Aplikasi kesetimbangan kimia dalam industri

Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007 168 Tahap pertama, pembentukan gas belerang trioksida: 2SO 2g + O 2g ⇄ 2 SO 3g ∆H = ‐94.97 kkal dilanjutkan dengan melarutkan gas belerang trioksida ke dalam air, sesuai dengan reaksi: SO 3g + H 2 O g ⇄ H 2 SO 4 l Belerang trioksida merupakan produk yang vital sebagai bahan pembentuk asam sulfat. Dari persamaan reaksi di atas diketahui reaksi bersifat eksoterm. Reaksi lebih baik berlangsung pada suhu rendah, namun reaksi ini berjalan sangat lambat. Untuk mempercepat reaksi pembentukan belerang trioksida dipergunakan katalisator Vanadium oksida V 2 O 5 dan berlangsung pada suhu 400 o C. Dalam industri makanan, reaksi kesetimbangan juga berlangsung, seperti pada pembuatan tape, dan minuman beralkohol, perhatikan bagan 9.12. Pada prinsipnya yang dipergunakan adalah ragi atau jamur, selanjutnya ragi menghasilkan enzim pembongkar karbohidrat membentuk molekul kecil glukosa dan fruktosa. Namun dalam prosesnya juga dihasilkan senyawa ‐senyawa lain seperti alkohol, aldehid yang menyebabkan aroma minuman atau tape menjadi harum. Selain itu enzim juga dapat mengoksidasi secara sempurna dan dihasilkan asam ‐ asam karboksilat. Sehingga kita juga rasakan tape yang terasa asam. Jika kita coba mencermati, maka kita dapat menemukan bahan makanan atau bumbu masak yang lain yang merupakan produk hasil dari reaksi kesetimbangan dan juga zat ‐zat yang berfungsi sebagai katalisator.

9.6. Kesetimbangan kelarutan

Kesetimbangan kelarutan terkait dengan peristiwa pelarutan sebuah zat. Misalnya kita melarutkan garam ke dalam sebuah gelas yang berisi air, pertama kita tambah 1 gram garam, dimasukan dan diaduk dan garam larut. Jika kita tambahkan terus menerus, garam tidak larut lagi dan kita katakan larutan lewat jenuh. Berkaitan dengan kelarutan terdapat tiga keadaan yang dapat kita temui yaitu Larutan tidak jenuh, larutan tepat jenuh dan larutan lewat jenuh. Pada saat pertama zat padat yang kita tambahkan ke dalam pelarut akan mudah larut. Bagan 9.12. Pemanfaatan kesetimbangan kimia dalam industri Kimia Kesehatan, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan 2007 169 Larutan tepat jenuh adalah keadaan kesetimbangan dimana jika terjadi penambahan zat terlarut maka terjadi pengendapan, demikian pula jika kita tambahkan sedikit saja pelarut maka zat ‐zat dengan mudah melarut. Pada keadaan ketiga terjadi pengendapan atau zat tidak larut jika kita tambahkan. Ketiga kondisi ini disederhanakan pada Gambar 9.13. Keadaan ini dapat kita tuliskan, misalnya larutan garam dalam air akan terionisasi, LA ⇄ L + + A ‐ Dalam keadaan kesetimbangan berlaku, ] ].[ [ ] .[ ] [ ] ].[ [ − + − + = = = A L LA K LA A L K ] ].[ [ − + = A L LA K sp Ksp Hasil kali kelarutan adalah hasil kali konsentrasi ion ‐ ion dalam larutan tepat jenuh dan tiap konsentrasinya dipangkatkan dengan koofisien reaksinya. Variable [L + ] dan [A ‐ ] adalah konsentrasi ion dalam adalah molL Untuk reaksi garam yang lebih kompleks, misalnya LA ⇄ a L + + b A ‐ Maka persamaan untuk Ksp ‐nya adalah : b a sp A L LA K ] .[ ] [ − + = jika Ksp [L + ] a . [A ‐ ] b ; larutan tidak jenuh jika Ksp = [L + ] a . [A ‐ ] b ; larutan tepat jenuh jika Ksp [L + ] a . [A ‐ ] b ; larutan lewat jenuh Perhatikan Gambar 9.13. Gambar 9.13. Keadaan dalam proses pelarutan zat