Belajar dan Mengenal Kesetimbangan Kimia

Oleh: Agustinus Kukuh

@W15-AGUSTINUS

Abstrak

Dalam kehidupan sehari-hari, tentu banyak ditemukan hal-hal yang berkaitan dengan kesetimbangan kimia dan salah satu penggunaan kesetimbangan kimia dalam kegiatan harian adalah penggunaan timbangan. Untuk mengukur berat suatu benda, tentu membutuhkan timbangan dan pasar menjadi salah satu tempat yang banyak menggunakan timbangan statis dalam sistem transaksinya. Pada dasarnya semua benda yang diam atau tidak digerakan, pasti memiliki berat yang setimbang dan penemuan berbagai ilmu mengenai kesetimbangan kimia, didasarkan pada karakteristik benda. Kesetimbangan kimia menjadi salah satu pembahasan penting dalam ilmu kimia.

Pembahasan

Pengertian Kesetimbangan.

Kesetimbangan kimia adalah suatu kondisi yang mengambarkan reaktan melakukan konsentrasi untuk tidak melakukan perubahan dan hal ini akan terjadi, apabila reaksi berlangsung pada laju yang sama atau stabil. Kesetimbangan kimia sangat penting untuk dipelajari, karena menjadi salah satu kajian dasar dalam ilmu kimia. Suatu laju yang melakukan reaksi dengan maju dan mundur, nilainya tidak akan sama dengan nol. Sederhananya, Kesetimbangan merupakan keadaan yang stabil namun peka terhadap perubahan yang timbul dari luar. Adanya pengaruh dari luar akan membuat sistem melakukan aksi melalui pergeseran reaksi untuk mengurangi pengaruh tersebut. Faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia sama dengan faktor yang mempengaruhi laju reaksi kimia. Faktor-faktor tersebut meliputi konsentrasi, tekanan, volume, suhu/tempertaur, dan katalis.

Jenis-Jenis Kesetimbangan Kimia

1. Kesetimbangan Heterogen

Kesetimbangan heterogen merupakan suatu sistem dimana sebuah reaktan dan produk berbeda fasa. Dalam hal ini fasa yang dimaksud ialah dapat berupa fasa padat, cair, gas, dan larutan.

Namun dalam sistem kesetimbangan ini, fasa padat dan cairan murni (liquid) dapat diabaikan.

2. Kesetimbangan Homogen

Kesetimbangan homogen merupakan suatu bentuk zat – zat yang terlibat pada sebuah reaksi dimana keterlibatan semuanya adalah dengan nilai sama.

Sehingga semua konsentrasi zat yang digunakan dalam menentukan tetapan keseimbangan adalah sama. Akan tetapi yang juga harus diingat dalam kesetimbangan homogen ini bahwa pada gas dan larutan saja yang akan menjadi salah satu faktor yang juga berpengaruh pada suatu tetapan kesetimbangan.

Homogen: ketika wujud dari zat-zat yang terlibat reaksi sama.
contoh: H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)

Heterogen: ketika wujud dari zat-zat yang terlibat reaksi berbeda.
contoh: CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)

Faktor-faktor yang mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

1. Pengaruh perubahan konsentrasi

Konsentrasi larutan menunjukkan banyak sedikitnya jumlah molekul yang terdapat pada larutan. Semakin besar nilai konsentrasi laruatan maka jumlah molekulnya juga semakin banyak sehingga jarak antar partikelnya juga rapat. Sebaliknya, semakin kecil nilai konsentrasi larutan maka jumlah molekulnya juga semakin sedikit sehingga jarak antar partikelnya semakin renggang.

Kesimpulan:

Jika konsentrasi pereaksi dinaikkan atau konsentrasi produk diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (ke arah produk).

Jika konsentrasi pereaksi diturunkan atau konsentrasi produk dinaikkan maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (ke arah pereaksi).

2. Perubahan Temperatur/Suhu

Berdasarkan asas Le Chatelier, posisi kesetimbangan akan bergerak ke arah yang berlawanan jika ada faktor luar yang mempengaruhi sistem.

Apabila suhu dalam kesetimbangan tersebut dinaikkan maka sistem akan menurunkan suhu dengan cara menyerap kalor yang diberikan. Apabila suhu dalam kesetimbangan tersebut diturunkan maka sistem akan menaikkan suhu dengan cara melepas kalor yang diberikan.

Kesimpulan:

Suhu naik: kesetimbangan bergeser ke arah yang menyerap kalor (reaksi endoterm) dan nilai Kc bertambah.

Suhu turun: kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang melepas kalor (reaksi eksoterm) dan nilai Kc berkurang.

3. Volume/Tekanan sebagai Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan

Pada suhu tetap, volume gas berbanding terbalik dengan tekanannya. Jika volume diperbesar maka tekanan gas menjadi kecil. Sebaliknya, jika volume diperkecil maka tekanan gas menjadi besar. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pengaruh perubahan volume akan merupakan kebalikan dari pengaruh perubahan tekanan.

Berdasarkan asas Le Chatelier didapat bawah jika tekanan suatu sistem diubah maka kesetimbangan akan bergeser untuk mengurangi pengaruh karena perubahan tekanan. Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah dengan jumlah mol sedikit. Sedangkan jika tekanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah dengan jumlah mol lebih besar.

Kesimpulan:

Tekanan diperbesar (volume diperkecil): kesetimbangan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi kecil

Tekanan diperkecil (volume diperbesar): kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien reaksi besar

4. Katalis sebagai Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan

Katalis adalah zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan mempercepat tercapainya reaksi kesetimbangan. Zat yang berperan sebagai katalis disebut dengan katalisator. Contoh katalis adalah vanadium pentaoksida (V2O5) pada reaksi 2 SO2 (g) + O2 (g) ⇄2 SO3 (g).

Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah memepercepat tercapainya reaksi kesetimbangan, namun tidak mempengaruhi reaksi. Atau dapat dikatakan bahwa katalis hanya untu mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Penggunaan katalis tidak memengaruhi baik letak kesetimbangan maupun harga tetapan setimbang (Kc tetap).

Ciri-Ciri Kesetimbangan Kimia

a. Reaksi yang terjadi berada di dalam tempat yang tertutup ini juga memiliki suhu serta tekanan yang tidak berubah-ubah (tetap).

b. Keberlangsungan reaksi yang bersifat dinamis atau terus-menerus dan terjadi dalam arah yang akan berlawanan antara keduanya.

c. Terdapat kesamaan pada laju reaksi ke reaktan dengan laju reaksi ke produknya.

d. Tidak terdapat perubahan dalam konsentrasi produk dan reaktan. Dengan kata lain konsentrasi pada produk dan reaktan akan bersifat tetap.

e. Reaksi ini juga terjadi secara mikroskropis dalam tingkat partikel sebuah zat.

Syarat Kesetimbangan Kimia

Berupa Reaksi Bolak – Balik : Suatu reaksi yang bisa dikatakan sebagai suatu reaksi yang seimbang dan akan mencapai berbagai taraf – taraf kesetimbangan jika suatu reaksi baliknya bisa dengan mudah terjadi secara bersamaan.

Bersifat Dinamis : Suatu reaksi kesetimbangan merupakan suatu aspek yang tidak bersifat statis melainkan memiliki sifat yang dinamis. Itu artinya bahwa secara mikroskopik reaksi berlangsung secara terus menerus dalam dua arah dan akan hadir dalam laju yang sama.

Dilakukan dalam Suatu Sistem yang Tertutup : Kesetimbangan kimia ini hanya dapat berlangsung didalam sebuah sistem yang tertutup. Sistem yang tertutup ini ialah suatu sistem reaksi kimia dimana berbagai zat – zat yang memiliki suatu reaksi atau zat – zat hasil reaksi tidak ada yang akan meninggalkan suatu sistem.

Rumus Kesetimbangan Kimia (Tetapan Kesetimbangan)

Tetapan Kesetimbangan merupakan angka yang menunjukkan perbandingan secara kuantitatif antara produk dengan reaktan. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dituliskan sebagai berikut.

aA + bB <==> cC + dD

Saat di dalam reaksi kesetimbangan dilakukan aksi, maka kesetimbangan akan bergeser dan sekaligus mengubah komposisi zat-zat yang ada untuk kembali mencapai kesetimbangan. Secara umum dapat dikatakan tetapan kesetimbangan merupakan perbandingan hasil kali molaritas reaktan dengan hasil kali molaritas produk yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.

Keterangan
K = tetapan kesetimbangan
[A] = molaritas zat A (M)
[B] = molaritas zat B (M)
[C] = molaritas zat C (M)
[D] = molaritas zat D (M)

Tetapan kesetimbangan (K), sering juga dituliskan Kc .

Untuk reaksi homogen dalam fasa gas, konsentrasi substansi dalam wujud gas dapat dinyatakan sebagai tekanan parsial substansi, dan simbol konstanta kesetimbangannya menjadi Kp. Sebagai contoh, hukum kesetimbangan kimia untuk reaksi berikut dapat ditulis dalam 2 bentuk:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Bisa ditulis:

atau

Hubungan antara Kp dan Kc adalah:

di mana, R = tetapan gas universal, T = temperatur, dan Δng = jumlah mol produk gas – jumlah mol reaktan gas.

Reaksi Kesetimbangan Kimia Dalam Kehidupan Sehari-hari

1. Pembuatan Amonia atau NH3

Amonia adalah salah satu senyawa nitrogen yang memiliki banyak manfaat seperti dijadikan bahan campuran pembuatan peledak, digunakan sebagai pelarut organik, campuran dalam pembuatan pupuk urea dan campuran dalam pembuatan obat-obatan.

2. Pembuatan Asam Sulfat atau H2SO4

Asam Sulfat adalah salah satu asam mineral yang memiliki sifat yang kuat dan asam sulfat sangat mudah larut dalam air. Asal sulfat menjadi salah satu produk kimia yang sudah ada sejak jaman dulu dan asam sulfat memiliki banyak manfaat seperti campuran dalam proses air limbah, sintetis kimia dan bijih mineral.

3. Pembuatan Gas Klorin atau Cl2

Gas Klorin adalah salah satu unsur kimia yang memiliki nomor atom 17 dan gas klorin menjadi senyawa paling ringan. Dalam jajaran tabel periodik, gas klorin berada diantara fluor dan bromin.

4. Pembuatan Karbon monoksida atau CO

Karbon monoksida memiliki beberapa karakteristik seperti tidak memiliki warna, tidak memiliki bau dan tidak memiliki rasa.

5. Pembuatan Asam klorida atau HCl

Asam klorida adalah salah satu larutan akuatik yang sangat kuat dan menjadi komponen utama dalam asam lambung. Dalam dunia industri senyawa asam klorida seringkali digunakan dan penggunaan asam klorida harus dilakukan dengan baik, agar tidak akan membahayakan keselamatan.

6. Pembuatan Amonium klorida atau NH4Cl

Amonium klorida adalah salah satu senyawa organik yang sangat bermanfaat dan senyawa ini berupa kristal putih yang karakteristik sangat mudah larut pada air. Amonium klorida memiliki sifat yang asam lemah dan Amonium klorida seringkali digunakan untuk campuran penyedap rasa makanan.

Mind Mapping