Kesetim bangan Kim ia
107
Apakah yang dapat Anda simpulkan dari data pada Tabel 5.1? Konsentrasi
awal masing-masing zat untuk kelima percobaan tidak sama, tetapi setelah kesetimbangan tercapai kelima percobaan memiliki nilai Q yang relatif sama.
Besaran Q memiliki makna penting sebab memberikan nilai yang tidak bergantung pada konsentrasi awal pereaksi. Pada saat harga Q tetap,
dinamakan tetapan kesetimbangan dilambangkan dengan K
c
. K
c
= Q
Kstb
Tetapan kesetimbangan untuk contoh reaksi N
2
g + O
2
g U 2NOg
dapat ditulis: K
c
2 2
2
[ NO ] =
[ N ] [ O ] Berdasarkan uraian tersebut maka dapat dikatakan sebagai berikut.
1. Jika nilai Q lebih besar daripada nilai K
c
, reaksi sedang berlangsung ke arah kiri persamaan reaksi.
2. Jika nilai Q lebih kecil daripada nilai K
c
, reaksi sedang menuju ke arah kanan.
3. Jika nilai Q sama dengan nilai K
c
, reaksi dikatakan telah mencapai keadaan setimbang.
Secara umum, tetapan kesetimbangan untuk reaksi hipotetik: aA + bB
U cC + dD, dapat dinyatakan dengan: K
c
c d
a b
[ C ] [ D ] =
[ A ] [ B ]
Hubungan antara K dan Q dari ke-3 poin di atas dapat dianalogikan
seperti Gambar 5.5.
Nilai K
c
selalu tetap walaupun konsentrasi awal zat-zat dalam sistem kesetimbangan diubah-ubah. Nilai K
c
akan berubah jika suhu sistem reaksi berubah. Oleh karena itu, nilai K
c
hanya dipengaruhi oleh suhu sistem reaksi.
3 4
5 0,164
0,064 0,103
0,098 0,065
0,179 55,46
55,16 55,31
0,945 0,482
0,013
Gambar 5.5
Hubungan perbandingan K dan Q dengan arah reaksi.
Kesetimbangan
Reaksi ke arah hasil reaksi
Reaksi ke arah pereaksi
Sumber: Chemistry McMurry, 2001
Kata Kunci
• Reaksi kesetimbangan
• Tetapan kesetimbangan
K Q
K Q K
Q
Menentukan Tetapan Kesetimbangan
Tuliskan tetapan kesetimbangan reaksi berikut dalam bentuk konsentrasi molar: PCl
3
g + Cl
2
g
U
PCl
5
g Jika Q K
c
, ke arah mana reaksi sedang berjalan?
Jawab: Dalam tetapan kesetimbangan:
1. Pereaksi dituliskan sebagai penyebut.
2. Hasil reaksi dituliskan sebagai pembilang.
3. Setiap zat dipangkatkan koefisien reaksinya.
Persamaan tetapan kesetimbangan untuk reaksi: K
c
5 3
2
[PCl =
[PCl ][Cl ]
] Jika Q K
c
, artinya [PCl
5
] lebih banyak dari [PCl
3
][Cl
2
]. Oleh karena itu, reaksi sedang berlangsung ke arah penguraian PCl
5
ke arah kiri.
Contoh
5.1
108
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
3. Kesetimbangan Sistem Homogen dan Heterogen
Apakah yang dimaksud dengan reaksi kesetimbangan homogen dan heterogen? Istilah ini merujuk kepada fasa zat-zat yang terlibat dalam
sistem reaksi kesetimbangan. Suatu reaksi kesetimbangan dikatakan homogen jika pereaksi dan
hasil reaksi memiliki fasa yang sama, sedangkan reaksi dikatakan heterogen jika salah satu zat atau lebih berbeda fasa.
Contoh reaksi kesetimbangan homogen, yaitu: a.
N
2
g+ 2O
2
g U 2NO
2
g b.
H
2
CO
3
aq U HCO
3 –
aq+ H
3
O
+
aq Contoh reaksi kesetimbangan heterogen, yaitu:
a. AgCls
U Ag
+
aq+ Cl–aq b.
H
2
O
2
aq U H
2
O
A
+
1 2
O
2
g c .
CaCO
3
s U CaOs+ CO
2
g Apakah tetapan kesetimbangan sistem heterogen sama dengan uraian
sebelumnya? Berdasarkan penelitian, menunjukkan bahwa tetapan kesetimbangan reaksi heterogen memiliki karakter tertentu. Tinjau reaksi
kesetimbangan heterogen pada penguraian termal CaCO
3
berikut. CaCO
3
s U CaOs+ CO
2
g Bagaimanakah bentuk persamaan tetapan kesetimbangan untuk
sistem reaksi heterogen ini? Andaikan tetapan kesetimbangan untuk penguraian termal CaCO
3
dituliskan sama seperti untuk reaksi homogen: K
c
=
2 3
[CaO CO [CaCO ]
][ ]
Konsentrasi zat dalam sistem kesetimbangan adalah mol per liter. Untuk zat murni, baik padatan maupun zat cair, konsentrasi molar zat
tidak berubah walaupun jumlahnya berkurang akibat bereaksi. Mengapa tidak berubah? Untuk zat murni, misalnya air, jika massa air dikurangi
maka volume air juga berkurang perhatikan Gambar 5.7. Akibatnya, konsentrasi molar air tidak berubah. Dengan kata lain, massa jenis zat
murni selalu tetap. Berbeda dengan zat murni, untuk larutan, jika jumlah zat terlarut atau volume pelarut berkurang maka konsentrasi molarnya
berubah. Sedangkan zat berupa gas kemolarannya bergantung pada volume wadahnya sepeti ditunjukkan pada Gambar 5.6
Oleh karena massa jenis zat murni tetap, selama reaksi berlangsung massa CaCO
3
dan CaO per satuan volume zat padatnya selalu tetap. Hal ini menyebabkan konsentrasi kedua zat murni ini tidak memengaruhi
nilai tetapan kesetimbangan. Oleh karena itu, konsentrasi CaCO
3
dan CaO dapat dipindahkan ke ruas kiri persamaan dan digabungkan dengan
tetapan kesetimbangan K
c
. Persamaan kesetimbangannya menjadi: K
c
=
3 2
[ C aC O [ C O ]
[ C aO ]
=
]
K
c
= [CO
2
] Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa untuk reaksi kesetimbangan
yang heterogen, persamaan tetapan kesetimbangan tidak melibatkan konsentrasi zat murninya.
Gambar 5.6
Kemolaran gas bergantung pada volume wadahnya
kemolaran gas = mol gas per volume wadahnya
Gambar 5.7
Volume untuk menentukan kemolaran zat murni adalah volume
zatnya sendiri, bukan volume wadah kemolaran zat murni = mol zat
volume zat
Kata Kunci
• Kesetimbangan heterogen
• Kesetimbangan homogen
Kesetim bangan Kim ia
109
B. Faktor-Faktor yang Memengaruhi
Kesetimbangan
Jika ke dalam sist em reaksi yang berada dalam keadaan kesetimbangan diberi gangguan, misalnya konsentrasi atau suhunya
diubah, apa yang terjadi? Sudah menjadi fenomena alam, setiap ada aksi tentu ada reaksi dan reaksinya beragam.
Menurut Le Chatelier, jika sistem yang berada dalam keadaan
kesetimbangan diganggu, sistem akan berusaha mengurangi gangguan dengan cara menggeser posisi kesetimbangan, baik ke arah pereaksi
maupun hasil reaksi sehingga gangguan tersebut minimum dan tercapai keadaan kesetimbangan yang baru.
1. Gangguan Konsentrasi
Jika pada sistem kesetimbangan dilakukan penambahan atau pengurangan salah satu pereaksi atau hasil reaksi, sistem akan meng-
adakan reaksi untuk mengurangi gangguan tersebut. Untuk lebih me- mahami pengaruh konsentrasi, lakukan penyelidikan berikut.
Kerjakanlah di dalam buku latihan. 1.
Tuliskan perbedaan nyata antara sistem reaksi satu arah, dua arah, dan reaksi kesetimbangan?
2. Mengapa reaksi kesetimbangan kimia dikatakan
dinamis? 3.
Tuliskan tetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut: a H
2
g + I
2
g
U
2HIg b CH
4
g + H
2
Og
U
COg + 3H
2
g c N
2
g + 3H
2
g
U
2 NH
3
g d 2NOg + O
2
g
U
2NO
2
g 4.
Tetapan kesetimbangan untuk reaksi: 2A
U
B adalah K
c
= 20. Jika nilai Q = 15, ke arah manakah reaksi sedang berlangsung?
Tes Kompetensi Subbab
A
5. Silika gel digunakan untuk mengikat air dari udara,
dan membentuk kesetimbangan menurut persamaan berikut:
SiO
2
s + nH
2
Og
U
SiO
2
.nH
2
Os Tuliskan tetapan kesetimbangannya.
6. Penguapan CCl
4
membentuk keadaan setimbang menurut persamaan: CCl
4
A
U
CCl
4
g Tuliskan tetapan kesetimbangannya.
7. Tuliskan tetapan kesetimbangan untuk reaksi
penguraian H
2
O
2
.
Aktivitas Kimia 5.1
Pengaruh Perubahan Konsentrasi terhadap Sistem Kesetimbangan Tujuan
Mengetahui pengaruh perubahan konsentrasi terhadap sistem kesetimbangan SCN
–
aq
+ Fe
3+
aq
U
FeSCN
2+
aq
.
Alat 1. Gelas kimia
2. Tabung reaksi 3. Pipet tetes
4. Gelas ukur
Bahan 1. Larutan NaH
2
PO
4
0,01 M 2. Larutan Fe NO
3
0,01 M 3. Larutan KSCN 0,01 M
Langkah Kerja 1. Campurkan 25 mL KSCN 0,01 M dan 2 tetes Fe NO
3 3
0,01 M ke dalam gelas kimia. 2. Tuangkan larutan tersebut ke dalam 4 buah tabung reaksi.
3. Tabung 1 disimpan sebagai pembanding.
