Kesetimbangan Dinamis dan Tetapan

Dec 11, 2011 ~ Leave a Comment ~ Written by Budiyanto

Kesetimbangan Dinamis dan Tetapan Kesetimbangan. Ilmuwan pertama yang mengajukan gagasan kesetimbangan dalam ilmu Kimia adalah Berthollt, ketika menjadi penasihat Napoleon di Mesir (reaksi kesetimbangan dapat diselidiki dalam dua arah). Temuan secara laboratorium dilakukan oleh Guldberg dan aage, sedangkan rumusan secara matematika diajukan oleh Vant Hoff (konsentrasi pereaksi dalam reaksi kesetimbangan sebanding dengan pangkat dari koefisien reaksinya).

1. Makna Kesetimbangan Dinamis
Ada beberapa istilah yang harus Anda pahami sebelum melangkah lebih jauh mempelajari kesetimbangan kimia. Istilah tersebut adalah reaksi satu arah (one way reaction), reaksi dapat balik (two way reaction), dan reaksi kesetimbangan (equilibrium reaction). Jika dalam suatu reaksi, zat-zat hasil reaksi tidak dapat bereaksi kembali menjadi pereaksi maka disebut reaksi satu arah.

Contoh:
Pembakaran metana berlangsung dalam satu arah. Persamaan reaksinya:

CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)

Jika hasil reaksi (CO₂ + H₂O) direaksikan lagi, tidak akan membentuk pereaksi kembali (CH₄ + O₂), tetapi menjadi H₂CO₃. Kenyataan ini menunjukkan bahwa reaksi di atas adalah reaksi satu arah atau reaksi yang tidak dapat balik (irreversible). Jika dalam suatu reaksi hasil-hasil reaksi dapat membentuk pereaksi lagi maka disebut reaksi dapat balik (reversible).

Contoh:
Jika gas N₂ dan gas H₂ direaksikan dalam reaktor tertutup akan terbentuk gas NH₃. Persamaannya:
N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)
Gas NH₃ yang terbentuk dapat diuraikan kembali membentuk pereaksi. Persamaannya:
2NH₃(g) → N₂(g) + 3H₂(g)

Reaksi semacam ini menunjukkan bahwa reaksi dapat balik (reversible) atau reaksi dua arah. Suatu reaksi dapat digolongkan ke dalam reaksi kesetimbangan dinamis (equilibrium reaction) jika reaksi yang dapat balik (reversible) berlangsung dengan kecepatan yang sama, baik kecepatan ke arah hasil reaksi maupun kecepatan ke arah pereaksi dan reaksinya tidak bergantung pada waktu. Dalam sistem kesetimbangan dinamis, reaksi yang menuju hasil reaksi dan reaksi yang menuju pereaksi berlangsung secara bersamaan dengan laju yang sama sehingga konsentrasi masing-masing zat dalam sistem kesetimbangan tidak berubah.

Jika Anda dapat melihat sistem kesetimbangan dinamis secara molekuler, akan tampak partikel-partikel dalam sistem kesetimbangan tidak tetap sebagai pereaksi atau hasil reaksi, melainkan bereaksi terus dalam dua arah secara dinamis. Pereaksi akan berubah menjadi hasil reaksi diimbangi oleh hasil reaksi berubah menjadi pereaksi. Jadi, kesetimbangan kimia dikatakan dinamis sebab secara molekuler (mikroskopik) zat-zat tersebut berubah setiap saat, tetapi secara keseluruhan (makroskopik) tidak ada perubahan sifat fisik, baik wujud maupun konsentrasi masing-masing zat. Keadaan kesetimbangan dinamis dapat dianalogikan sebagai seseorang yang berjalan di eskalator, tetapi arahnya berlawanan dengan arah eskalator. Eskalator bergerak ke bawah dan orang tersebut bergerak ke atas dengan kecepatan yang sama. Akibatnya, orang tersebut seperti berjalan di tempat. Secara makrokospik, kedudukan orang tersebut tidak berubah sebab tidak bergeser dari posisinya, tetapi secara mikroskopik terjadi perubahan terus menerus, seperti ditunjukkan oleh gerakan eskalator yang diimbangi oleh gerakan orang tersebut dengan kecepatan yang sama. Persamaan kimia untuk reaksi kesetimbangan dinyatakan dengan dua arah anak panah, misalnya pada reaksi pembentukan amonia, persamaan kimianya ditulis sebagai berikut.

N₂(g) + 3H₂(g) ⇆ 2NH₃(g) atau 2NH₃(g) ⇆ N₂(g) + 3H₂(g)

Tinjau reaksi pembentukan belerang trioksida berikut.

2SO₂(g) + O₂(g)