MATERI: KESETIMBANGAN KIMIA

 MATERI:  KESETIMBANGAN KIMIA

A. Konsep Kesetimbangan Dinamis

keadaan kesetimbangan dinamis, kita perhatikan reaksi penguraian (dissosiasi) gas N₂O₄ sebagai berikut :

N₂O₄ (g)     -->  2 NO₂ (g)

Tak berwarna              merah-coklat

Mula–mula laju reaksi disosiasi N₂O₄ berlangsung relatif lebih cepat daripada laju reaksi pembentukan N₂O₄. Namun laju reaksi pembentukan N₂O₄ juga makin lama makin bertambah besar sesuai dengan pertambahan jumlah NO₂ yang terbentuk.

B. Reaksi Bolak Balik (reversible)

Perhatikanlah kertas yang terbakar. Reaksi seperi itu kita golongkan sebagai reaksi yang berlangsung searah atau reaksi yang tidak dapat balik (Irreversible).

Proses-proses alami umumnya berlangsung searah, tidak dapat balik. Namun, di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak reaksi yang dapat balik. Reaksi yang dapat balik kita sebut reaksi reversible.

C. Azas Le Chatelier

Henri Louis Le Chatelier (1884) berhasil menyimpulkan pengaruh faktor luar tehadap kesetimbangan dalam suatu azas yang dikenal dengan azas Le Chatelier sebagai berikut:

“ Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi), maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut. “

Secara singkat, azas Le Chatelier dapat dinyatakan sebagai:

                    Reaksi = – Aksi

D. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pergeseran Kesetimbangan

Pergeseran kesetimbangan dapat dipengaruhi oleh berbagai factor antara lain temperatur, konsentrasi, tekanan dan volume, penambahan zat lain.

•      Pengaruh temperatur
  Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika suhu atau temperature suatu sistem kesetimbangan dinaikkan, maka reaksi sistem menurunkan temperatur, kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (ke pihak reaksi endoterm). Sebaliknya jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak reaksi eksoterm.

•       Pengaruh konsentrasi

        Pengaruh Konsentrasi Terhadap Kesetimbangan

 

•       Pengaruh tekanan dan volume

             Penambahan tekanan dengan cara memperkecil volume akan memperbesar konsentrasi semua komponen. Sesuai dengan azas Le Chatelier, maka sistem akan bereaksi dengan mengurangi tekanan.

Sebagaimana anda ketahui, tekanan gas bergantung pada jumlah molekul dan tidak bergantung pada jenis gas. Oleh karena itu, untuk mengurangi tekanan maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih kecil. Sebaliknya, jika tekanan dikurangi dengan cara memperbesar volume, maka sistem akan bereaksi dengan menambah tekanan dengan cara menambah jumlah molekul. Reaksi akan bergeser ke arah yang jumlah koefisiennya lebih besar. Pengaruh penambahan tekanan (dengan cara memperkecil volume) pada kesetimbangan reaksi :

 CO+ 3H₂(g)  <–> CH₄(g) + H₂O(g)

              Contoh reaksi searah yaitu reaksi antara batu pualam dengan asam klorida dengan reaksi:

 CaCO3(s) + 2 HCl(aq) →CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l).

Kalau kita reaksikan lagi hasil reaksi tersebut tidak akan kembali lagi. Reaksi ini disebut juga
reaksi berkesudahan. Contoh reaksi dapat balik yaitu pemanasan kristal tembaga(II) sulfat hidrat. Kristal tembaga(II) sulfat hidrat berwarna biru jika dipanaskan akan berubah menjadi tembaga(II) sulfat berwarna putih. Jika pada tembaga (II) sulfat diteteskan air maka akan berubah lagi menjadi tembaga(II) sulfat hidrat. Reaksinya ditulis sebagai berikut.
CuSO4.5 H2O(s) → CuSO4(s) + 5 H2O(g)
biru                               putih
CuSO4(s) + 5 H2O(l) → CuSO4.5 H2O(s)
putih                                     biru
Reaksi yang dapat balik, dapat ditulis dengan tanda panah yang berlawanan,
(↔ ). Persamaan reaksi di atas dapat ditulis:
CuSO4.5 H2O(s)→ CuSO4(s) + 5 H2O(l)
Setelah mempelajari reaksi searah dan reaksi dapat balik, sekarang kita pelajari reaksi kesetimbangan. Coba perhatikan reaksi antara larutan besi(III) klorida dengan larutan kalium tiosianat yang menghasilkan ion besi(III) tiosianat.

 

Ciri-ciri keadaan setimbang dinamis adalah sebagai berikut.
1. Reaksi berlangsung terus-menerus dengan arah yang berlawanan.
2. Terjadi pada ruangan tertutup, suhu, dan tekanan tetap.
3. Laju reaksi ke arah hasil reaksi dan ke arah pereaksi sama.
4. Tidak terjadi perubahan makroskopis, yaitu perubahan yang dapat diukur atau
dilihat, tetapi perubahan mikroskopis (perubahan tingkat partikel) tetap
berlangsung.
5. Setiap komponen tetap ada.
 

Pada saat setimbang, ada beberapa kemungkinan yang terjadi dilihat dari
konsentrasi pereaksi atau hasil reaksi pada saat itu.Contoh:
Pada reaksi A + B→ C + D ada 3 kemungkinan yang terjadi yaitu sebagai baeikut

Kemungkinan I ditunjukkan pada Gambar
a. Mula-mula konsentrasi A dan B harganya maksimal, kemudian berkurang sampai tidak ada perubahan.
b. Konsentrasi C dan D dari nol bertambah terus sampai tidak ada perubahan.
c. Pada saat setimbang, konsentrasi C dan D lebih besar daripada A dan B.

Kemungkinan II ditunjukkan pada Gambar Perubahan konsentrasi A dan B menjadi
C dan D sama seperti kemungkinan I. Pada saat setimbang, konsentrasi C dan D lebih kecil daripada A dan B

Kemungkinan III ditunjukkan pada Gambar Perubahan konsentrasi A dan B
menjadi C dan D sama seperti kemungkinan I dan II, tetapi pada saat setimbang
konsentrasi A dan B sama dengankonsentrasi C dan D. 

 Reaksi Kesetimbangan Homogen dan Reaksi

Kesetimbangan Heterogen
Berdasarkan wujud zatnya reaksi kesetimbangan dikelompokkan menjadi kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen.

1. Kesetimbangan Homogen
Kesetimbangan homogen adalah sistem kesetimbangan yang komponennya
mempunyai wujud yang sama.
Contoh:
a. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas gas-gas
2 SO2(g) + O2(g) ↔2 SO3(g)
N2(g) + 3 H2(g) 2↔ NH3(g)
b. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas ion-ion
Fe3+(aq) + SCN–(aq)↔ Fe(SCN)2+(aq)
c. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat berwujud cair
CH3COOH(l) + CH3CH2OH(l)↔ CH3COOCH2CH3(l) + H2O(l)
2. Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan heterogen adalah sistem kesetimbangan yang komponennya
terdiri atas zat-zat dengan wujud yang berbeda.
Contoh:
a. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat cair, gas, dan larutan
Reaksi: CO2(g) + H2O(l)↔ H2CO3(aq)

b. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat padat dan gas
C(s) + 2 N2O(g)↔ CO2(g) + 2 N2(g)
c. Reaksi kesetimbangan yang terdiri atas zat padat, cair, dan gas
ICI(l) + Cl2(g)↔ ICl3(g)