Konsep Kesetimbangan Kimia M edia pembelajaran

commit to user 14 6. Kesetimbangan Kimia

I. Konsep Kesetimbangan Kimia

1. Reaksi Reversibel dan Irreversibel Perhatikan kertas yang terbakar. Apakah abu hasil pembakaran kertas dapat diubah menjadi kertas seperti semula? Pengalaman menunjukkan bahwa proses itu tidak dapat dilakukan, bukan? Reaksi seperti itu kita golongkan sebagai reaksi yang berlangsung searah atau reaksi yang tidak dapat balik irreversibel. Apakah ada reaksi yang dapat balik? Dalam kehidupan sehari-hari sulit menemukan reaksi yang dapat balik. Proses-proses alami umumnya berlangsung searah, tidak dapat balik. Namun, di laboratorium maupun dalam proses industri, banyak rekasi yang dapat balik. Reaksi yang dapat balik kita sebut reaksi reversible . Dua diantaranya kita sebutkan dalam contoh di bawah ini. Contoh1: Jika campuran gas nitrogen dan hidrogen dipanaskan akan menghasilkan amonia N 2 g + 3H 2 g 2NH 3 g Sebaliknya jika ammonia NH 3 dipanaskan akan terurai membentuk nitrogen dan hidrogen: 2NH 3 g N 2 g + 3H 2 g Apabila diperhatikan ternyata reaksi kedua merupakan kebalikan dari reaksi pertama. Kedua reaksi itu dapat digabuhng sebagai berikut: N 2 g + 3H 2 g ⇔ 2NH 3 g Tanda ⇔ dimaksudkan untuk menyatakan reaksi dapat balik. Reaksi kekanan disebut reaksi maju, reaksi ke kiri disebut reaksi balik Contoh 2: Reaksi antara timbelII sulfat dengan natrium iodida. Jika serbuk timbelII sulfat direaksikan dengan natrium iodida, terbentuk endapan kuning dari timbelII iodida sebagai berikut: PbSO 4s + 2NaI aq PbI 2s + Na 2 SO 4 aq Putih Kuning Sebaliknya, jika endapan timbelII iodide direaksikan dengan larutan natrium sulfat akan terbentuk endapan timbelII sulfat yang berwarna putih: commit to user 15 PbI 2s + Na 2 SO 4aq PbSO 4s + 2NaI aq Kuning Putih Reaksi pertama dan reaksi kedua diatas dapat digabungkan sebagai berikut: PbSO 4s + 2NaI aq ⇔ PbI 2s + 2Na 2 SO 4aq 2. Reaksi Setimbang Bayangkan suatu ruangan tertutup dimana 1 mol gas nitrogen dipanskan bersama 3 mol gas hidrogen.pada awalnya, hanya terjadi satu reaksi yaitu pembentukan amonia N 2g + 3H 2g 2NH 3g Seperti telah disebutkan di atas,amonia dapat terurai membentuk nitrogen dan hidrogen. Oleh karena itu, segera setelah terbentuk, sebagian amonia akan terurai kembali membentuk gas nitrogen dan gas hidrogen. 2NH 3g N 2g + 3H 2 g Selanjutnya kedua reaksi tersebut akan berlangsung secara bersamaan simultan menurut reaki dapat balik berikut: N 2g + 3H 2g ⇔ 2NH 3g M isalnya laju reaksi maju v 1 dan laju reaksi balik v 2 . sebagaimana telah dipelajari dalam bab 3 Laju Reaksi, nilai v 1 bergantung pada konsentrasi N 2 dan H 2 , sedangkan nilai v 2 bergantubng pada konsentrasi NH 3. pada awal reaksi,v 1 mempunyai nilai maksimum, sedangkan v 2 = 0 karena NH 3 belum terbentuk. Selanjutnya, seiring dengan berkurangnya konsentarasi N 2 dan H 2 nilai v 1 makin lama makin kecil. Sebaliknya, dengan bertambahnya konsentrasi NH 3 , nilai v 2 makin lama makin besar. Pada suatu saat, laju reaksi maju v 1 akan menjadi sama dengan laju reaksi balik v 2 .hal itu berarti bahwa laju menghilangnya suatu komponen sama dengan laju pembentukan komponen itu. Berariti sejak v 1 = v 2 , jumlah masing-masing komponen tidak berubah terhadap waktu. Oleh karena itu, tidak ada perubahan yang dapat diamati atau diukur sifat makroskopis tidak berubah, reaksi seolah-olah telah berhenti. Keadaan seperti itu disebut keadaan setimbang kesetimbangan. Akan tetapi, percobaan menunjukkan bahwa dalam keadaan setimbang reaksi tetap berlangsung pada tingakt molekul tingkat commit to user 16 mikroskopis oleh karena itu, keseimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis. 3. Waktu Untuk M encapai Kesetimbangan Waktu untuk mencapai kesetimbangan berbeda dari satu reaksi kereaksi yang lain. Ada reaksi yang mencaai kesetimbangan begitu zat-zat pereaksi dicampurkan, misalnya: Fe 3+ aq + SCN - aq ⇔ FeSCN 2+ aq 2CrO4 2- aq + 2H + ⇔ Cr 2 O 7aq + H 2 O l Akan tetapi banyak reaksi yang memerlukan waktu lebih lama untuk mencapai kesetimbanagn. M isalnya, reaksi gas nitrogen dengan gas hidrogen membentuk amonia, N 2g + 3H 2g ⇔ 2NH 3g M emerlukan waktu berhari-hari untuk mencapai kesetimbangan meskipun dilakukan pada suhu 500 o C Cepat lambatnya suatu reaksi mencapai kesetimbangan bergantung pada laju reaksinya. Semakin besar laju reaksi, semakin cepat kesetimbangan tercapai. a. Sifat-Sifat Kesetimbangan Kimia Kesetimbangan kimia hanya dapat berlangsung dalam sistem tertutup. Sementara itu, pada umumnya proses alami berlangsung dalam sistem terbuka. Sebagaimana kita saksikan, berbagai proses alami, seperti perkaratan logam, pembusukan, dan pembakaran, merupakan reaksi yang berlangsung searah. Akan tetapi jika sistemnya kita perbesar, misalnya mencakup atmosfer secara keseluruhan, kita dapat melihat berbagai kesetimbangan. M isalnya kesetimbangan yang mengatur komposisi atmosfer yang relatif konstan dari waktu ke waktu. Proses kesetimbangan juga terjadi dalam tubuh makhluk hidup. Darah manusia sebagai contoh, mempunyai sistem yang mengatur pH tetap sekitar 7,4. hal itu sangat penting, karena perubahan kecil saja pada pH darah akan mengganggu fungsinya, misalnya dalam pengikatan oksigen commit to user 17 b. Kesetimbangan Homogen dan Heterogen kesetimbangan yang sama komponennya satu fase kita sebut kesetimbangan homogen, sedangkan kesetimbangan yang terdiri dari dua fase atau lebih kita sebut kesetimbangan heterogen. Kesetimbangan homogen dapat beruap sistem gas atau laruatan. Kesetimbangan heterogen umumnya melibatkan komponen padat-gas atau cair-gas. Contoh kesetimbangan homogen: 1 N 2g + 3H 2g ⇔ 2NH 3g 2 H 2l ⇔ H + aq + OH - aq 3 CH 3 COOH aq ⇔ CH 3 COO - aq + H + aq Contoh kesetimbangan heterogen: 1 CaCO 3s ⇔ CaO s + CO 2g 2 Ag 2 CrO 4s ⇔ Ag + aq + CrO 4 2- aq

II. Pergeseran Kesetimbangan