Kesetimbangan Kimia

1.      Kesetimbangan

Reaksi kimia umumnya berlangsung :

a.      Berkesudahan / satu arah / Irreversible

Contoh :  C (s) + O2 (g)  ---> CO2 (g)

               Na ( s)  + O2 (g) ---> Na2O (g)

Cirinya : tanda panah mengarah ke satu arah

Pada reaksi ini saat pereaktan habis maka reaksi selesai.

b.      Bolak-balik/ dua arah / Reversible

Contoh : H₂O(g) D H2O (l)

               SO₂(g)  + O₂ (g) D SO₃ (g)

Cirinya : tanda panah mengarah ke dua arah

Pada awal proses bolak-balik, reaksi berlangsung ke arah pembentukan produk, segera setelah terbentuk molekul produk maka terjadi reaksi sebaliknya, yaitu pembentukan molekul reaktan dari molekul produk. Ketika laju reaksi ke kanan dan ke kiri sama dan konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah maka kesetimbangan reaksi tercapai. Pada saat kesetimbangan, reaksi tidak berhenti seperti pada reaksi satu arah (Irreversible) tetapi reaksi terus berlangsung dengan kecepatan pembentukan (laju ke kanan ) sama dengan kecepatan peruraian (laju ke kiri).

Keadaan kesetimbangan dinamis akan dicapai apabila dua proses yang berlawanan arah berlangsung dengan laju reaksi yang sama dan konsentrasi tidak lagi mengalami perubahan atau tidak ada gangguan dari luar.

Contoh keadaan kesetimbangan dinamis, kita perhatikan reaksi penguraian (dissosiasi) gas N2O4 sebagai berikut :

N2O4 (g) ↔ 2 NO2 (g)

Tak berwarna          merah-coklat

Andaikan sejumlah mol gas N₂O₄ dimasukkan ke dalam suatu bejana tertutup. Mula-mula dengan segera gas N₂O₄ yang tidak berwarna tersebut terdisosiasi menjadi NO₂ yang berwarna merah coklat. Akan tetapi setiap dua molekul NO₂ dengan mudah bergabung menjadi molekul zat N₂O₄ kembali. Mula–mula laju reaksi disosiasi N₂O₄ berlangsung relatif lebih cepat daripada laju reaksi pembentukan N₂O₄. Namun laju reaksi pembentukan N₂O₄ juga makin lama makin bertambah besar sesuai dengan pertambahan jumlah NO₂ yang terbentuk. Pada suatu saat laju reaksi disosiasi N₂O₄ sama dengan laju reaksi pembentukan N₂O₄. maka Keadaan inilah yang disebut Keadaan kesetimbangan.

Proses penguraian yang dibahas di atas, secara diagramatis dapat digambarkan sebagaimana yang diperlihatkan pada Gambar 1 berikut :

Gambar 1. Pencapaian keadaan kesetimbangan reaksi penguraian N₂O₄ ( grafik Konsentrasi thd waktu)

Pada keadaan kesetimbangan, jumlah molekul NO2 dan N2O4 tetap. Oleh karena itu ketika keadaan kesetimbangan tercapai tidak terjadi perubahan sifat makroskopis zat. Akan tetapi reaksi penguraian dan pembentukan N2O4 tetap berlangsung secara terus menerus tidak kunjung berhenti. Jadi, pada keadaan kesetimbangan dinamis, sekalipun secara makroskopis tidak terjadi perubahan, tetapi secara mikroskopis tetap terjadi perubahan yang terus menerus.

Gambar 2. Grafik perubahan reaksi terhadap waktu pada reaksi bolak-balik (grafik Kecepatan reaksi thd waktu )

Contoh proses kesetimbangan yang terjadi dalam tubuh manusia : tubuh mempunyai suatu sistem yang mengatur pH tetap sekitar 7,4. Hal itu sangat penting, karena perubahan kecil saja pada pH darah akan mengganggu fungsinya, misalnya dalam kegiatan pengikatan logam.

Ciri keadaan kesetimbangan  :

·         Laju reaksi ke kanan dank e kiri sama

·         Terjadi dalam ruang tertutup

·         Secara makroskopis tidak terjadi perubahan (reaksi selesai) tetapi secara mikroskopis reaksi terus berlangsung

·         Jumlah mol zat selalu tetap