KESETIMBANGAN KIMIA

 KESETIMBANGAN KIMIA

OLEH : WIDYA SATRIANI

@W18-WIDYA

BAB I 

PENDAHULUAN

         Kesetimbangan kimia 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.

 

         Kesetimbangan dalam reaksi kimia dapat dibagi menjadi dua yaitu kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan statis terjadi ketika semua gaya yang bekerja pada objek bersifat seimbang, yaitu tidak ada gaya yang dihasilkan. Kesetimbangan dinamis diperoleh ketika semua gaya yang bekerja pada objek bersifat seimbang, tapi objeknya sendiri bergerak.Berikut contoh kesetimbangan di kehidupan sehari-hari.

A.   Contoh Kesetimbangan

 

Contoh kesetimbangan dinamis dalam kehidupan sehari-hari yaitu proses pemanasan air dalam wadah tertutup. Saat suhu mencapai 100°C, air akan berubah menjadi uap dan tertahan oleh tutup. Apabila pemanasan dihentikan, uap air yang terbentuk akan berubah menjadi air kembali sehingga jumlah air di dalam wadah tidak akan habis.

 

Reaksi yang terjadi adalah H2O(l) ⇄ H2O(g). Reaksi ke kanan adaIah reaksi penguapan sementara reaksi ke kiri adalah reaksi pengembunan.

Lalu bagaimana hubungannya dengan laju reaksi yang terjadi pada reaksi kesetimbangan? Nah, cermati hubungan antara konsentrasi reaktan dengan produk. Misalnya pada reaksi kesetimbangan 𝐶(𝑠) + 𝐻2𝑂 (𝑔) ⇄ 𝐶𝑂(𝑔) + 𝐻2(𝑔), dapat digambarkan dengan grafik berikut:

 

a.     Kemungkinan (a) terjadi pada saat kesetimbangan produk > konsentrasi reaktan. Di awal reaksi, konsentrasi reaktan maksimal, namun semakin lama semakin berkurang. Saat kesetimbangan tercapai konsentrasi reaktan tidak berubah, sementara konsentrasi produk yang semula nol semakin lama semakin bertambah hingga konstan pada saat kesetimbangan.

b.     Kemungkinan (b) terjadi jika pada saat kesetimbangan konsentrasi produk < konsentrasi reaktan. Namun tidak tertutup kemungkinan pada saat kesetimbangan konsentrasi reaktan = konsentrasi produk.

 

 

c.     Kemungkinan (c) tercapai jika pada saat kesetimbangan V1 = V2.

 

 

B.   Ciri-ciri Kesetimbangan Kimia

1)    Reaksi berlangsung dua arah dan dalam ruang tertutup

 

2)    Laju reaksi ke kiri dan ke kanan sama besar

 

3)    Tidak terjadi perubahan makroskopis tetapi perubahan terjadi secara mikroskopis

 

C.   Jenis Reaksi Kesetimbangan Kimia

 

Berdasarkan wujud zat-zat dalam keadaan setimbang, reaksi kesetimbangan kimia dibedakan menjadi dua, yaitu kesetimbangan homogen dan heterogen.

1. Kesetimbangan Homogen
Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan kimia yang di dalamnya terdapat satu wujud zat, seperti gas atau larutan. Contoh:

2. Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan kimia yang di dalamnya terdapat berbagai macam wujud zat, misalnya gas, padat, cair dan larutan. Contoh:

 

D.   Jenis-Jenis Kesetimbangan Kimia

 

Kesetimbangan kimia terdiri atas dua macam, yaitu kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan statis terjadi jika reaksi kimia yang dihasilkan merupakan reaksi kimia satu arah atau reaksi kimia yang tidak dapat kembali lagi seperti semula. 

 

Sedangkan kesetimbangan dinamis terjadi jika reaksi kimia yang dihasilkan merupakan reaksi kimia dua arah atau reaksi kimia yang bisa kembali lagi seperti semula.

Ketika kamu membakar selembar kertas, abu yang dihasilkan tidak dapat berubah menjadi kertas lagi. Hal ini termasuk contoh kesetimbangan statis. 

 

Akan tetapi, walau sama-sama menghasilkan reaksi, air yang direbus hingga menghasilkan uap akan memberi reaksi yang berbeda dengan kertas yang dibakar menjadi abu. Mengapa? Sebab, jika uap terkena tutup panci atau benda lainnya maka akan berubah kembali menjadi air. Nah, hal ini disebut dengan kesetimbangan dinamis karena ada perubahan dua arah.

 

 

Kesetimbangan dinamis bekerja saat kecepatan reaksi pembentukan produk sama dengan kecepatan pembentukan reaktan. Ingat, dalam kesetimbangan dinamis akan selalu ada perubahan menuju produk dan perubahan kembali menjadi reaktan. Kesetimbangan dinamis dilambangkan dengan tanda panah dua arah (⇌).

 

E.   Persamaan Reaksi Kesetimbangan Kimia

 

Jika suhu tetap gas A berada dalam kondisi setimbang dengan gas B, maka persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

 

aA(g) ⇌ bB(g)

 

Apabila gas A dalam keadaan setimbang dengan gas B, maka kecepatan pembentukan gas B pasti sama dengan kecepatan pembentukan kembali gas A. Sudah paham kan? Nah, tiap gas A berubah sebanyak a mol, maka B juga akan berubah sebanyak b mol. Perbandingan mol A dan mol B akan selalu tetap.

 

F.    Tetapan Kesetimbangan Kimia

 

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 mencapaikesetimbangan. Secara umum dapat dikatakan tetapan kesetimbangan merupakan perbandingan hasil kali molaritas produk dengan hasil kali molaritas reaktan yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.

 

G.   Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

 

 

H.   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.

Konsentrasi memberikan pengaruh terhadap laju reaksi suatu reaksi kimia. Besar nilai konsentrasi yang semakin besar membuat laju reaksi semakin cepat. Perubahan konsentrasi juga berpengaruh pada arah pergeseran kesetimbangan. 

Berdasarkan asas Le Chatelier:
Apabila konsentrasi pereaksi atau produk reaksi berubah maka kesetimbangan akan bergeser untuk mengurangi pengaruh-pengaruh konsentrasi yang terjadi sampai diperoleh kesetimbangan yang baru.

Misalnya pada reaksi kesetimbangan aA + bB ⇄cC + dD. Penambahan konsentrasi A atau B akan membuat hasil reaksi atau produk semakin besar. Pengurangan konsentrasi A atau B akan membuat hasil reaksi atau produk semakin besar.

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).

I.     Perubahan Temperatur/Suhu

Pengaruh perubahan suhu sebagai faktor yang mempengaruhi kesetimbangan berkaitan dengan reaksi eksoterm dan endoterm. 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.

Sebagai contoh,
suatu reaksi berjalan berjalan secara eksoterm dengan persamaan seperti di bawah.
A + 2B ⇄ C + D    ΔH = –1.250 kJ/mol 

Dari persamaan reaksi yang diberikan dapat diketahui bahwa reaksi 1 mol zat A dengan 2 mol zat B menghasilkan panas sebesar 1.250 kJ.

Reaksi ekosterm: A + 2B → C + D    ΔH = –1.250 kJ/mol

Sebaliknya, reaksi dengan arah berkebalikan yaitu pada reaksi 1 mol C dengan 1 mol D menyerap panas sebesar 1.250 kJ (reaksi endoterm).

Reaksi endoterm: C + D → A + 2B    ΔH = +1.250 kJ/mol

Saat suhu mempengaruhi sistem pada reaksi kesetimbangan tersebut maka,

• Suhu naik: kesetimbangan bergeser ke arah rekasi endoterm yaitu pembentukan A dan B
• Suhu turun: kesetimbangan bergeser ke arah reaksi eksoterm yaitu pembentukan C dan D

J.    Volume atau Tekanan Sebagai Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

Perubahan tekanan hanya berlaku pada sistem kesetimbangan yang melibatkan gas. Perubahan tekanan tidak berlaku pada zat padat (s) dan cair (l). Kondisi ini dikarenakan membetikan peningkatan tekanan pada zat cair atau padat agar lebih mampat tidak banyak memberikan pengaruh.

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

Pergeseran kesetimbangan tidak terjadi pada sistem kesetimbangan dengan jumlah koefisien reaksi sebelah kiri sama dengan sebelah kanan.

 

 

Misalnya pada reaksi kesetimbangan N₂ (g) + 3 H₂ (g) ⇄ 2 NH₃ (g):

Diketahui bahwa:
∑koefisien reaksi sebelah kanan = 2
∑koefisien reaksi sebelah kiri = 1 + 3 = 4

• Jika pada sistem kesetimbangan tersebut tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan (jumlah koefisien kecil).
• Jika pada sistem kesetimbangan tersebut tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (jumlah koefisien besar).

K.   Katalis Sebagai Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

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).

 

DAFTAR PUSTAKA

https://idschool.net/sma/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-kesetimbangan-kimia/

 

https://www.ruangguru.com/blog/kesetimbangan-kimia-jenis-jenis-reaksi-dan-tetapan

 

https://www.gramedia.com/literasi/kesetimbangan-kimia/

 

https://www.detik.com/edu/detikpedia/d-5972540/kesetimbangan-kimia-pengertian-ciri-ciri-jenis-reaksi-dan-contohnya