Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007
163
Komposisi zat yang ada dalam kesetimbangan dicerminkan oleh harga tetapan kesetimbangan,
perhatikan Gambar 9.7.
Reaksi umum dari kesetimbangan; a A + b B
⇄
c C + d D dan berlaku energi bebas Gibbs
∆G = 0, dimana
K RT
G K
RT G
G ln
ln −
= ∆
+ ∆
= ∆
Dari persamaan di atas tampak bahwa harga K adalah besaran yang tetap dan merupakan besaran yang
tergantung pada komposisi zat pada saat kesetimbangan. Harga K tidak tergantung pada keadaan mula
‐mula zat. Jika reaksi berlangsung dalam fasa gas, harga K adalah,
tekanan parsial dari masing ‐masing zat.
b a
d c
p
B p
A p
D p
C p
K .
. =
Kp = Tetapan kesetimbangan dalam fasa gas pC = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c
pD = tekanan gas D dengan koofisien reaksi d pA = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a
pB = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b.
Selanjutnya, Guldenberg dan Waage, mengembangkan kesetimbangan dalam fasa larutan, dan mereka
menemukan bahwa dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zat
‐zat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisa
dimana masing ‐masing konsentrasi itu dipangkatkan
dengan koefisien reaksinya adalah tetap. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Guldberg dan Wange, dan
disederhanakan ke dalam persamaan
b a
d c
c
B A
D C
K ]
[ ]
[ ]
.[ ]
[ =
K
c
= Tetapan kesetimbangan dalam fasa gas [C] = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c
[D]= tekanan gas D dengan koofisien reaksi d [A] = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a
[B] = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b
Persamaan tetapan kesetimbangan di atas, dapat memberikan informasi bahwa harga K kecil menunjukan
bahwa zat ‐zat hasil reaksi zat C dan D lebih sedikit
dibandingkan dengan zat ‐zat yang bereaksi zat A dan B.
Gambar 9.7 Kesetimbangan gas dari pembentukan senyawa NH
3
dari gas N
2
dan H
2
dalam system tertutup
Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007
164
Jika kita mengukur harga K dan besarnya belum mencapai harga K pada saat kesetimbangan, berarti reaksi yang
dilakukan belum mencapai kesetimbangan.
9.3. Pergeseran Kesetimbangan
Dari sebuah eksperimen kesetimbangan air dan uap air dalam bejana tertutup Gambar 9.8, diketahui bahwa
penambahan beban menyebabkan adanya tambahan tekanan yang berdampak pada penurunan volume bejana.
Adanya reaksi diikuti oleh sistem kesetimbangan untuk mengembalikan tekanan ke keadaan semula, yakni dengan
menambah jumlah molekul yang beryubah ke fasa uap. Setelah tercapai kesetimbangan yang baru, jumlah air lebih
sedikit dan uap air terdapat lebih banyak. Hal ini mengindikasikan telah terjadi pergeseran kesetimbangan.
Le Cathelier mencoba mencermati proses pergeseran kesetimbangan, dan dia menyatakan; jika suatu sistem
berada dalam keadaan setimbang, dan ke dalamnya diberikan sebuah aksi, maka sistem tersebut akan
memberikan reaksi. Dalam kesetimbangan reaksi tersebut dilakukan oleh sistem dengan menggeser kesetimbangan.
Faktor ‐faktor yang dapat mempengaruhi keadaan
kesetimbangan kimia adalah perubahan konsentrasi, volume, tekanan dan suhu.
9.3.1. Pengaruh konsentrasi
Dalam keadaan kesetimbangan, jika konsentrasi salah satu zat ditingkatkan maka kesetimbangan akan bergeser kearah
yang berlawanan dari zat tersebut Untuk lebih jelasnya, kita perhatikan contoh reaksi dibawah ini:
N
2
+ 3 H
2
⇄ 2 NH
3
Jika dalam keadaan kesetimbangan konsentrasi gas NH
3
kita tambah. Hal ini menyebabkan reaksi peruraian NH
3
meningkat atau NH
3
berubah menjadi gas N
2
dan H
2
, sehingga mencapai kesetimbangan kembali. Sebaliknya jika
gas NH
3
kita kurangi, akan menyebabkan gas N
2
dan gas H
2
bereaksi lagi membentuk NH
3
sampai mencapai kesetimbangan.
9.3.2. Pengaruh Suhu
Secara kualitatif pengaruh suhu dalam kesetimbangan kimia terkait langsung dengan jenis reaksi eksoterm atau reaksi
endoterm. Jika pada reaksi kesetimbangan kita naikan suhunya, maka reaksi kimia akan bergeser kearah reaksi
yang membutuhkan panas Bagan 9.9. Gambar 9.8. Perubahan tekanan
pada kestimbangan air dan uap air dalam system tertutup
Bagan 9.9. faktor ‐faktor yang
mempengaruhi pergeseran kesetimbangan
Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007
165
Kita ambil contoh di bawah ini. CO + 2 H
2
⇄
CH
3
OH ∆H = ‐22 kkal.
Jika pada reaksi kesetimbangan pada pembentukan Metanol, suhu kita naikan, maka reaksi akan berubah ke arah peruraian metanol menjadi gas
CO dan gas Hidrogen. Mengingat reaksi peruraian metanol membutuhkan panas atau endoterm.
CH
3
OH
⇄
CO + 2 H
2
∆H = +22 kkal.
Menaikan suhu, sama artinya kita meningkatkan kalor atau menambah energi ke dalam sistem, kondisi ini memaksa kalor yang diterima sistem
akan dipergunakan, oleh sebab itu reaksi semakin bergerak menuju arah reaksi endoterm.
9.3.3. Pengaruh volume dan tekanan
Untuk reaksi dalam fasa cair perubahan volume menyebabkan perubahan konsentrasi. Peningkatan volume menyebabkan penurunan konsentrasi,
ingat satuan konsentrasi zat adalah molL, banyaknya zat dibagi berat molekulnya di dalam 1 Liter larutan.
Demikian pula reaksi dalam fasa gas, volume gas berbanding terbalik terhadap tekanan, peningkatan volume menyebabkan penurunan tekanan.
Di sisi lain, tekanan berbanding lurus terhadap mol gas, seperti yang ditunjukan dalam persamaan gas ideal :
dimana
V nRT
p nRT
pV =
=
p = tekanan, V = Volume
N = mol gas R = tetapan gas
T = Suhu dalam K
Dari persamaan di atas akan tampak bahwa dengan memperkecil tekanan sama dengan memperbesar volume, dan perubahan tekanan sama dengan
perubahan konsentrasi nV. Sedangkan untuk tekanan gas total
V RT
n P
P P
P P
A A
C B
A tot
= +
+ +
= ....
Dalam sistem kesetimbangan peningkatan volume gas tidak mempengaruhi kesetimbangan jika jumlah koofisien reaksi sebelum dan
sesudah adalah sama.
H
2g
+ I
2g
⇄ 2 HI
g
