Secara umum persamaan reaksi kesetimbangan atau reaksi bolak-balik sanggup dinyatakan :
aA + bB ? cC + dD dimana a, b, c, dan d yaitu koefisien stokiometri dari A, B, C, dan D.
Tetapan kesetimbangan (K) untuk reaksi tersebut pada suhu tertentu sanggup dinyatakan :
Lambang Q dipakai untuk nilai perbandingan konsentrasi (quosien konsentrasi) pada setiap keadaan. Nilai perbandingan konsentrasi Q, untuk reaksi kesetimbangan disebut “TETAPAN KESETIMBANGAN “dengan lambang K.
Dalam sistem pada kesetimbangan, sanggup dinyatakan Q = K
Dalam sistem bukan kesetimbangan, sanggup dinyatakan Q ? K
Kaprikornus tetapan kesetimbangan untuk reaksi,
Besarnya tetapan kesetimbangan suatu reaksi pada temperatur tertentu hanya sanggup ditentukan dengan data ekperimen dan tidak sanggup diramalkan dari persamaan reaksi. Keteraturan yang diperoleh dari data eksperimen ihwal sistem kesetimbangan dikenal dengan “hukum kesetimbangan”. Ada dua cara, yaitu pertama memakai energi bebas standar reaksi dan kedua dengan pengukuran eksklusif konsentrasi kesetimbangan yang sanggup disubstitusikan ke dalam ungkapan agresi massa. Komposisi kesetimbangan sanggup berubah bergantung pada kondisi reaksi. Akan tetapi, pada tahun 1864 Cato Maximillian Gulberg dan Peter Wage menemukan adanya suatu hubungan yang tetap antara
konsentrasi komponen dalam kesetimbangan. Hubungan yang tetap ini disebut Hukum Kesetimbangan atau Hukum Aksi Massa. Harga tetapan kesetimbangan sangat berkhasiat baik secara kuantitatif maupun kualitatif. Secara kuantitatif, memungkinkan untuk
dipakai untuk menghitung konsentrasi pereaksi dan atau hasil reaksi dalam sistem kesetimbangan, sedang secara kualitatif, sanggup memperlihatkan informasi ihwal sejauh mana reaksi berlangsung kearah reaksi sempurna.
Tetapan kesetimbangan berubah jikalau temperatur berubah. Pada temperatur tertentu, mungkin terdapat banyak adonan reaksi, setiap reaksi memiliki konsentrasi pereaksi yang berbeda dalam keadaan kesetimbangan.
Suatu reaksi sanggup dinyatakan lebih dari satu persamaan, besarnya tetapan kesetimbangan bergantung pada persamaan reaksi. Dengan demikian persamaan reaksi harus diketahui untuk menyatakan tetapan kesetimbangan.
Misalnya,
Secara garis besar umum ihwal tetapan kesetimbangan sanggup diungkapkan bahwa:
“Jika harga K besar, berarti kedudukan kesetimbangan jauh di sebelah kanan, sebaliknya jikalau harga K kecil berarti hanya sejumlah kecil hasil reaksi yang ada dalam kesetimbangan“.
Apakah arti ungkapan tetapan kesetimbangan ini ?
Jika K=1 maka kesetimbangan akan bergeser kearah kanan membentuk produk. Sebaliknya jikalau K=1 maka kesetimbangan akan bergeser kekiri membentuk reaktan.
Makna tetapan kesetimbangan bagi suatu reaksi antara lain :
2. Meramalkan arah reaksi
Apabila zat pada ruas kiri dan ruas kanan dari suatu reaksi kesetimbangan dicampurkan dalam suatu wadah reaksi maka sangat mungkin bahwa adonan tidak setimbang. Reaksi harus berlangsung ke kanan atau ke kiri hingga mencapai kesetimbangan.
Dalam penentuan harga tetapan kesetimbangan berdasarkan konsentrasi dan tekanan parsial gas haruslah mengetahui hubungan kuantitatif antara pereaksi dengan hasil reaksi dari suatu reaksi kesetimbangan.
Disosiasi yaitu peruraian suatu zat menjadi zat lain yang lebih sederhana. Disosiasi yang terjadi akhir pemanasan disebut disosiasi termal. Disossiasi yang berlangsung dalam ruang tertutup akan berakhir dengan suatu kesetimbangan yang disebut kesetimbangan disosiasi.
Beberapa pola kesetimbangan disosiasi gas :
Besarnya fraksi yang terdisosiasi dinyatakan oleh derajat disosiasi (a), yaitu perbandingan antara jumlah zat yang terdisosiasi dengan jumlah zat mula-mula :
Hubungan kuantitatif mol zat sebelum dan setelah reaksi sanggup digambarkan contohnya pada reaksi disosiasi Secara umum reaksi disosiasi sanggup dinyatakan sebagai berikut :
Misal jumlah A mula-mula = a mol dan derajat disosiasi = a, maka jumlah zat A yang terdisosiasi = a x a mol, dan jumlah mol B yang terbentuk = n x aa mol. Susunan kesetimbangan sanggup dirumuskan sebagai berikut :
Reaksi kimia mencapai kesetimbangan dinamik dengan ciri umum kesetimbangan perubahan fisika.
Reaksi kesetimbanan yang terpenting yaitu reaksi yang berlangsung
dalam air.
Tetapan kesetimbangan untuk suatu reaksi total yaitu hasil kali tetapan kesetimbangan dari reaksi yang digabungkan.
Tekanan parsial gas bergantung pada konsentrasi. Dari persamaan gas ideal, yaitu :
PV = nRT
Maka tekanan gas
Kaprikornus setiap penulisan tetapan kesetimbangan perlu dituliskan pula reaksi kesetimbangannya, alasannya yaitu nilai K tergantung pada bagaimana persamaan reaksinya.
Banyak proses industri zat kimia yang didasarkan pada reaksi kesetimbangan. Agar efesien, kondisi reaksi haruslah diusahakan sedemikian sehingga menggeser kesetimbangan ke arah produk dan meminimalkan reaksi balik. Misalnya:
1. Pembuatan Amonia berdasarkan proses Haber-Bosch
Nitrogen terdapat melimpah di udara, yaitu sekitar 78% volume. Walaupun demikian, senyawa nitrogen tidak terdapat banyak di alam. Satu-satunya sumber alam yang penting ialah NaNO3 yang disebut Sendawa Chili. Sementara itu, kebutuhan senyawa nitrogen semakin banyak, contohnya untuk industri pupuk, dan materi peledak. Oleh alasannya yaitu itu, proses sintesis senyawa nitrogen, fiksasi nitrogen buatan, merupakan proses industri yang sangat penting. Metode yang utama yaitu mereaksikan nitrogen dengan hidrogen membentuk amonia. Selanjutnya amonia sanggup diubah menjadi senyawa nitrogen lain menyerupai asam nitrat dan garam nitrat.
Dasar teori pembuatan amonia dari nitrogen dan hidrogen ditemukan oleh Fritz Haber (1908), spesialis kimia dari Jerman. Sedangkan proses industri pembuatan amonia untuk produksi secara besar-besaran ditemukan oleh Carl Bosch, seorang insinyur kimia
juga dari Jerman.
Berdasarkan prinsip kesetimbangan kondisi yang menguntungkan untuk ketuntasan reaksi ke kanan (pembentukan NH3) yaitu suhu rendah dan tekanan tinggi. Akan tetapi, reaksi
tersebut berlangsung sangat lambat pada suhu rendah, bahkan pada suhu 500oC sekalipun. Dipihak lain, alasannya yaitu reaksi ke kanan eksoterm, penambahan suhu akan mengurangi rendemen.
Dewasa ini, seiring dengan kemajuan teknologi, dipakai tekanan yang jauh lebih besar, bahkan mencapai 700 atm. Untuk mengurangi reaksi balik, maka amonia yang terbentuk segera dipisahkan.
Mula-mula adonan gas nitrogen dan hidrogen dikompresi (dimampatkan) hingga mencapai tekanan yang diinginkan. Kemudian adonan gas dipanaskan dalam suatu ruangan yang bersama katalisator sehingga terbentuk amonia.
Diagram alur dari proses Haber-bosch untuk sintesis amonia
diberikan pada Gambar 10.
2. Pembuatan Asam Sulfat Menurut Proses Kontak
Industri lainnya yang berdasarkan reaksi kesetimbangan yaitu pembuatan asam sulfat yang dikenal dengan proses kontak. Reaksi yang terjadi sanggup diringkas sebagai berikut ;
Tahap penting dalam proses ini yaitu reaksi (2). Reaksi ini merupakan reaksi kesetimbangan dan eksoterm. Sama menyerupai pada sintesis amonia, reaksi ini hanya berlangsung baik pada suhu tinggi. Akan tetapi pada suhu tinggi justru kesetimbangan bergeser ke kiri.
Dalam industri kimia, jikalau adonan reaksi kesetimbangan mencapai kesetimbangan maka produk reaksi tidak bertambah lagi. Akan tetapi produk reaksinya diambil atau disisihkan, maka akan menghasilkan lagi produk reaksi.
Amonia yang terbentuk dipisahkan dari adonan kesetimbangan dengan cara pencarian dari gas nitrogen di daur ulang ke wadah reaksi untuk menghasilkan produk reaksi.
Banyak proses alamiah dalam kehidupan sehari-hari berkaitan dengan perubahan konsentrasi pada sistem kesetimbangan. pH darah dan jaringan tubuh kira-kira 7,4 . Harga ini diatur dalam darah berada dalam kesetimbangan dengan ion hidrogen karbonat dan ion hidrogen.
Jika konsentrasi ion hidrogen bertambah, ion-ion ini bereaksi dengan ion hidrogen karbonat. Jika konsentrasi ion hidrogen terlampau rendah, asam karbonat bereaksi menghasilkan hidrogen. Oksigen diangkut dari paru-paru ke sel tubuh oleh haemoglobin dalam sel darah merah. Dalam paru-paru, konsentrasi oksigen cukup tinggi dan haemoglobin bereaksi dengan oksigen membentuk oksihemoglobin. Reaksi ini sanggup ditulis,
Dalam jaringan tubuh, konsentrasi oksigen rendah, sehingga reaksi sebaliknya yang terjadi, yaitu menghasilkan oksigen untuk dipakai dalam sel tubuh.
Ketika oksigen diangkut dari paru-paru ke jaringan tubuh, karbon dioksida yang dihasilkan oleh respirasi sel angkut dari jaringan tubuh ke paru-paru.
Dalam jaringan tubuh karbon dioksida yang konsentrasinya relatif tinggi melarut dalam darah bereaksi dengan air membentuk asam karbonat.
Dalam paru-paru di mana konsentrasi karbon dioksida relatif rendah, reaksi sebaliknya yang terjadi dan karbon dikeluarkan dari darah ke udara.
Jika air tanah mengalir melalui tempat berkapur, maka kerikil kapur melarut. Jika air berjumpa dengan udara yang mengandung sedikit karbondioksida maka karbon dioksida akan dilepaskan dari larutan ke udara, sehingga kalsium karbonat mengendap.
1. Perubahan konsentrasi.
Jika konsentrasi zat diperbesar maka reaksi akan bergeser menjauhi zat tersebut. Sebaliknya, jikalau konsentrasi zat diperkecil, maka reaksi kesetimbangan akan bergeser mendekati zat tersebut. Konsentrasi zat sanggup berubah namun harga konstanta kesetimbangan akan selalu tetap.
2. Perubahan tekanan.
Jika tekanan diperbesar, maka reaksi bergeser ke jumlah koefisien kecil. Sedangkan jikalau tekanan diperkecil, maka reaksi bergeser ke jumlah koefisien besar. Koefisien merupakan jumlah angka di sebelah kiri atau kanan sebuah reaksi kimia. Tekanan sanggup saja berubah namun konstanta kesetimbangan tidak akan berubah.
3. Perubahan volum.
Jika volum diperbesar maka reaksi bergeser ke jumlah koefisien yang besar. Sedangkan bila volum diperkecil reaksi bergeser ke jumlah koefisien kecil. Pergeseran kesetimbangan alasannya yaitu perubahan volum tidak mengubah harga konstanta kesetimbangan.
4. Penambahan katalis.
Penambahan katalis dalam suatu reaksi kesetimbangan tidak akan menggeser kesetimbangan. Katalis hanya mempercepat laju reaksi sehingga katalis hanya mempercepat terjadinya kesetimbangan. Meski demikian, setelah keadaan setimbang telah terjadi maka penambahan katalis tidak akan berpengaruh.
5. Penambahan temperatur.
Jika temperatur dinaikkan, kesetimbangan bergeser ke reaksi endoterm (reaksi yang membutuhkan kalor). Sebaliknya, jikalau temperatur diturunkan maka kesetimbangan bergeser ke reaksi eksoterm (rekasi yang melepaskan kalor). Terjadinya pergeseran kesetimbangan akhir perubahan temperatur bukan untuk mempertahankan kesetimbangan, tetapi alasannya yaitu dalam reaksi tersebut terdapat reaksi yang membutuhkan kalor dan ada reaksi yang tidak butuh kalor.
Semoga informasi seputar faktor yang mempengaruhi reaksi kesetimbangan ini sanggup berkhasiat untuk Anda.
Sumber : http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_kimia/tetapan-kesetimbangan/
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_kimia/tetapan-kesetimbangan-pada-tekanan-parsial-kp/
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_kimia/penentuan-harga-tetapan-kesetimbangan-berdasarkan-konsentrasi-dan-tekanan-parsial-gas/
http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia_fisika1/kesetimbangan_kimia/aplikasi-prinsip-kesetimbangan-kimia-dalam-industri/
http://www.anneahira.com/kesetimbangan-kimia.htm Sumber http://pustakauntuksemua.blogspot.com
EmoticonEmoticon