Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan
Jika ke dalam sistem reaksi yang berada dalam keadaan kesetimbangan diberi gangguan, misalnya konsentrasi atau suhunya diubah, apa yang terjadi? Sudah menjadi fenomena alam, setiap ada aksi tentu ada reaksi dan reaksinya beragam. Menurut Le Chatelier, jika sistem yang berada dalam keadaan kesetimbangan diganggu, sistem akan berusaha mengurangi gangguan dengan cara menggeser posisi kesetimbangan, baik ke arah pereaksi maupun hasil reaksi sehingga gangguan tersebut minimum dan tercapai keadaan kesetimbangan yang baru.
Jika ke dalam sistem reaksi yang berada dalam keadaan kesetimbangan diberi gangguan, misalnya konsentrasi atau suhunya diubah, apa yang terjadi? Sudah menjadi fenomena alam, setiap ada aksi tentu ada reaksi dan reaksinya beragam. Menurut Le Chatelier, jika sistem yang berada dalam keadaan kesetimbangan diganggu, sistem akan berusaha mengurangi gangguan dengan cara menggeser posisi kesetimbangan, baik ke arah pereaksi maupun hasil reaksi sehingga gangguan tersebut minimum dan tercapai keadaan kesetimbangan yang baru.
1. Pengaruh Gangguan Konsentrasi terhadap kesetimbangan
Jika pada sistem kesetimbangan dilakukan penambahan atau pengurangan salah satu pereaksi atau hasil reaksi, sistem akan mengadakan reaksi untuk mengurangi gangguan tersebut. Jika ke dalam sistem reaksi, konsentrasi pereaksi dinaikkan atau konsentrasi pereaksi dikurangi maka posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan hasil reaksi.
Jika pada sistem kesetimbangan dilakukan penambahan atau pengurangan salah satu pereaksi atau hasil reaksi, sistem akan mengadakan reaksi untuk mengurangi gangguan tersebut. Jika ke dalam sistem reaksi, konsentrasi pereaksi dinaikkan atau konsentrasi pereaksi dikurangi maka posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan hasil reaksi.
Contoh Pengubahan Konsentrasi Kesetimbangan
Perkirakan arah pergeseran kesetimbangan berikut:
N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g)
Jika terhadap sistem kesetimbangan ditambah NH3? Bagaimana komposisi konsentrasi masing-masing zat setelah tercapai kesetimbangan yang baru?
Jawab:
Penambahan NH3 akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah penguraian NH3menjadi N2 dan H2. Setelah tercapai kesetimbangan yang baru, konsentrasi NH3 bertambah sedikit, konsentrasi N2 dan H2 bertambah besar.
Penambahan NH3 akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah penguraian NH3menjadi N2 dan H2. Setelah tercapai kesetimbangan yang baru, konsentrasi NH3 bertambah sedikit, konsentrasi N2 dan H2 bertambah besar.
2. Pengaruh Gangguan Suhu Sistem terhadap kesetimbangan
Jika sistem kesetimbangan diubah suhunya maka sistem akan bereaksi dengan cara yang berbeda dengan gangguan konsentrasi. Reaksi terhadap gangguan suhu sangat bergantung pada sifat-sifat termokimia dari spesi yang terdapat dalam sistem kesetimbangan. Seperti telah dibahas pada Bab Termokimia, ada reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm dapat berubah menjadi reaksi endoterm jika reaksinya dibalikkan, sedangkan nilai ΔH reaksi tetap hanya tandanya saja yang berubah. Jika sifat-sifat termokimia diterapkan ke dalam sistem reaksi yang membentuk kesetimbangan maka untuk reaksi ke arah hasil reaksi yang bersifat eksoterm, reaksi ke arah sebaliknya bersifat endoterm dengan harga ΔH sama, tetapi berbeda tanda. Menurut Le Chatelier, jika reaksi kesetimbangan diubah suhunya maka sistem akan melakukan tindakan dengan cara meminimalkan pengaruh suhu tersebut. jika suhu dinaikkan, posisi kesetimbangan bergeser ke arah (endoterm). Sebaliknya, jika suhu diturunkan, posisi kesetimbangan bergeser ke arah (eksoterm).
Jika sistem kesetimbangan diubah suhunya maka sistem akan bereaksi dengan cara yang berbeda dengan gangguan konsentrasi. Reaksi terhadap gangguan suhu sangat bergantung pada sifat-sifat termokimia dari spesi yang terdapat dalam sistem kesetimbangan. Seperti telah dibahas pada Bab Termokimia, ada reaksi eksoterm dan reaksi endoterm. Reaksi eksoterm dapat berubah menjadi reaksi endoterm jika reaksinya dibalikkan, sedangkan nilai ΔH reaksi tetap hanya tandanya saja yang berubah. Jika sifat-sifat termokimia diterapkan ke dalam sistem reaksi yang membentuk kesetimbangan maka untuk reaksi ke arah hasil reaksi yang bersifat eksoterm, reaksi ke arah sebaliknya bersifat endoterm dengan harga ΔH sama, tetapi berbeda tanda. Menurut Le Chatelier, jika reaksi kesetimbangan diubah suhunya maka sistem akan melakukan tindakan dengan cara meminimalkan pengaruh suhu tersebut. jika suhu dinaikkan, posisi kesetimbangan bergeser ke arah (endoterm). Sebaliknya, jika suhu diturunkan, posisi kesetimbangan bergeser ke arah (eksoterm).
Contoh Pengaruh Perubahan Suhu
Pembuatan amonia bersifat eksoterm. Persamaan termokimianya:
N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g) ΔHo = –366,1 kJ
Tentukan pergeseran posisi kesetimbangan jika suhu sistem dinaikkan.
Pembuatan amonia bersifat eksoterm. Persamaan termokimianya:
N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g) ΔHo = –366,1 kJ
Tentukan pergeseran posisi kesetimbangan jika suhu sistem dinaikkan.
Jawab:
Jika suhu dinaikkan, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm. Oleh karena pembentukan amonia eksoterm, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah sebaliknya, yaitu penguraian amonia menjadi N2(g) dan H2(g).
Jika suhu dinaikkan, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah reaksi endoterm. Oleh karena pembentukan amonia eksoterm, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah sebaliknya, yaitu penguraian amonia menjadi N2(g) dan H2(g).
3. Gangguan terhadap Tekanan/Volume
Untuk sistem kesetimbangan yang melibatkan fasa padat atau cair, gangguan tekanan atau volume tidak berpengaruh, tetapi untuk sistem yang melibatkan fasa gas, gangguan tekanan terhadap sistem kesetimbangan sangat berpengaruh. Perhatikan sistem reaksi kesetimbangan berikut.
Untuk sistem kesetimbangan yang melibatkan fasa padat atau cair, gangguan tekanan atau volume tidak berpengaruh, tetapi untuk sistem yang melibatkan fasa gas, gangguan tekanan terhadap sistem kesetimbangan sangat berpengaruh. Perhatikan sistem reaksi kesetimbangan berikut.
2NO2(g) ⇆ N2O4(g)
Jika tekanan sistem dinaikkan dengan
cara memperkecil volume wadah, sistem akan bereaksi sedemikian rupa
sehingga pengaruh volume sekecil mungkin. Bagaimanakah sistem akan
bertindak? Tekanan diperbesar atau volume wadah diperkecil, memacu
sistem untuk memperkecil pengaruh tekanan dengan cara mengurangi jumlah
molekul. Frekuensi dan jumlah molekul yang bertumbukan dengan dinding
wadah makin sedikit sehingga kenaikan tekanan menjadi minimum. Dengan
demikian, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah
molekulnya paling sedikit. Pada reaksi pembentukan N2O4,
ke arah mana posisi kesetimbangan akan bergeser? Ingat, perbandingan
koefisien reaksi menyatakan perbandingan jumlah molekul. Oleh karena
itu, kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan N2O4 sebab jumlah molekulnya setengah dari jumlah molekul NO2.
Contoh Pengaruh Tekanan/ volume
Perhatikan reaksi kesetimbangan berikut:
N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g)
N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g)
Jika tekanan dalam sistem kesetimbangan diturunkan, bagaimanakah pergeseran kesetimbangannya?
Jawab:
Penurunan tekanan akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah yang jumlah molekulnya lebih banyak. Dalam sistem ini, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah pereaksi (N2+H2). Berdasarkan uraian tersebut, jika tekanan sistem meningkat, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih sedikit seperti ditunjukkan pada Gambar 5.9. Bagaimana jika jumlah molekul pereaksi sebanding dengan jumlah molekul hasil reaksi? Misalnya pada reaksi berikut.
Penurunan tekanan akan menggeser posisi kesetimbangan ke arah yang jumlah molekulnya lebih banyak. Dalam sistem ini, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah pereaksi (N2+H2). Berdasarkan uraian tersebut, jika tekanan sistem meningkat, posisi kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah molekul yang lebih sedikit seperti ditunjukkan pada Gambar 5.9. Bagaimana jika jumlah molekul pereaksi sebanding dengan jumlah molekul hasil reaksi? Misalnya pada reaksi berikut.
H2(g) + I2(g) ⇆ 2HI(g)
Jika jumlah molekul pereaksi sebanding
dengan hasil reaksi atau jumlah koefisien pereaksi sama dengan hasil
reaksi maka perubahan tekanan atau volume sistem tidak akan berpengaruh
terhadap sistem kesetimbangan.
Gambar 5.9 Ketika tekanan diperbesar atau volume diperkecil, sistem kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah molekulnya sedikit
Bagaimana jika ke dalam sistem reaksi yang berada dalam kesetimbangan ditambahkan gas lembam (inert)
seperti gas mulia (He, Ne, Ar)? Apakah sistem kesetimbangan terganggu?
Jika gas inert seperti He, Ne, atau Ar dimasukkan ke dalam sistem reaksi
yang berada dalam kesetimbangan, tekanan total sistem meningkat sebab
jumlah molekul bertambah. Tekanan total sistem merupakan jumlah aljabar
dari tekanan parsial masing-masing komponen. Menurut Dalton:
Ptotal= P1 + P2 + P3 + ….. + Pi.
Ptotal adalah tekanan total sistem.
P1, P2, …, Pi adalah tekanan parsial masing-masing komponen gas.
Ptotal adalah tekanan total sistem.
P1, P2, …, Pi adalah tekanan parsial masing-masing komponen gas.
Jika tekanan parsial dari komponen
sistem berubah, komposisi gas akan berubah. Akibatnya, sistem
kesetimbangan juga turut berubah. Hal ini karena tetapan kesetimbangan
ditentukan oleh nilai tekanan parsial masing-masing komponen gas. Gas
inert tidak bereaksi dengan komponen gas yang terdapat dalam sistem
kesetimbangan sehingga komposisi dari masing-masing komponen sistem
kesetimbangan tidak berubah. Akibatnya, penambahan gas inert tidak
memengaruhi keadaan kesetimbangan. Penambahan gas inert ke dalam sistem
kesetimbangan hanya menambah satu komponen tekanan parsial, sedangkan
komponen parsial gas dalam sistem kesetimbangan tidak berubah.
No comments:
Post a Comment