Konsep Kesetimbangan Dinamis

Reaksi kesetimbangan adalah reaksi dimana zat-zat hasil reaksi ( produk ) dapat bereaksi kembali membentuk zat-zat semula ( reaktan ). Jadi reaksi berlangsung dua arah ( reversibel ) :

Kapankah suatu reaksi bolak-balik mencapai keadaan setimbang ?

Pada saat laju reaksi ke kanan = laju reaksi ke kiri

Bagaimana kita dapat mengetahui bahwa suatu reaksi bolak-balik telah mencapai kesetimbangan ?

Saat tercapai kesetimbangan jumlah zat-zatnya baik reaktan maupun produk tidak lagi berubah. Jumlah zat sebanding dengan mol dan konsentrasi sehingga saat setimbang mol dan konsentrasi zat-zatnya tetap.

Jelaskan, mengapa kesetimbangan kimia disebut kesetimbangan dinamis !

Walaupun reaksi kimia sudah mencapai keadaan setimbang akan tetapi reaksi tetap berlangsung pada tingkat molekul/mikroskopis. karena kecepatan reaksi maju/ke kanan = reaksi balik/ke kiri maka seakan-akan reaksinya sudah berhenti.

Ciri khas reaksi kesetimbangan :

"Zat-zat ruas kiri ( reaktannya ) tidak pernah habis"

Pada saat terjadi kesetimbangan, maka harga tetapan kesetimbangan ( Kc ) dapat ditentukan. Nilainya ditentukan dengan menggunakan perbandingan konsentrasi zat-zatnya saat tercapai kesetimbangan.

dari bentuk persamaan di atas dapat disimpulkan :
Jika nikai K > 1 maka hasil/produk yang dihasilkan banyak

Jika nikai K < 1 maka hasil/produk yang dihasilkan sedikit

Hal PENTING yang perlu kalian ketahui !

Untuk reaksi yang sama harga Kc hanya dipengaruhi suhu. Selama suhu tetap maka K tetap. Harga K berubah hanya apabila suhunya berubah. perubahan harga K tergantung jenis reaksinya :

• Reaksi Endoterm ( menyerap kalor / delta H nya positif ) : K berbanding lurus dengan suhu. Artinya jika suhunya meningkat maka K nya juga meningkat dan sebaliknya jika suhunya menurun maka K nya juga menurun.
• Reaksi Eksoterm ( melepas kalor / delta H nya negatif ) : K berbanding terbalik dengan suhu. Artinya jika suhunya meningkat maka K nya menurun dan sebaliknya jika suhunya menurun maka K nya meningkat.

Membandingkan harga K dengan beberapa reaksi :

1. Jika reaksi dibalik maka K menjadi 1/K
2. Jika reaksinya dikalikan n maka K menjadi Kⁿ
3. Jika reaksinya dibagi n maka K menjadi akar n nya K
4. Jika dua reaksi atau lebih dijumlahkan maka harga K tiap-tiap reaksi dikalikan

Diketahui tetapan kesetimbangan 2 reaksi sebagai berikut :







Kc nya berturut-turut adalah 4 dan 8 maka tetapan kesetimbangan bagi reaksi :

adalah !

Untuk mengetahui perubahan nilai tetapan kesetimbangan ( K ) yang kita perhatikan adalah senyawa yang spesifik yang ada untuk tiap-tiap reaksi.

untuk reaksi pertama yang kita perhatikan perubahannya adalah senyawa B karena senyawa B tidak ada pada reaksi ke dua. Senyawa B yang mula-mula di ruas kiri menjadi di ruas kanan dan dikalikan 2 (karena angka koefisiennya berubah dari 1 menjadi 2 berarti berubah menjadi dua kalinya).
maka reaksinya ditulis :





karena dibalik maka K = 4 menjadi K = 1/4 kemudian dikalikan 2 maka K = 1/4 berubah lagi menjadi kuadratnya K = (1/4)² = 1/16

untuk reaksi kedua tidak mengalami perubahan karena senyawa spesifiknya yaitu senyawa D tetap ada di ruas kiri dan angka koefisiennya pun tetap = 1 sehingga K nya juga tetap 8. Dari reaksi pertama yang telah diubah dengan reaksi kedua digabung menjadi :

senyawa yang sama di ruas kiri dan kanan saling coret....
karena digabung maka nilai K = 1/16 dan K = 8 dikalikan sehingga menjadi :

K = 1/16 . 8 = 1/2



Pergeseran Kesetimbangan

Asas Le Chatelier
Jika terhadap suatu kesetimbangan dilakukan suatu aksi (tindakan) maka reaksi akan bergeser untuk menghilangkan pengaruh aksi itu.

Pengaruh Konsentrasi

• Jika salah satu pereaksi/reaktan/senyawa di ruas kiri diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kanan/produk/hasil reaksi. Sebaliknya jika salah satu produk/hasil reaksi/ruas kanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kiri/pereaksi/reaktan.

• Jika salah satu pereaksi/reaktan/senyawa di ruas kiri diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kiri/pereaksi/reaktan. Sebaliknya jika salah satu produk/hasil reaksi/ruas kanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke ruas kanan/produk/hasil reaksi.

  
Pengaruh Volume

• Jika volume diperbesar (pengenceran) maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terbanyak atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terbanyak.

• Jika volume diperkecil (pemekatan) maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terkecil atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terkecil.

• Jika jumlah angka koefisien ruas kanan dan ruas kiri sama maka penambahan atau pengurangan volume tidak akan menggeser kesetimbangan.

PENTING !! Angka koefisien reaksi dari zat padat murni ( s ) dan zat cair murni ( l ) TIDAK mempengaruhi kesetimbangan yang mempengaruhi kesetimbangan adalah senyawa dalam bentuk larutan ( aq ) dan gas ( g ). Perhatikan contoh untuk pengaruh volume dan konsentrasi :

ke arah mana kesetimbangan bergeser jika suhu tetap :
a. ditambah BiCl₃
b. ditambah air
c. ditambah BiOCl
d. ditambah HCl
e. ditambah NaOH

Jawab :

a. Penambahan BiCl₃, salah satu pereaksi, akan menggeser kesetimbangan ke kanan

b. Penambahan air (memperbesar volume) akan menggeser kesetimbangan ke kanan karena koefisien ruas kanan lebih besar dari ruas kiri. Alasannya : koefisien ruas kiri = 1 yaitu koefisien BiCl₃, ingat koefisien H₂O tidak usah dihitung karena zat cair murni ( l ) sedangkan jumlah koefisien di ruas kanan = 2 yaitu koefisien dari HCl, ingat BiOCl tidak diperhitungkan karena bentuknya padat ( s ).

c. Penambahan BiOCl yang merupakan komponen padat tidak menggeser kesetimbangan.

d. Penambahan HCl, salah satu produk, akan menggeser kesetimbangan ke kiri.

e. Penambahan NaOH akan bereaksi dengan HCl yang berarti mengurangi salah satu produk, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan.


Pengaruh Tekanan
pengaruh tekanan berlawanan dengan pengaruh volume :

• Jika tekanan diperbesar maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terkecil atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terkecil.

• Jika tekanan diperkecil maka kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi yang jumlah molekulnya terterbesar atau ke ruas yang jumlah angka koefiseinnya terbesar.

• Jika jumlah angka koefisien ruas kanan dan ruas kiri sama maka penambahan atau pengurangan tekanan tidak akan menggeser kesetimbangan.

INGAT !! sama dengan pengaruh volume pada pengaruh tekanan... Angka koefisien reaksi dari zat padat murni ( s ) dan zat cair murni ( l ) TIDAK mempengaruhi kesetimbangan jadi tidak dihitung.


Pengaruh Suhu

• Jika suhu sistem kesetimbangan dinaikkan maka reaksi sistem menurunkan suhu dengan cara kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang menyerap kalor (endoterm).

• Jika suhu sistem kesetimbangan diturunkan maka reaksi sistem menaikkan suhu dengan cara kesetimbangan bergeser ke pihak reaksi yang melepas kalor (eksoterm).

Contoh :

Ke arah mana kesetimbangan akan bergeser jika suhu dinaikkan !

Pada kenaikan suhu kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm ( delta H nya + ) :

a. Pada reaksi pertama kesetimbangan akan bergeser ke kiri karena reaksi pertama dari kiri ke kanan adalah reaksi eksoterm ( delta H nya - ) maka reaksi endotermnya kebalikannnya yaitu dari kanan ke kiri

b. Pada reaksi kedua kesetimbangan akan bergeser ke kanan karena reaksi kedua dari kiri ke kanan adalah reaksi endoterm ( delta H nya + ) maka reaksi endotermnya sudah sesuai yaitu dari kiri ke kanan


Pengaruh Katalisator

Dalam suatu reaksi kesetimbangan, pengaruh katalisator adalah mempercepat terjadinya reaksi sehingga reaksi maju dan reaksi baliknya sama-sama bertambah kuat. Oleh karena itu, katalisator tidak mempengaruhi susunan kesetimbangan akan tetapi mempercepat tercapainya keadaan setimbang.