Oleh : Hamid Afifudin
@W07-HAMID
ABSTRAK
Kamu pernah ikut Ibumu ke pasar berbelanja beras? Misalnya, kau dan ibumu membeli beras sebanyak 2 kg, kemudian penjualakan mengukur dengan anak timbangan yang memiliki massa sebesar 2 kg pula, kan? Tentu saja pedagang tersebut juga akan menentukan agar berat beras mampu sebanding dengan anak timbangan.
Nah, kasus ini ialah salah satu teladan dari kesetimbangan kimia. Semua benda yang diam dan tidak bergerak mampu dibilang selalu ada di dalam keadaan setimbang.
Kesetimbangan kimia yakni keadaan dikala kedua reaktan dan produk hadir dalam konsentrasi yang tidak mempunyai kecenderungan lebih lanjut untuk berganti seiring berjalannya waktu.
PENDAHULUAN
PENGERTIAN
Prinsip kesetimbangan dalam reaksi kimia, pertama kali dikemukakan oleh Berthollt sewaktu menjadi penasehat ilmiah Napoleon di Mesir, sedangkan kajian secara laboratorium dilaksanakan oleh Guldberg dan Waage. Mereka menawarkan bahwa reaksi kesetimbangan dapat didekati dalam dua arah, dan mereka sukses memperlihatkan kekerabatan matematis antara konsentrasi pereaksi dan produk dalam kesetimbangan. Pada kesempatan lain, van’t Hoff mengusulkan persamaan matematis untuk kesetimbangan dinamis, ialah konsentrasi pereaksi ialah pangkat dari koefisien reaksinya. Sunarya (2010).
TETAPAN KESETIMBANGAN
Tetapan kesetimbangan sendiri dibagi menjadi 2 (dua) yakni tetapan kesetimbangan konsentrasi atau Kc, dan tetapan kesetimbangan tekanan parsial atau Kp.
Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc)
Secara matematis, tetapan kesetimbangan fokus atau Kc adalah perbandingan hasil kali konsentrasi dari produk yang dipangkatkan koefisiennya dengan hasil kali konsentrasi dari reaktannya yang dipangkatkan koefisiennya. Tetapan yang satu ini dibagi lagi menjadi 2 (dua), adalah:
1. Kesetimbangan Homogen
Sesuai dengan namanya yang mengandung kata “homogen”, kesetimbangan ini ialah jenis kesetimbangan yang terjadi pada ketika produk dan juga reaktan nya berasal dari fase yang serupa, yaitu seluruhnya gas (g) atau semuanya cairan (aq), seperti dibawah ini.
aA(g) + bB(g) ⇄ cC(g) + dD(g)
(Reaktan) (Produk)
Maka, nilai kesetimbangan konsentrasinya disusun sebagai berikut:
Di mana,
Kc = tetapan kesetimbangan
A = Molaritas zat A (M)
B = Molaritas zat B (M)
C = Molaritas zat C (M)
D = Molaritas zat D (M)
2. Kesetimbangan Heterogen
Setelah memahami mengenai kesetimbangan homogen, kalian niscaya udah mampu nebak dong tentang kesetimbangan Heterogen? Yap, Kesetimbangan heterogen merupakan jenis kesetimbangan yang terjadi pada ketika produk dan reaktan memiliki fase yang berlainan. Di mana yang hanya menghipnotis tetapan kesetimbangan hanya komponen yang berwujud gas (g) dan cairan (aq). Misalnya sebagai berikut:
aA(aq) + bB(s) ⇄ cC(s) + dD(g)
(Reaktan) (Produk)
Maka, nilai kesetimbangan disusun sebagai berikut:
Di mana,
Kc = tetapan kesetimbangan
A = Molaritas zat A (M)
D = Molaritas zat D (M)
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial (Kp)
Berbeda dengan kesetimbangan fokus atau Kc, pada tetapan kesetimbangan kimia tekanan parsial atau Kp cuma fase dalam wujud gas yang diperhitungkan menghipnotis tetapan keseimbangannya.
Untuk memilih tekanan parsial sebuah zat dari tekanan parsial totalnya dipakai persamaan sebagai berikut:
Kenapa diharapkan nilai P sebuah zat? Karena akan digunakan untuk mencari Kp-nya.
Sama halnya dengan tetapan kesetimbangan fokus, tetapan kesetimbangan tekanan parsial juga dibagi menjadi 2 (dua) i
alah reaksi homogen dan heterogen. Dengan susunan persamaan sebagai berikut:
Reaksi Homogen
Reaksi Heterogen
Karena reaksi heterogen hanya memperhitungkan fase berwujud gas (g) yang menghipnotis tetapan kesetimbangan, maka susunan Kp kepada reaksi heterogen yaitu sebagai berikut:
Hubungan Kc dan Kp
Lalu, apa korelasi antara Kc dan Kp? Secara matematis, relasi keduanya tersusun selaku berikut:
Di mana,
R = konstanta 0,082 L atm/mol K
T = suhu Kelvin (K)
Jenis-Jenis Kesetimbangan Kimia
Kesetimbangan kimia terdiri atas dua macam, yakni kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis.
1. Kesetimbangan statis terjadi jika reaksi kimia yang dihasilkan ialah reaksi kimia satu arah atau reaksi kimia yang tidak dapat kembali lagi mirip semula.
2. Kesetimbangan dinamis terjadi jika reaksi kimia yang dihasilkan merupakan reaksi kimia dua arah atau reaksi kimia yang mampu kembali lagi mirip semula.
Ketika kau aben selembar kertas, abu yang dihasilkan tidak dapat menjelma kertas lagi. Hal ini tergolong pola kesetimbangan statis.
Akan tetapi, walau sama-sama menghasilkan reaksi, air yang direbus sampai menciptakan uap akan memberi reaksi yang berlainan dengan kertas yang dibakar menjadi bubuk. Mengapa? Sebab, jikalau uap terkena tutup panci atau benda yang lain maka akan berubah kembali menjadi air. Nah, hal ini disebut dengan kesetimbangan dinamis sebab ada pergeseran dua arah.
Kesetimbangan dinamis bekerja dikala kecepatan reaksi pembentukan produk sama dengan kecepatan pembentukan reaktan. Ingat, dalam kesetimbangan dinamis akan selalu ada pergeseran menuju produk dan pergeseran kembali menjadi reaktan. Kesetimbangan dinamis dilambangkan dengan tanda panah dua arah (⇌).
Persamaan Reaksi Kesetimbangan Kimia
Jika suhu tetap gas A berada dalam keadaan setimbang dengan gas B, maka persamaan reaks
inya mampu ditulis selaku 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 berganti sebanyak a mol, maka B juga akan berubah sebanyak b mol. Perbandingan mol A dan mol B akan senantiasa tetap.
Faktor-aspek yang Mempengaruhi Kesetimbangan
Jika memang reaksi telah ada dalam keadaan setimbang apakah reaksi itu akan terus seperti itu? bisakah kesetimbangan itu diusik? Bisa dong kan kata Ariel Noah dalam lagunya “Tak ada yang abadi”, begitupun kesetimbangan
Nah yang pernah menimbang-nimbang hal ini sampai jauh yaitu Henri Louis Le Chatelier (1850-1936). Dia mempunyai teori bahwa :
” Bila terhadap sebuah kesetimbangan dijalankan sebuah langkah-langkah (agresi) maka metode itu akan mengadakan reaksi yang cenderung meminimalisir pengaruh agresi tersebut”
Caranya dia bisa geser ke kiri ialah arah reaktan atau geser ke kanan yakni arah produk.
Ya analoginya gini;
Kalau ada yang telah pacaran/ menikah usang, dan sama-sama cocok datang-datang ada yang menjajal mengusik kekerabatan entah wanita/pria lain , maka akan ada perjuangan untuk mengembalikan kembali keharmonisan kekerabatan mereka, ya kan? Ga mungkin dibiarkan, begitu juga reaksi kesetimbangan.
Nah apa saja aspek-aspek yang mempengaruhi perubahan kesetimbangan?
1. Volume
Jika volume tambahkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki koefisien lebih besar. Sebaliknya Jika volume dikurangi,maka pergantian kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki jumlah koefisien lebih kecil
Contoh : reaksi Nitrogen (N2) dan hidrogen ( H2) membentuk amonia (NH3)
N2(g) + 3H2(g) ↔2NH3(g)
Jika volume disertakan,maka perubahan kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki jumlah koefisien lebih besar
Kita hitung ya koefisien reaksinya
Jumlah koefisien reaksi kiri
1 N2(g) + 3 H2(g)
N2=1 H2= 3
jadi jumlah koefisien reaksi= koefisien reaksi N2 + koefisien reaksi H2= 1+3=4
Koefisien kanan
2NH3
NH3= 2
Koefisien reaksi kiri=4
Koefisien reaksi kanan=2
Koefisien reaksi kiri > Koefisien reaksi kanan
Maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri
2. Tekanan
Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke koefisien kecil sebaliknya Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke koefisien reaksi besar
Contoh :
reaksi Nitrogen (N2) dan hidrogen ( H2) membentuk amonia (NH3)
N2(g) + 3H2(g) ↔2NH3(g)
Jika tekanan ditambahkan,maka perubahan kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki jumlah koefisien lebih kecil
Kita hitungnya koefisien reaksinya
Jumlah koefisien reaksi kiri
1 N2(g) + 3 H2(g)
N2=1 H2= 3
jadi jumlah koefisien reaksi= koefisien reaksi N2 + koefisien reaksi H2= 1+3=4
Koefisien kanan
2NH3
NH3= 2
Koefisien reaksi kiri=4
Koefisien reaksi kanan=2
Koefisien reaksi kanan< Koefisien reaksi kiri
Maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan
3. Suhu
Jika suhu dinaikkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukkan senyawa-senyawa yang menyerap endoterm.
Ciri reaksi ini yaitu harga ∆H nya positif (+).∆H yaitu harga perubahan panas atau kalor
Jika suhu diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukkan senyawa-senyawa yang melepas panas eksoterm. Ciri reaksi ini yaitu harga ∆H nya negatif (-)
Agar terbayang begini nih ya reaksinya:
N2(g) + 3H2(g) ↔2NH3(g) ∆H=-90 kJ
Reaksi pembentukan NH3 yaitu eksoterm (∆H nya negatif ya)
Kebalikan dari reaksi eksoterm yaitu endoterm. Jika reaksi pembentukan NH3 yakni eksoterm, maka reaksi B2 dan h2 adalah endoterm.
Maka jikalau suhu dinaikkan, reaksi akan bergeser ke arah N2 dan H2 sebab mereka endoterm
4. Konsentrasi
Jika konsentrasi unsur/senyawa di salah satu ruas ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan
Misalnya: N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
Jika N2 atau H2 ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3 (kanan/ produk)
Sebaliknya kalau NH3 ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah N2 atau H2 reaktan (kiri)
N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g)
Jika fokus unsur/senyawa di salah satu ruas dikurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah dirinya sendiri
Misalnya
N2 atau H2 kita minimalkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah N2 dan H2 (kiri)
Sebaliknya kalau NH3 dikurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3 (kanan)
REFERENSI :
https://www.ruangguru.com/blog/kesetimbangan-kimia-jenis-jenis-reaksi-dan-tetapan
Pengertian Kesetimbangan Kimia: Konsep Dasar, Faktor dan Contoh Soal