√ Hukum kesetimbangan kimia : Pengertian, Faktor dan Contohnya

Oleh Diposting pada
3/5 - (1 vote)

Hukum kesetimbangan kimia

Pada bagian sebelumnya telah dipelajari bahwa suatu zat dapat bereaksi dengan zat lain yang kemudian menghasilkan zat baru. Reaksi tersebut umumnya disebut reaksi kimia yang berlangsung sampai habis.

Misalnya, pita magnesium (Mg) dibakar dalam oksigen, semua magnesium akan bereaksi dengan oksigen membentuk magnesium oksida (MgO). Demikian pula jika sebutir pualam (CaCO3) dimasukkan ke dalam larutan asam klorida (HCI) berlebihan, semua pualam akan habis bereaksi dengan asam klorida. Reaksinya sebagai berikut.

Ada beberapa reaksi yang dapat berlangsung dua arah, contohnya pada reaksi pembuatan gas amonia.

Reaksi ini disebut juga reaksi reversibel atau reaksi kesetimbangan. Pada reaksi ini setiap NH3 terbentuk akan segera terurai lagi menjadi gas H2 dan gas N2. Oleh karena itu, untuk membuat produk yang dihasilkan melalui reaksi kesetimbangan diperlukan beberapa faktor untuk mengatur arah reaksi seperti:

konsentrasi, suhu, tekanan, dan volume. Reaksi kesetimbangan dapat terjadi pada reaksi homogen dan reaksi heterogen. Bagaimana reaksi tersebut dapat dijelaskan? Reaksi tersebut dapat dijelaskan apabila dipahami tentang reaksi kesetimbangan. Pemahaman ini sangat perlu sebagai dasar dalam mengamati dan melaksanakan berbagai reaksi dalam industri, seperti pembuatan asam sulfat dan gas amonia.

Pada bab ini kamu dapat mempelajari tentang pengertian reaksi kesetimbangan, faktor-faktor yang memengaruhi reaksi kesetimbangan, dan reaksi kesetimbangan dalam industri.

  • Kesetimbangan Dinamis

Reaksi kimia secara garis besar ada 2 macam, yaitu:

  1. Reaksi berkesudahan (irreversible) yaitu reaksi yang hanya berlangsung satu arah.

  1. Reaksi dapat balik (reversible) yaitu reaksi yang dapat berlangsung dua arah.

Jika suatu reaksi dapat balik berlangsung dalam sistem tertutup dan suhu tetap, maka sistem mencapai kesetimbangan.

Sebelum mencapai kesetimbangan, jumlah zat yang bereaksi makin lama berkurang dan jumlah hasil reaksi bertambah, akhirnya pada saat reaksi maju dan reaksi balik memiliki laju reaksi yang sama akan tercapai kesetimbangan dinamis. Secara grafik dapat digambarkan sebagai berikut

Konsentrasi A; [A] mula-mula besar kemudian waktu bereaksi makin berkurang dan berubah menjadi zat B. Reaksi yang terjadi berlangsung cepat dan makin melambat. Sebaliknya, pada keadaan awal konsentrasi B; [B] = 0, makin lama makin bertambah.

Zat B yang terbentuk dapat berubah kembali menjadi zat A yang reaksinya mula-mula lambat kemudian makin cepat. Pada saat yang bersamaan [A] terurai sama banyaknya dengan [A] yang terbentuk kembali. Dapat pula dikatakan [B] yang terbentuk sama dengan [B] yang terurai. Pada keadaan ini telah tercapai kesetimbangan. Tercapainya kesetimbangan dapat digambarkan seperti berikut.

Dalam reaksi setimbang terjadi reaksi dua arah yang berlawanan dengan laju reaksi yang sama, ini berarti selama dalam kesetimbangan itu terus terjadi reaksi baik ke kanan maupun ke kiri tetapi dengan laju yang sama. Kesetimbangan kimia demikian disebut kesetimbangan dinamis.

Sedang kesetimbangan statis misalnya kesetimbangan yang terjadi dalam neraca pada saat kita menimbang, dalam kesetimbangan ini tidak terjadi perubahan apa pun.

Hukum Kesetimbangan

Telah diketahui bahwa dalam kesetimbangan terjadi reaksi dua arah yaitu ke kanan dan ke kiri dengan laju reaksi yang sama. Misalnya untuk reaksi kesetimbangan:

Harga k1 dan k2 selalu tetap pada temperatur yang tetap, ini berarti pada suhu yang tetap k1/k2 mempunyai harga yang tetap pula. Harga k1/k2 ini disebut tetapan kesetimbangan dan diberi simbol Kc (Kc adalah tetapan kesetimbangan dengan dasar konsentrasi). Jadi, untuk reaksi kesetimbangan:

mempunyai tetapan kesetimbangan:

Rumus ini disebut pernyataan dari hukum kesetimbangan.

Hukum Kesetimbangan didefinisikan:

Tetapan kesetimbangan adalah perbandingan dari perkalian konsentrasi zat-zat hasil reaksi dengan zat-zat pereaksi di mana tiap konsentrasi dipangkatkan koefisien reaksinya.

Karena konsentrasi zat yang memengaruhi laju reaksi hanya dari zat-zat yang homogen (gas atau larutan) maka yang berpengaruh atau disertakan dalam rumus tetapan kesetimbangan juga hanya zat-zat yang berupa gas atau larutan (yang homogen saja).

Macam-macam reaksi kesetimbangan

Berdasar keadaan zat atau tingkat wujud zat yang turut dalam reaksi setimbang dibedakan menjadi 2, yaitu:

  1. Reaksi kesetimbangan homogeny

  1. Reaksi kesetimbangan heterogen

Faktor-faktor yang Memengaruhi Pergeseran Kesetimbangan

  1. Perubahan konsentrasi

Apa yang terjadi pada sistem kesetimbangan jika konsentrasi salah satu komponen diubah oleh pihak luar?

  1. Perubahan volume

Pada dasarnya perubahan volume berarti perubahan konsentrasi seluruh komponen dalam sistem kesetimbangan. Jika volume sistem diperkecil, jumlah mol per liter akan bertambah.

  1. Perubahan tekanan

Perubahan tekanan hanya berlaku untuk sistem kesetimbangan gas. 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.

Analog dengan volume, dapat diterima bahwa tekanan gas sebanding dengan konsentrasi komponenkomponen sistem kesetimbangan. Oleh karena itu, pengaruh perubahan tekanan (pada suhu tetap) ketentuannya sama dengan pengaruh perubahan volume hanya perumusannya dibalik.

  1. Perubahan suhu

Pengaruh perubahan suhu terhadap kesetimbangan berkaitan dengan reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Perhatikan reaksi berikut.

Apabila pada kesetimbangan suhu dinaikkan, sistem akan menurunkan suhu dengan cara menyerap kalor yang diberikan. Kesetimbangan akan bergeser ke pihak yang menyerap panas, yaitu ke pihak NO2. Sebaliknya jika suhu diturunkan kesetimbangan akan bergeser ke pihak yang eksoterm (pihak yang membebaskan panas), yaitu ke pihak N2O4.

  1. Katalis

Katalis dapat mempercepat atau memperlambat terjadinya reaksi, namun tidak memengaruhi baik letak kesetimbangan maupun harga tetapan setimbang. Jadi, katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan setimbang. Contoh:

Reaksi tersebut dapat berlangsung lebih cepat jika ditambah katalis, yaitu vanadium pentoksida (V2O5).

  1. Pergeseran Kesetimbangan (Asas Le Chatelier)

Jika kita ingin memproduksi suatu zat melalui reaksi kimia, misalnya pembuatan barang-barang industri, sudah tentu kita menginginkan agar zat yang diproduksi itu terbentuk sebanyak mungkin. Dengan perkataan lain, kita menginginkan agar reaksi berlangsung ke arah kanan.

(Ingat: dalam setiap reaksi kimia, zat-zat hasil reaksi senantiasa dituliskan di ruas kanan!)

 Suatu reaksi kesetimbangan dapat kita geser ke arah yang kita kehendaki, dengan cara melakukan aksi-aksi (tindakan-tindakan) tertentu. Aksi atau tindakan yang dapat kita lakukan itu meliputi

  1. Pengubahan konsentrasi zat.
  2. Pengubahan volume gas atau tekanan gas.
  3. Pengubahan suhu.

Jika kita ingin agar hasil reaksi banyak terbentuk, kita harus menggeser reaksi ke arah kanan. Sebaliknya, jika kita ingin mengurangi jumlah hasil reaksi, kita harus menggeser reaksi ke arah kiri. Untuk mengetahui efek atau pengaruh dari aksi yang kita lakukan, kita perlu menggunakan suatu asas yang dirumuskan oleh Henri Louis Le Chatelier (1850–1936), yang dikenal sebagai Asas Le Chatelier. Jika terhadap suatu kesetimbangan dilakukan aksi-aksi tertentu, maka reaksi akan bergeser untuk menghilangkan pengaruh aksi tersebut.

Artinya, suatu sistem kesetimbangan akan berusaha mempertahankan keadaannya untuk tetap setimbang. Untuk memahami hakikat kesetimbangan, perhatikan contoh sederhana berikut. Misalkan kita mempunyai bejana bentuk huruf U yang berisi air, seperti pada gambar 4.4. Oleh karena permukaan air di ruas kiri sama tingginya dengan permukaan air di ruas kanan, kita boleh mengatakan bahwa air dalam bejana itu berada dalam keadaan kesetimbangan.

Apabila kita “mengganggu” kesetimbangan itu dengan melakukan aksi tertentu, misalnya menambahkan air dari luar kepada salah satu ruas, sudah tentu akan terjadi pergeseran jumlah air, supaya keadaannya tetap setimbang. Jika ke ruas kiri kita tambahkan air, maka ruas kiri akan memberikan sebagian airnya ke ruas kanan.

Tetapi jika air di ruas kiri sebagian kita kurangi (diambil ke luar), maka ruas kiri akan mengambil sebagian air dari ruas kanan. Berdasarkan contoh di atas, kita dapat merumuskan Asas Le Chatelier dengan suatu kalimat yang lebih sederhana sebagai berikut.

Jika diberi, dia akan memberi. Jika diambil, dia akan mengambil. Sekarang marilah kita gunakan asas Le Chatelier untuk membahas pengaruh perubahan konsentrasi, perubahan volume/tekanan, dan perubahan suhu terhadap suatu reaksi kesetimbangan.

demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai √ Hukum kesetimbangan kimia : Pengertian, Faktor dan Contohnya, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.

Posting terkait: