KESETIMBANGAN KIMIA

A.    Kesetimbangan Dalam Kehidupan Sehari-hari

—  Banyak peristiwa dalam kehidupan sehari-hari yang merupakan proses kesetimbangan.

             Contohnya :

v  Perubahan wujud cair

v  Reaksi kesetimbangan dalam tubuh

v  Reaksi kesetimbangan dalam mulut

B.     Keadaan Kesetimbangan

—  Reaksi Umum :

mA +  nB              pC  +  qD

—  Pembentukan  zat  diruas  kanan (reaksi maju)  selalu disertai pembentukan kembali zat diruas kiri (reaksi balik).

—  Reaksi terus berlangsung dua arah.

—  Arti kesetimbangan : kecepatan reaksi ke kanan sama dengan kecepatan reaksi ke kiri

—  Pada keadaan setimbang konsentrasi zat baik ruas kiri maupun kanan berada dalam keadaan tetap.

Hubungan konsentrasi zat pada keadaan setimbang :

mA + nB           pC + qD     maka

          K =  [C]^p [D]^q

                  [A]^m [B]ⁿ

Keterangan :

K    = tetapan kesetimbangan

[A] = konsentrasi A pada kesetimbangan = mol / volume (lt)

[B] = konsentrasi B pada kesetimbangan = mol / volume (lt)

[C] = konsentrasi C pada kesetimbangan = mol / volume (lt)

[D] = konsentrasi Dpada kesetimbangan = mol / volume (lt)

C.     Pergeseran Kesetimbangan

v  Perubahan Konsentrasi

—  Reaksi :          

         A + B                      C

·         Bila A ditambah artinya konsentrasinya diperbesar, sehingga “jika diberi, dia akan memberi” maka terjadi pergeseran ke kanan sehingga C banyak.

·         Bila B diambil (dipisah) artinya memperkecil konsentrasi B sehingga “jika diambil , dia akan mengambil” maka reaksi bergeser ke kiri sehingga C berkurang.

·         Jika salah satu zat konsentrasinya diperbesar (ditambah), maka reaksi bergeser dari arah zat tersebut.

·         Jika salah satu zat konsentrasinya diperkecil (dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah zat tersebut.

v  Perubahan suhu

·         Jika suhu dinaikkan (menambah atau memberikan kalor) maka reaksi akan bergeser ke arah kiri yaitu arah reaksi  yang endoterm (membutuhkan).

·         Jika suhu diturunkan(kalor dikurangi), maka reaksi akan bergeser ke arah kanan yaitu arah reaksi yang eksoterm(mengeluarkan).

·         Misal  :    2 NH3                 N2  +   3 H2  ΔH = +92 Kj

Jika suhu dinaikkan reaksi bergeser ke kanan (NH3 banyak terurai), jika suhu diturunkan akan bergeser ke kiri.

v  Perubahan tekanan

·         Perubahan tekanan hanya berpengaruh untuk gas.

·         Fase padat dan cair pengaruh tekanan diabaikan.

·         Sesuai hukum Boyle maka :

·         Jika tekanan diperbesar (volume diperkecil) maka    reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terkecil.

·         Jika tekanan diperkecil (volume diperbesar) maka reaksi bergeser ke arah jumlah mol gas yang terbesar.

·         Karena koefisien reaksi menyatakan perbandingan mol ,maka cukup memperhatikan jumlah koefisien gas pada masing-masing ruas.

v  Peranan Katalisator

·      Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat reaksi tapi tidak ikut bereaksi.

·      Sesuai dengan fungsinya mempercepat reaksi maka akan mempercepar tercapainya proses kesetimbangan, dengan cara mempercepat reaksi maju dan reaksi balik sama besar.

·      Fungsi katalisator pada awal reaksi (sebelum kesetimbangan tercapai).

·      Jika kecepatan reaksi maju = kecepatan reaksi balik maka katalis berhenti berfungsi.

D.    Hukum Kesetimbangan

Ketentukan yang harus diperhatikan  :

a.    Jangan menggunakan hukum aksi massa sebelum menghitung konsentrasi masing-masing zat pada kesetimbangan.

b.    Konsentrasi zat selalu dalam satuan molar (mol / lt) sehingga jangan lupa perhatikan volume.

c.    Zat ruas kiri berlaku hubungan : zat pada saat setimbang = zat mula=mula – zat yang terurai.

d.   Zat ruas kanan berlaku hubungan : zat pada saat setimbangan = zat yang terbentuk dari zat ruas kiri yang terurai.

e.    Koefisien reaksi kesetimbangan menyatakan perbandingan mol zat ruas kiri yang terurai serta mol zat ruas kanan yang terbentuk pada saat setimbang.

E.      Sistem Kesetimbangan Dalam Industri

—  Proses Haber – Bosch :

1.    Merupakan proses yang sangat penting dalam industri kimia karena amoniak merupakan bahan utama dalam pembuatan berbagai barang misal : pupuk urea, asam nitrat, dan senyawa nitrogen.

2.    Bisa dipakai sebagai pelarut karena kepolaran amoniak cair hampir menyamai kepolaran air.

—  Proses Kontak :

o    Adalah proses pembuatan asam sulfat secara besar-besaran. Digunakan untuk pembuatan pupuk amonium sulfat, pada proses pemurnian minyak tanah, pada industri baja untuk menghilangkan karat besi sebelum bajanya dilapisi timah atau seng, pada pembuatan zat warna, obat-obatan, pada proses pemurnian logam dengan cara elektrolisa, pada industri tekstil dll.

o    Pada proses kontak bahan yang dipakai adalah belerang murni yang dibakar di udara :  S + O2            SO₂

o    SO₂ yang terbentuk dioksidasi di udara dengan memakai katalisator :    2 SO₂ + O₂             2SO₃   +  45 kkal

o    Katalis yang dipakai adalah vanadium penta-oksida (V₂O₅).

o    Makin rendah suhunya maka makin banyak SO₃ yang dihasilkan, tapi reaksi yang berjalan lambat.

o    Dengan memperhitungkan faktor waktu dan hasil dipilih suhu 400^oC dengan hasil kurang lebih 98%.

o    Karena SO₃ sukar larut dalam air maka dilarutkan H₂SO₄ pekat.

o    SO₃ + H₂SO₄            H₂S₂O₇ (asam pirosulfat)

o    H₂S₂O₇ + H₂O              2 H₂SO₄