Hai Sobat Pintar!,

Kali ini kita akab bahas tentang materi kimia yang ada di kelas 11 nih Sobat, yaitu tentang kesetimbangan reaksi kimia. Apakah ada hubungannya sama timbangan? Apa kita disuruh timbang-menimbang? Daripada penasaran, yuk kita bahas aja yaaa..

Pengertian Kesetimbangan Kimia

Perhatikan reaksi di bawah ini!

A + B --> C

Jika A kita ibaratkan sebagai terigu, lalu akan kita campurkan dengan B kita misalkan sebagai telur, maka C kita ibaratkanlah sebagai adonan. A dan B yang posisinya di sebelah kiri panah bolak-balik kita sebut reaktan. Apabila A dan B tadi bercampur membentuk C berlangsung 10 menit. Setelah 10 menit A dan B sudah tak ada karena semuanya sudah membentuk C. C yang ada di sebelah kanan panah disebut produk. Jadi setelah 10 menit adonan terbentuk. Reaksi seperti ini disebut reaksi searah. Atau kalau hasil sudah terbentuk berarti reaksi sudah selesai. Jadi adonan atau si C adalah endingnya.

By food.detik.com

Contoh reaksi ini adalah, besi yang berkarat, kertas yang terbakar nasi yang berubah jadi basi. Semua reaksi itu reaksi 1 episode langsung tamat.

Nah, tapi ada juga reaksi kimia yang bolak balik, kok bisa bolak balik ya ?

Begini, misalkan reaksi yang tadi kan A campur B membentuk C, nah jika ternyata beberapa detik kemudian, si C balik lagi membentuk A dan B maka reaksi inilah yang disebut reaksi bolak- balik, bahasa kerennya reversibel.

Jadi andaikan adonan kue bisa berpisah kembali jadi terigu dan adonan secara utuh, nah berarti reaksi membuat kue adalah reversibel ye kan? Tapi gamungkin dong bisa balik lagi kan wkwkwk.

Reaksi bolak balik Kalau ditulis seperti ini nih bentuk reaksinya. Ada panah dengan dua arah.

A + B <==> C

Setelah beberapa detik A dan B terbentuk, eh dia balik lagi C, begitu terus sebaliknya. Reaktan jadi produk, balik lagi produk jadi reaktan.

Komponen sebelah kiri panah adalah reaktan atau pereaksi,  mereka semakin lama semakin berkurang saat akan membentuk C. Laju A dan B Disebutnya laju pengurangan.

Kemudian C semakin lama semakin bertambah sehingga laju reaksi nya disebut laju pertambahan.

Perhatikan, ini dia grafiknya.

Garis A dan B terlihat turun, karena mereka berkurang dan mengalami laju pengurangan, sementara garis C terlihat naik, karena C bertambah dan mengalami laju pertambahan.

Mengenai laju reaksinya, laju reaksi untuk  laju pengurangan berarti berkurangnya zat tersebut dalam hitungan waktu (detik). Jika laju pertambahan berarti bertambahnya suatu zat dalam hitungan waktu.

Simpelnya begini, misalkan si A asalnya 4 mol. Oh iya, mol adalah satuan yang biasa digunakan dalam reaksi kimia.
Nah setelah 10 detik eh tinggal 2 mol berarti laju pengurangan A tinggal kita kurangi aja

Laju A = (mol akhir - mol awal)/detik
Laju A = (4 mol - 2 mol)/10 detik
Laju A = 0,2 mol/detik

Jika kita bicara laju pertambahan berarti ya nyaris sama , kita menghitung selisih mol awal dan mol akhir, setelah itu dibagi waktu.
Laju C = mol akhir - mol awal

Konsep Dasar Kesetimbangan Kimia

Kita lihat lagi reaksi pembentukkan C dari A dan B memiliki reaksi kesetimbangan:
A + B <==> C

Kaitannya pada kesetimbangan reaksi di atas, Kesetimbangan kimia terjadi apabila laju pengurangan A dan B sama dengan laju pertambahan C. Meskipun mungkin hanya sesaat namun seolah-olah reaksi berhenti saat laju pengurangan dan laju pembentukan sama. Tapi ini tingkat makroskopis (secara kasat mata) ya, sebenarnya tingkat mikroskopis alias molekul reaksi tetap berlangsung.

Faktor-faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan

Henri Louis Le Chatelier (1850-1936) Dia mempunyai teori bahwa :

”Bila terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu tindakan (aksi) maka sistem itu akan mengadakan reaksi yang cenderung mengurangi pengaruh aksi tersebut”

Caranya dia bisa geser ke kiri yaitu arah reaktan atau geser ke kanan yaitu arah produk.

Nah apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi pergeseran kesetimbangan?

Volume

Jika volume tambahkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki koefisien lebih besar. Sebaliknya Jika volume dikurangi, maka pergeseran kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki jumlah koefisien lebih kecil.

Contoh : reaksi Nitrogen (N2) dan hidrogen (H2) membentuk amonia (NH3)

N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)

Jika volume dalam reaksi ditambahkan, maka pergeseran kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki jumlah koefisien lebih besar.

Kita hitung ya koefisien reaksinya
Jumlah koefisien reaksi kiri
1 N2(g) + 3 H2(g)
N2 = 1, H2 = 3

jadi jumlah koefisien reaksi = koefisien reaksi N2 + koefisien reaksi H2 = 1 + 3 = 4

Koefisien kanan
2NH3
NH3 = 2

Koefisien reaksi kiri = 4
Koefisien reaksi kanan = 2

Koefisien reaksi kiri > Koefisien reaksi kanan
Maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri

Tekanan

Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke koefisien kecil. Sebaliknya, jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan bergeser ke koefisien reaksi besar.

Contoh :
Reaksi Nitrogen (N2) dan hidrogen (H2) membentuk amonia (NH3)
N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)

Jika tekanan reaksi ditambahkan, maka pergeseran kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang memiliki jumlah koefisien lebih kecil

Kita hitung koefisien reaksinya
Jumlah koefisien reaksi kiri
1 N2(g) + 3 H2(g)
N2 = 1, H2 = 3

jadi jumlah koefisien reaksi = koefisien reaksi N2 + koefisien reaksi H2 = 1 + 3 = 4

Koefisien kanan
2NH3
NH3 = 2

Koefisien reaksi kiri = 4
Koefisien reaksi kanan = 2

Koefisien reaksi kanan < Koefisien reaksi kiri
Maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.

Suhu

Jika suhu dinaikkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukkan senyawa-senyawa yang menyerap endoterm. Ciri reaksi ini adalah harga entalpi-nya positif (+). entalpi adalah harga perubahan panas atau kalor. Jika suhu diturunkan maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukkan senyawa-senyawa yang melepas panas eksoterm. Ciri reaksi ini adalah harga entalpi-nya negatif (-).

Contoh:
N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g) entalpi = -90 kJ
Reaksi pembentukan NH3 adalah eksoterm (entalpi-nya negatif ya)

Kebalikan dari reaksi eksoterm adalah endoterm. Jika reaksi pembentukan NH3 adalah eksoterm, maka reaksi penguraiannya adalah endoterm.

Maka jika suhu dinaikkan, reaksi akan bergeser ke arah N2 dan H2 karena mereka endoterm.

Konsentrasi

Jika konsentrasi unsur/senyawa di salah satu ruas ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang berlawanan

Contoh:
N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)

Jika N2 atau H2 ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3 (kanan/ produk)

Sebaliknya jika NH3 ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah N2 atau H2 reaktan (kiri)
N2(g) + 3H2(g) <==> 2NH3(g)

Jika konsentrasi unsur/senyawa di salah satu ruas dikurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah dirinya sendiri

Misalnya
N2 atau H2 kita  kurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah N2 dan H2 (kiri)
Sebaliknya jika NH3 dikurangi, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah NH3 (kanan)

Rumus Kesetimbangan Kimia (Tetapan Kesetimbangan)

Tetapan Kesetimbangan merupakan angka yang menunjukkan perbandingan secara kuantitatif antara produk dengan reaktan. Secara umum reaksi kesetimbangan dapat dituliskan sebagai berikut.

aA + bB <==> cC + dD

Saat di dalam reaksi kesetimbangan dilakukan aksi, maka kesetimbangan akan bergeser dan sekaligus mengubah komposisi zat-zat yang ada untuk kembali mencapai kesetimbangan. Secara umum dapat dikatakan tetapan kesetimbangan merupakan perbandingan hasil kali molaritas reaktan dengan hasil kali molaritas produk yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya.

Keterangan
K = tetapan kesetimbangan
[A] = molaritas zat A (M)
[B] = molaritas zat B (M)
[C] = molaritas zat C (M)
[D] = molaritas zat D (M)

Tetapan kesetimbangan (K), sering juga dituliskan Kc . Pada buku ini digunakan simbol Kc untuk harga tetapan kesetimbangan.

Simbol = Kc

Contoh soal

Satu liter campuran gas pada suhu 100°C pada keadaan setimbang mengandung 0,0045 mol dinitrogen tetraoksida dan 0,03 mol nitrogen dioksida.
a. Tuliskan rumus tetapan kesetimbangan gas tersebut.
b. Hitung tetapan kesetimbangannya.

Jawab: 
N2O4(g) <==> NO2(g)

Persamaan di atas harus disetarakan dulu menjadi

N2O4(g) <==> 2NO2(g)

a. Tetapan kesetimbangan dituliskan sebagai perbandingan molaritas produk (nitrogen dioksida) dengan molaritas reaktan (dinitrogen tetraoksida) yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisiennya, sehingga dapat dituliskan sebagai berikut.

Jadi, tetapan kesetimbangannya sebesar 0,2.

Sobat Pintar jangan lupa download aplikasi Aku Pintar di Play Store atau App Store, ya! Ada fitur Belajar Pintar yang bakal nemenin Sobat belajar di rumah. Simak juga artikel-artikel lainnya, yaa!

Writer: Muhammad Fahmi Ridlo