instrumen, pengambilan, pengolahan, dan penafsiran data, serta menyampaikan hasil percobaan secara lisan dan tertulis.
4 Meningkatkan kesadaran tentang terapan kimia yang dapat bermanfaat
dan juga merugikan bagi individu, masyarakat, dan lingkungan serta menyadari pentingnya mengelola dan melestarikan lingkungan demi
kesejahteraan rakyat. 5
Memahami konsep, prinsip, hukum, dan teori kimia serta saling keterkaitannya dan penerapannya untuk menyelesaikan masalah dalam
kehidupan sehari-hari dan teknologi.
b. Konsep Kesetimbangan Kimia
1 Reaksi Bolak – balik
69
Reaksi kimia ada yang berlangsung searah dan ada pula yang dapat dibalik. Reaksi-reaksi pembakaran atau korosi besi, tidak dapat
balik irreversible, artinya hasil raksi tidak dapat diubah lagi menjadi zat pereaksi. Apabila kertas atau kayu yang terbakar, abu atau arang
hasil pembakaran tidak dapat diubah kembali menjadi kertas atau kayu seperti semula. Proses-proses alami umumnya berlangsung
searah, tidak dapat dibalik reversible. Namun di laboratorium maupun dalam proses industri banyak reaksi yang dapat dibalik.
Reaksi dapat balik yang berlangsung dalam sistem tertutup akan berakhir dengan kesetimbangan.
2 Keadaan setimbang
Keadaan setimbang kesetimbangan adalah keadaan dimana laju menghilangnya suatu komponen sama dengan laju pembentukan
komponen itu v
1
= v
2
. Pada keadaan setimbang jumlah masing- masing komponen tidak berubah terhadap waktu dan tidak ada
perubahan yang dapat diamati atau diukur sifat makroskopis tidak
69
Michael Purba, Kimia untuk SMA Kelas XI, Jakarta:Erlangga, 2006, h. 134.
berubah reaksi seolah-olah telah berhenti. Akan tetapi secara mikroskopis, yaitu pada tingkat molekul, reaksi tetap berlangsung.
Bila suatu zat direaksikan dengan zat lain dan terbentuk zat baru, pembentukan zat baru tersebut tidak selalu sempurna meskipun
reaksi dibiarkan beberapa lama. Konsentrasi zat-zat yang bereaksi pada mulanya akan berkurang dengan cepat sampai suatu ketika mencapai
nilai yang tetap. Pada saat tersebut tidak terjadi perubahan konsentrasi baik bagi zat-zat yang bereaksi maupun zat hasil reaksi. Keadaan
tersebut dikenal sebagai keadaan kesetimbangan kimia. Jadi ciri suatu sistem pada kesetimbangan ialah adanya nilai tertentu yang tidak
berubah dengan berubahnya waktu.
70
3 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan
Reaksi kesetimbangan berlangsung tidak tuntas dan tingkat ketidaktuntasannya dipengaruhi oleh faktor luar lingkungan yaitu
sebagai berikut : a
Pengaruh konsentrasi b
Pengaruh volume c
Pengaruh tekanan d
Pengaruh suhu Pada reaksi kesetimbangan, ketidaktuntasannya dipengaruhi
oleh faktor lingkungan. Hal tersebut juga dapat dianalogikan seperti kehidupan seorang manusia, artinya seseorang juga dipengaruhi faktor
lingkungan. Hal ini tercermin dalam sikap dan perilakunya dalam kehidupan bermasyarakat. Manusia bukanlah makhluk individu
melainkan sebagai makhluk sosial yang selalu membutuhkan bantuan orang lain. Berdasarkan hal diatas sesuai dengan hadits Rasulullah
SAW yang berbunyi :
70
Ralph H. Petrucci dan Suminar, Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern Jilid 2, Jakarta: Erlangga, 2004, h. 188.
”Perumpamaan sahabat yang saleh dan yang jahat ialah bagaikan seorang penjual minyak wangi dan pandai besi. Adapun penjual
minyak wangi, maka bisa jadi ia akan memberimu minyak wangi atau kamu akan membeli darinya, atau paling tidak kamu akan
mendapatkan bau wanginya. Sedangkan pandai besi maka bisa jadi akan membakar bajumu atau kamu akan mendapatkan bau yang tidak
sedap”
H.R Al-Bukhari. 4
Azas Le Chatelier Pengaruh faktor luar terhadap kesetimbangan dapat diramalkan
dengan azas Le Chatelier yang dikemukakan oleh Henri Louis Le Chatelier pada tahun 1884 adalah sebagai berikut : Bila terhadap
suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan aksi, maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi
tersebut . Dimana cara sistem bereaksi adalah dengan melakukan
pergeseran ke kiri atau ke kanan.
71
a Pengaruh konsentrasi
2 NO
g
+ O
2 g
2 NO
2 g
Berdasarkan reaksi kimia diatas, Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika konsentrasi salah satu komponen diperbesar maka reaksi
sistem adalah mengurangi komponen tersebut. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu komponen diperkecil, maka reaksi sistem adalah
menambah komponen itu. Secara singkat, pengaruh konsentrasi terhadap kesetimbangan adalah sebagai berikut: Jika konsentrasi salah
satu pereaksi diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. Sebaliknya, jika konsentrasi salah satu produk diperbesar, maka
kesetimbangan akan bergeser ke kiri. Pada reaksi kesetimbangan dapat dianalogikan seperti seorang manusia dalam kehidupan masyarakat
dimana apabila ada seorang mendapatkan rizqi yang berlebih dalam hal materi maka akan memberikan sebagian hartanya untuk orang yang
membutuhkan sehingga akan mewujudkan kepedulian sosial dan
71
Micheal Purba, Kimia Untuk SMA Kelas XI, Jakarta: Penerbit Erlangga, 2006, h. 147.
toleransi antara sesama manusia. Hal tersebut sesuai dengan Firman Allah dalam surat Al-Isra’ ayat 26 – 28 yang berbunyi :
Artinya : ” Dan berikanlah kepada keluarga-keluarga yang dekat akan haknya, kepada orang miskin dan orang yang dalam perjalanan
dan janglah kamu menghambur-hamburkan hartamu secara boros. Sesungguhnya pemboros-pemboros itu adalah saudara-saudara setan
dan setan itu adalah sangat ingkar kepada tuhanNya. Dan jika kamu berpaling dari mereka untuk memperoleh rahmat dari TuhanMu yang
kamu harapkan maka katakanlah kepada mereka dengan ucapan yang pantas.”
QS:17: 26-28 Y
- Z -
[\ 989
] -
9_ 8 -Q+ -
Z -
[\ `ab8b
- 98Z 6c-dC
- e
Artinya : ”...Dan tolong-menolonglah kamu dalam mengerjakan kebajikan dan takwa, dan jangan tolong-menolong dalam berbuat
dosa dan pelanggaran”. QS:5:2
Pada sistem kesetimbangan kimia, pergeseran kimia yang dipengaruhi oleh konsentrasi di analogikan dengan kehidupan manusia
dalam lingkungan masyarakat yaitu kepedulian sosial dan sikap toleransi terhadap sesama. Apabila ada saudara yang membutuhkan
pertolongan maka
yang lain
harus membantunya
dengan
kemampuannya yang ia miliki agar terwujud kerukunan hidup dalam masyarakat.
b Pengaruh suhu
Sesuai dengan azas Le Chatelier, jika suhu sistem kesetimbangan dinaikkan maka reaksi sistem menurunkan suhu,
setimbang bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor ke pihak reaksi endoterm. Sebaliknya, jika suhu diturunkan, maka setimbang
akan bergeser ke pihak reaksi yang melepaskan kalor eksoterm. c
Pengaruh perubahan tekanan Jika tekanan sistem kesetimbangan diperbesar maka reaksi
kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul jumlah koefisien kecil dan sebaliknya.
d Pengaruh volume
Jika volume sistem kesetimbangan diperbesar maka reaksi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah molekulnya jumlah
koefisien besar dan sebaliknya. Dalam reaksi kesetimbangan pada suatu larutan, cara memperbesar volume adalah dengan pengenceran.
5 Tetapan Kesetimbangan
72
a Hukum Kesetimbangan
Suatu hubungan yang tetap antara konsentrasi kesetimbangan yaitu nisbah hasil kali konsentrasi setimbang zat-zat produk terhadap
hasil konsentrasi
seimbang zat-zat
pereaksi masing-masing
dipangkatkan dengan koefisiennya. Nilai dari hukum kesetimbangan disebut tetapan kesetimbangan dan dinyatakan dengan lambang Kc.
Secara umum, persamaan Tetapan kesetimbangan untuk reaksi :
2SO
2
g + O
2
g 2SO
3
g yaitu :
K =
] [
] [
] [
2 2
2 3
O SO
SO b
Tetapan Kesetimbangan Tekanan Kp
72
Purba, Kimia …h.138.
Tetapan kesetimbangan untuk sistem kesetimbangan gas juga dapat dinyatakan berdasarkan tekanan parsial gas yang dinyatakan
dengan Kp. Secara umum, persamaan Tetapan kesetimbangan untuk
reaksi : N
2
g + 3H
2
g 2NH
3
g yaitu : Kp =
] [
] [
] [
2 3
2 2
3
N H
PNH
c Hubungan Kp dengan Kc
Tekanan parsial gas bergantung pada konsentrasi. Dari persamaan gas ideal yaitu PV = nRT, maka didapatkan
P = RT
V n
Dengan mengganti P pada persamaan Kp dengan V
n maka di
dapatkan hubungan Kp dengan Kc sebagai berikut : Kp = Kc RT
n
6 Penerapan Kesetimbangan dalam industri
Reaksi kimia yang digunakan pada industri menggunakan sistem kesetimbangan untuk mendapatkan produk yang diinginkan.
Untuk mendapatkan produk tersebut diupayakan agar reaksi bergerak ke arah hasil reaksi dan sekecil mungkin bergeser ke arah pereaksi.
Beberapa contoh reaksi
kimia yang menggunakan
prinsip kesetimbangan dalam industri adalah pembuatan gas amonia NH
3
, asam sulfat H
2
SO
4
, dan asam nitrat HNO
3
. Ketiga zat tersebut merupakan bahan kimia yang sangat penting dalam berbagai industri
kimia.
73
a Pembuatan Amonia NH
3
73
Suyatno, dkk, Kimia untuk SMAMA Kelas XI, Jakarta: Grasindo, 2007, h.129.
Amonia dibuat berdasarkan reaksi antara gas nitrogen dengan gas hidrogen. Reaksi pembuatan ini dipelajari oleh Fritz Haber dan
disempurnakan oleh Karl Bosch, sehingga proses pembuatan ini dikenal dengan proses Haber-Bosch. Persamaan reaksi pada
pembuatan amonia adalah sebagai berikut:
74
N
2
g + 3H
2
g 2NH
3
g ∆H = -92 kJ Menurut azas Le Chatelier, kesetimbangan akan bergeser ke
kanan untuk mencapai kondisi optimal jika diberlakukan hal-hal berikut ini:
75
1 Penambahan suhu akan menggeser kesetimbangan ke kiri
reaksi endoterm, sehingga untuk menggeser kesetimbangan ke kanan maka suhu harus diturunkan. Pada suhu rendah,
reaksi akan berjalan sangat lambat dan suhu optimal yang diperlukan pada pembuatan amonia adalah 500°C pada tekanan
yang tinggi. 2
Penambahan katalis oksida besi, oksida kalium dan alumunium untuk mempercepat laju reaksi.
3 Saat ini, kondisi optimal pada industri amonia dilakukan pada
suhu 600°C d.engan tekanan 1000 atm. b
Pembuatan Asam Sulfat H
2
SO
4
Bahan kimia kunci pada pembuatan asam sulfat adalah gas SO
3
berdasarkan reaksi eksoterm berikut:
76
2 SO
2
g + O
2
g SO
3
g ∆H = -189 kJ Kondisi optimal dicapai dengan melangsungkan reaksi pada
suhu 400°C dan menggunakan katalis Vanadium V oksida V
2
O
5
. Pada proses ini tidak memerlukan tekanan tinggi.
74
Suyatno,Kimia ..., h.125.
75
Suyatna, Kimia ..., h.126.
76
Suyatno, Kimia ..., h.126.
c Pembuatan Asam Nitrat HNO
3
Asam nitrat diproduksi secara industri dengan proses Oswald berdasarkan reaksi:
77
1 Pembentukan nitrogen monoksida dari amonia dan oksigen
dengan katalis Pt-Rd pada suhu 850°C dan tekanan 5 atm. 4 NH
3 g
+ 5 O
2 g
4 NO
g
+ 6 H
2
O
g
∆ H = 907 kJ
2 Nitrogen monoksida dari hasil di atas, kemudian dioksidasi
menjadi nitrogen dioksida. 2 NO
g
+ O
2 g
2 NO
2 g
∆H = -114,14 kJ 3
Nitrogen dioksida dicampur udara yang berlebih dalam air panas 80°C akan bereaksi membentuk asam nitrat.
4 NO
2 g
+ O
2 g
+ 2 H
2
O
l
HNO
3 g
5. Hasil Belajar
