106
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
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].
2. Hukum Kesetimbangan Kimia
Dalam reaksi satu arah, konsentrasi molar hasil reaksi ditentukan oleh konsentrasi molar pereaksi dan mengikuti kaidah stoikiometri
koefisien reaksinya. Contohnya 2A
→
B, jumlah mol B bergantung pada jumlah mol A dan perbandingan koefisien reaksinya.
Dalam sistem reaksi kesetimbangan tidak demikian, mengapa? Andaikan sistem reaksi: N
2
+ O
2
U 2NO membentuk kesetimbangan. Ketika kesetimbangan tercapai, konsentrasi NO tidak bergantung pada
konsentrasi awal N
2
dan O
2
, tetapi mengikuti hukum kesetimbangan kimia atau hukum aksi massa.
Jika ke dalam suatu reaktor tertutup dicampurkan gas N
2
, O
2
, dan NO reaksinya dapat balik maka Anda tidak dapat menentukan mana
yang bertindak sebagai pereaksi maupun hasil reaksi. Arah reaksi pun tidak dapat ditentukan secara pasti sebab reaksi dapat balik re ersible,
dapat berlangsung dalam dua arah. Untuk mengetahui arah reaksi dalam reaksi dapat balik re ersible maka didefinisikan perbandingan reaksi
quotient of reaction , dilambangkan dengan Q , yaitu perbandingan konsentrasi zat-zat yang bereaksi.
Andaikan persamaan reaksi untuk campuran gas N
2
, O
2
, dan NO Anda tuliskan sebagai N
2
g + O
2
g U 2NOg maka perbandingan
reaksinya adalah
2 2
2
[NO] Q=
[N ][O ] Pada saat reaksi mencapai kesetimbangan, harga Q tidak lagi
bergantung pada konsentrasi awal, tetapi hanya bergantung pada suhu sistem reaksi.
Agar lebih memahami dan meningkatkan keyakinan Anda, simak
Tabel 5 .1 berikut yang menyajikan data hasil pengukuran konsentrasi
molar dan harga Q setelah kesetimbangan tercapai Q
Kstb
pada suhu T.
Tabel 5.1 Data Hasil Pengukuran Konsentrasi dan Q
Kstb
pada Suhu T untuk Reaksi N
2
g + O
2
g
U
2NOg.
Per obaan Konsentrasi Awal M
1 2
N
2 Kstb
0,127 0,027
0,134 0,027
55,68 55,21
O
2
NO 0,966
0,202
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
Dalam reaksi kesetimbangan spesi kiri dan kanan dapat bertindak
sebagai pereaksi sekaligus hasil reaksi. Oleh karena itu, dibuat
kesepakatan ketika dinyatakan pereaksi maksudnya spesi kiri
sedangkan hasil reaksi maksudnya spesi kanan.
A + B
U
C + D Pereaksi
Hasil reaksi
On equilibrium reaction, left speci and right speci can act as a reactant
and also a product. Based on agreem ent, left speci im plies reactant
and right speci im plies product .
A + B
U
C + D
React ant Product
Note
Catatan
Di unduh dari : Bukupaket.com
Kesetim bangan Kim ia
107
Apakah yang dapat Anda simpulkan dari data pada Tabel 5.1? Konsentrasi
awal masing-masing zat untuk kelima percobaan tidak sama, tetapi setelah kesetimbangan tercapai kelima percobaan memiliki nilai Q yang relatif sama.
Besaran Q memiliki makna penting sebab memberikan nilai yang tidak bergantung pada konsentrasi awal pereaksi. Pada saat harga Q tetap,
dinamakan tetapan kesetimbangan dilambangkan dengan K
c
. K
c
= Q
Kstb
Tetapan kesetimbangan untuk contoh reaksi N
2
g + O
2
g U 2NOg
dapat ditulis: K
c
2 2
2
[ NO ] =
[ N ] [ O ] Berdasarkan uraian tersebut maka dapat dikatakan sebagai berikut.
1. Jika nilai Q lebih besar daripada nilai K
c
, reaksi sedang berlangsung ke arah kiri persamaan reaksi.
2. Jika nilai Q lebih kecil daripada nilai K
c
, reaksi sedang menuju ke arah kanan.
3. Jika nilai Q sama dengan nilai K
c
, reaksi dikatakan telah mencapai keadaan setimbang.
Secara umum, tetapan kesetimbangan untuk reaksi hipotetik: aA + bB
U cC + dD, dapat dinyatakan dengan: K
c
c d
a b
[ C ] [ D ] =
[ A ] [ B ]
Hubungan antara K dan Q dari ke-3 poin di atas dapat dianalogikan
seperti Gambar 5.5.
Nilai K
c
selalu tetap walaupun konsentrasi awal zat-zat dalam sistem kesetimbangan diubah-ubah. Nilai K
c
akan berubah jika suhu sistem reaksi berubah. Oleh karena itu, nilai K
c
hanya dipengaruhi oleh suhu sistem reaksi.
3 4
5 0,164
0,064 0,103
0,098 0,065
0,179 55,46
55,16 55,31
0,945 0,482
0,013
Gambar 5.5
Hubungan perbandingan K dan Q dengan arah reaksi.
Kesetimbangan
Reaksi ke arah hasil reaksi
Reaksi ke arah pereaksi
Sumber: Chemistry McMurry, 2001
Kata Kunci
• Reaksi kesetimbangan
• Tetapan kesetimbangan
K Q
K Q K
Q
Menentukan Tetapan Kesetimbangan
Tuliskan tetapan kesetimbangan reaksi berikut dalam bentuk konsentrasi molar: PCl
3
g + Cl
2
g
U
PCl
5
g Jika Q K
c
, ke arah mana reaksi sedang berjalan?
Jawab: Dalam tetapan kesetimbangan:
1. Pereaksi dituliskan sebagai penyebut.
2. Hasil reaksi dituliskan sebagai pembilang.
3. Setiap zat dipangkatkan koefisien reaksinya.
Persamaan tetapan kesetimbangan untuk reaksi: K
c
5 3
2
[PCl =
[PCl ][Cl ]
] Jika Q K
c
, artinya [PCl
5
] lebih banyak dari [PCl
3
][Cl
2
]. Oleh karena itu, reaksi sedang berlangsung ke arah penguraian PCl
5
ke arah kiri.
Contoh
5.1
Di unduh dari : Bukupaket.com
108
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas XI
3. Kesetimbangan Sistem Homogen dan Heterogen
