3.45 M. Fogiel, 1992,
The Essentials of Physical Chemistry II
, Nex Jersey : Research and Education Association
Shriver, DF, Atkins PW, Langford CH, 1990,
Inorganic Chemistry
, Oxford : Oxford University Press
3.46
BAB IV KEGIATAN 3
KESETIMBANGAN KIMIA
A. Tujuan Antara
Kompetensi yang diharapkan setelah kegiatan 3 ini adalah : 1.
Menjelaskan reaksi reversibel dan irreversibel 2.
Menjelaskan kesetimbangan dinamis 3.
Menyimpulkan ciri-ciri kesetimbangan dinamis 4.
Menjelaskan hukum kesetimbangan dan tetapan kesetimbangan. 5.
Menjelaskan kesetimbangan homogen dan heterogen. 6.
Menjelaskan tetapan kesetimbangan tekanan dan menjelaskan hubungan antara K
p
dengan K
c
. 7.
Menentukan harga K
c
berdasarkan reaksi-reaksi yang berkaitan. 8.
Menjelaskan makna tetapan kesetimbangan 9.
Menjelaskan kondisi optimum untuk memproduksi bahan-bahan kimia di industri yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan
B. Uraian Materi
Dalam suatu reaksi kimia, seberapa jauh reaksi dapat berlangsung ? Dalam arti, seberapa banyak pereaksi akan bereaksi membentuk produk reaksi ? Apakah reaksi
akan berlangsung tuntas atau tidak ? Dalam industri, amonia dibuat dari gas nitrogen dan gas hidrogen menurut
persamaan: N
2
g + 3H
2
g
→
2NH
3
g
∆
H =
−
92 kJ. Stoikiometri reaksi menunjukkan bahwa 1 mol nitrogen bereaksi dengan 3 mol
hidrogen membentuk 2 mol amonia, tetapi dari percobaan diketahui bahwa hal seperti itu tidak pernah tercapai. Ternyata reaksi berlangsung
tidak tuntas
. Reaksi seolah-olah berhenti setelah sebagian nitrogen dan hidrogen bereaksi. Reaksi berakhir dengan suatu
campuran yang mengandung NH
3
, N
2
, dan H
2
. Hal seperti itulah yang disebut dengan
kesetimbangan kimia
.
3.47 ν
kanan
ν
kiri
Waktu L
a ju
r e
a k
s i
ν
kanan
= ν
kiri
Reaksi Reversibel dan Irreversibel
Pada proses pembakaran kayu, abu hasil pembakaran tidak akan dapat diubah menjadi kayu lagi. Reaksi seperti ini digolongkan sebagai reaksi yang tidak dapat
dibalik hanya berlangsung satu arah atau disebut
reaksi Irreversibel
. Kebalikan dari reaksi tersebut adalah
reaksi Reversibel
yaitu reaksi yang arahnya dapat dibalik atau berlangsung dua arah. Dalam kehidupan sehari-hari jarang ditemui reaksi reversibel,
karena reaksi umumnya berlangsung searah. Namun di labora-torium maupun dalam industri, ada reaksi yang berlangsung dua arah dapat balik.
Kesetimbangan Dinamis
Suatu reaksi dikatakan telah mencapai kesetimbangan dinamis, bila laju reaksi ke arah produk berkurang sedangkan laju reaksi ke arah pereaksi bertambah, dan laju
bertambahnya produk sama besar dengan laju berkurangnya produk. Istilah dinamis digunakan karena reaksi terus berlangsung secara mikroskopis pada tingkat molekul.
Gambar 3.1. Laju reaksi terhadap waktu pada kesetimbangan dinamis
Hukum kesetimbangan dan Tetapan kesetimbangan
Guldberg dan Waage menemukan hubungan sederhana antara konsentrasi zat- zat pereaksi dan produk reaksi sewaktu reaksi kimia mencapai kesetimbangan dinamis.
Jika reaksi kesetimbangan dinyatakan sebagai : mA + nB
⇌
pC + qD maka hubungan antara konsentrasi pereaksi dan produk reaksi dapat dirumuskan
sebagai berikut :
Q
=
n m
q p
B A
D C
] [
] [
] [
] [
…………………………………………………………3.1
