Jenis reaksi kesetimbangan Kesetimbangan

Kimia Ke se ha ta n, Dire kto ra t Pe mb ina a n Se ko la h Me ne ng a h Ke jurua n 2007 163 Komposisi zat yang ada dalam kesetimbangan dicerminkan oleh harga tetapan kesetimbangan, perhatikan Gambar 9.7. Reaksi umum dari kesetimbangan; a A + b B ⇄ c C + d D dan berlaku energi bebas Gibbs ѐG = 0, dimana K RT G K RT G G ln ln Dari persamaan di atas tampak bahwa harga K adalah besaran yang tetap dan merupakan besaran yang tergantung pada komposisi zat pada saat kesetimbangan. Harga K tidak tergantung pada keadaan mula Ͳmula zat. Jika reaksi berlangsung dalam fasa gas, harga K adalah, tekanan parsial dari masing Ͳmasing zat. b a d c p B p A p D p C p K . . Kp = Tetapan kesetimbangan dalam fasa gas pC = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c pD = tekanan gas D dengan koofisien reaksi d pA = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a pB = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b. Selanjutnya, Guldenberg dan Waage, mengembangkan kesetimbangan dalam fasa larutan, dan mereka menemukan bahwa dalam keadaan kesetimbangan pada suhu tetap, maka hasil kali konsentrasi zat Ͳzat hasil reaksi dibagi dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang sisa dimana masing Ͳmasing konsentrasi itu dipangkatkan dengan koefisien reaksinya adalah tetap. Pernyataan ini dikenal dengan Hukum Guldberg dan Wange, dan disederhanakan ke dalam persamaan b a d c c B A D C K ] [ ] [ ] .[ ] [ K c = Tetapan kesetimbangan dalam fasa gas [C] = tekanan gas C, dengan koofisien reaksi c [D]= tekanan gas D dengan koofisien reaksi d [A] = tekanan gas A dengan koofisien reaksi a [B] = tekanan gas B dengan koofisien reaksi b Persamaan tetapan kesetimbangan di atas, dapat memberikan informasi bahwa harga K kecil menunjukan bahwa zat Ͳzat hasil reaksi zat C dan D lebih sedikit dibandingkan dengan zat Ͳzat yang bereaksi zat A dan B. Gambar 9.7 Kesetimbangan gas dari pembentukan senyawa NH 3 dari gas N 2 dan H 2 dalam system tertutup Kimia Ke se ha ta n, Dire kto ra t Pe mb ina a n Se ko la h Me ne ng a h Ke jurua n 2007 164 Jika kita mengukur harga K dan besarnya belum mencapai harga K pada saat kesetimbangan, berarti reaksi yang dilakukan belum mencapai 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 diberikan sebuah aksi, maka sistem tersebut akan memberikan reaksi. Dalam kesetimbangan reaksi tersebut dilakukan oleh sistem dengan menggeser kesetimbangan. Faktor Ͳfaktor yang dapat mempengaruhi keadaan kesetimbangan kimia adalah perubahan konsentrasi, 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 + 3 H 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. Gambar 9.8. Perubahan tekanan pada kestimbangan air dan uap air dalam system tertutup Bagan 9.9. faktor Ͳfaktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan