Kesetimbangan Kimia

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia mempresentasikan suatu kesetaraan antara reaksi maju dan reaksi balik. Dalam kebanyakan kasus, kesetaraan ini sangat rentan.  Perubahan kondisi percobaan dapat mengganggu kesetaraan dan menggeser posisi kesetimbangan sehingga produk yang diinginkan dapat terbentuk lebih banyak atau kurang. Berikut ini adalah variabel-variabel percobaan yang dapat diatur yaitu konsentrasi, volume ,tekanan dan suhu. Di sini kita akan melihat bagaimana variabel-variabel tersebut dapat menggeser kesetimbangan. 

Ada satu aturan umum yang dapat membantu kita kearah mana kesetimbangan akan bergeser jika terjadi perubahan konsentrasi, volume atau tekanan dan suhu. Aturan ini dikenal dengan asas Le Chatelier  yang menyatakan bahwa jika suatu tekanan eksternal diberikan kepada suatu sistem yang setimbang, sistem ini akan menyesuaikan sedemikian rupa untuk mengimbangi sebagian tekanan ini pada saat sistem mencoba setimbang kembali.  Kata tekanan disini yaitu perubahan konsentrasi, volume, tekanan dan suhu yang dapat menggeser sistem dari keadaan setimbangnya.

Perubahan Konsentrasi

Besi (III) tiosianat [Fe(SCN)₃] mudah larut dalam air dan menghasilkan larutan berwarna merah. Warna merah ini disebabkan oleh adanya ion terhidrasi FeSCN²⁺

Kesetimbangan antara ion-ion FeSCN²⁺ yang tidak terurai dan

dituliskan sebagai:

     

                    FeSCN²⁺_(aq)       Fe³⁺_(aq)           +   SCN^-_(aq)

                     Merah               kuning pucat           tak berwarna

Apa yang terjadi jika kita tambahkan sedikit kalium tiosianat (KSCN) ke dalam laruatan ini? Dalam hal ini, tekanan yang diberikan pada kesetimbangan sistem ialah penambahan konsentrasi SCN^- (berasal dari penguraian KSCN). Untuk mengkompensasi tekanan ini beberapa ion Fe³⁺ bereaksi dengan ion SCN^- yang ditambahkan, sehingga kesetimbangannya bergeser kekiri.  Akibatnya warna merah dari larutan bertambah tua. Demikian juga jika kita tambahkan FeCl₃ kedalam larutan asal, warna merah juga akan bertambah tua karena ion F³⁺ tambahan dari FeCl₃  akan menggeser kesetimbangan dari kanan ke kiri.

Sekarang kita coba tambahkan sedikit asam oksalat (H₂C₂O₄) ke dalam larutan asal. Asam oksalat terionisasi dalam air membentuk ion oksalat C₂O₄^2- yang terikat kuat dengan ion-ion Fe³⁺. Pembentukan ion stabil berwarna kuning Fe(C₂O₄)₃^3-  mengambil ion Fe³⁺ dalam larutan, akibatnya kesetimbangan bergeser dari kiri ke kanan. Larutan merah akan berubah menjadi kuning karena terbentuknya ion Fe(C₂O₄)₃^3-. 

Pada percobaan ini menunjukkan bahwa pada kesetimbangan, semua reaktan dan produk berada dalam sistem reaksi. Kedua, peningkatan konsentrasi produk

(Fe³⁺ atau SCN^-) akan menggeser kesetimbangan kekiri dan penurunan konsentrasi produk akan menggeser kesetimbangan ke kanan.

Perubahan Suhu

Hanya perubahan suhu yang dapat menggeser kesetimbangan dan mengubah konstanta kesetimbangan. Pembentukan NO₂ dari N₂O₄ adalah proses endotermik :  

                     N₂O_{4 (g)}      2NO_{2 (g)}                    ΔH  =  58,0 kJ

          tak berwarna            coklat gelap

Dan reaksi sebaliknya adalah reaksi eksotermik.  Apa yang terjadi jika sistem kesetimbangan dipanaskan pada volume tetap? Karena proses endotermik menyerap kalor dari lingkungan, proses pemanasan akan menyebabkan terurainya

molekul N₂O₄ menjadi NO₂ hal ini akan terlihat warna gas yang semakin tua. Dan penurunan suhu akan menyebabkan reaksi bergeser kekiri (reaksi eksotermik) karena reaksi eksotermik menghasilkan panas. Hal ini akan terlihat dengan memudarnya warna dari sistem.

Contoh lain, perhatikan kesetimbangan antara ion-ion berikut :

             CoCl₄^2-    +    6 H₂O    Co(H₂O)₆²⁺   +   4 Cl^-

             Biru                                   merah muda

Pembentukan CoCl₄^2-  adalah proses endotermik, jika sistem dipanaskan, kesetimbangan bergeser kekiri dan larutan menjadi biru.  Pendinginan menyebabkan reaksi bergeser ke kanan (eksotermik) dan larutan menjadi merah muda.

Percobaan 2 : Pengaruh Perubahan Suhu pada Sistem Kesetimbangan

Bila tembaga dimasukan ke dalam larutan HNO₃ pekat akan terbentuk gas NO₂ yang berwarna coklat. Gas NO₂ ini dapat mengadakan kesetimbangan menurut reaksi :

2 NO2 (g)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           N2O4 (g)                                                                                                                                                                                      : H = - X kj

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    (coklat)                                                                                                                                                                                     (tak berwarna)                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

Pada eksperimen ini akan diambil pengaruh perubahan suhu pada kesetimbangan diatas.

Alat dan Bahan	Ukuran / Satuan	Jumlah
Tabung reaksi besar Sumbat karet Gelas kimia HNO3 Lempeng tembaga (Cu) Air panas Es	3 cm X 20 cm - 1 dm3 peka : 0,5 cm x 0,5 cm - -	3 3 3 5 cm3 3 secukupnya secukupnya

Catatan : hati-hati bekerja dengan gas NO₂ yang bersifat racun jangan terhisap melalui nafas.

Urutan Kerja :

1. Masukan ke dalam 3 tabung reaksi besar. Masimg-masing 10 tetes HNO pekat dan satu lempeng Cu. Segera tutup dengan sumbat karet erat-erat.
2. Tabung 1 dimasukan ke dalam es.

Tabung 2 dimasukan ke dala air panas.

Tabung 3 sebagai pembanding

Bandingkan warna gas dalam ketiga tabung.

Hasil pengamatan :

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Pertanyaan :

Dari hasil percobaan di atas jelaskan pengaruh perubahan suhu terhadap sistem kesetimbangan.

Posted in: Kimia Dasar II