Reaksi berlangsung terus menerus dan terjadi dalam ruang tertutup

d.     Laju reaksi ke kanan (maju) sama dengan laju ke kiri (balik), walaupun jumlah pereaksi dan hasil reaksi tidak sama

Kesetimbangan dibedakan menjadi kesetimbangan homogen dan heterogen. Perbedaan ini didasarkan pada wujud zat yang ada dalam keadaan setimbang. (Bakri, 2008)

·       Kesetimbangan homogen

Kesetimbangan homogen adalah suatu kesetimbangan yang didalamnya terdapat zat-zat dengan wujud yang sama. Contohnya kesetimbangan antara gas dengan gas dan kesetimbangan antara ion-ion dalam larutan.

Kesetimbangan gas dengan gas:

N₂(g) + 3H₂(g) ⇄ 2NH₃(g)

Kesetimbangan antara ion-ion dalam larutan:

Fe³⁺(aq) + SCN^-(aq) ⇄ Fe(SCN)²⁺(aq)

 

·       Kesetimbangan heterogen

Kesetimbangan heterogen adalah suatu kesetimbangan yang didalamnya terdapat zat-zat dengan wujud yang berbeda. Contohnya kesetimbangan  antara padatan dengan gas dan kesetimbangan antara padatan dengan larutan.

Kesetimbangan antara padatan dengan gas:

CaO₃(s) ⇄ CaO(s) + CO₂(g)

Kesetimbangan antara padatan dengan larutan:

AgCl(s) ⇄ Ag⁺ (aq) + Cl^-(aq)

Pergeseran kesetimbangan adalah perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar. Henry Louis Le Chatelier, ahli kimia Prancis (1852-1911) mengemukakan suatu pernyataan mengenai perubahan yang terjadi pada sistem kesetimbangan jika ada pengaruh dari luar. Pernyataan ini dikenal sebagai Azas Le Chatelier, yang berbunyi “Jika suatu sistem kesetimbangan menerima suatu aksi, maka sistem tersebut akan mengadakan reaksi sehingga pengaruh aksi menjadi sekecil-kecilnya”. (Hidayat, 2018)

Sistem reaksi yang berada dalam kesetimbangan dapat diganggu dari luar dengan cara mengubah konsentrasi, tekanan, atau temperatur sistem. Gangguan ini akan mengubah komposisi zat-zat dalam kesetimbangan membentuk keadaan kesetimbangan yang baru. Orang pertama yang usul ini adalah Le Chatelier. Menurutnya, jika sistem berada dalam keadaan kesetimbangan dinamis diganggu dari luar, sistem berubah dengan cara mengurangi gangguan itu, jika mungkin kembali membentuk kesetimbangan. (Hidayat, 2018)

Adapun faktor-faktor yang memengaruhi pergeseran kesetimbangan, yaitu:

·      Pengubahan konsentrasi pereaksi atau produk

Suatu sistem reaksi yang berada dalam keadaan kesetimbangan dapat diganggu apabila terhadap sistem itu dilakukan penambahan atau pengurangan salah satu pereaksi atau produk reaksi. Umumnya, penambahan atau pengurangan zat yang terlibat dalam kesetimbangan kimia akan berakibat sebagai berikut:

1. Pada penambahan pereaksi atau produk ke dalam sistem yang berada dalam keadaan kesetimbangan, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dengan posisi zat yang ditambahkan.

2. Pada pengurangan pereaksi atau produk, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah zat yang dikeluarkan dari sistem kesetimbangan.

3. Jika kesetimbangan terbentuk kembali maka konsentrasi masing-masing zat dalam kesetimbangan yang baru akan berubah, tetapi tetapan kesetimbangan tidak berubah.

·      Pengaruh perubahan suhu terhadap kesetimbangan

Jika suhu sistem reaksi kesetimbangan diturunkan misalnya dengan cara ditempatkan dalam bak pendingin, maka kalor yang dilepaskan dari sistem tersebut, menurut Le Chatelier akan diganti (walaupun tidak 100%) dengan cara menggeser posisi kesetimbangan ke arah yang menghasilkan kalor. Penurunan suhu menyebabkan posisi kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang bersifat eksoterm, sedangkan peningkatan suhu menggeser posisi kesetimbangan ke arah reaksi yang bersifat endoterm.

·      Pengaruh perubahan tekanan atau volume sistem

Pada sistem reaksi yang melibatkan gas, perubahan volume sistem pada suhu tetap menyebabkan tekanan sistem berubah, demikian juga tekanan parsial komponen-komponen gas di dalam sistem. Oleh karena itu, peningkatan tekanan sistem akan mengubah volume sistem menjadi lebih kecil. ka sistem reaksi tersebut berada dalam keadaan kesetimbangan dan secara tiba-tiba tekanannya dinaikkan dengan cara mengecilkan volume wadah, maka sistem akan merespon sedemikian rupa sehingga pengaruh tekanan sekecil mungkin.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesetimbangan adalah keadaan saat kedua reaktan dan produk hadir dalam konsentrasi yang tidak memiliki kecenderungan lebih lanjut untuk berubah seiring berjalannya waktu. Biasanya, keadaan ini terjadi ketika reaksi ke depan berlangsung pada laju yang sama dengan reaksi balik. Laju pada reaksi maju dan mundur umumnya tidak nol, tapi sama. Dengan demikian, tidak ada perubahan bersih dalam konsentrasi reaktan dan produk.

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

Ilmu kimia sangatlah luas, dalam mempelajarinya harus bisa konsisten dan paham akan apa yang ada dalam kimia. Mempelajari kesetimbangan kimia adalah hal yang harus bagi mahasiswa dan masyarakat sekitar, terlebih pada dunia industri yang sangat banyak manfaatnya. Artikel ini semoga dapat bermanfaat bagi pembaca, baik kalangan pelajar, mahasiswa, masyarakat, atau bahkan engineer masa depan.

DAFTAR PUSTAKA

Bakri, Mustafal. 2008. SPM Kimia untuk SMA/MA. Jakarta: Erlangga (Diunduh 19 September 2021)

Hidayat, Atep Afia. 2018. Kesetimbangan Kimia. Dalam Modul 3 Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Industri. Jakarta: Universitas Mercu Buana. (Diunduh 19 September 2021)

Nova, Igor. 2017. Geometrical Description of Chemical Equilibrium and Le Châ telier’s Principle: Two-Component Systems. Journal of Chemical Education. 95(1). 84-87. Dalam https://sci-hub.se/10.1021/acs.jchemed.7b00665 (Diunduh 19 September 2021)

Vogt, J. (2017). Chemical Equilibrium. Exam Survival Guide: Physical Chemistry. Springer Internasional Publishing. 83–117. Dalam https://sci-hub.se/10.1007/978-3-319-49810-2_5

(Diunduh 19 September 2021)

Sunarya, Yayan. 2010. Kimia Dasar 1 – Berdasarkan Prinsip-Prinsip Kimia Terkini. Yrama Widya. Bandung (Diunduh 19 September 2021)