Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia

Artikel ini membahas mengenai materi kimia yaitu kesetimbangan kimia, termasuk tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc), Kesetimbangan tekanan parsial (Kp), dan juga Prinsip Le Châtelier, beserta dengan contoh soalnya.

Kata “kesetimbangan” dalam KBBI (Kamus Besar Bahasa Indonesia) didefinisikan sebagai hal (keadaan, sifat) setimbang, sementara kata ‘kimia” dalam KBBI didefinisikan sebagai ilmu tentang susunan, sifat, dan reaksi suatu unsur zat. Bagaimana dengan kesetimbangan kimia? Meskipun dalam pengertian dapat diartikan secara sederhana, namun kesetimbangan kimia konsepnya tidak sesederhana itu.

Pada artikel ini kita akan membahas mengenai materi kimia yaitu kesetimbangan kimia, termasuk tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc), Kesetimbangan tekanan parsial (Kp), dan juga Prinsip Le Châtelier, beserta dengan contoh soalnya. Agar kalian bisa mengerti mengenai konsep dari kesetimbangan kimia, baca artikel ini sampai habis ya 🙂

 

Kesetimbangan Dinamis

Secara sederhana kesetimbangan kimia adalah suatu keadaan dimana kecepatan dapat berlangsung dari kiri ke kanan dan sebaliknya, dengan kecepatan yang sama baik dari kiri maupun dari kanan pada suhu tertentu. Kesetimbangan kimia hanya terjadi pada reaksi balik atau yang sering disebut reaksi reversibel yaitu salah satu reaksi kimia, dimana reaksinya dapat berlangsung dalam dua arah alias tidak hanya reaktan yang dapat menjadi produk, tapi produk juga bisa berubah jadi reaktan kembali atau biasa disebut terjadi pada reaksi tertutup, dimana tidak ada perpindahan materi.

Meskipun terlihat seakan-akan tidak terjadi perubahan secara makroskopis, namun secara mikroskopis, sebenarnya terjadi reaksi yang terus berlangsung bolak-balik, fenomena ini disebut sebagai kesetimbangan dinamis. Dimana kesetimbangan dinamis adalah keadaan berlangsungnya dua proses yang berlawanan pada kecepatan yang sama serta total konsentrasi senyawa tidak mengalami perubahan seiring berjalannya waktu. 

Meskipun terlihat rumit, sebenarnya fenomena ini mungkin sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari, misalnya saat kalian masak air dalam panci dalam keadaan tertutup. Pada saat kita masak pasti akan muncul uap-uap air di tutup pancinya kan? Nah, sebenarnya tanpa kita sadari  kecepatan pengembunan uap sama dengan kecepatan penguapan cairan. Meskipun molekul secara terus menerus bergerak bolak balik di antara keadaan cair dan gas, yaitu proses dinamis, keadaan akan tercapai kalau tekanan uap tidak berubah atau tetap dengan berjalannya waktu.

Tekanan uap cairan adalah sifat yang berkaitan dengan keadaan setimbang dan merupakan contoh tetapan kesetimbangan. Itulah mengapa lambang atau simbol dari kesetimbangan adalah panah dua arah (⇄).

 

Tetapan Kesetimbangan

kesetimbangan kimia
Sumber gambar: Hans Reniers/Unsplash.com

Tetapan kesetimbangan sendiri dibagi menjadi 2 (dua) yaitu tetapan kesetimbangan konsentrasi atau Kc, dan tetapan kesetimbangan tekanan parsial atau Kp.

Tetapan Kesetimbangan Konsentrasi (Kc)

Secara matematis tetapan kesetimbangan konsentrasi atau Kc adalah perbandingan hasil kali konsentrasi dari produk yang dipangkatkan koefisiennya dengan hasil kali konsentrasi dari reaktannya yang dipangkatkan koefisiennya. Tetapan kesetimbangan konsentrasi ini dibagi lagi menjadi 2 (dua), yaitu:

1. Kesetimbangan Homogen

Sesuai dengan namanya yang mengandung kata “homogen”, kesetimbangan ini merupakan jenis kesetimbangan yang terjadi pada saat produk dan juga reaktan nya berasal dari fase yang sama, yaitu seluruhnya gas (g) atau seluruhnya cairan (aq), seperti dibawah ini.

aA(g) + bB(g)  ⇄ cC(g) + dD(g)

  (Reaktan)         (Produk)

Maka nilai kesetimbangan konsentrasinya disusun sebagai berikut:

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 57

Dimana, 

Kc = tetapan kesetimbangan 

A = Molaritas zat A (M)

B = Molaritas zat B (M)

C = Molaritas zat C (M)

D = Molaritas zat D (M)

2. Kesetimbangan Heterogen

Setelah memahami mengenai kesetimbangan homogen, kalian pasti udah bisa nebak dong mengenai kesetimbangan Heterogen? Yap, Kesetimbangan heterogen merupakan jenis kesetimbangan yang terjadi pada saat produk dan reaktan memiliki fase yang berbeda. Dimana yang hanya mempengaruhi tetapan kesetimbangan hanya unsur yang berwujud gas (g) dan cairan (aq). Misalnya sebagai berikut:

aA(aq) + bB(s)  ⇄ cC(s) + dD(g)

  (Reaktan)             (Produk)

Maka nilai kesetimbangan disusun sebagai berikut:

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 58

Dimana, 

Kc = tetapan kesetimbangan 

A = Molaritas zat A (M)

D = Molaritas zat D (M)

Tetapan Kesetimbangan Tekanan Parsial (Kp)

Berbeda dengan kesetimbangan konsentrasi atau Kc, pada tetapan kesetimbangan tekanan parsial atau Kp hanya fase dalam wujud gas yang diperhitungkan mempengaruhi tetapan keseimbangannya. Untuk menentukan tekanan parsial suatu zat dari tekanan parsial totalnya digunakan persamaan sebagai berikut:

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 59

Kenapa diperlukan nilai P suatu zat? karena akan digunakan untuk mencari tetapan kesetimbangan tekanan parsialnya. Sama halnya dengan tetapan kesetimbangan konsentrasi, tetapan kesetimbangan tekanan parsial juga dibagi menjadi 2 (dua) yaitu reaksi homogen dan heterogen. Dengan susunan persamaan sebagai berikut:

Reaksi Homogen

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 60

Reaksi Heterogen

Karena reaksi heterogen hanya memperhitungkan fase berwujud gas (g) yang mempengaruhi tetapan kesetimbangan, maka susunan tetapan kesetimbangan tekanan parsial terhadap reaksi heterogen adalah sebagai berikut:

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 61

Hubungan Kc dan Kp

Lalu apa hubungan antara Kc dan Kp? Secara matematis, hubungan keduanya tersusun sebagai berikut:

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 62

Dimana, 

R = konstanta 0,082 L atm/mol K

T = suhu Kelvin (K)

Materi Kimia: Kesetimbangan Kimia 63

contoh soal 1 kesetimbangan kimia

contoh soal 2 kesetimbangan kimia

 

Prinsip Le Châtelier

Seorang kimiawan asal Perancis yaitu Henri Louis Le Chatelier pada 1884 mengungkapkan yang saat ini terkenal dengan sebutan Prinsip Le Chatelier atau asas Le Chatelier yaitu yang berbunyi sebagai berikut:

“apabila pada suatu sistem kesetimbangan dilakukan gangguan dalam bentuk perubahan temperatur, tekanan, atau konsentrasi spesies yang terlibat dalam reaksi, maka sistem akan bereaksi sedemikian rupa, yang akan sedikit mengganggu kesetimbangan, dalam rangka mencapai kesetimbangan yang baru.”

Yang artinya bila pada suatu sistem yang setimbang mengalami gangguan atau terganggu maka sistem akan menyesuaikan sedemikian rupa agar dampak dari perubahan tersebut dibatalkan. Dimana prinsip ini digunakan untuk memanipulasi reaksi reversibel, dan meningkatkan rendemen reaksi. 

Kurang lebih begitulah pembahasan mengenai kesetimbangan kimia, jika kalian mau pembahasan yang berupa video singkat dan dibahas oleh tutor kimia zenius, kalian bisa akses secara gratis di Materi Kesetimbangan Kimia, selain ada pembahasan berupa whiteboard video, juga ada contoh soal loh! Semoga artikel ini membantu ya guys, selamat belajar!

 

Baca juga Artikel Lainnya

Ikatan Kimia

Macam-macam Zat dan Perubahannya

Sistem Periodik Unsur