Reaksi
kimia adalah perubahan spontan pereaksi menjadi hasil reaksi menuju
kesetimbangan. Suatu kesetimbangan kimia mempunyai konstanta kesetimbangan ynag
nilainya bergantung pada suhu dan jenis kesetimbangan.
Kesetimbangan kimia
adalah kesetimbangan dinamis, karena dalam sistem terjadi perubahan zat
pereaksi menjadi hasil reaksi, dan sebaliknya. Sebagai contoh:
AB + CD ==> AC
+ BD
Dalam kesetimbangan ini terjadi reaksi
AB dan CD menjadi AC dan BD, dan pada saat yang sama, AC dan BD bereaksi
menjadi AB dan CD. Akibatnya, keempat zat dalam sistem tu jumlahnya mendekati
konstan.
Perubahan kimia reversibel membentuk
peroduk-produk yang dapat bertindak untuk menghasilkan (kembali) pereaksi
aslinya. Suatu keadaan kesetimbangan kimia terjadi dalam suatu sistem
reversibel bila reaksi maju dan balik berlangsung pada laju yang sama. Jika
kecenderungan salah satu reaksi yang berlawanan untuk terjadi sangat dominan
pada suatu temperatur, maka reaksi keseluruhan dikatakan sempurna dalam arah itu.
·
Reaksi timbal balik
Reaksi
timbal balik adalah reaksi yang, tergantung keadaan, dapat mengalir ke dua
arah.
Apabila
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.
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.
· Konstanta Kesetimbangan
Konstanta
kesetimbangan konsentrasi adalah hasil perkalian konsentrasi zat hasil reaksi
dibagi dengan perkalian konsentrasi zat pereaksi, dan masing-msing dipangkatkan
dengan koefisien reaksinya.
Dalam
reaksi dapat balik, pada mulaya hanya ada pereaksi sedangkan zat hasil reaksi
adalah nol. Selama reaksi berlangsung, jumlah pereaksi berkurang dan hasil
reaksi terbentuk dan bertambah. Akhirnya dicapai kesetimbangan sehingga jumlah
pereaksi dan hasil reaksi menjadi konstan.
Koefisien
reaksi setiap komponen merupakan pangkat dari konsentrasi komponen tersebut.
Degan demikian secara umum dapat dirumuskan
bahwa konstanta kesetimbangan
aAB + bCD ==>
cAC + dBD
adalah
Kc disebut konstanta
kesetimbangan konsentrasi, karena banyanknya zat dinyatakan dalam konsentrasi.
Jadi, dalam kesetimbagan kimia terdapat hubungan antara konstanta kesetimbangan
dengan persamaan reaksi, yang disebut
hukum kesetimbangan.
· Kesetimbangan Heterogen
Kesetimbangan
kimia ada yang homogen dan heterogen. Kesetimbangan homogen adalah
kesetimbangan yang semua zatnya terlibat
berwujud gas. Sedangkan kesetimbangan heterogen yaitu kesetimbangan yang wujud
zatnya berbeda. Contoh:
CaCO3 ==> CaO + CO2
2NaHCO3 ==> Na2CO3
+ CO2 + H2O
· Kesetimbangan Disosiasi
Penguraian
senyawa menjadi lebih sederhana disebut reaksi disosiasi. Jika reaksi disosiasi
dapat balik, terbentuklah kesetimbangan disosiasi. Reaksi disosiasi mengansung
satu jenis pereaksi, sedangkan hasil
reaksinya dapat satu, dua, atau tiga senyawa atau unsur.
Kesetmbangan
disosiasi dapta terjadi bila pada mulanya sistem mengandung pereaksi, dan
kemudia terurai menjadi hasil reaksi. Dalam sistem masih terdapat pereaksi
karena hanya sebagian saja yang terdisosiasi (terurai). Bagian yang
terdisosiasi ii disebut derajt disosiasi (α).
α =
Nilai α
berada antara 0 dan 1. Nilai α = 0, bila pereaksi tidak terurai sama sekali,
dan α = 1 bila terurai sempurna.
· Termodinamika Kesetimbangan Kimia
Suatu
reaksi kimia menjalani tiga keadaan, yaitu spontan (irreversible), dan tidak
spontan.
Konstanta
kesetimbangan dapat diketahui dari hasil pengukuran atau perhitungan. Dengan
mengukur tekanan parsial atau konsentrasi komponen kesetimbangan, baik pereaksi
maupun hasil reaksi.
Pada
kesetimbangan kimia mol masing-masing zat boleh berbeda, tetapi memenuhi nilai
konstanta kesetimbangan. Oleh sebab itu, tiap zat dalam keadaan setimbang
mempunyai energi bebas tertentu. Energi bebas keadaan standar dan setimbang.
· Pergeseran Kesetimbangan
Kesetimbangan
kimia bersifat mantap, karena konsentrasi semua zat dapat dikatakan konstan.
Kemantapan itu ditandai oleh konstanta kesetimbangan. Namun demikian, suatu
kesetimangan dapat berubah bila mendapt gangguan dati luar. Perubahan itu
menuju ke arah tercapainya kesetimbangan baru yang disebut pergeseran
kesetimbangan. Hal itu sesuai dengan asas
le Chateleir yang menyatakan:
“Apabila satu sistem kesetimbangan
dinamis mendapat gangguan dari luar, sistem akan bergeser sedemikian rupa
sehinga pngaruh gangguan itu sekecil mungkin, dan jika mungkin setimbang kembali”.
Pada dasarnya pergeseran
kedudukan kesetimbangan dpt terjadi karena:
1.
Pengubahan konsentrasi atau tekanan parsial satu atau
lebih zat dalam campuran reaksi, dalam hal ini tetapan kesetimbangan kimia tidak berubah.
2.
Pengubahan temperatur, dalam hal ini tetapan
kesetimbangan berubah
Faktor-faktor yang dapat menggeser letak kesetimbangan
diantaranya adalah:
1.
Perubahan konsentrasi salah satu zat
2.
Perubahan volume atau tekanan
3.
Perubahan suhu
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.
Contoh : 2SO2(g) + O2(g) ↔
2SO3(g)
·
Bila pada sistem kesetimbangan ini ditambahkan gas SO2,
maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
·
Bila pada sistem kesetimbangan ini dikurangi gas O2,
maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
Perubahan Volume atau Tekanan
Ke
dalam suatu sistem kesetimbangan dilakukan aksi yang menyebabkan perubahan
volume (bersamaan dengan perubahan tekanan), maka dalam sistem akan mengadakan
berupa pergeseran kesetimbangan.
·
Jika tekanan diperbesar = volume diperkecil,
kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien Reaksi Kecil.
·
Jika tekanan diperkecil = volume diperbesar,
kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah Koefisien reaksi besar.
·
Pada sistem kesetimbangan dimana jumlah koefisien
reaksi sebelah kiri = jumlah koefisien sebelah kanan, maka perubahan
tekanan/volume tidak menggeser letak kesetimbangan.
Contoh : N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
Bila pada
sistem kesetimbangan tekanan diperbesar (=volume diperkecil), maka
kesetimbangan akan bergeser ke kanan.
·
Bila pada sistem kesetimbangan tekanan diperkecil
(=volume diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri.
Perubahan Suhu
Menurut Van’t Hoff:
·
Bila pada sistem kesetimbangan subu 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).
Contoh:
2NO(g) + O2(g)
2NO2(g) ; ¨H = -216 kJ
·
Jika suhu dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser
ke kiri.
·
Jika suhu diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser
ke kanan.
Pengaruh Katalisator Terhadap
Kesetimbangan
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar