kesetimbangan kimia

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Pada dasarnya, istilah kesetimbangan berhubungan dengan apa yang kita sebut ”keseimbangan kimia” akan tetapi, keseimbangan ini merupakan keseimbangan Mekanik. Dalam keseimbangan mekanik, jika resultan gaya ( net force) pada suatu benda sama dengan nol, sehingga sebuah benda dikatakan kesetimbangan mekanik jika benda tersebut tidak sedang mengalami perubahan dalam gerakannya (percepatannya sama dengan nol). Apakah kesetimbangan kimia itu? Simaklah penjelasan berikut ini!.

Ketika suatu reaksi kimia berlangsung dalam sebuah bejana yang mencegah masuk atau keluarnya zat-zat yang terlibat dalam reaksi tersebut. Maka besaran-besaran (kuantitas-kuantitas) dari komponen-komponen reaksi tersebut berubah ketika beberapa komponen tersebut digunakan dan komponen lainnya terbentuk. Akhirnya, ini akan berakhir, setelah komposisinya tetap selama sistem tersebut tidak terganggu, sehingga sistem tersebut kemudian di katakan berada dalam keadan kesetimbangan atau lebih sederhana ”berada dalam kesetimbangan” dengan kata lain, sebuah reaksi kimia berada dalam kesetimbangan ketika tidak ada kecenderungan kuantitas-kuantitas zat-zat peraksi dan zat hasil reaksi untuk berubah.

Jadi latar belakang penyusunan makalah ini adalah untuk mengetahui apakah yang dimaksud dengan kesetimbangan kimia, apa saja faktor-faktor yang mempengaruhinya, tetapan kesetimbangan, dan perhitungan tetapan kesetimbangan.

B.     Rumusan Masalah

1. Apakah yang dimaksud dengan Kesetimbangan Kimia ?
2. Bagaimana contoh-contoh kesetimbangan kimia dalam kehidupan sehari-hari ?

3.      Apa sajakah faktor-faktor yang mempengaruhi kesetimbangan kimia ?

4.      Bagaimana tetapan kesetimbangan Kimia dan cara untuk menghitungnya ?

3. Tujuan
1. Untuk mengetahui apakah yang dimaksud dengan kesetimbangan kimia.
2. Untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi kesetimbangan kimia.
3. Untuk mengetahui seperti apakah tetapan kesetimbangan kimia dan bagaimana caranya menghitung kesetimbangan kimia.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur).

B.     Jenis-jenis Kesetimbangan Kimia

Berdasarkan wujud zat-zat dalam keadaan setimbang, kesetimbangan kimia dapat dibedakan menjadi dua, yaitu

1.      Kesetimbangan homogen

Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan kimia diman zat-zat yang berada dalam keadaan setimbang mempunyai wujud zat yang sama atau satu fase.

a.    Kesetimbangan antara larutan dengan larutan.

b.    Kesetimbangan antara gas dan gas.

·         Contoh :

H_{2 (g)}  + I_{2 (g)}      ⇋   2HI_(g)

2.      Kesetimbangan heterogen

Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan kimia, dimana zat-zat yang berada dalam kesetimbangan mempunyai wujud zat yang berbeda (dua fase atau lebih)  .

a.   Kesetimbangan antara gas dan cair.

b.   Kesetimbangan antara gas dan padat.

c.   Kesetimbangan antara zat padat dengan larutan.

d.  Kesetimbangan antara ion-ion  dalam larutan.

·         Contoh :

 C_(s)  + O_{2 (g)}  ⇋  CO_{2 (g)}

            

4. Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

1.      Mengubah konsentrasi 

Jika dalam sistem kesetimbangan ditambahkan lebih banyak reaktan atau produk, reaksi akan bergeser ke sisi lain untuk menghabiskannya. Sebaliknya, jika sebagian reaktan atau produk diambil, reaksi akan bergeser ke sisinya untuk menggantikannya.

2.      Pengaruh tekanan

Perubahan tekanan hanya berpengaruh pada sistem gas, berdasarkan hukum boyle bila tekanan gas diperbesar maka volumenya diperkecil, sedangkan bila tekanan gas diperkecil maka volume gas diperbesar, berdasarkan persamaan gas ideal PV = nRT bahwa tekanan berbanding lurus dengan jumlah mol gas. jika mol gas bertambah maka tekanan akan membesar, sebaliknya bila jumlah mol gas berkurang maka tekanan akan menjadi kecil. Dengan demikian jika tekanan diperbesar maka reaksi akan bergeser ke arah jumlah mol gas yang lebih kecil dan juga sebaliknya.

3.    Pengaruh Suhu

Jika suhu dinaikkan/pemanasan maka reaksi akan bergeser ke arah reaksi endoterm, sedangkan jika suhu diturunkan/didinginkan maka reaksi akan bergeser ke arah eksoterm. Contoh : N_2(g)  + 3HO_{2 (g)}  ⇋ 2NH3 _(g) H= - 92 kJ,

bila suhu diubah dari 500° menjadi 1200° maka kesetimbangan ke arah endoterm atau ke kiri. 

4.      Katalis 
Katalis hanya berfungsi untuk mempercepat tercapainya kesetimbangan kimia.

Dari beberapa faktor di atas, hanya perubahan temperatur (suhu) reaksi yang dapat mengubah nilai konstanta kesetimbangan (K_c maupun K_p). Perubahan konsentrasi, tekanan, dan volume hanya mengubah konsentrasi spesi kimia saat kesetimbangan, tidak mengubah nilai K. Katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan, tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia.

5. Kesetimbangan Dinamis

Pada keadaan kesetimbangan, reaksi tidak  berhenti, tetapi berlangsung dalam dua arah dengan laju yang sama. Oleh karena itu, kesetimbangan tersebut tidak bersifat statis, tetapi bersifat dinamis, konsentrasi zat-zat yang terlibat dalam suatu reaksi tidak berubah terhadap waktu, maka reaksi tersebut dianggap selesai.

Keadaan kesetimbangan dikatakan dinamis, bila keadaan kesetaraan laju reaksi maju dan laju reaksi balik  dapat di pertahankan. Sebagai contoh, pada reaksi H₂ dan I₂ menghasilkan HI yang membentuk keadaan kesetimbangan. Sistem tersebut di katakan setimbang dinamis, apabila gas H₂  dengan I₂  bereaksi secara kesinambungan membentuk gas HI dan lain pihak dalam sistem tersebut gas HI  terurai secara kesinambungan membentuk gas H₂ dan I₂ dengan laju yang sama. Hubungan laju reaksi zat-zat dengan waktu pada kesetimbangan dinamis dari reaksi H₂ dengan I₂ membentuk gas HI atau sebaliknya .

Jadi kesetimbangan reaksi itu di sebut juga ’ kesetimbangan dinamis ” kesetimbangan dinamis adalah pada keadaan-keadaan setimbang reaksi tidak diam (statis), tetapi terjadi dua reaksi berlawanan arah yang mempunyai laju reaksi sama. Pada keadaan tidak setimbang ini tidak terjadi lagi perubahan bersih dalam sistem reaksi. Untuk lebih memahami kesetimbangan dinamis, perhatikanlah asumsi-asumsi dibawah ini.

Air dipanaskan dalam wadah tertutup sampai air menguap. Pada saat air menguap, uap air tertahan pada permukaan tutup wadah. Selanjutnya, uap air tersebut akan mengalami kondensasi,yaitu uap air menjadi cair kembali, kemudian jatuh kedalam wadah. Pada wadah tersebut terjadi dua proses yang berlawanan arah, yaitu proses penguapan yang arahnya keatas dan proses kondensasi yang arahnya kebawah. Pada saat tertentu laju proses penguapan dan laju proses kondensasi akan sama. Hal itu dapat kita lihat volume air dalam wadah tersebut adalah tetap. Keadaan seperti itu disebut kesetimbangan dinamis.

F.     Kesetimbangan Dinamis dalam Kehidupan Sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari banyak hal banyak hal dialam yang mengalami kesetimbangan dinamis. Beberapa proses yang termasuk kedalam proses kesetimbangan dinamis yaitu sebagai berikut :

a.       Proses pemanasan air dalam wadah tertutup biasanya dapat kita lihat, hal itu sudah dijelaskan sebelumnya.

b.      Proses pelarutan zat padat dalam air, misalnya garan AgCl dilarutkan dalam air sehingga padatan AgCl sebagian melarut kedalam air. Pada waktu AgCl sudah melarut, terjadi lagi reaksi pembentukan padatan AgCl yang disebut proses pengendapan. Hal itu berarti dalam sistem terjadi dua proses yang berlawanan arah, yaitu proses pelarutan AgCl yang arahnya kekanan dan proses pengendapan AgCl yang arahnya kekiri. Pada saat tertentu laju proses pelarutan (V₁) akan sama dengan laju proses pengendapan (V₂).

Keadaan seperti itu disebut kesetimbangan dinamis. Hal itu dapat dituliskan sebgai berikut.

AgCl _(g) ⇋   Ag⁺  +  Cl^-

Pada keadaan setimbang V1=V2

c.       Proes penguapan air dari permukaan bumi dengan proses turunnya hujan merupakan kesetimbangan dinamis. Jika dalam kurun waktu tertentu jumlah air yag menguap dari permukaan bumi sama dengan jumlah air yang jatuh ke permukaan bumi melalui turunnya hujan, maka kesetimbangan air di alam dapat dipertahankan. Akan tetapi, kenyataan yang dihadapi oleh manusia pada masa sekarang ini sangat berbeda dengan kesetimbangan dinamis yang kita bicarakan sebelumnya musim kemarau berkepanjangan mengakibatkan banyak tanaman mengalami kekeringan, lalu mati sehingga manusia menderita kelaparan.sebaliknya hujan yang terus menerus menyebabkan bencana banjir yang mengakibatkan banyak manusia meninggal dan banyak rumah yang hanyut terbawa arus banjir. Hal itu terjadi akibat ulah manusia itu sendiri yang tidak tahu menjaga kesetimbangan alam ini karena manusia lupa bahwa sebenarnya Tuhan menciptakan alam semesta dalam kesetimbangn antara yang satu dengan yang lain atau harmonis.  

G.    Tetapan Kesetimbangan

Pada tahun 1886, dua orang para ahli kimia Norwegia, yaitu Cato Maxmilian Guldberg (1836-1902) dan Peter Waage (1833-1900) mengajukan postulat berdasarkan sejumlah pengamatan yang mereka lakukan terhadap reaksi kesetimbangan. Ponstulat ini menyatakan bahwa ”Jika hasil reaksi konsentrasi zat hasil reaksi yang di pangkatkan koefisiennya di bandigkan dengan hasil kali konsentrasi zat pereaksi yang di pangkatkan koefisiennya, maka akan di peroleh perbandingan yang tetap”.  Untuk reaksi yang dinyatakan  dengan

aA  +  bB   ⇋   cC   +  dD,

dengan A, B adalah pereaksi C, D adalah reaksi ; dan a, b, c, d adalah koefisien reaksi, maka secara sistematis ponstulat Guldberg dan Waage tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

                                          Dengan : C = konstanta

Dalam kasus umum yang didalamnya konsentrasi dapat mempunyai nilai yamg berubak-ubah (termasuk nol), pernyataan diatas di sebut hasil bagi (quotient) kesetimbangan dan nilainya di nyatakan dengan Q atau Qc. Jika istilah tersebut berhubungan dengan konsentrasi keseimbangan, maka pernyataan ini  di sebut tetapan kesetimbangan dan nilainya dinyatakan dengan K atau Kc.

Nilai konstan dari perbandingan hasil kali konsentrasi hasil reaksi yang di pangkatkan koefisiennya dengan hasil kali konsentrasi pereaksi yang dipangkatkan koefisiennya tersebut selalu tetap selama suhu sistem tidak berubah. Oleh karena itu, harga perbandingan tersebut di namakan tetapan keseimbangan yang dinyatakan sebagai berikut:

Salah satu kegunaan konstanta kesetimbangan kimia adalah memprediksi arah reaksi. Untuk mempelajari kecenderungan arah reaksi, digunakan besaran Q, yaitu hasil perkalian konsentrasi awal produk dibagi hasil perkalian konsentrasi awal reaktan yang masing-masing dipangkatkan dengan koefisien reaksinya. Jika nilai Q dibandingkan dengan nilai K_c, terdapat tiga kemungkinan hubungan yang terjadi, antara lain :

1.      Q < K_c

Sistem reaksi reversibel kelebihan reaktan dan kekurangan produk. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah reaktan diubah menjadi produk. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah produk (ke kanan).

2.      Q =  K_c

Sistem berada dalam keadaan kesetimbangan. Laju reaksi, baik ke arah reaktan maupun produk, sama.

3.      Q > K_c

Sistem reaksi reversibel kelebihan produk dan kekurangan reaktan. Untuk mencapai kesetimbangan, sejumlah produk diubah menjadi reaktan. Akibatnya, reaksi cenderung ke arah reaktan (ke kiri).

Dari beberapa faktor di atas, hanya perubahan temperatur (suhu) reaksi yang dapat mengubah nilai konstanta kesetimbangan (K_c maupun K_p). Perubahan konsentrasi, tekanan, dan volume hanya mengubah konsentrasi spesi kimia saat kesetimbangan, tidak mengubah nilai K. Katalis hanya mempercepat tercapainya keadaan kesetimbangan, tidak dapat menggeser kesetimbangan kimia.

H.    Perhitungan Kesetimbangan

Jika konsentrasi masing-masing zat sudah diketahui, maka perhitungan harga Kc dapat dilakukan secara langsung dengan memasukan nilai konsentrasi zat pada persamaan sebagai berikut :

            Contoh Soal :

1.      Pada reaksi penguraian gas N₂O₄ menjadi gas NO₂ terjadi keadaan setimbang yang dinyatakan dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

N₂O_{4 (g)}  ⇋ 2NO_2g)

Jika konsentrasi N₂O_{4 ­}dan NO₂ berturut-turut 1,71 M dan 0,58 M, hitunglah harga Kc pada keadaan tersebut !

Penyelesaian :

N₂O_{4 (g)}   ⇋   2NO₂

·         Jadi nilai K_c untuk reaksi tersebut  adalah 0,2

2.      Jika 0,8 mol HI dimasukkan kedalam wadah 1 liter pada suhu 458^oC, campurkan dalam kesetimbangan di temukan mengandung 0,088 mol gas I_2. hitung harga Kc untuk reaksi kesetimbangan!

Penyelesain :

·         Untuk menentukan konsentrasi masing-masing zat,ikuti langkah-langkah berikut!

2HI _(g)     ⇋       H_{2 (g)} + I_{2 (g)}

Awal                =                0,8                        0          0

Terurai              =              2x                          x           x

Kesetimbangan =             0,8-2x                     x       0,088

·         Pada kesetimbangan

[I₂] =  [H₂] = 0,088 M

[HI] = 0,8-2x

                         = 0,8-2(0,088)

                       = 0,623 M

·         Karena volume wadahnya 1 liter, maka jumlah mol menyatakan harga konsentrasi, tetapi jika volume wadah tersebut ≠ 1 liter, maka konsentrasi

                                                   Mol = Volume

sehingga :

      

·         Jadi harga, harga K_c untuk penguraian HI pada suhu 458⁰ adalah 0,01

BAB III

PENUTUP

1. Kesimpulan

·         Agar suatu reaksi dapat mencapai kondisi setimbang atau dikatakan sebagai kesetimbngan kimia, diperlukan beberapa syarat, antara lain:

a.      Berupa reaksi bolak-balik

Suatu reaksi dapat menjadi reaksi kesetimbangan jika reaksi baliknya dapat dengan mudah terjadi secara bersamaan. Terkadang kita memerlukan adanya pengaruh dari luar agar suatu reaksi menjadi dapat balik. Pada umumnya, reaksireaksi homogen (reaksi yang fasa-fasa pereaksi dan hasil reaksinya sama) akan lebih mudah berlangsung bolak balik dibandingkan dengan reaksi yang heterogen.

Contoh:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇋ 2NH3 (g)

Biasanya, reaksi heterogen hanya dapat berlangsung bolak balik pada suhu tinggi.

b.      Bersifat dinamis

Suatu reaksi kesetimbangan tidaklah statis, melainkan bersifat dinamis. Artinya, secara makroskopis reaksi berlangsung terus menerus dalam dua arah dengan laju yang sama. Karena laju pembentukan zat ke ruas kanan sama dengan laju pembentukan zat ke ruas kiri, maka pada keadaan setimbang jumlah masingmasing zat tidak lagi berubah, sehingga reaksi tersebut dianggap telah selesai. Berlangsungnya suatu reaksi secara makroskopis dapat dilihat dari perubahan suhu, tekanan, konsentrasi, atau warnanya; sementara perubahan dalam skala mikroskopis atau molekul tidak dapat teramati.

c.       Dilakukan dalam sistem tertutup

Kesetimbangan kimia hanya dapat berlangsung dalam sistem tertutup. Sistem tertutup adalah suatu sistem reaksi dimana baik zat-zat yang bereaksi maupun zatzat hasil reaksi tidak ada yang meninggalkan sistem. Reaksi antara timbal (II) sulfat dengan larutan natrium iodida tidak mungkin berlangsung bolak balik jika timbal (II) iodida yang terbentuk pada reaksi tersebut dibuang atau dihilangkan dari sistem.

·         Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi reaksi kesetimbangan adalah :

a.       Suhu

b.       Konsentrasi

c.        Tekanan dan Volum

d.      Katalis

·         Tetapan Kesetimbangan Kimia

Menghitung kesetimbngan kimia dapat dilakukan dengan menggunakan tetapan sebagai berikut :    

B.     Daftar Pustaka

·         http://www.chem-is-try.org/kata_kunci/tetapan-kesetimbangan/ diakses 13 November 2013 pkl. 01.00 WITA.

·         http://anaistianah.blogspot.com/2011/11/makalah-kesetimbangan-kimia.html diakses 13 November 2013 pkl. 01.00 WITA.

·         http://yonorio601.blogspot.com/2013/05/makalah-kesetimbangan-kimia.html diakses 13 November 2013 pkl. 01.00 WITA.

·         http://chayoy.blogspot.com/2011/04/makalah-kesetimbangan-kimia.html diakses 13 November 2013 pkl. 01.00 WITA.