Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia

 Kesetimbangan kimia terjadi pada saat reaksi timbal balik di sebuah sistem tertutup. Tidak ada yang dapat ditambahkan atau diambil dari sistem itu selain energi. Pada kesetimbangan, jumlah dari segala sesuatu yang ada di dalam campuran tetap sama walaupun reaksi terus berjalan. Ini dimungkinkan karena kecepatan reaksi ke kanan dan ke kiri sama. 

Suatu reaksi kimia dapat berlangsung secara sempurna jika terjadi suatu kesetimbangan dari reaksi tersebut. Kesetimbangan dibagi menjadi dua macam, yaitu keseimbangan homogen dan keseimbangan heterogen. Homogen bila terdapat hanya satu fase, sedangkan heterogen bila terdapat lebih dari satu fase. Pada saat setimbang, kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi kekiri. Kesetimbangan merupakan kesetimbangan dinamis, bukan statis. Kesetimbangan dapat dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi, tekanan, volum dan temperatur. Dalam hal ini kondisi reaksi menentukan hasil reaksi kesetimbangan dalam industri (Keenan, 1989). 

Kecepatan reaksi kimia pada suhu konstan sebanding dengan hasil kali konsentrasi zat yang bereaksi. Reaksi kimia bergerak menuju kesetimbangan yang dinamis, di mana terdapat reaktan dan produk, tetapi keduanya tidak lagi mempunyai kecenderungan untuk berubah. Kadang-kadang konsentrasi produk jauh lebih besar daripada konsentrasi reaktan yang belum bereaksi di dalam campuran kesetimbangan, sehingga reaksi dikatakan reaksi yang “sempurna”. GN Lewis memperkenalkan  besaran termodinamika baru yaitu keaktifan yang bisa dipakai sebagai ganti konsentrasi. Sangat memudahkan jika keaktifan dianggap sebagai perkalian antara konsentrasi zat yang dimaksud dengan suatu koefisien keaktifan (Syukri, 1999). 

Hukum distribusi atau partisi dapat dirumuskan apabila suatu zat terlarut terdistribusi antara dua pelarut yang tidak dapat campur, maka pada suatu temperatur konstan antara kedua pelarut itu, dan angka banding distribusi ini tak bergantung pada spesi molekul lain apapun yang mungkin ada. Dalam kesetimbangan kimia, jika tekanan diperbesar sama dengan volume diperkecil, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien-koefisien gas yang lebih kecil, dan jika tekanan diperkecil sama dengan volume diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah koefisien-koefisien gas yang lebih besar  (Atkins, 1997). 

Dalam suatu kesetimbangan suatu larutan, maka apabila jumlah koefisien di sebelah kiri sama dengan jumlah koefisien di sebelah kanan, faktor tekanan dan volume tidak mempengaruhi pergeseran kesetimbangan dan jika suhu dinaikkan maka kesetimbangan bergeser ke arah yang endotermis dan jika diturunkan maka kesetimbangan bergeser ke arah reaksi yang eksotermis (dalil Van’t Hoff). Air dan karbon tetraklorida (CCl₄) memiliki perbedaan kepolaran dalam suatu kelarutan, dalam hal ini air merupakan pelarut polar sedangkan karbon tetraklorida merupakan pelarut non polar (Syukri, 1999).

Apabila kedua pelarut yang berbeda kepolaran dalam kelarutan  tersebut dicampurkan maka mereka tidak akan bisa bercampur. Diperlukannya suatu zat perantara untuk dapat membuat  kedua pelarut yang berbeda kepolaran tersebut dapat bercampur. Dalam hal ini zat antara merupakan suatu zat yang dapat bercampur dalam keadaan polar apabila dilarutkan dalam suatu pelarut polar dan juga dapat bercampur apabila dilarutkan dalam pelarut non polar (Keenan, 1989).

Reaksi timbal balik
Reaksi timbal balik adalah reaksi yang, tergantung keadaan, dapat mengalir ke dua arah.

Apabila Anda meniupkan uap panas ke sebuah besi yang panas, uap panas ini akan bereaksi dengan besi dan membentuk sebuah besi oksida magnetik berwarna hitam yang disebut ferri ferro oksida atau magnetit, Fe₃O₄.



Hidrogen yang terbentuk oleh reaksi ini tersapu oleh aliran uap.

Dalam keadaan lain, hasil-hasil reaksi ini akan saling bereaksi. Hidrogen yang melewati ferri ferro oksida panas akan mengubahnya menjadi besi, dan uap panas juga akan terbentuk.



Uap panas yang kali ini terbentuk tersapu oleh aliran hidrogen.

Reaksi ini dapat berbalik, tapi dalam keadaan biasa, reaksi ini menjadi reaksi satu arah. Produk dari reaksi satu arah ini berada dalam keadaan terpisah dan tidak dapat bereaksi satu sama lain sehingga reaksi sebaliknya tidak dapat terjadi.

Reaksi timbal balik yang terjadi pada sistem tertutup
Sistem tertutup adalah situasi di mana tidak ada zat yang ditambahkan atau diambil dari sistem tersebut. Tetapi energi dapat ditransfer ke luar maupun ke dalam.

Pada contoh yang baru kita bahas tadi, Anda harus membayangkan sebuah besi yang dipanaskan oleh uap dalam sebuah kotak tertutup. Panas ditambahkan ke dalam sistem ini, namun tidak satu zat pun yang terlibat dalam reaksi ini dapat keluar dari kotak. Keadaan demikian disebut sistem tertutup.

Pada saat ferri ferro oksida dan hidrogen mulai terbentuk, kedua zat ini akan saling bereaksi kembali untuk membentuk besi dan uap panas yang ada pada mulanya.

situasi yang disebut kesetimbangan dinamis. Kata "dinamis" menunjukkan bahwa reaksi itu masih terus berlangsung.

Pergeseran Kesetimbangan

Kesetimbangan dalam reaksi kimia dipengaruhi oleh salah satu atau lebih faktor berikut:

·          Perubahan  konsentrasi pereaksi (PK) pada sistem kesetimbangan

·          Perubahan volume (PV) pada sistem kesetimbangan

·          Perubahan tekanan (PT) pada sistem kesetimbangan

·          Perubahan suhu (PS) pada  sistem kesetimbangan

Bahasan yang paling mengemuka di pokok bahasan ini adalah pergeseran kesetimbangan. Maksudnya bahwa reaksi yang semula kecepatannya setimbang maka setelah dilakukan perubahan terhadap faktor tadi kecepatan reaksinya lebih besar ke salah satu arah hingga dicapai kesetimbangan baru.

Jika konsentrasi pereaksi ditambah maka pada kesetimbangan reaksi kimia kecepatan pembentukan hasil reaksi lebih besar. Ini sering dinyatakan kesetimbangan reaksi bergeser ke arah hasil reaksi. Jika konsentrasi pereaksi dikurangi maka pada kesetimbangan reaksi kimia kecepatan pembentukan hasil reaksi lebih kecil, ini sering dinyatakan kesetimbangan reaksi bergeser ke arah pereaksi.

Jika pada sistem kesetimbangan volume diperbesar (tekanan diperkecil) maka kecepatan reaksi ke arah zat yang jumlah koefisien lebiih besar. Jika pada sistem kesetimbngan volume diperkecil (tekanan diperbesar maka kecepatan reaksi ke arah zat yang jumlah koefisien lebih kecil. Koefisien disini adalah koefisien total pereaksi atau koefisien hasil reaksi yang telah disetarakan.

Jika pada sistem kesetimbangan suhu-nya ditingkatkan maka kecepatan reaksi ke arah reaksi yang membutuhkan kalor (reaksi endoterm) menjadi lebih besar.
Jika pada sistem kesetimbangan suhu-nya diturunkan maka kecepatan rekasi ke arah reaksi yg menghasilkan kalor (rekasi eksoterm) menjadi lebih besar.

DAFTAR PUSTAKA

Atkins, P.W.  1990.  Kimia Fisika Jilid 2  Edisi Keempat.  Penerbit Erlangga.     Jakarta.

Keenan. 1999. Kimia Untuk Universitas. Erlangga. Jakarta.

Sukardjo. 1990.  Kimia Anorganik.  Penerbit Rineka Cipta.  Jakarta.

Tony, Bird. 1987. Kimia Fisika Untuk Universitas. PT. Gramedia Pustaka Utama.  Jakarta.