KESETIMBANGAN KIMIA DAN JENISNYA
Oleh: Roy Irawan (@V20-Roy)
MIND MAPPING
1. DEFINISI
Kesetimbangan kimia adalah proses dinamis dikala reaksi ke depan dan reaksi balik terjadi pada laju yang sama tetapi pada arah yang berlawanan. Ikatan pada reaksi kesetimbangan akan terputus atau terbentuk di antara molekul reaktan dan produk. Konsentrasi permulaan pada reaktan besar, maka tumbukan antara molekul-molekulnya akan membentuk molekul-molekul produk. Konsentrasi produk tersebut dikala telah lumayan banyak, reaksi kebalikannya (pembentukan “reaktan” dari “produk”) mulai berlangsung (Stephen,2002).
Reaksi kimia lazimnya berlangsung secara reversible atau mampu disebut dua arah, juga lumayan banyak yang berjalan tidak sempurna dimana artinya reaksi-reaksi tersebut berlangsung hanya sampai pada suatu titik dan kesannya berhenti dengan meninggalkan zat-zat yang tidak bereaksi. Temperatur, tekanan dan konsentrasi tertentu, titik pada dikala reaksi tersebut berhenti sama, relasi antara konsentrasi peraksi dan hasil reaksi tetap. Kecepatan reaksi pada ketika setimbang akan bergerak ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri. (Sukardjo, 1997).
Tanda “[ ]” ialah tanda konsentrasi kesetimbangan. Kecepatan reaksi kimia pada suhu konstan sebanding dengan hasil kali konsentrasi zat yang bereaksi. Reaksi kimia bergerak menuju kesetimbangan yang dinamis, dimana terdapat reaktan dan produk, tetapi kedudukannya tidak lagi mempunyai kecenderungan untuk berubah. Terkadang konsentrasi produk jauh lebih besar dibandingkan dengan fokus reaktan yang belum bereaksi1 di dalam gabungan kesetimbangan, sehingga reaksi dibilang reaksi yang “tepat”.(Syukri,1999).
Sistem dalam kesetimbangan, dimana sebuah katalis mengoptimalkan kecepatan reaksi maju dan reaksi balik dengan sama kuatnya. Katalis tidak mengubah kuantitas relatif yang ada dalam kesetimbangan nilai tetapan kesetimbangan tidaklah berganti, katalis dapat mengubah waktu yang dibutuhkan untuk meraih kesetimbangan. Reaksi yang berjalan dengan laju yang cocok cuma pada temperatur yang sungguh tinggi, mampu berlangsung dengan segera pada temperatur yang jauh lebih rendah jikalau dipakai katalis (Keenan,1984).
Kegunaan konstanta salah satunya dalam kesetimbangan kimia ialah memprediksi arah reaksi. Mempelajari kecenderungan arah reaksi, digunakan besaran Qc, yakni hasil perkalian konsentrasi permulaan produk dibagi hasil perkalian fokus permulaan reaktan yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya. Nilai Qc jika ketimbang nilai Kc, terdapat tiga kemungkinan relasi yang terjadi, antara lain :
1. Qc < Kc Sistem reaksi reversibel kelebihan reaktan dan kekurangan produk. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah reaktan diubah menjadi produk. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah produk (ke kanan).
2. Qc = Kc Sistem berada dalam keadaan kesetimbangan. Laju reaksi, baik ke arah reaktan maupun produk, sama.
3. Qc > Kc Sistem reaksi reversibel kelebihan produk dan kelemahan reaktan. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah produk diubah menjadi reaktan. Akibatnya, reaksi condong ke arah reaktan (ke kiri) (Syukri,1999).
2. FAKTOR PERGESERAN KESETIMBANGAN KIMIA
Menurut Chang (2005) ada beberapa aspek yang mensugesti kesetimbangan, yaitu:
1. Perubahan fokus
Sebagai acuan, besi (III) tiosianat mudah larut dalam air dan menghasilkan larutan berwarma merah. Warna tersebut disebabkan oleh adanya ion terhidrasi FeSCN2+ . Kesetimbangan antara ion-ion FeSCN2+ yang tidak terurai dan Fe3+ dan SCN- dituliskan selaku berikut:
FeSCN2+ ⇌ Fe3+ + SCN-
Saat disertakan sedikit natrium tiosianat ke dalam larutan akan menimbulkan larutan bertambah merah bau tanah. Begitupula ketika ditambahkan besi (III) nitrat ke dalam larutan asal, warna merah akan bertambah tua akhir ion Fe3+ pelengkap dari besi (III) nitrat akan memindah kesetimbangan dari kanan ke kiri.
Percobaan ini memberikan bahwa pada kesetimbangan, semua reaktan dan produk sama dalam metode reaksi. Kedua, kenaikan konsentrasi produk akan menggeser kesetimbangan ke kiri dan penurunan konsentrasi produk akan memindah kesetimbangan ke arah kanan. Hal tersebut sesuai dengan asas Le Chatelier.
2. Perubahan suhu
Perubahan konsentrasi, tekanan, atau volume mampu mengganti posisikesetimbangan, namun suhu mengubah nilai konstanta kesetimbangan. Hanya pergantian suhu yang mampu mengubah konstanta kesetimbangan. Contoh suhu menghipnotis kesetimbangan yakni pembentukan CoCl22- yang ialah proses endotermik, jikalau dipanaskan kesetimbangan bergeser ke kiri dan larutan menjadi biru. Pendinginannya akan menciptakan reaksi eksotermik dan larutan menjadi merah muda. Peningkatan suhu akan menghasilkan reaksi endotermik dan penurunan suhu akan menciptakan reaksi eksotermik.
3. Perubahan tekanan dan volume
Tekanan dan volume berbanding terbalik. Semakin besar tekanan maka kian kecil volume dan begitupula sebaliknya. Konsentrasi gas menurut rumus merupakan konsentrasi gas dalam mol per liter sehingga konsentrasinya berbanding lurus dengan tekanan. Pada lazimnya kenaikan tekanan dan penurunan volume menciptakan reaksi yang menurunkan jumlah total mol gas. Tekanan suatu metode mampu diubah tanpa mengganti volumenya. Sesuai hukum Boyle maka : Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terkecil. Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang paling besar.
4. Pengaruh katalis
Katalis meningkatkan laju terjadinya reaksi. Untuk reaksi reversibel, katalis mempengaruhi laju reaksi maju sama besar dengan reaksi balik. Makara, eksistensi katalis tidak mengubah konstanta kesetimbangan dan tidak memindah posisi metode kesetimbangan. Penambahan katalis pada adonan reaksi yang tidak berada pada kesetimbangan akan mempercepat laju reaksi maju dan reaksi balik sehingga adonan kesetimbangan tercapai lebih singkat. Campuran kesetimbangan yang sama dapat diperoleh tanpa katalis, tetapi mungkin menanti lebih usang biar kesetimbangan terjadi. Katalis dalam kesetimbangan dapat mempercepat laju reaksi supaya kesetimbangan cepat tercapai. Katalis yaitu suatu substansi yang mampu memajukan laju reaksi untuk meraih kesetimbangan tanpa ikut bereaksi secara permanen. Contoh katalis pada fuel cell hidrogen berfungsi untuk memecah molekul oksigen (katoda) menjadi atom atau ion oksigen yang bereaksi dengan atom atau ion hidrogen dari anoda (Darmin, dkk. 2013)
3. JENIS KESETIMBANGAN KIMIA
Berdasarkan wujud zat-zat dalam keadaan setimbang, reaksi kesetimbangan kimia dibedakan menjadi dua, yakni kesetimbangan homogen dan heterogen.
1. Kesetimbangan Homogen
Kesetimbangan homogen yaitu kesetimbangan kimia yang di dalamnya terdapat satu wujud zat, mirip gas atau larutan. Contoh:
2. Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan heterogen ialah kesetimbangan kimia yang di dalamnya terdapat aneka macam macam wujud zat, misalnya gas, padat, cair dan larutan. Contoh:
REFERENSI MATERI VIDEO
Kesetimbangan Kimia dan Hubungan nya dengan Termodinamika
DAFTAR PUSTAKA
Modul Pertemuan 3. UMB. Kesetimbangan Kimia. Jakarta
Keenan, W. Charles. 1984. Kimia Untuk Universitas. Jakarta : Erlangga.
Purwoko, Agus. 2006. Kimia Dasar 1. NTB : Mataram University Press.
Stephen, Bresnick. 2002. Istilah Kimia Umum. Jakarta: Erlangga.
Sukardjo. 1997. Kimia Fisika. Yogyakarta: Rineka Cipta.
Syukri, S dan Sadijah Achmad. 1999. Kimia Dasar : Jilid dua. Bandung: ITB Press