Oleh : Azis Ramadhan
@W08-AZIS
ABSTAK
Prinsip kesetimbangan dalam reaksi kimia, pertama kali dikemukakan oleh Berthollt di saat menjadi penasehat ilmiah Napoleon di Mesir, sedangkan kajian secara laboratorium dikerjakan oleh Guldberg dan Waage. Mereka memberikan bahwa reaksi kesetimbangan dapat didekati dalam dua arah, dan mereka sukses memperlihatkan korelasi matematis antara konsentrasi pereaksi dan produk dalam kesetimbangan. Pada kesempatan lain, van’t Hoff mengusulkan persamaan matematis untuk kesetimbangan dinamis, yaitu konsentrasipereaksi ialah pangkat dari koefisien reaksinya. Sunarya (2010)
Adapun elemen-elemen kesetimbangan reaksi kimia yang ada kaitannya denganTermodinamika. Termodinamika menertibkan populasi status dan laju transisi. Sehingga termodinamika terdapat dalam kesetimbangan kimia yang mau membahas kimia berpotensi,
hukum aksi massa, dan komposisi kesetimbangan gabungan reaksi. Baron (2017)
PENGERTIAN
Dalam reaksi kimia, kesetimbangan kimia adalah kondisi saat kedua reaktan dan produk hadir dalam konsentrasi yang tidak memiliki kecenderungan lebih lanjut untuk berganti seiring berjalannya waktu.Biasanya, kondisi ini terjadi saat reaksi ke depan berlangsung pada laju yang serupa dengan reaksi balik. Laju pada reaksi maju dan mundur umumnya tidak nol, tapi sama. Dengan demikian, tidak ada perubahan bersih dalam fokus reaktan dan produk. Keadaan mirip ini diketahui sebagai kesetimbangan dinamis. Konsep kesetimbangan kimia dikembangkan setelah Berthollet (1803) memperoleh bahwa beberapa reaksi kimia bersifat reversibel. Untuk setiap adonan reaksi yang ada pada kesetimbangan, laju pada reaksi maju dan mundur yaitu sama. Dalam persamaan berikut ini panah menunjuk kedua arah menawarkan kesetimbangan, A dan B yakni spesi reaktan kimia, S dan T adalah spesi produk, dan α, β, σ, dan τ adalah koefisien stoikiometri dari reaktan dan produk tersebut: Posisi fokus kesetimbangan dari sebuah reaksi dikatakan berada “jauh ke kanan” jika, pada kesetimbangan, hampir semua reaktan dikonsumsi. Sebaliknya posisi kesetimbangan dibilang “jauh ke kiri” bila hampir tidak ada produk yang terbentuk dari reaktan.
PEMBAHASAN
Kesetimbangan kimia terjadi pada reaksi kimia yang reversibel. Reaksi reversibel ialah reaksi yang di mana produk reaksi dapat bereaksi balik membentuk reaktan. Kesetimbangan kimia tercapai saat laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik dan fokus dari reaktan-reaktan dan produk-produk tidak berubah lagi.
Untuk persamaan reaksi reversibel yang berada dalam kesetimbangan pada temperatur tertentu berikut,
aA + bB ⇌ cC +dD
konstanta kesetimbangan, K, dapat dinyatakan sebagai rasio dari perkalian fokus reaktan-reaktan dibagi perkalian konsentrasi produk-produk, di mana konsentrasi dari masing-masing substansi dipangkatkan koefisien stoikiometri dalam persamaan reaksi setara.
Dalam perhitungan konstanta kesetimbangan reaksi homogen (semua substansi dalam reaksi berfasa sama), fokus substansi dalam tata cara larutan mampu dinyatakan dalam konsentrasi molar, sehingga K mampu juga ditulis Kc. Untuk reaksi homogen dalam fasa gas, fokus substansi dalam wujud gas mampu dinyatakan selaku tekanan parsial substansi, dan simbol konstanta kesetimbangannya menjadi Kp. Sebagai pola, aturan kesetimbangan kimia untuk reaksi berikut dapat ditulis dalam 2 bentuk:
N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)
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.
Dalam perkiraan konstanta kesetimbangan reaksi heterogen (reaksi di mana terdapat lebih dari 1 fasa) yang melibatkan substansi dalam wujud cairan murni atau padatan murni, konsentrasi substansi cair dan padat tersebut diabaikan dan tidak ikut diperhitungkan. Contohnya:
CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)
P4(s) + 6Cl2(g) ⇌ 4PCl3(l)
Untuk mengetahui apakah reaksi sudah mencapai kesetimbangan dan memprediksikan arah reaksi, diputuskan nilai dari kuosien reaksi, Qc, dengan mensubstitusikan nilai konsentrasi masing-masing substansi (produk dan reaktan) pada keadaan setimbang pada konstanta kesetimbangan kimia, Kc, dengan nilai fokus permulaan masing-masing substansi pada keadaan reaksi tersebut.
Qc = Kc , reaksi telah meraih kesetimbangan. Jika Qc = Kc, reaktan ⇌ produk
Qc < Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kiri ke kanan (pembentukan produk) sampai meraih kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc < Kc, reaktan → produk
Qc > Kc , reaksi akan berlangsung dari arah kanan ke kiri (pembentukan reaktan) hingga mencapai kesetimbangan kimia (Qc = Kc). Jika Qc > Kc, reaktan ← produk Berikut beberapa relasi Q dan kekerabatan K dari reaksi-reaksi yang berkaitan.
A . Kesetimbangan Dinamis
Menurut scholz (2019), Kesetimbangan dinamis terbentuk di bagian sistem saat parameter tertentu, contohnya, suhu, tekanan, atau konsentrasi senyawa, tetap konstan sebagai akhir dari anutan bahan melintasi batas bab dari sistem atau dengan konversi kimia. Untuk mengetahui keadaan kesetimbangan dalam sistem kimia, tinjau reaksi disosiasi dinitrogen tetroksida dalam sistem tertutup dengan cara pemanasan. Persamaan reaksinya:
B . Sifat Kesetimbangan Dinamis
Keadaan kesetimbangan merupakan proses yang reversible sehingga tata cara dapat didekati dari arah pereaksi maupun dari arah produk. Contoh, ke dalam metode tertutup dicampurkan I2(g), HI(g), H2(g) dan terjadi reaksi menuju kondisi kesetimbangan. Dalam keadaan seperti ini, zat mana sebagai pereaksi dan sebagai produk tidak dapat dimengerti secara tegas, sebab reaksi kesetimbangan berjalan dalam dua arah.
C . Tetapan Kesetimbangan Kimia ,
Dalam sebuah reaksi kesetimbangan, konsentrasi permulaan pereaksi tidak butuhstoikiometris, artinya Anda bebas mencampurkan sesuai keperluan, namun jikalau reaksi sudah meraih kesetimbangan, jumlah konsentrasi pereaksi yang bereaksi dan fokus produk yang dihasilkan diputuskan oleh nilai perbandingan stoikiometri. Tinjau reaksi konseptual: aA + bB ⇄ cC + dD dengan A, B, C, D yakni pereaksi dan produk, sedangkan a, b, c, d ialah koefisien reaksi. Quotient untuk reaksi tersebut mampu ditulis selaku berikut.
dengan tanda kurung menyatakan fokus zat yang ada dalam tata cara reaksi.
Sistem kesesiambangan heterogen
Dalam sistem kesetimbangan heterogen, beberapa parameter termodinamika berkembang menjadi fungsi ruang dan kondisi metode mesti secara matematis dijelaskan dalam bentuk fungsi, bukan angka. Alexander (2012). Pembahasan tata cara heterogen dalam kesetimbangan kimia, bukan mempunyai arti membahas penggolongan bahan mirip telah disuguhkan pada bab pertama, melainkan lebih ditekankan pada fase zat yang terlibat dalam reaksi kesetimbangan adalah fase padat, gas, dan cair atau larutan. Suatu tata cara kesetimbangan dibilang heterogen jika dalam metode tersebut mengandung lebih dari satu fase. Seperti dimengerti bahwa reaksi reversible mampu diraih tanpa mempermasalahkan wujud materi. Contoh reaksi penguraian termal CaCO3 Padat.
Persamaan kimianya:
CaCO3(g) ⇄ CaO(s) + CO2(g)
KESIMPULAN
Kesetimbangan kimia ialah sebuah keadaan di mana tidak ada perubahan yang teramati selama bertambahnya waktu reaksi. Jika suatu kimia sudah mencapai keadaan kesetimbangan maka konsentrasi reaktan dan produk menjadi konstan sehingga tidak ada pergantian yang teramati dalam sistem.
Untuk meraih kesetimbangan perlu beberapa syarat khusus, adalah reaksinya dapat balik, sistemnya tertutup, dan bersifat dinamis. Sistem tertutup merupakan sistem reaksi di mana baik zat-zat yang bereaksi maupun zat-zat hasil reaksi tetap dalam metode. Sistem tertutup tidak selamanya mesti terjadi dalam wadah tertutup, kecuali pada reaksi gas. Keadaan setimbang yaitu suatu keadaan dimana dua proses yang berlawanan arah berjalan secara simultan dan terus menerus, tetapi tidak ada pergeseran yang mampu diperhatikan atau diukur.
DAFTAR PUSTAKA
Modul 3 pembalajaran Kimia dan Pengetahuan Lingkungan Industri
Rossenberg, J. 1996. Kima Dasar. Erlangga. Jakarta.
Mulyani, Sri. 2005. Kimia Fisika 2. Surabaya : Universitas Negeri Malang.
Sulami, Emi. 2006. Kimia. Jakarta : Gelora Aksara Pratama.