KELAS XI SMA
KESETIMBANGAN
KIMIA
Made Ayu Pradnya Dewi
2113031009
KESETIMBANGAN
KIMIA
Apakah kamu sudah pernah melihat petir? Biasanya petir muncul pada musim
hujan karena pada musim hujan udara mengandung kadar air yang lebih tinggi
sehingga daya isolasinya turun dan arus lebih mudah mengalir. Petir terjadi
melalui proses kesetimbangan . Awalnya terlihat kilatan cahaya sesaat yang
menyilaukan dari langit. Kemudian disusul dengan suara menggelegar. Petir
terjadi akibat perpindahan elektron antar awan dan bumi. Energi yang
dilepaskan berupa cahaya, panas dan bunyi. Energi panas yang dilepaskan
saat terjadi petir berpengaruh pada konsentrasi gas NO di atmosfer. Mengapa
hal itu bisa terjadi? Reaksi pembentukan gas NO sebagai berikut.
Reaksi diatas termasuk kesetimbbangan endoterm. Pada suhu dan tekanan
normal reaksi kesetimbangan bergeser ke kiri dan hampir tidak ada gas NO
yang terbentuk. Energi panas yang besar dilepaskan oleh petir dan
mengakibatkan reaksi kesetimbangan bergeser jauh ke kanan. gas NO yang
terbentuk larut dalam air hujan yang diserap oleh tanah. Tananman menyerap
NO yang larut dalam air hujan sebagai senyawa penting untuk pertumbuhan.
Selain contoh diatas, masih banyak lagi fenomena alam yang melibatkan reaski
kesetimbangan kimia. Dapatkah anda menyebutkan salah satu contoh lainnya?
KESETIMBANGAN
DINAMIS
Apakah kamu sudah mengetahui apa itu kesetimbangan dinamis?
Kesetimbangan dinamis adalah keadaan di mana reaksi berlangsung terus-menerus dan
kecepatan membentuk zat produk sama dengan kecepatan menguraikan zat pereaksi.
Agar kamu lebih memahami pengertian kesetimbangan dinamis di atas, sebagai gambaran pada
proses berubahnya air berbentuk cair menjadi uap dan sesudahnya dapat menjadi air lagi
merupakan proses dapat balik. Jika kecepatan berubahnya air menjadi uap air sama dengan
proses berubahnya uap air menjadi air, maka peristiwa tersebut merupakan proses
kesetimbangan. Kesetimbangan yang terjadi karena adanya perubahan dua arah atau reaksi
bolak balik inilah yang dinamakan kesetimbangan dinamis.
Berikut ini beberapa ciri-ciri dalam kesetimbangan dinamis:
Reaksi berlangsung terus-menerus dengan arah yang berlawanan.
Terjadi pada ruang tertutup, suhu, dan tekanan tetap.
Kecepatan reaksi ke arah produk (hasil reaksi) sama dengan kecepatan reaksi ke arah
reaktan (zat-zat pereaksi).
Tidak terjadi perubahan makroskopis, yaitu perubahan yang dapat dilihat, tetapi terjadi
perubahan mikroskopis, yaitu perubahan tingkat partikel (tidak dapat dilihat).
Setiap komponen tetap ada.
⇄Simbol kesetimbangan dalam reaksi kimia adalah .
Dalam sistem terbuka (di alam sekitar kita) terjadi kesetimbangan kimia (reaksi bolak-balik/dua
arah/reversibel), seperti proses siklus oksigen, siklus air, dan siklus nitrogen. Dengan adanya
kesetimbangan kimia (reaksi reversibel/dua arah), maka memiliki dampak yaitu makhluk hidup
tidak kehabisan oksigen untuk bernapas dan tidak kehabisan air untuk keperluan sehari-hari. Dan
tentunya hal ini telah diatur sedemikian rupa oleh yang Maha Kuasa.
REAKSI
KESETIMBANGAN
Reaksi kesetimbangan adalah reaksi di mana komponen zat- zat pereaksi dan hasil reaksi tetap
ada dalam sistem, dalam keadaan setimbang laju reaksi ke kanan sama dengan laju reaksi ke
kiri. Suatu reaksi bolak-balik telah mencapai kesetimbangan pada saat tercapai kesetimbangan
jumlah zat-zatnya, baik reaktan maupun produk tidak lagi berubah. Jumlah zat sebanding
dengan mol dan konsentrasi sehingga saat setimbang mol dan konsentrasi zat-zatnya tetap.
Syarat – syarat agar dapat menjadi reaksi setimbang adalah sebagai berikut:
1. Laju reaksi berlangsung dua arah (bolak – balik).
2. Sistem tertutup.
3. Bersifat dinamis.
Ciri-ciri keadaan suatu reaksi bolak-balik dikatakan setimbang adalah sebagai berikut:
1. Terjadi dalam wadah tertutup, pada suhu dan tekanan tetap.
2. Reaksinya berlangsung terus-menerus (dinamis) dalam dua arah yang berlawanan.
3. Laju reaksi ke reaktan sama dengan laju reaksi ke produk.
4. Konsentrasi produk dan reaktan tetap.
5. Terjadi secara mikroskopis pada tingkat partikel zat.
Berdasarkan reaksi dalam keadaan setimbang, dibedakan menjadi dua yaitu Ireversible dan
Reversible:
Reaksi Ireversible. Reaksi pembakaran umumnya adalah ireversibel. Pembakaran terjadi
ketika bahan bakar terbakar. Dalam jenis reaksi, bahan bakar dapat bergabung dengan
oksigen (udara) dan menghasilkan karbon dioksida dan uap air. Dalam reaksi pembakaran
sempurna, reaktan adalah bahan bakar dan oksigen dan produk adalah karbon dioksida dan
air. Kedua produk ini tidak dapat bereaksi untuk mereformasi bahan bakar dan oksigen,
sehingga reaksi ireversibel. Satu arah panah dalam persamaan menunjukkan bahwa reaksi
dapat berjalan hanya satu arah.
Reaksi Reversible. Dalam persamaan kimia, reaksi reversibel diwakili dengan dua panah, satu
menunjuk untuk setiap arah. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi dapat berjalan dua arah.
PERGESERAN
KESETIMBANGAN
"Jika dalam suatu kesetimbangan
dilakukan tindakan gangguan (aksi)
maka sistem kesetimbangan tersebut
akan berusaha mengadakan reaksi
dengan mengalami pergeseran untuk
pertahanan."
Apakah yang akan terjadi bila simpanan air di bumi habis? Penggundulan hutan karena pohon-
pohon ditebang untuk diambil kayunya atau membuka lahan untuk ladang. Tidak ada simpanan
air tanah. Siklus air menjadi terganggu, sehingga sistem kesetimbangan air di alam juga akan
terganggu. Kalau ada pengaruh dari luar, sistem kesetimbangan akan mengadakan aksi untuk
mengurangi pengaruh atau gangguan tersebut. Asas Le Chatelier menyatakan: “Bila pada sistem
kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa, sehingga
pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya”. Perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke
keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal
dengan pergeseran kesetimbangan (Martin S. Silberberg, 2000). Faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi pergeseran ke- setimbangan adalah:
1. Perubahan konsentrasi salah satu zat
Apabila dalam sistem kesetimbangan homogen, konsentrasi salah satu zat diperbesar, maka
kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan dari zat tersebut. Sebaliknya, jika
konsentrasi salah satu zat diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke pihak zat tersebut.
Bila zat diencerkan dengan menambah air pada sistem, maka kesetimbangan bergeser pada
jumlah molekul terbanyak.
2. Perubahan volume atau tekanan
Jika dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan volume
(bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan reaksi berupa
pergeseran kesetimbangan sebagai berikut.
Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil), maka kesetimbangan akan bergeser ke arah
jumlah koefisien reaksi kecil.
Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke arah
jumlah koefisien reaksi besar.
3. Perubahan suhu
Menurut Van’t Hoff:
Bila pada sistem kesetimbangan suhu dinaikkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser
ke arah yang membutuhkan kalor (ke arah reaksi endoterm).
Bila pada sistem kesetimbangan suhu diturunkan, maka kesetimbangan reaksi akan bergeser
ke arah yang membebaskan kalor (ke arah reaksi eksoterm).
Reaksi ke kanan eksoterm berarti reaksi ke kiri endoterm.
Jika pada reaksi kesetimbangan tersebut suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan
bergeser ke kiri (ke arah endoterm atau yang membutuhkan kalor).
Jika pada reaksi kesetimbangan tersebut suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan
bergeser ke kanan (ke arah eksoterm).
4. Penambahan Katalis
Fungsi katalisator dalam reaksi kesetimbangan adalah mempercepat tercapainya
kesetimbangan dan tidak merubah letak kesetimbangan (harga tetapan kesetimbangan Kc
tetap). Hal ini disebabkan katalisator mempercepat reaksi ke kanan dan ke kiri sama besar.
TETAPAN
KESETIMBANGAN
Pernyataan tersebut juga dikenal sebagai hukum kesetimbangan. Untuk reaksi kesetimbangan:
maka :
Kc adalah konstanta atau ketetapan kesetimbangan konsentrasi yang harganya tetap selama
suhu tetap. [A], [B], [C] dan [D] adalah konsentrasi zat A,B,C dan D (satuan molaritas atau
mol/liter).
Zat-zat yang terdapat dalam kesetimbangan berbentuk padat (s), larutan (aq), gas (g), dan cair
(l). Tetapi yang dimasukkan dalam tetapan kesetimbangan konsentrasi hanya zat-zat yang
berbentuk gas (g) dan larutan (aq) saja. Hal ini disebabkan konsentrasi zat padat adalah tetap
dan nilainya telah terhitung dalam harga Kc itu.
Kp adalah ketetapan kesetimbangan berdasarkan tekanan gas atau hasil kali tekanan parsial
gas-gas hasil reaksi dibagi dengan hasil kali tekanan parsial gas-gas pereaksi, masing-masing
tekanan parsial gas dipangkatkan koefisiennya sesuai berikut.
HUBUNGAN
Kc DAN Kp
Antara tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi dan tekanan gas memiliki suatu
hubungan. Hubungan antara Kc dan Kp dapat ditentukan dalam sebuah persamaan. Melalui
persamaan umum gas ideal pV = nRT dapat diperoleh hubungan antara Kc dan Kp.
Hubungan Kc dan Kp dinyatakan melalui persamaan di bawah.
Dari persamaan hubungan antara Kc dan Kp dapat disimpulkan bahwa nilai Kc sama dengan
Kp saat (RT)Δn = 1. Kondisi ini terjadi saat nilai Δn sama dengan 0 atau koefisien gas reaktan
sama dengan koefisien gas produk.
CONTOH SOAL : 2NH3 adalah 1/3 dan
⇄1.Diketahui harga konstanta kesetimbangan reaksi N2 + 3H2
sebanyak 1,5 mol gas hidrogen dalam volume 1 liter. Banyaknya mol gas nitrogen yang
harus dicampurkan agar diperoleh 0,6 gas amoniak dalam kesetimbangan adalah ….
2.Sebanyak 2 mol gas N2 direaksikan dengan 3 mol gas H2 pada suatu ruangan dengan
⇄tekanan 5 atm dan suhu 300 oK. Reaksi kesetimbangan N2 + 3H2 2NH3 menghasilkan 1
mol H2 pada keadaan setimbang. Nilai Kp dari reaksi tersebut adalah...