Kesetimbangan Kimia

-
       
Kesetimbangan Kimia adalah keadaan yang terjadi jika laru reaksi ke kanan (maju) sama dengan laju reaksi ke kiri (balik). 

Kesetimbangan kimia ini memiliki ciri-ciri, yaitu: 

1.     Terjadi pada reaksi kimia reversible.

2.     Bersifat dinamis.

3.     Reaksi terus terjadi, meskipun terlihat berhenti. Hal tersebut juga dikatakan tidak terjadi perubahan secara makroskopis.

4.     Semua komponen tetap ada. 

5.     Dapat dikatakan sebagai kesetimbangan, apabila laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke kiri, sehingga perbandingan konsentrasi reaktan dan produk tetap.

Adapun kesetimbangan kimia terbagi menjadi dua jenis, yaitu kesetimbangan statis dan kesetimbangan dinamis. Kesetimbangan statis berarti reaksi kimia yang terjadi hanya satu arah sehingga tidak bisa kembali seperti semula. 

Sedangkan kesetimbangan dinamis adalah kesetimbangan yang terjadi dua arah, artinya reaksi kimia yang sudah berbuah bisa kembali seperti semula.

Contoh sederhana dari kesetimbangan statis adalah ketika membakar kertas hingga menjadi abu. Kertas tersebut tidak mungkin berubah menjadi wujud awalnya setelah menjadi abu. 

Sementara kesetimbangan dinamis contoh sederhananya adalah ketika merebus air dan kemudian uap air yang dihasilkan akan berubah lagi menjadi air.  

Reaksi Irreversibel dan Reversibel

Coba lakukan kegiatan pembakaran kertas atau kayu. Apa yang terjadi jika kertas atau kayu dibakar? Kayu atau kertas yang dibakar akan menghasilkan arang dan abu. Arang dan abu tidak akan dapat kembali lagi menjadi kertas. Proses berubahnya kayu atau kertas menjadi arang dan abu dinamakan reaksi kimia yang berkesudahan atau reaksi satu arah, karena reaksi tersebut tidak dapat kembali seperti semula. Reaksi ini disebut juga reaksi irreversibel.

Apakah ada reaksi yang dapat balik? Dalam kehidupan sehari-hari sulit menemukan reaksi yang dapat balik. 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 ini disebut reaksi reversibel.

Contoh reaksi reversibel sebagai berikut:

Jika campuran gas nitrogen dan hidrogen dipanaskan akan menghasilkan amonia:

N2(g) + 3H2(g)   2NH3(g) ……(reaksi 1)

Sebaliknya, jika amonia dipanaskan akan terurai membentuk nitrogen dan hidrogen:

2NH3(g)   N2(g) + 3H2(g) ……(reaksi 2)           

Apabila diperhatikan ternyata reaksi 1 di atas merupakan kebalikan dari reaksi 2. Kedua reaksi itu dapat digabung sebagai berikut:

N2(g) + 3H2(g)    ⇌   2NH3(g)

Tanda  ⇌ dimaksudkan untuk menyatakan reaksi dapat balik. Reaksi ke kanan disebut reaksi maju, sedangkan reaksi ke kiri disebut reaksi balik.

Kesetimbangan Kimia

Suatu reaksi dapat digolongkan ke dalam reaksi kesetimbangan dinamis (equilibrium reaction) jika reaksi yang dapat balik (reversibel) berlangsung dengan kecepatan yang sama, baik kecepatan ke arah hasil reaksi maupun kecepatan ke arah pereaksi dan reaksinya tidak bergantung pada waktu.

Dalam sistem kesetimbangan dinamis, reaksi yang menuju hasil reaksi dan reaksi yang menuju pereaksi berlangsung secara bersamaan dengan laju yang sama sehingga konsentrasi masing-masing zat dalam sistem kesetimbangan tidak berubah (tetap). Jika kita dapat melihat sistem kesetimbangan dinamis secara molekuler, akan tampak partikel-partikel dalam sistem kesetimbangan tidak tetap sebagai pereaksi atau hasil reaksi, melainkan bereaksi terus dalam dua arah secara dinamis. Pereaksi akan berubah menjadi hasil reaksi diimbangi oleh hasil reaksi berubah menjadi pereaksi. Jadi, kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis karena secara mikroskopis zat-zat tersebut berubah setiap saat, tetapi secara makroskopis tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur, tidak ada perubahan wujud maupun perubahan konsentrasi masing-masing zat.

Keadaan setimbang dinamis dapat dianalogikan sebagai seseorang yang berjalan di eskalator, tetapi arahnya berlawanan dengan arah eskalator. Eskalator bergerak ke bawah dan orang tersebut bergerak ke atas dengan kecepatan yang sama. Akibatnya, orang tersebut seperti berjalan di tempat. Secara makroskopis, kedudukan orang tersebut tidak berubah sebab tidak bergeser dari posisinya, tetapi secara mikroskopis terjadi perubahan terus-menerus, seperti ditunjukkan oleh gerakan eskalator yang diimbangi oleh gerakan orang tersebut dengan kecepatan yang sama (perhatikan gambar 3).

Gambar 3. Seseorang yang naik eskalator dengan arah berlawanan akan terlihat seperti

berjalan di tempat

Persamaan kimia untuk reaksi kesetimbangan dinyatakan dengan dua arah anak panah, misalnya pada reaksi pembentukan amonia, persamaan reaksi kimianya ditulis sebagai berikut:

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Perhatikan kembali reaksi pembentukan amonia di atas. Jika konsentrasi masing-masing zat dalam sistem diukur, kemudian hasilnya dituangkan ke dalam bentuk grafik hubungan antara konsentrasi zat dan waktu reaksi maka kurva yang terbentuk seperti pada gambar 4 berikut:

Gambar 4. Grafik perubahan konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi menuju keadaan

setimbang untuk reaksi: N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

Konsentrasi N2 dan H2 (pereaksi) turun, konsentrasi NH3 (hasil reaksi) naik. Pada keadaan setimbang konsentrasi masing-masing zat tetap.

Gambar 5. Grafik perubahan laju reaksi terhadap waktu pada reaksi bolak-balik: 

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

v1 = laju reaksi dari reaktan ke produk

v2 = laju reaksi dari produk ke reaktan

Kesetimbangan tercapai pada saat v1 = v2

Kesetimbangan kimia hanya dapat berlangsung dalam sistem tertutup. Sementara itu, pada umumnya proses alami berlangsung dalam sistem terbuka. Sebagaimana kita saksikan, berbagai proses alami, seperti perkaratan logam, pembusukan, dan pembakaran, merupakan reaksi yang berlangsung searah. Akan tetapi, jika sistemnya kita perbesar, misalnya mencakup atmosfir secara keseluruhan, kita dapat melihat berbagai kesetimbangan. Misalnya kesetimbangan yang mengatur komposisi atmosfir yang relatif konstan dari waktu ke waktu. Proses kesetimbangan juga terjadi dalam tubuh makhluk hidup. Darah manusia, sebagai contoh, mempunyai suatu sistem yang mengatur pH tetap sekitar 7,4. Hal ini penting, karena perubahan kecil saja pada pH darah akan menggangu fungsinya, misalnya dalam pengikatan oksigen.

Kesetimbangan Homogen dan Heterogen

Suatu kesetimbangan seringkali terdapat dalam fase yang berlainan. Sebagaimana kita ketahui bahwa fase atau wujud zat secara garis besar ada 3 macam, yaitu padat, cair, dan gas. Berdasarkan wujud zat tersebut, kesetimbangan dapat dibedakan menjadi 2, yaitu:

1. Kesetimbangan Homogen

Homogen mempunyai arti serba sama, sehingga yang dimaksud dengan kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan dimana komponennya (produk dan reaktan) dalam fasa yang sama. Perhatikan contoh persamaan reaksi berikut:

ü  2SO2(g)  +  O2(g)  ⇌  2SO3(g)

ü  H2O(l)  ⇌ H+(aq) + OH-(aq)   

ü  Fe3+(aq) + SCN-(aq)  ⇌ Fe(SCN)2+(aq)

2. Kesetimbangan Heterogen

Heterogen berarti beraneka ragam, sehingga kesetimbangan dikatakan heterogen jika dalam kesetimbangan terdapat lebih dari satu jenis fasa zat, baik produk maupun reaktan. Perhatikan contoh persamaan reaksi berikut:

ü  CO2(g)  + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq)

ü  CaCO3(s) ⇌ CaO(s) + CO2(g)           

Dalam kesetimbangan heterogen, zat yang dalam fasa padat tidak diikutsertakan dalam perhitungan tetapan kesetimbangan. Fasa padat dianggap memiliki molaritas yang tetap.




Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Teori Tumbukan

-
Gambar
Teori Tumbukan  – Dalam materi  Laju Reaksi kimia , kita juga diharapkan dapat memahami suatu teori tumbukan yang berkaitan dengan laju rekasi kimia. Teori tumbukan dalam kimia tentunya memiliki perbedaan yang mendasar dengan tumbukan yang dipahami dalam fisika. Teori tumbukan merupakan suatu teori yang diusulkan secara independen oleh Max Trautz pada tahun 1916 dan William Lewis di tahun 1918, yang secara kualitatif menjelaskan bagaimana reaksi kimia terjadi dan bagaimana laju reaksi berbeda bagi reaksi yang berbeda pula. Teori Tumbukan “Teori tumbukan menyatakan bahwa ketika partikel reaktan yang sesuai saling bertumbukan, hanya persentase atau jumlah tertentu dari tumbukan yang menyebabkan perubahan kimia yang nyata atau signifikan dimana perubahan yang berhasil ini disebut sebagai tumbukan yang sukses”. Tumbukan yang sukses memiliki energi yang cukup, juga dikenal sebagai energi aktivasi, pada saat tumbukan untuk memutus ikatan yang sudah ada sebelumnya dan membentuk sem...
Baca selengkapnya

Faktor - Faktor yang Mempengaruhi Laju Reaksi

-
Gambar
Pengalaman menunjukkan bahwa serpihan kayu terbakar lebih cepat daripada balok kayu. Hal ini berarti bahwa reaksi yang sama dapat berlangsung dengan kelajuan yang berbeda, bergantung pada keadaan zat pereaksi. Dalam materi ini akan dibahas faktor – faktor yang mempengaruhi laju reaksi. Dalam kehidupan sehari-hari sering kita jumpai tentang peristiwa yang menerapkan prinsip faktor-faktor yang mempengaruhi laju reaksi antara lain: Makanan yang disimpan dalam kulkas dapat bertahan lebih lama Bahan makanan yang dipotong-potong matang lebih cepat Mencuci dengan detergen yang lebih banyak membuat pakaian lebih bersih Pembakaran zat makanan dalam tubuh dapat berlangsung pada suhu tubuh yang relative rendah, sedangkan di laboratorium pembakaran serupa hanya dapat berlangsung pada suhu yang jauh lebih tinggi Pengetahuan tentang hal ini memungkinkan kita dapat mengendalikan laju reaksi, yaitu melambatkan reaksi yang merugikan dan menambah laju reaksi yang menguntungkan A...
Baca selengkapnya

REAKSI SENYAWA HIDROKARBON

-
Gambar
Reaksi senyawa hidrokarbon selalu terjadi disekitar kita. Secara umum, pada reaksi senyawa hidrokarbon akan terjadi pemutusan ikatan rantai karbon ata atom – ataom lain membentuk rantai karbon baru. Reaksi senyawa hidrokarbon ada empat yaitu reaksi oksidasi, reaksi substitusi, reaksi adisi dan reaksi eliminasi. 1.       Reaksi Oksidasi Senyawa hidrokarbon yang dibakar dengan oksigen menghasilkan C, CO, CO 2 dan H 2 O tergantung kesempurnaan pembakarannya. Bila senyawa hidrokarbon terbakar sempurna akan menghasilkan CO 2 dan H 2 O. Contoh : 2.       Reaksi Substitusi Alkana dapat bereaksi substitusi dengan halogen. Reaksi substitusi adalah reaksi penggantian suatu atom  pada alkana oleh atom dari senyawa  halogen. Substitusi bromine pada metana menghasilkan bromometana.  Contoh reaksi substitusi yang lain adalah: Substitusi flourin pada etana menghasilkan fluoroetana. 3.       Reaksi Adisi Reaksi ...
Baca selengkapnya