Pergeseran 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 Gambar 9.8. Perubahan tekanan diberikan sebuah aksi, maka sistem tersebut akan pada kestimbangan air dan uap memberikan reaksi. Dalam kesetimbangan reaksi tersebut

air dalam system tertutup dilakukan oleh sistem dengan menggeser kesetimbangan.

Bagan 9.9. faktor ‐faktor yang Faktor ‐faktor yang dapat mempengaruhi keadaan mempengaruhi pergeseran kesetimbangan kimia adalah perubahan konsentrasi,

kesetimbangan 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 + 3H 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).

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 mol/L, 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 :

pV = nRT nRT

dimana

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 (n/V). Sedangkan untuk tekanan gas total

P tot = P A + P B + P C + ....

n A RT

Dalam sistem kesetimbangan peningkatan volume gas tidak mempengaruhi kesetimbangan jika jumlah koofisien reaksi sebelum dan sesudah adalah sama.

H 2(g) + I 2(g) ⇄ 2 HI (g)

Koofisien gas H

2 dan I 2 adalah 1 (satu), total sebelah

koofisien sebelah kiri adalah 2 (dua). Koofisien untuk

gas HI adalah 2 (dua), sehingga koofisien sebelah kiri Bagan 9.10. Perhitungan harga Kp

dan kanan tanda panah adalah sama. Peningkatan untuk pembentukan asam iodida dari

volume 2 kali lebih besar tidak memberikan perubahan terhadap rasio konsentrasi antara sebelah kanan dan

H 2 dan I 2 , dimana komposisi sebelah kiri tanda panah, mula konsentrasi :

konsentrasi adalah 1 mol/L, 1 mol/L dan 2 mol/L, dimana tekanan

totalnya 2 atm dan Volume n/V n/V 2n/V

H 2(g) + I 2(g) ⇄ 2 HI (g)

diperbesar menjadi 2 liter.

V diperbesar n/2V n/2V 2n/2V Oleh karena rasio koefisien tetap sehingga tekananpun

memiliki rasio yang tetap. Untuk lebih mudahnya perhatikan contoh soal dan

penyelesaian pada bagan 9.10. Dalam kasus yang berbeda, jika dalam kesetimbangan

koofisien sebelum dan sesudah reaksi tidak sama, maka penurunan volume dapat menyebabkan reaksi bergeser menuju koofisien yang lebih kecil dan sebaliknya jika volume diperbesar kesetimbangan akan bergerak ke arah jumlah koofisien yang lebih besar sesuai dengan persamaan reaksi di bawah ini:

N 2 + 3H 2 ⇄ 2 NH 3

Jika volume diperkecil komposisi konsentrasi di sebelah kiri tanda panah menjadi lebih besar sehingga (atau konsentrasi lebih pekat), dan reaksi bergeser ke arah pembentukan gas amoniak. Demikian pula sebaliknya jika volume diperbesar, terjadi reaksi peruraian dari amoniak menghasilkan gas Nitrogen dan Hidrogen atau

dengan kata lain reaksi kesetimbangan bergeser ke kiri

yaitu penguraian NH 3 menjadi N 2 dan H 2 .

9.3.4. Katalisator

Untuk mempercepat proses kesetimbangan kimia, sering dipergunakan zat tambahan lain yaitu katalisator. Dalam proses reaksi, katalisator berperan mempercepat reaksi yang berlangsung, pada akhir reaksi katalisator akan terbentuk kembali. Katalisator dalam dunia industri umumnya logam, namun dalam makhluk hidup katalisator didapat dari dalam tubuhnya yang dikenal dengan dengan biokatalisator atau enzim.