Makna Kesetimbangan Dinamis

1. Makna Kesetimbangan Dinamis

Ada beberapa istilah yang harus Anda pahami sebelum melangkah lebih jauh mempelajari kesetimbangan kimia. Istilah tersebut adalah reaksi satu arah (one way reaction), reaksi dapat balik (two way reaction), dan reaksi kesetimbangan (equilibrium reaction).

Jika dalam suatu reaksi, zat-zat hasil reaksi tidak dapat bereaksi kembali menjadi pereaksi maka disebut reaksi satu arah.

Contoh: Pembakaran metana berlangsung dalam satu arah. Persamaan reaksinya:

CH 4 (g) + 2O 2 (g) → CO 2 (g) + 2H 2 O(g) Jika hasil reaksi (CO 2 + H 2 O) direaksikan lagi, tidak akan membentuk pereaksi kembali (CH 4 + O 2 ), tetapi menjadi H 2 CO 3 . Kenyataan ini

jalan satu arah

menunjukkan bahwa reaksi di atas adalah reaksi satu arah atau reaksi yang tidak dapat balik (irre ersible).

Jika dalam suatu reaksi hasil-hasil reaksi dapat membentuk pereaksi lagi maka disebut reaksi dapat balik (re ersible).

Contoh:

Jika gas N 2 dan gas H 2 direaksikan dalam reaktor tertutup akan terbentuk gas NH 3 . Persamaannya:

N 2 (g) + 3H 2 (g) → 2NH 3 (g)

Mobil dapat

berjalan dua

Gas NH

3 yang terbentuk dapat diuraikan kembali membentuk pereaksi.

arah, tetapi tidak

(reaksi dapat

balik).

Reaksi semacam ini menunjukkan bahwa reaksi dapat balik (re ersible)

Mobil dapat bergerak dua

atau reaksi dua arah.

arah dengan kecepatan

Suatu reaksi dapat digolongkan ke dalam reaksi kesetimbangan dinamis

yang sama

(equilibrium reaction) jika reaksi yang dapat balik (re ersible) berlangsung

(kesetimbangan).

dengan kecepatan yang sama, baik kecepatan ke arah hasil reaksi maupun

Sumber: Chemistry for You, 2002

kecepatan ke arah pereaksi dan reaksinya tidak bergantung pada waktu

Gambar 5.1

(contoh analogi Gambar 5.1).

Reaksi kesetimbangan seperti jalan

Dalam sistem kesetimbangan dinamis, reaksi yang menuju hasil reaksi

dua arah yang dilalui mobil dengan kecepatan yang sama.

dan reaksi yang menuju pereaksi berlangsung secara bersamaan dengan laju yang sama sehingga konsentrasi masing-masing zat dalam sistem kesetimbangan tidak berubah.

Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI

Jika Anda dapat melihat sistem kesetimbangan dinamis secara molekuler, akan tampak partikel-partikel dalam sistem kesetimbangan

Tangga

tidak tetap sebagai pereaksi atau hasil reaksi, melainkan bereaksi terus untuk turun dalam dua arah secara dinamis. Pereaksi akan berubah menjadi hasil

reaksi diimbangi oleh hasil reaksi berubah menjadi pereaksi. Jadi, kesetimbangan kimia dikatakan dinamis sebab secara molekuler (mikroskopik) zat-zat tersebut berubah setiap saat, tetapi secara keseluruhan ( makroskopik) tidak ada perubahan sifat fisik, baik wujud maupun konsentrasi masing-masing zat.

Keadaan kesetimbangan dinamis dapat dianalogikan sebagai seseorang

Kes

etim din

yang berjalan di eskalator, tetapi arahnya berlawanan dengan arah

am eskalator. Eskalator bergerak ke bawah dan orang tersebut bergerak ke ban is gan atas dengan kecepatan yang sama. Akibatnya, orang tersebut seperti

berjalan di tempat. Secara makrokospik, kedudukan orang tersebut tidak berubah sebab tidak bergeser dari posisinya, tetapi secara mikroskopik terjadi

perubahan terus menerus, seperti ditunjukkan oleh gerakan eskalator yang Sumber: Chemistry for You, 2002

diimbangi oleh gerakan orang tersebut dengan kecepatan yang sama Gambar 5.2

Seseorang yang naik eskalator

(perhatikan Gambar 5.2).

dengan arah berlawanan akan

Persamaan kimia untuk reaksi kesetimbangan dinyatakan dengan terlihat seperti berjalan di tempat. dua arah anak panah, misalnya pada reaksi pembentukan amonia, persamaan kimianya ditulis sebagai berikut.

N 2 (g) + 3H 2 (g) U 2NH 3 (g) atau 2NH 3 (g) U N 2 (g) + 3H 2 (g)

Tinjau reaksi pembentukan belerang trioksida berikut.

2SO 2 (g) + O 2 (g) U 2SO 3 (g)

Jika konsentrasi masing-masing zat dalam sistem kesetimbangan itu i n tr diukur. Kemudian hasilnya dituangkan ke dalam bentuk grafik hubungan as

SO 2

n antara konsentrasi zat dan waktu reaksi maka kurva yang terbentuk seperti se

SO

ko

pada Gambar 5.3.

Bagaimanakah cara memahami makna kurva pada Gambar 5 .3 ? Simak dengan saksama. Pada t= 0 detik, hanya terdapat pereaksi (SO

t 1 waktu

dan O 2 ) dengan konsentrasi awal tertentu. Dengan mengendalikan suhu Gambar 5.3

dan tekanan, pereaksi mulai berubah menjadi hasil reaksi (SO 3 ). Pada Sistem reaksi kesetimbangan: saat SO 3 mulai terbentuk, sebagian SO terurai kembali menjadi pereaksi. 2SO 2 ( g 3 )+O 2 ( g ) U 2SO 3 ( g )

A kan tetapi, karena jumlah molekul pereaksi lebih banyak, laju penguraian SO 3 relatif lebih lambat dibandingkan laju pembentukan SO 3

sehingga pembentukan SO 3 masih dominan. Reaksi dalam dua arah ber- langsung terus sampai mendekati waktu t 1 , laju ke dua arah ini hampir sama. Setelah mencapai waktu t 1 , laju pembentukan dan laju penguraian

SO 3 sama sehingga konsentrasi pereaksi dan hasil reaksi tidak berubah lagi terhadap waktu. Hal ini ditunjukkan oleh bentuk kurva yang mendatar. Semua reaksi kesetimbangan dapat dinyatakan dalam bentuk grafik dengan bentuk yang berbeda bergantung pada sifat reaksinya, seperti ditunjukkan pada Gambar 5.4.

Gambar 5.4

(a)

(a) Kesetimbangan: aA U bB,

(b)

kosentrasi kesetimbangan hasil as

reaksi (B) sama dengan tr n

[A]

[A]

kosentrasi kesetim bangan n se

pereaksi (A).

(b) Kosentrasi kesetimbangan hasil

reaksi (B) berbeda dengan [B]

[B]

kosentrasi kesetim bangan pereaksi (A).

t 1 Waktu

t 1 Waktu

Kesetim bangan Kim ia

Pada Gambar 5.4.(a), proses untuk mencapai kesetimbangan sama dengan proses pada pembentukan SO 3 (g), tetapi konsentrasi pada akhir reaksi berbeda. Dalam hal ini, setelah keadaan kesetimbangan tercapai, konsentrasi pereaksi sama dengan konsentrasi produk, atau [A] = [B].

Kegiatan Inkuiri

Diskusikan secara berkelompok, bagaimana bentuk grafik dari reaksi:

A+ B →

C (reaksi satu arah)

P+ Q U R (reaksi kesetimbangan tetapi pereaksi Q berlebih)